基于WinCE的數(shù)字警務(wù)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

摘要：論文主要介紹了數(shù)字警務(wù)系統(tǒng)的整體功能，WindowsCE操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)的搭建，系統(tǒng)移動(dòng)平臺(tái)的WindowsCE操作系統(tǒng)的定制及把該操作系統(tǒng)向目標(biāo)平臺(tái)——ICOP公司的嵌入式平臺(tái)eBox-II的移植過(guò)程。同時(shí)還介紹了怎樣針對(duì)該操作系統(tǒng)為應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)生成相應(yīng)的軟件開(kāi)發(fā)包。該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)為數(shù)字警務(wù)系統(tǒng)的發(fā)展提供了一個(gè)切實(shí)可行的方案，同時(shí)為類(lèi)似系統(tǒng)的WindowsCE操作系統(tǒng)內(nèi)核的設(shè)計(jì)、移植提供了一些實(shí)用經(jīng)驗(yàn)。

1引言嵌入式技術(shù)近幾年的不斷發(fā)展，硬件不斷地變得更快、更小和更加便宜，基于嵌入式的系統(tǒng)將有很大的發(fā)展?jié)摿?。本論文的工作正是以中?guó)發(fā)展“金盾工程”及全面換發(fā)第二代智能身份證為契機(jī)，應(yīng)用嵌入式技術(shù)開(kāi)發(fā)出一套科技含量高的便攜系統(tǒng)以方便警務(wù)人員日常辦公。該系統(tǒng)以提高警務(wù)工作的效率，減輕警務(wù)人員的負(fù)擔(dān)為目的，提出了一種全新設(shè)計(jì)的嵌入式警務(wù)數(shù)字助理。

2WindowsCE操作系統(tǒng)WindowsCE是一個(gè)具有搶占式多任務(wù)功能和強(qiáng)大通信能力的嵌入式32位操作系統(tǒng)。同時(shí)它還是一個(gè)開(kāi)放的、可升級(jí)的操作系統(tǒng)。WindowsCE是微軟專(zhuān)門(mén)為信息設(shè)備、移動(dòng)應(yīng)用、消費(fèi)電子、嵌入式應(yīng)用等非PC領(lǐng)域設(shè)計(jì)的戰(zhàn)略性操作系統(tǒng)產(chǎn)品。其系統(tǒng)模塊化及可伸縮性、實(shí)時(shí)性好，通信能力強(qiáng)大，支持多種CPU。

3系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)3。1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)1)高效性：通過(guò)客戶(hù)端系統(tǒng)遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)驗(yàn)證嫌疑犯的信息，同時(shí)服務(wù)器實(shí)時(shí)顯示城市警力分布，提高警力調(diào)配效率。2)便攜性：通過(guò)CDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與中心服務(wù)器交互，可以被方便地隨身攜帶。3)可擴(kuò)展性：系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高度的模塊化，用戶(hù)可以根據(jù)需要配置相應(yīng)模塊。4)安全性：系統(tǒng)通過(guò)密碼、指紋識(shí)、授權(quán)管理和網(wǎng)絡(luò)加密傳輸?shù)鹊氖侄蝸?lái)保證安全性。

3。2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述整個(gè)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了疑犯身份驗(yàn)證，數(shù)據(jù)記錄和查詢(xún)，緊急事件處理，GPS定位作案地點(diǎn)功能，警力調(diào)度五大功能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。

圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1)eBox-II：是系統(tǒng)的客戶(hù)端核心，控制外部設(shè)備采集數(shù)據(jù)和中心數(shù)據(jù)庫(kù)的交互。2)指紋儀：采集指紋信息，用于身份識(shí)別。3)讀卡器：讀取身份證信息，用于身份識(shí)別。4)CDMA無(wú)線(xiàn)modem：使eBox-II無(wú)線(xiàn)接入internet，與中心數(shù)據(jù)庫(kù)通信。5)GPS接收器：客戶(hù)端獲得經(jīng)緯度信息，用于警員的自身定位和服務(wù)對(duì)警員的調(diào)度。6)中心服務(wù)器：管理系統(tǒng)的綜合信息，定位作案地點(diǎn)，負(fù)責(zé)和客戶(hù)端通信和調(diào)度警員。

3。3客戶(hù)端客戶(hù)端是以eBox-II為平臺(tái)的嵌入式系統(tǒng)。具備以下功能：身份驗(yàn)證功能。在客戶(hù)端輸入身份證號(hào)或指紋信息，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸給服務(wù)器。服務(wù)器通過(guò)查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得被檢查人的信息，再把信息發(fā)回客戶(hù)端，實(shí)現(xiàn)即時(shí)的身份驗(yàn)證功能。口供實(shí)時(shí)紀(jì)錄。輔助快速填寫(xiě)現(xiàn)場(chǎng)詢(xún)問(wèn)記錄實(shí)時(shí)回傳服務(wù)器。這些記錄可以被所有終端查詢(xún)。通過(guò)服務(wù)器提供的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，可以快速檢索到相關(guān)案件信息。輔助案件快速偵破。客戶(hù)端收集GPS數(shù)據(jù)，并發(fā)送到服務(wù)器。服務(wù)器可實(shí)時(shí)定位每一個(gè)客戶(hù)端的位置，能清楚的看到城市的警力的分布情況，同時(shí)系統(tǒng)還提供了相應(yīng)的警力調(diào)度的輔助程序。系統(tǒng)緊急報(bào)警，客戶(hù)端向服務(wù)器發(fā)送報(bào)警信號(hào)，根據(jù)事件的嚴(yán)重程度、事件類(lèi)型、需不需要鄰近的警察援助等相關(guān)信息，這些信息連同GPS數(shù)據(jù)發(fā)到服務(wù)器。

3。4中心服務(wù)器中心服務(wù)器由服務(wù)器軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)兩部分組成。數(shù)據(jù)庫(kù)使用SQLServer2000開(kāi)發(fā)，存儲(chǔ)了系統(tǒng)所需要的信息。服務(wù)器軟件采用C#。NET為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)器資源的管理，如對(duì)公民信息的錄入、查詢(xún)功能和與客戶(hù)端配套的功能等。

服務(wù)器軟件能自動(dòng)對(duì)客戶(hù)端返回的信息作相關(guān)的處理。當(dāng)客戶(hù)端將信息傳給服務(wù)器，服務(wù)器軟件提取出信息，根據(jù)相應(yīng)命令執(zhí)行相應(yīng)操作并將執(zhí)行的結(jié)果返回給客戶(hù)端。并對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)聯(lián)，輔助相關(guān)案件偵破。

服務(wù)器通過(guò)處理客戶(hù)端定時(shí)發(fā)回來(lái)的GPS位置信息，在地圖上動(dòng)態(tài)地實(shí)時(shí)顯示出警力分布。電子地圖可以放大、縮小、漫游。并實(shí)現(xiàn)向任意指定終端發(fā)送消息，遠(yuǎn)程指揮辦案。

3。5系統(tǒng)安全性1)客戶(hù)端指紋登陸：客戶(hù)端的操作系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)需要密碼，聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)需要確認(rèn)指紋信息。2)權(quán)限管理：系統(tǒng)可根據(jù)人員級(jí)別指定相應(yīng)的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限。3)數(shù)據(jù)的傳輸安全：系統(tǒng)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸采用了SSL技術(shù)以保證數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的安全性。

4WindowsCE系統(tǒng)開(kāi)發(fā)4。1WindowsCE內(nèi)核開(kāi)發(fā)流程內(nèi)核的開(kāi)發(fā)主要流程為配置開(kāi)發(fā)平臺(tái)，根據(jù)系統(tǒng)需要定制目標(biāo)平臺(tái)的操作系統(tǒng)內(nèi)核，編譯生成操作系統(tǒng)鏡像，下載鏡像進(jìn)行調(diào)試，當(dāng)調(diào)試成功后再導(dǎo)出為應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)提供支持的軟件開(kāi)發(fā)包等步驟，如圖2所示。

圖2WindowsCE鏡像開(kāi)發(fā)流程圖4。2系統(tǒng)內(nèi)核定制BSP（BoardSupPortPackage）板級(jí)支持包，它是一個(gè)包括啟動(dòng)程序、OEM適配層程序（OAL）、標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)板（SDB）和相關(guān)硬件設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序軟件包。系統(tǒng)用到開(kāi)發(fā)平臺(tái)的BSP包括：1)Vortex86_Audio，對(duì)音頻輸入、輸出的支持。2)Vortex87_Displey，對(duì)顯示輸出的支持。3)EthernetBootloader(eboot)，對(duì)開(kāi)發(fā)平臺(tái)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)的支持。4)SerialBootloader(sboot)，x86的串行Bootloader提供使用COM1UART傳輸數(shù)據(jù)到目標(biāo)板的支持。

同時(shí)系統(tǒng)需要相應(yīng)的文件系統(tǒng)和存儲(chǔ)器的支持：ATAPIPCI/IDEStorageBlockDriver，用來(lái)支持IDE硬盤(pán)設(shè)備；FATFileSystem，支持文件分配表（FAT）結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)；Bit-based，同步一個(gè)WindowsCE設(shè)備和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)間的文件和數(shù)據(jù)庫(kù)信息。外設(shè)接口驅(qū)動(dòng)。串口驅(qū)動(dòng)：SerialCom16550。并且要添加“CoreFlash存儲(chǔ)器和大量其他介質(zhì)的USB存儲(chǔ)器。USBHumanInputDevice(HID)ClassDriver，選中其中的“USBHIDKeyboardandMouse”，使得內(nèi)核支持USB鍵盤(pán)鼠標(biāo)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)。RealTekRTL8139組件，RTL8139芯片的WindowsCE5。0下的驅(qū)動(dòng)程序以及異步廣域網(wǎng)微端口驅(qū)動(dòng)AsyncmacTCP/IP協(xié)議支持。添加NetworkDriverArchitecture(NDIS)，NDISUser-modeI/ODriver，這是對(duì)所有Windows平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)體系結(jié)構(gòu)。WinsockSupport，是一組網(wǎng)絡(luò)API，為多個(gè)傳輸層協(xié)議提供了訪(fǎng)問(wèn)通道來(lái)創(chuàng)建支持多個(gè)Winsock類(lèi)型的應(yīng)用程序。WindowsNetworkingAPI/Redirector(SMB/SIFS)，可利用Windows的聯(lián)網(wǎng)功能建立和中止與網(wǎng)絡(luò)的連接，或者訪(fǎng)問(wèn)支持通用Internet文件服務(wù)器上的文件。