校園“一卡通”數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中無線接入網(wǎng)協(xié)議設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、近年來，校園“一卡通”逐漸成為校園內(nèi)信息交互的重要載體，在身份識別、電子錢包、考勤等方面得到了廣泛應(yīng)用。東華大學(xué)教職員工可憑校園“一卡通”刷卡搭乘校區(qū)間班車，并通過車載終端采集到的數(shù)據(jù)實現(xiàn)教職員工上下班的考勤，但車載終端數(shù)據(jù)的采集卻成了系統(tǒng)工作效率的瓶頸。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方式依靠人工上車采集，既浪費了人力資源，又容易出現(xiàn)因班車調(diào)度而出現(xiàn)的數(shù)據(jù)采集失敗的情況，給信息的及時處理帶來了極大的不便。無線接入網(wǎng)技術(shù)通過架設(shè)無線基站，可以實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)

2、的自動傳輸，為校園“一卡通”數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供了一種可行的無線接入解決方案。 本論文在東華大學(xué)“211工程”公共服務(wù)體系建設(shè)項目的支持下，進行了校園“一卡通”數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中無線接入網(wǎng)協(xié)議的研究與設(shè)計。 本文首先闡述了課題的研究背景，分析相關(guān)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及研究成果，剖析了系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計中遇到的一系列問題，闡明了系統(tǒng)的設(shè)計思想，提出了系統(tǒng)整體規(guī)劃設(shè)計方案，描述了系統(tǒng)的功能需求和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并對系統(tǒng)進行了模塊劃分，說明了系統(tǒng)

3、的基本通信原理。 其次討論了無線通信子系統(tǒng)軟硬件平臺的構(gòu)建。探討了嵌入式處理器、射頻讀寫模塊與無線通信模塊的選用，分別介紹了數(shù)據(jù)采集終端和無線基站端的硬件結(jié)構(gòu)框架。介紹在通信雙方不同硬件平臺上嵌入式操作系統(tǒng)移植的選擇，通過分析OSI七層協(xié)議結(jié)構(gòu)模型，設(shè)計了無線通信子系統(tǒng)的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)。 研究了無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。采用目前常用的循環(huán)冗余CRC碼來進行信息通信過程中的差錯檢測，描述了幾種多址接入?yún)f(xié)議的工作原理，并分析了影

4、響協(xié)議性能的因素，確定了以隨機訪問協(xié)議1—持續(xù)CSMA作為設(shè)計基礎(chǔ)，設(shè)計了系統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的幀格式，給出了差錯檢測和沖突避免過程的詳細(xì)設(shè)計，最后針對鏈路質(zhì)量設(shè)計了丟包率測試實驗，并對測試結(jié)果進行深入分析和討論。 詳細(xì)闡述了傳輸層協(xié)議的設(shè)計。分析了目前常見的流量控制協(xié)議和差錯控制協(xié)議優(yōu)缺點，并確定了統(tǒng)一的停止等待協(xié)議作為系統(tǒng)流量控制和差錯控制方式，設(shè)計了系統(tǒng)傳輸層協(xié)議的分組格式，給出了傳輸層協(xié)議發(fā)送方與接收方的協(xié)作流程，從功能和

5、效率兩方面對協(xié)議的性能進行了深入分析和討論，最后對系統(tǒng)進行了傳輸可靠性測試。 最后結(jié)合系統(tǒng)需求設(shè)計了應(yīng)用層協(xié)議。分析了兩種常見網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序體系結(jié)構(gòu)各自的優(yōu)缺點，引入了基于輪詢機制的客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)和進程間通信等概念，設(shè)計了應(yīng)用層協(xié)議的報文類型和格式，給出了服務(wù)器與客戶機進程間報文通信的詳細(xì)設(shè)計與實現(xiàn)過程，針對協(xié)議的性能進行了深入分析和討論，介紹了整個無線通信協(xié)議的調(diào)試過程。 本文的創(chuàng)新性在于將無線接入技術(shù)引入校園“