（计算机应用技术专业论文）手持式企事业单位人事资料查询终端的设计与实现.pdf

珏南交通大学硕士研究生学位论文第l 页 摘要 随着信息技术( i t ) 的飞速发展，特别是互联网( i n t e r n e t ) 的迅速普及以 及3 c ( 待算机、通讯、消费电予) 合一的船速发展，宣告数字化嚣 弋己经来到 我们的生活中。嵌入式接入设备是数字化时代的一类标志性应用产品，世界 上镪多国家在这个领域牙缝了激烈的竞争，以争取获褥主导地位。嵌入式产 品是数字化产品的核心，而嵌入式l i n u x 由于其开放源代码带来的强大的活 力，成为了其中的佼佼者。 现今的手持嵌入式设备发展趋势是实现多种功能的综合化和一体化，通 过将多种功熊有机整合在一个设备上从而实现受为强大的用途，而将无线网 络，数据库，w e b 技术整合在一起的应用前景非常广泛。 本文将探讨如何在基于i n t e lx s c a l ep x a 2 5 5 微处理器的s i t s a n g 开发 平台上实现g p r s 无线上网，w e b 浏览，以及数据管理和查询功能，实现通过 g p r s 无线网络访闫远端服务器上存放的数据文件和本地脱机管理数据文件 的功能。并且在此旗础上阐述了实现手持式中小企事业人事档案资料管理查 询终端开发的过程。 在开发步骡上，先将嵌入式l i n u x 操作系统和嵌入式q t e m b e d d e d 以及 q t o p j a 软件开发平台移植到基于p ) ( a 2 5 5 的s i s t a n g 开发板上，然后在此平 台上进行了对手持式企事业人事档案资料查询设备的总体规划和软硬件功能 模块的划分，通过对g p r s 网络支持的实现，对w e b 访问方式实现，和人事档 案管理查询应用软传的设计实现，最后完成了本设计。本设计的实现对嵌入 式l i n u x 操作系统下从事嵌入式系统的开发，具有一定的借鉴意义和实用价 值。 关键词：嵌入式l i n u xs i t s 锄gg p 憝w 糙q tq t 。p i a 数据管理查询 器南交遘大学磙士醑究_ 蹩学位论文繁ll 炎 a b s t r a c t 释i t hq u i c kd e v e l o p m e n to f王n f o r 翔a t i o nt e c h n 0 1 0 9 y ， e s p e c i a l l y i n t e r n e tp o p u l a r i z a t i o na n d3 c( c o p u t e r ，c o m m u n i c a t i o n ，c o n s u m e r ) s y s t e 堋i z a t i o nd e v e l o p m e n t ， t h ec o m i n go fd i g i t a la g ei sd e c l a r e d e m b e d d e df a c i l i t i e sa r em a i n l yp r o d u c ti nd i g i t a la g e 。c o u n t r i e sa l l o v e rt h e 帅r l da r ei n v 0 1 v e di nc o m d e t i t i o no ft h i sf i e l ds oa st oo b t a i n l e a d i n gp o s i t i o n e m b e d d e dl i n u x8 sap e to fe 翔b e d d e ds y s t e ms o f t w a r e b e c o m e so n eo ft h ed i g i t a lp r o d u c tk e r n e l sb e c a u s eo fi t sa d v a n t a g e o fo p e ns o u r c e t h ed e v e l o d 叨e n tt r e n d s o fh a n d h e l d e m b e d d e dd e v i c et o d a ya r e i n t e g r a t i v ea n d l t i f u n c t i o n a l 。a n dt b i sk i n do fi n t e g r a t i o ne a n 秘a k e d e v i c e1 i 】o r eu s e f u l i n t e g r a t i o no fw i r e l e s sn e t w o rk ，d a t a b a s e ，a n dw e b t e c h n o l o g yw i l lh a v eav e r yw i d eu s e f 聪lf u t 张r e 。 t h i s p a p e r d i s c u s s e s h o wt o i l p l e m e n t t h e i n t e g r a t i o n a n d 珏戤l t i 如n e t i o no fg p 黔，骠e b ，a n dd a t a b 8 s e 珏 a 纛a g e 臻e n to nt 魏ep 王a t f o r 氆 o fs i t s a n g t h ed a t ap l a c e da tt h es e r v e rc a nb ev i s i t e da n dm a n a g e d o rb ed o w n l o a 垂e db y h e e v i e et h r o 珏g hg p r sn e t 驿o r k 盎n dt h ep r o c e s s o fd e v e l o p m e n to fh a n d h e l dd e v i c e o fh u l l l a nr e s o u r c em a n a g e m e n ti s d i s e u s s e 纛 t h i sp a p e rb e g i n sw i t ht h et r a n s p l a n t i n gt h ee m b e d d e dl i n u x o p e r a t i o ns y s t e m8 n 蠢e l l l b e d d e dq t 蕊d 舀t o p i as o f t w a r ep l a 专f o r 琢t o s i t s a n ge v a l u a t i o nb o a r d t h e nt h es t r u c t u r eo fh a n d h e l dd e v i c eo f h 娃i i l 鞠r e e o u r s e # 敬n a 茳e m e n ta n d t h ed i f f e r e n tf u n e t i o n a l 瑚o d u l e sa r e d e s i g n e d a tl a s tg p r sn e t w o r k ，w e b ，a n da p p l i c a t i o no fh u m a nr e s o u r c e 孺a n a g e 璜e n t r ei 毪翠】e m e n t e d 王th a sr e f e r e n e es i g n i f i c a n c ea n d p r a c t i c a lv a l u ef o rt h ee n g i n e e r sw h oa r es t u d y i n gt h ea p p l i c a t i o no f e m b e 蠢d e ds y s t e mu n d e re 瑚b e d d e dl i n u xo p e r a t i o ns y s t e m k e yw o r d s ： e m b e d d e dl i n u xs i t s a n gg p r sw e bq tq t o p i ad a t a b a s e t 1 1 a n a g e m e n t 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 引言 第1 章绪论 用于嵌入式设备的计算机几乎和计算机本身的历史一样长久，随着计算 枫技术的发展，嵌入式系统己成为计算枫领域的一个重要方面。所谓嵌入式 设备，是指舆有计算机功能，但又不作为独立计算机使用的设备。它几乎包 括了我们周围的所有电器设备：如掌上电脑、p d k 移动计算设备、手枫、多 媒体、汽车、微波炉、家庭自动化系统、电梯、自动售货机、电子医疗仪器、 鑫动取款、再e b 游戏枧、张p 电话手机、s t b ( 电魏鸯i 颚盒) 、d v d 播放极、电 子阅读机、信息高速公路的交换机、路由器和m o d e m 等等。嵌入式设备和产 品已经深深的融入了我爨的生活之中，并且必将推动我们的工作帮生活囱数 字化倍息化进一步发展。 1 2 本设计研究的背景与意义 1 2 1 手持嵌入式设备目前发展的情况 在我们的生活中，随处可见很多的手持嵌入式设备，在电子商务领域， 也出缆了很多其有名片存储，记事提醒，电话簿查询，网页满览等常用功能 的手持嵌入式设备。当前出现的大多数手持电子商务设备( p d a ) ，基本都具 有简单的数据库管理功能，以及网络涛问，主要是髋b 访问功能，僵是，基 本上只是作为目前p d a 的多个子功能，而没衣实现将几个功能有机结合起来 整合为一个较为综合的应用。 而如果能够在p d a 上整合g p r s 无线上网，w 髓浏览，以及数据管理和查 询功能，实现通过无线移动网络访问远端服务器数据文件和本地脱机管联的 技术，应用翦景将十分广泛。例如，采用此技术，可以开发出手持式城市公 交路线查询设备；手持式公路，铁路，航空查询定票设备：手持式全国各城 市溪店宾馆预定设餐；手持式企事业单位人事档案簧理查询设鍪；手持式股 票查询设备等等一系列终端设备，而这些设备的最大的优点，在于： 西南交通大学硕磷究生学位论文第2 页 1 、设备的便携性，可以随身携带。 2 、因为数据文l 孛存放在服务器端，因此，只要维护好服务器端数据文件， 终端设备就可以随时获取最新的数据资料，做到信息的随时更新。 1 2 2 “肌x 在当前嵌入式操作系统中的发展情况 为了适应嵌入式设备的复杂性和多样性，缩短其开发周期，越来越多各 其特氛豹嵌入式操俦系统应运恧生。嵌入式系绫豹发展促使了嵌入式操1 曙系 统的更新，l i n u x 是其中最为重要的操作系统之一，l i n u x 经过短短十几年的 对润发震，现己成为一个功强大、设计完善貔操作系统，目前i 。i 腿x 已可 以与各种传统的商业操作系统分庭抗礼，占据了市场的相当大份额。据2 0 0 2 年i o s 统诗，l i n u x 占有全球w e b 服务器总数豹2 8 ，名列第一，又据1 统计，l i n u x 在服务器操作系统方面占市场份额的2 5 ，w i n d o w sn t 占3 8 ， n o v e l l 占市场份额的19 9 6 ，各种版本u n i x 占市场份额的1 5 。 l i n u x 不只在服务器领域取得了成功，在其它嵌入式领域同样获得了飞 速发艘，目前正在开发的嵌入式系统中，4 9 的项目选择l i n u x 作为操作系统， l i n u x 之所以能在嵌入式系统市场上取得如此迅速的发展，与它自身的优良 特性宥着不可分割的关系。 1 、开放源码、丰富的软件资源。 2 、功能强大的内核，性能高效、稳定。 3 、支掺多种体系结构。 4 、支持大量的周边硬件设备，驱动资源丰富。 所以，本设计将搜用l 。i n u x 作为操传系统，将g p r s 无线上网，卿浏览， 以及数据管理和查询功能整合在手持嵌入式设备中，通过访问并下载服务器 端豹数据，从丽实现手持忒企事业单位人事资料查谣终端。 1 3 本设计的设计目标和使用技术 1 、以i n t e l 公司的s i t s a n g 开发板作为硬件平台，使用l i n u x 作为操作 系统。 2 、采用q t e 和q t o p i a 作为嵌入式图形软件开发平台，实现嵌入式设备 於图形亿应朋开发。 婚南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 谗。 3 、使用g p r s 通过无线移动网络访问远端服务器数据文件。 4 、采蜀w e b 访问技术实现在线查询数据。 5 、提供远程数据下载功能，通过本地数据管理软件实现对数据的脱机查 1 4 论文所做的工作 设计将综合应用嵌入式系统，g p r s 无线上网，数据访问技术，以实现手 特设锯通过移动网络对远端嘏务器数据膳的访瓣查询功能。在本设计基础上， 只需对服务器端数据库做适当的改动，就可以演变出一系列终端设备。 嵌入式系统豹开发包括硬 牛开发秘软 牛开发。论文蓄凫从嵌入式系统的 特点入手，对设计采用的i n t e l 公司的s i t s a n g 开发平台以及嵌入式q t 和 q t o p i 8 平台进行了介绍，然君分绍了如傍在s i t s a n g 上搭建锯嚣形软件平 台，最后详尽的介绍了在此平台上开发手持式企事业单位人事资料查询终端 的全部过程。本设计基于i n t e l 公司s it s a n g 开发平台进行的嵌入式开发和 应用研究对于嵌入式开发项目有着重要的参考和应用价值。 1 。5 本文的组织结构 本文篾单分绍了嵌入式设备发震豁情况，并且基于s i t s a n g 平台分绥了 开发手持式企事业单位人事资料查询终端的全部过程。具体组织结构如下： 第一章介绍了论文的背景，设计目标，创新点和论文的组织绐构。 第二章主要介绍了s i s t a n g 开发平台的硬件结构和嵌入式q t 软件开发平 台。 第三章简要介绍了编译与移植l i n u x 操作系统和嵌入式q t 以及嵌入式 q t o p i a 软件开发平台的方法。 第四章主要介绍了应朋设计的整体结构规划 第五章主要介绍了如何在s i t s a n g 上使用g p r s 实现无线网络访问。 第六章主要介绍了在w 腿方式查询下，服务器端如何设计数据文 孛，捞 建w e b 平台，以及手持设备端如何实现嵌入式浏览器。 第七章谬绍分缨了在s i s 掘n g 开发板研究开发基于嵌入式l i n u x 操傣系 西瘩交通大掌硕士毳搿究生学位论文第4 页 统的数据下载、管理、查询软件开发的方法。 第八章是测试陡容 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 第2 章嵌入式l in u x 开发平台贪绍 2 1s i t s a n g 开发平台介绍 2 1 1i n t e fx s c a l ep x a 2 5 5 微处理器 p x a 2 5 5 是一款基丁英特尔x c a l e 微架构，面向移动设备和嵌入应用的微 处理器，处理速度高达4 0 0 删z ，支持多种外围设备，其中片内控制模块包括： 存储器控制器、l c d 控制器、d m a 控制器、a c 9 7 数字音频电路、1 2 s ，1 2 c 、 红外线通信接口i r d a 、同步串行控制s s p ，c l i e n tu s b 控制器、u a r t s ( 全功 能u a r t 、蓝牙d a r t 、标准u a r t 、硬件u a r t ) 、实时时钟电路、多媒体卡控 制器埘c ，中断控制、通用i o 口等。丰富的控制模块为各种应用开发提供了 强大的灵活性。其系统结构框图如图2 一l 所示m 一。 图2 - 1 p x a 2 巧结构斟 图2 - 1p x a 2 5 5 结构图 西南交通大学蔷贾士研究生学位论文第6 页 2 1 2s i t s a n g 开发平台概述 s i t s a n gp x a 2 5 5 开发平台( 简称s i t s a n g 平台) 以p x a 2 5 5 微处理器为核 心，配备了大量实用的步 设资源，能够炎分发挥出p x a 2 5 5 这种3 2 位x s c a l e 微处理器的优势，形成一个良好的p x a 2 5 5 开发环境。它具有高性能、低功耗 鹃优点，是面离智能手机、p b a 秘逶绉领域豹一嵇离端微处器。用户可以在 s i t s a n g 板上开发各种软件功能，也可以作为开发嵌入式系统应用产品的样 飙。 s i t s a n g 平台以p ) 【a 2 5 5 微处理器以核心，主要包括三大核心模块：电源 模块充分考虑了嵌入式系统的低功耗要求，实现了智能亿的电池充放电管理， 独立的处理器工作电压和核心电压系统，并对各个外围设备采取独立供电。 存储器包括6 镒的f l a s hr 嘴和6 4 醵的s d r 躺。板级寄存器实现对系统的设 置、控制、状态读取以及对中断的控制。 s i t s a n g 平台还配备了以下的大量硬件资源： ( 1 ) 存储器 6 4 m bs d r a m ： 3 2 妈x 2f l a s h ： ( 2 ) 扩展口 1 个c f 捶槽( c o i e l p a c tf l a s h ) ； 1 个s d 插槽( 删c s dc a r d ) ； 1 个扩展板卡捶橙( e x p a n s i o nc a r ds l o t ) ： ( 3 ) 多媒体接口 东芝l t 麓0 4 c 3 8 0 ( 触摸羼( l e 蚤) ； 通用l c d 连接口，支持其他型号的液晶屏； 音频编码解码器( a c 9 7c o d e c ) ，带m i e ，l i 隧i n 及 e a d 曲o n e 撬孔； ( 4 ) 通信口 全功能u a r t 串口( f f u a r t ) 和菔牙u a 解串e = ：j ( b t 一潍r 丁) ： 1 个u s bc l i e n t 豳： u s bh o s t 控制器，带2 个s t 口； 标凇微系统l a n 9 1 c 9 6 以太网控制器； 1 2 c 总线通信； 1 个红外( i r d a ) 收发器； 脉宽调制控制器； 西南交通大学硕士磷究生学位论文第7 页 ( 5 ) 用户接口及其它 3 2 个独立瓣l e d ，1 个1 6 值编羁的预设开发： 1 个五方向的微型游戏杆； 可供用户程序矮用豹加速度传感器； p x a 2 5 5 通过专门的引脚或者通过输入输出( g p l 0 ) 引脚，与s i t s a n g 平 台上豹夕 圈i 内设备连接。s i t s a n g 平台硬件系统框图如图2 2 掰示。 图中，p x a 2 5 5 左边的外围设备通过g p i o 引脚与c p u 直接相连；s d r a m 和f l a s h 通过系统总线( 地址总线、数据总线和片选信号) 与c p u 相连。在 c p u 和c f 卡、u s b 主端口、网口、扩展口等设备之间加入驱动缓冲芯片，起 至i 信号隔离和提高驱动能力的作脬t l 。 l 触摸屏h 如s 7 8 4 6 | + _ 叫sd ：f 乙蜥 叵亟卜 叫心h 匾斗 c p l d 叵 p xa ：2 5 5 等 b u t s 匾孙 臣区卜 d r i v 髓 臣三卜 t r a n s c c i v e r 再磊斗f 砷 图2 - 2s i t s a n g 开发平台硬件系统框图 2 2 嵌入式q t 图形软件平台介绍 2 2 1 嵌入式q t 简介 q t 是一种跨平台的c + + 图形界面( g u i ) 工鼷包，它是t r o l l t e c h 公司的标 西毫交遗大学硕士研究生攀位论文第8 页 志产i i ；! i ，q t 工具包括用于商业性质的商业版和用于开发自由软件的两种不同 的版本，用蠡由敝开发软件必须作为自出软件公布雕2 4 j i 嚣l 。 q t 作为一种新型的g u i 开发工具，具有与一般的工具包所不同的特征， 它的使用非常广泛掰m ：l 。 l 、面向对象：q t 具有模块设计和注重软件构件或元素的可熏用性的特 点。一个组件不需要知道它的内容，而通过s i g n a l 和s l o t 与外界通信、交 流，所有的q t 的组件都可通过继承而序列化。 2 、构件支持：q t 提供s i g n a l 和s l o t 概念，它是一种安全可靠的方法， 它允许回调，并支持对象之闽在彼此不知道对方信息的情况下进行合作，这 使得q t 非常适合于真正的构件编程。 3 、方便性：由于q t 是一种跨平令性叫i 工具包，赝以，它对编程者隐 藏了在处理不同窗口系统时潜在问题。为使基于q t 的程序更加方便，q t 包 括了一系歹l 类，这些类搜程序员避免7 在文件处理、时润处理等方蘑存在豹 依赖操作系统方面的细节问题。 4 、国际忧：吼为本魄亿应用提供了安全豹支持，所有的罐户晃面郝可 以基于消息翻译表被翻译成各国语言。另外，q t 完全支持双字节1 6 b i t 国际 字符标准。 5 、丰富的a p i 函数：q t 为专业应用提供了a p i 函数，在q ta p i 中大约 有2 5 0 个c + + 类，大多数类是基于g u i 专用的。q t 还提供了基于模板的序列 化、文件和通用的i o 设铸，目录管理、丑期时间类，常用表达式解析等。 目的楚年u 用这些类建立或生成不间的功能，用它们来实现q t 的通用化。除此 之外，也可以利用s ，r l 标准模块库或其它工具包。 6 、友好的联机帮助：q t 包括大量的联机参考文档，有超文本h t m l 方式， u n i x l i n u x 帮助页m a n 手艘页和补充的指南。 2 2 2q 妇m b c d d c d 体系结构 q t e m b e d d e d 是盯在嵌入式系统上面应用的嵌入式g u i 系统， q t e m b e d d e d 直接对帧缓冲f r a m e b u f f e r 进行读和写的操作，相对于q t 在x 环境下运行的体系结构提态了程序运行的效率，q t e 如e d e d 的结构层次如下 图所表示l 明。 q t e 那b e d e d 的塞口系统由一个或者多个进程缀成，其中一个进程作为 s e r v e r 。s e r v e r 主要是产生键盘鼠标事件，管理客户端区域等。s e r v e 对 题南交通大学硕士磷究生掌位论文第9 页 c l i e n t 来说，有一定的管理权限，可以在启动程序时候指明是否作为s e r v e r 运行。 q 伽b e d d e d 应用程序 q w s s e n ，e r 图形事件服务 q 恤n b e d d e d f i 铷n e b # r输入设备驱动 “n u x 操作系统 底层硬件平台 匿2 - 3 q 垤m l 则d e d 实现层次 q t e m b e d d e d 应用程序通过对窗口事件的响应和处理来完成程序的功 能，具体处理流程见下图所示。 图2 - 4 q t 事件处理结构图 两南交遵大学硕士研究生学位论文第1 0 页 每一个q t 程序都由初始化，事件响应处理和结束三个部分组成，在疆件 处理中，通过调用q t 库中媚关的类实瑷对事件的晌廒和请求，具体结构如下 图所示。 q t 应用程序 i 初始化h 朴理事一r 牛h 结秉l 0 请求队列申r - 申事传队列网格 l i ii 读请求并处理将事件放入队列 x s e r v c r l r i 设备相关图形设餐相关键盘 处理处理 设备相关层 t 网阿 计算机困 圈2 - 5 应用程序执行过程 谣南交通大学硕士研究生学位论文第11 页 2 ，3 本章小结 本章主要对s i s t a n g 开发平台作了简单会绍，同时也篱要介绍了作为应 用软件开发平台的嵌入式q t e 以及q t 应用程序的结构流程。 西南交通大学硕士研究生学位论文第12 页 第3 章手持平台上图形应用开发环境的移植 3 1 基于s i t s a n g 系统的嵌入式l i n u x 内核烧写 i n t e l 为s i s t a n g 扳提供了慕于l i n u x 操作系统豹源代码，用户可根据 应用开发的需要对l i n u x 内核进行必要的裁剪，由于本设计基于a r m 体系的 处理器，因此，在编译内核时将处理器选取为a 魏。此弗，在本设计中，嚣 要使用到l i n u x 操作系统的网络支持，串口支持等，都需要在编译内核时选 取。 3 2 嵌入式q t 平台搭建 由于q t 既能够提供开发友好用户界面又能够提供对系统各种模块编程 进行支持的开发库，西且其移植性氇缀好，现己蔽为l i 珊x 土自由软件豹开 发主流。 在本设计中，将在手持平台上使瑶滩e 两e 甜e d 库和戤o p i a 桌面应用环 境，所以，需要先将q t e m b e d d e d 和q t o p i a 交叉编译成嵌入式版本移植到开 发平台上。本设计使蠲的甜e 曲e d d e d 为2 3 1 0 版本，使用的q t o p i a 为2 1 1 版本。 在交叉编译前，需要事先设置婷编译需要使用至i 的姐d i r 、p a 州、 l d _ l i b r a r y p a t h 等各项环境参数。为了避免每次编译前烦琐的设置工作， 可以将环境设置编笱成s h e h 程序，通过运行s h e l l 程序一次性设爱好全部 所须环境参数。 虽然q t 已具有触摸屏驱动，但是针对具体硬件平台要进行相应的修改。 不然编译后的应用程序虽然能s i s t a n g 开发平台上运彳亍，但无法对触摸屏动 作进行响应，在对q t 源程序进行编译时，必须将i n t e l 提供的触摸屏相关的 源程序编译生成静态库豹形式供q ta 腿掺式威用程序在缡译过程辩调用。 交叉编译a r m 版本的q t e m b e d d e d ，需要a m 版本的1 i b j p e g s o 6 2 库， 以便让q t 甑b e d d e d 支持j 辩g 格式的图象文件显示，如果在系统中没有这个 嚣南交通大学硕士研究生学位论文第13 页 库，需要先编译此库。 编译q t o p i a 需要使用到u u i d 的库，需要事先编译u u i d 豹a 删版本库， 并且将u u i d h 头文件拷贝到编译工具的i n c l u d e 隔录里，在当前 a r m 1 i n u x g e e 命令嚣翻入一l u u i d 选璜才能垂常编译 在编译q t o p i a 最后链接阶段，报如下错：一个符号被定义多次，出现致 命错误。需要进入当蘸嚣录，修改池k e f i l e 文佟，添加 a l l o w m u l t i p l e d e f i n i t i o n 选项到l i b s = 行，允许符号多次定义并且使 用第一次定义肉容。 编译完成后，将q t e m b e d d e d 的库文件和q t o p i a 的库以及相关桌面管理 文件拷贝到开发平台上，设置好平台的运行环境参数，运行q t o p i a ，开发平 台显示屏上出现以下桌面域面，说明手持平台上图形应用开发环境搭建成功。 图3 - 1s i t s a g 平台上的q t o p i a 桌面镑理 在编译过程中，还出现很多类似的错误，归其原因基本上是系统支持的 库文件不全，需要根据错误提示添加所需的库。或者虽然有库文件，但怒编 译器并没有垂动加入相应的选项参数，需要自己动手修改她k e f i l e 文件或手 动添加。或者是在编译多个源文件时因为编译顺序的错误，导致编译失败， 需要重新调熬编译j 颚彦等等。这需要在编译时蠢足够驰耐心和仔缨捡查。 手持平台上图形应用开发环境搭建完成后，将在此环境上实现本设计的 烈南交通大学硕士研究生学位论文第14 页 企事业人事档案管理查询设备的开发。 麟南交通大学颂士研究生学位论文第15 页 第4 章应用系统的整体结构设计 本设计将实现一个手持式的企事业人事档案资料管理查询设备，设备通 过g p r s 无线网络访问中心服务器，以w e b 方式套询中心服务器上的数据资料。 问时，可以将数据资料下载到设备上，然后脱机使用设各上的图形化管理软 件进行数据的管理踅询。 4 1 应用设计的整体结构 本设计从整体上分为服务器端和手持端两个硬件部分，服务器端提供 w e b 服务和数据服务，手持设备端提供嵌入式w 髓浏览器实现w e b 方式访问， 提供燧形化应用程序下载及管理查询本地数据，手持设备和服务器端通过 g p r s 网络进行数据交换。在功能模块上，分为g p r s 黼络支持模块，w 髓服务 模块和终端设备数据管理查诲摸块三令部分。结构图如下图联示。 图4 1 应用设计的整体结构 西南交通大学硕士研究生学位论文第 6 页 4 2g p r s 网络支持模块 由于本瘢用设计为手持式企渗业单位人事档案资搴斗管理查询设备，运用 环境多为户外或移动办公场合，髓数据存放不宜放程终端设备，更适合放在 中心服务器上以便翱对更新和维护工馋。所叹需要使用至4 无线网终来实现手 持设餐和服务器的数据交换，考虑到无线局域网只能在楼宇内使用，局限性 较大，本设计采矮骼无线网终实瑷手持设备和服务器之阀豹数握交换。采 用g p r s 无线网络将有以下几点优势： l 、充分零j 用垒蓬范围盼电信瓣络，隧络覆盖距离大，信号比较稳定，适 合手持设备襁户外和移动场合使用。 2 、传输速率较离，数据传输速度最高可达上百硒p s ，能够较好的满足 本设计对数据传输的要求。 3 、按流嚣计费，收费方式是按照用户接收和发送数据包的数量，对于本 设计的小流筮数据交换来说，使用费用低廉。 本设计选用了西门子公司推出的m c 3 5 模块，通过串口与s i t s a n g 开发平 台连接，使用a t 命令控制m c 3 5 避彳亍拨号连剩，从雨实现g p r s 网络支持。 4 3 w 朗服务模块 通过w e b 方式访问服务器端数据，使用这种方式需要在服务器端建立w e b 服务，由于a p a c h e 服务器在l i n u x 系统中被公认为最优秀，因此，本设计采 用a p a c h e 服务器实现w 髓服务。同时，手持设备上需要实现嵌入式w e b 浏览 器。 蚓 酋 翁燃 手持设备端 ： 服务器端 图4 - 2w e b 服务模块的繁体框架 西南交通大学硕士研究生学位论文第 7 页 驿秘服务摸块使用a p a c h e 服务器和p 印编程语言，实现数据的建立，维 护和豢询功能。其中，数据库的建立，人事档案资料的管理，通过交互式w e b ， 数表单提交的方式实现，惫海功戆在手特设备端实现。 4 4 终端设备数据管理查询模块 考虑到通过w e b 方式访问服务器端数据需要使用g p r s 网络，不适合在网 络信号不好的她区域信号被屏蔽摔的场合。所以，本设计逊可以将服务器璇 数据下载到手持设备上，使用手持设备上的数据管理应用软件来管理查询， 困扰，手持设备上还需要灾现图形纯的数据管理查谣软件，并且可以实现数 据的一f 载。同时，e j 于服务器端数据库文件需要可以存放到手持设备上被手 持设备的数据管理软侔使阁，考虑蓟手持设备的处理能力帮存褚容量，数据 库文件不宜使用复杂和庞大的数据库，本设计使用了第三方提供的简单的基 于文本的小型数据庠，可以由交踅式隔b 方式生成。 数据的查询通过两层套询结构实现，第一层列出所有人员的简单资料， 第二层列出入员的矮体资料。同时实现了对关键字段的排序和条件搜索。数 据的下载分为数据库的下载和员工照片的下载，因为考虑到手持设备的存储 容量，可以选择性的下载企事业员工的照片，以节省空间。 服 数据管理查询 务 条数数器 件据据 一 端 查排下数 询 序载 据 1 l上 存 i 数据存放 + 放 闰4 - 3 终端设备数据管理查询模块框架 嚣南交道大学硕士研究生学位论文第鹉页 第5 章在s i t s a n g 上通过g p r s 实现无线上网 g p r s ( g e n e r a lp a c k e tr a d i os e r v i c e ) 是通用分组无线业务的简称，它 是第2 5 代移动通信系统，是g s m 向3 g 过渡的一个桥梁。g p r s 是在g s m 系 统基础上引入新的部件丙构成的无线数据传输系统。 5 1g p r s 通信传输技术 5 。1 1g p r s 技术概述 g p r s 是在现有g s m 系统上发展出来的一种新豹承载业务，目的是为g s 挺 用户提供分组形式的数据业务。g p r s 采用与g s m 同样的无线调制标准、同样 的频带、弼样的突发结构、舞样的夥l 频规则以及月样豹t 溅帧结构，这种掰 的分组数据信道与当前的电路交换的话音业务信道极其相似。因此，现有的 基站予系统( ( b s s ) 从一开始蒇可提供全匿的g p r s 覆盖。g p r s 允诲羯户禚端 到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资 源。从甭提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。特羽适用于问断豹、 突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。 g p r s 理论带宽可达1 7 l i2 k b s ，实际应用带宽大约在1 0 7 0 k b i s ，纛此 信道巴提供t c p i p 连接，可以用于i n t e r n e t 连接、数据传输等应用。g p r s 是一种新的移动数据通信业务，在移动用户和数据网络之间提供一种连接， 给移动用户提供高速无线i p 。g p r s 采用分组交换技术，每个用户可同时占用 多个无线信道，同一无线信道又可以由多用户共享，资源被有效的利用。使 用g p r s 技术实现数据分组发送和接收，用户永远在线且按流量计费，迅速降 低了服务成本。 5 1 2g p r s 技术优点 g p r s 是g s mp h a s e2 十弓i 入的非常重要的内容之一，与g s m 电路交换相比， g 鞭s 非常重要的优点是引入了分组交换能力。利用g p r s 进行数据传输具有 接入范围大、永远在线、按流量计费、快捷登泶、高速传输、自如切换等优 磷南交邋大学硕士研究生学位论文第 9 页 点。 5 1 3g p r s 网络结构 l 、系统结构 g p r s 采用了g s 鹾同样豹无线调制技术，一梯的频率，鼹洋的罩d ! l l a 帧结 构。g p r s 是在g s m 网的蒸础上通过增加服务支持节点( s g s n ) 、网关支持节 点( 鲥) 、分组控制单元( p c 等设备，舞级基菇子系统( b s s ) 系统软件、诗 费软件发展而成，使得用户能够支持分组数据和最大限度地利用现有网络设 备以及对现菇网络的改动最小，藏对考虑了网络能够平滑囱3 g 过渡。其繁体 的网络结构l 删如下图： 豳5 1g p 致s 网络体系结构 从图孛瑶以看到，嚣i 有的g 踩网络缩褐不变，只是在b s s 部分增加7 u ， 新建了一个分组网络，分组网络中有两种g p r s 节点：s g s n 和g g s n 。s g s n 主 要负责g p r s 用户移动性的管理、露户的接入、短消患的收发、分组数据的转 发等。g g s n 主要负责通过g i 接口( g p r s 与外部分组数据之阃的参考点) 转发 用户数据至i 其它分组数据阏络( p d n ) 。 用户终端如手机、电脑等通过无线方式与g s m 基站通信，但与电路交换 方式不同，g p r s 分组数据是从基站发送到g p r s 支持节点( ( s g s n ) ，而不是 通过移动交换中心( 凇c ) 连接到语音网络上。s g s n 与g p r s 网关支持节点 ( g g s n ) 进行通信，g g s n 对分组数据进行相应的处理，再发送到目的网络， 两南交遴大学硕士研究生学位论文第2 0 页 如因特网。来自因特网标识有移动台地址的i p 包，由g g s n 接收，再转发到 s g s n ，继西传送至i 愆户终瀑。 2 、g p r s 骨干网结构 g p r s 中有肉部公共陆地移动潮( p l 涨) 骨于网和外部p l 烈骨予网两种。 内部p l 州骨干网是指位于同一个p l m n 上的并与多个g s n 互联的i p 网。外部 p l 麟骨干阏爱指位于不同的蹦n 上的并与g s n 和内部p 渊骨干网互联的i p 网。如下图所示： 妥 吾 一一。一。一一一一_-一-一_一j 图5 1 2 内部p n 骨干瞒羊臼外部p n 骨干网 i p 专网是采用一定访问控带9 辊制以达至i 所需安全级别的i p 两。每一个 内部p l 删骨干网都是一个i p 专网，且仅用于传送g p r s 数据和g p r s 信令。 两个内部p l 躲骨干黼是使用边界网关( ( b g ，b o r d e rg a t e w a y s ) 和g p 接口和 一个外部p l 删骨予网相连的。外部p l 删可以是一个分组数据网。在同个 p l 删骨干网内，骨干网是图5 2 中虚线方框内的部分。在g p r s 骨干网内部， 各g s n 实体之闼通过g n 接口相连，它 f 之间的信令和数据传输都是在同传 输平台中进行的，所利用的传输平台可以在a t m 、以太网、d d n ，i s d n 、帧中 继等现有传输网中选择。 5 。1 4g p r s 传输平台 g p r s 传输平台由一个分层协议结构组成，如图5 3 所示。 叼p 墨z 戳南交通大学硕士研究生学位论文第2 1 页 一f ： ：卜罡磐彳刊跚口j l 删 i i l l cu d 升附 h 必 5 等由济鬯词i b s s g p口 刊嗽 h 唧r kl i n e f w o r k 硷 “m a c 8 “”卜_ 卜 g s mr f _ | g s m r f 幽卜 脯i sl l hg s m 珏 m s u m 图5 _ 3 g p r s 传输平台 1 、g p r s 隧道协议( g t p ) g p r s 骨干网中g s n 间的用户数据和信令利用g t p 进行隧道传输，所有的 点对点阳p 分组数据单元( 妁u ) 将由g t l ) 协议进行封装。g 憎是g p r s 骨干网 中g s n 节点之间的互联协议，它是为g n 接口和g p 接口定义的协议。在 g s 磷0 9 中慰懿p 擘了勰范。 2 、t c p 在g 孙s 骨于网中需要一个可靠的数据链路进行g 卵p 阿豹传输时，所用 的传输协议是t c p 协议。如果不要求一个可靠的数据链路，就使用u d p 协议 来承载缸pp d u 。t c p 提供流量控制功能和防止鼹pp 跚丢失或破坏豹功能。 3 、i p i p 协议是g p r s 骨干网络协议，用以用户数据和控皋9 信令的逡路。g p r s 骨干网最初是建立在i p v 4 协议基础上的，随着i p v 6 的广泛使用，g p r s 会最 终采掰i p v 6 协议。 4 、子网相关融合协议( s n d c p ) 它将网络级特性映射到底层网络特性中去。它的主要作用是完成传送数 据的分组、打包，确定t c p i p 域址和加密方式。在s n d c 层，移动台和s g s n 之间传送的数据被分割为一个或多个s n d c 数据包单元。s n d c 数据包单元生 成压拔放置到l l c 帧内。s n d c p 在g s m 0 4 6 5 中有说明。 5 、逻辑链路控制( l l c ) l l c 是一种基予高速数据链路规程阳l g 豹无线链路协议，能够提供商可 靠的加密逻辑链路。l l c 屡负责从高层s n d c 层的s n d c 数据单元上形成l l c 匿毒交遴大学硕士研究生学位论文第2 2 页 地址、帧字段，从而生成完整的1 ，l c 帧。另外，l l c 可以实现一点对多点的 寻址和数据喷的重发控制。l l c 独立于底层无线接口狲议。g s 融4 6 4 对l l e 进行了规范。 6 、中继转发( r e l a y ) 在b s s 中，这项功能中继转发u m 和g b 接口间的l l cp d u ，在s g s n 中， 这项功能是转发g b 和g n 接口闻的p 阴p d u 。 7 、g p r s 基站系统协议( b s s g p ) 这个层用来传输在b s s 和s g s n 之间与选路服务质量有关的信患。b s s g p 没有纠错功能。g s m 0 8 1 8 对b s s g p 进行了规范。 8 、网络服务( n s ) 这个层传输b s s g pp d u 。n s 以b s s 和s g s n 之阀的帧中继连接为基础， 并能横贯有帧中继交换节点的网络。g s m 0 8 1 6 对n s 进行了规范。 9 、无线链路控制( r ) 介矮访问控制( 蜒a c ) 这个层具备两个功能：一是无线链路控制功能，它能提供一条独立于无线 解决方案的疆靠链路。二是余爱访翔控制功能，它的主要律月是定义和分配 空中接口的g p r s 逻辑信邀，使得这些信道能被不同的移动台共享。m a c 除了 控巷鬻信令传输鼹弱无线信道外，还将l k 帧映射判g s m 物理甾遴中去。 g s m 0 4 6 0 对r l c m a c 进行了规范。 1 0 、g s 赫r f u m 接口的物理层为射频接口部分，而逻辑链路层则负责提供空中接翻的 各种逻辑信道。g 酬空中接口的载频带宽为2 0 0 k h z ，一个载频分为8 个物理 信道。 i n t e r n e t 所有的数据都以i p 数据报格式传输，其最大特点是提供不可 靠的和无连接的数据包传送服务。在g p r s 骨干网中，在网络层使用i p 协议， 每个s g s n 和g g s n 都有一个内部i p 地址，用予骨干网内的通信。每一个g p r s 终端谯与外部数摆网连接时，如i p 网，则需要相应的i p 地址，因此，i p 地 址是g p