【導(dǎo)讀】導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)。的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。近幾十年來，隨著我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高和城市化的推進(jìn)，下、公交車輛擁擠現(xiàn)象。依據(jù)我國(guó)實(shí)際的道路狀況，提出利用3G網(wǎng)絡(luò)，GPS網(wǎng)。站功能，并對(duì)該系統(tǒng)的功能的進(jìn)一步的完善和發(fā)展前景進(jìn)行了展望。而為實(shí)現(xiàn)我國(guó)城市公交車輛的智能化管理開辟了一條探索之路。課題的研究?jī)?nèi)容和目標(biāo).........

　　

【正文】 可靠性。目前，比較常用的幾種嵌入式操作系統(tǒng)有嵌入式 linux、 VxWorks、 QNX、Windows CE、 Palm OS 等，比較各種操作系統(tǒng)的特點(diǎn)，為車載系統(tǒng)選擇適合的操作系統(tǒng)。 我們從常用通用性、互操作性、可開發(fā)定制、應(yīng)用領(lǐng)域及實(shí)時(shí)性等幾個(gè)方面進(jìn)行比較。 應(yīng)用軟件 嵌入式操作系統(tǒng) 硬件設(shè)備 嵌入式處理器 /外圍設(shè)備 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 表 Palm OS、嵌入式 Linux、 Windows CE 的對(duì)比 嵌入式 Linux Windows CE Palm OS 大小 核心從幾十 KB 到 500KB,整個(gè)環(huán)境最小才 100KB 左右 ，以后還將越來越小 核心占 250KB 的 RAM和 500KB 的 ROM,整個(gè) Windows CE 操作系統(tǒng)大約 核心幾十 KB,整個(gè)環(huán)境也不大 互操作性 很強(qiáng) 比較強(qiáng)， Windows CE通過 OEW的許可協(xié)議可用于其他設(shè)備 互操作性強(qiáng) 可開發(fā)定制性 用戶可方便的開發(fā)定制，可自由的裝卸用戶模塊不受任何限制 用戶開發(fā)定制不方便，受 Microsoft 公司限制比較多 可方便的開發(fā)定制 實(shí)用性 很好 比較好 比較好 通用性 不僅適應(yīng)于 x86 芯片，并可以支持 30多種 CPU和多種硬件平臺(tái)，開發(fā)和使用都很容易。 適用于多種 CPU和多種硬件平臺(tái) 適用于多種 CPU 和多種硬件平臺(tái) 適用的應(yīng)用領(lǐng)域 由于 linux 內(nèi)核結(jié)構(gòu)及功能等原因，嵌入式 linux應(yīng)用領(lǐng)域非常廣闊，特別適用于信息家電的開發(fā) 應(yīng)用領(lǐng)域較廣，Windows CE 是新一代非傳統(tǒng)的 PC 設(shè)備而設(shè)計(jì)的，這些設(shè)備包括掌上電腦、車載電腦等 應(yīng)用領(lǐng)域廣，特別適用于掌上電腦的開發(fā) 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 嵌入式 linux 系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) Linux 的結(jié)構(gòu)框架圖如圖 所示 圖 Linux 的結(jié)構(gòu)框架圖 其中最主要的幾個(gè)部分的功能說明如下： （ 1） Boot Loader： 初始化硬件設(shè)備、建立內(nèi)存空間的映像表，從而建立適合的系統(tǒng)軟硬件環(huán)境，為最終調(diào)試內(nèi)核做準(zhǔn)備。 （ 2）內(nèi)核初始化：初始化內(nèi)核的其他部分，已啟動(dòng)整個(gè)多任務(wù)環(huán)境。 （ 3）系統(tǒng)調(diào)用 /捕獲函數(shù)：處理異步事件，為系統(tǒng)調(diào)用做準(zhǔn)備。 （ 4）設(shè)備驅(qū)動(dòng)：為所控制的硬件設(shè)備提供接口。 （ 5）文件系統(tǒng)：將各種文件及文件系統(tǒng)已完整的虛擬的文件系統(tǒng)的形式呈獻(xiàn)給用戶。 Linux 操作系統(tǒng)的移植 所謂的移植就是把程序代碼從一種環(huán)境轉(zhuǎn)移到另外一種運(yùn)行環(huán)境。對(duì)于內(nèi)核移植來說，主要是從一種硬件平臺(tái)轉(zhuǎn)移到另一種硬件平臺(tái)上運(yùn)行。對(duì)于內(nèi)核移植工 作來說，主要是添加開發(fā)板初始化和驅(qū)動(dòng)程序的代碼。 對(duì)于軟件的調(diào)試，需要雙方通過串口、 JTAG 接口或以太網(wǎng)等建立，圖 是交叉編譯環(huán)境的建立示意圖。 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 圖 交叉編譯環(huán)境的構(gòu)建 把 Linux 操作系統(tǒng)移植到車再端的硬件設(shè)備，主要工作有交叉編譯環(huán)境的建立，Linux 內(nèi)核的編譯，文件系統(tǒng)的加載和嵌入式圖形系統(tǒng)平臺(tái)的構(gòu)建。 網(wǎng)絡(luò)層的 TCP/UDP 套接字程序設(shè)計(jì) TCP/UDP 協(xié)議對(duì)比 在 TCP/IP 協(xié)議簇中，有很多協(xié)議，如圖 所示 圖 TCP/IP 協(xié)議簇不同分層中的協(xié)議 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 TCP 向應(yīng)用層提供可靠的面相對(duì)象的數(shù)據(jù)流傳輸服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了從一個(gè)應(yīng)用程序到另一個(gè)應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)傳遞。 TCP 是面向連接的，當(dāng)計(jì)算機(jī)雙方通信時(shí)必須先建立起連接，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，最后拆除連接三個(gè)步驟。建立連接時(shí)通過三次握手協(xié)議。 UDP 即用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議，是面向無(wú)連接的不可靠傳輸協(xié)議，不需通過 3 次握手來建立連接，一個(gè) UDP 應(yīng)用可同時(shí)作為客戶方或服務(wù)器方。 由于 TCP 協(xié)議鏈路的建立是通過流套接字方式，面向連接，無(wú)差錯(cuò)，發(fā)送順序一致，包的長(zhǎng)度不限和非重復(fù)的網(wǎng)絡(luò)信息包的傳輸。因此是一種 理想的傳輸方式，本文對(duì) UDP 簡(jiǎn)單說明，對(duì) TCP 進(jìn)行詳細(xì)說明。 套接字概述 在 Linux 中的網(wǎng)絡(luò)編程是通過套接字接口來進(jìn)行的。套接字是一種特殊的 I/O接口，是一種文件描述符。 Socket 是一種常用的進(jìn)程之間的通信機(jī)制，通過它不僅能實(shí)現(xiàn)本地機(jī)器上的進(jìn)程之間的通信，而且通過網(wǎng)絡(luò)能夠在不同機(jī)器上的進(jìn)程之間進(jìn)行通信。 每一個(gè) socket 都用一個(gè)半相關(guān)描述（協(xié)議、本地地址、本地端口）來表示；一個(gè)完整的套接字則用一個(gè)相關(guān)描述 {協(xié)議、本地地址、本地端口、遠(yuǎn)程地址、遠(yuǎn)程端口 }來表示。 Socket 也有一個(gè)類似于打開 文件的函數(shù)調(diào)用，該函數(shù)返回一個(gè)整型的socket 描述符，隨后的連接建立、數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔僮鞫际峭ㄟ^ socket 來實(shí)現(xiàn)的。 [17] 常見的 socket 有 3 種類型： （ 1）流式套接字。 SOCKSTREAM 提供可靠的、面向連接的通信流；它使用 TCP,從而保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院晚樞蛐浴? （ 2）數(shù)據(jù)報(bào)套接字。 SOCKDGRAM 定義了一種不可靠、面向無(wú)連接的服務(wù)，數(shù)據(jù)通過相互獨(dú)立的報(bào)文進(jìn)行傳輸，是無(wú)序的并且不保證是可靠、無(wú)差錯(cuò)的。它使用數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 UDP。 （ 3）原始套接字。 SOCKRAM 允許對(duì)底層協(xié)議如 IP 或 ICMP 進(jìn)行直接訪問，它功能強(qiáng)大但使用較為不便，主要用于協(xié)議的開發(fā)。 [18] 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 套接字編程 Socket 編程的基本函數(shù)有 socket（）、 bind（）、 listen（）、 accept（）、 send（）、 sendto（）、 recv（）、以及 recvfrom（）等，其中根據(jù)客戶端還是服務(wù)器，或是根據(jù) TCP 還是 UDP，這些函數(shù)的調(diào)用流程都有區(qū)別，各種情況的使用流程圖如下： 服務(wù)器 客戶端 圖 使用 TCP socket編程流程圖 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 服務(wù)器端 客戶端 圖 使用 UDP socket 編程流程圖 Socket（）：建立一個(gè)套接字，一 條 通信線路的端點(diǎn)。建立之后可對(duì) sockaddr或 sockaddrin 結(jié)構(gòu)進(jìn)行初始化，以保存所建立的 socket 地址信息。 Bind（）：用于將 sockaddr 結(jié)構(gòu)的地址信息與套接字相綁定，主要用于 TCP 連接，在 UDP 的連接中則務(wù)必要。 Listen（）：在服務(wù)器程序建立 bind 連接綁定后，創(chuàng)建一個(gè)等待 列隊(duì)，在其中存放未處理的客戶端連接請(qǐng)求。 Accept（）：等待并接受客戶端的連接請(qǐng)求。通常從 listen 的等待列隊(duì)中去除第一個(gè)未處理的連接請(qǐng)求。 Connect（）：通過一個(gè)未命名套接字和服務(wù)器監(jiān)聽套接字之間建立連接的方法濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 連接到服務(wù)器。 Send（）和 recv（）：發(fā)送和接受數(shù)據(jù)，可以用在 TCP 和 UDP 中。 Sendto（）和 recvfrom（）：作用類似于 send（）和 recv（），也可用在 TCP和 UDP 中。當(dāng)用在 TCP 中時(shí)，后邊的地址參數(shù)不起作用，作用等同于 send（）和 recv（）；當(dāng)用在 UDP 時(shí)， 可用在之前沒使用 connect（）的情況下，這兩個(gè)函數(shù)可以自動(dòng)尋找地址并進(jìn)行連接。 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 TCP 客戶端程序設(shè)計(jì) TCP 的連接通過流式套接字實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)采用 TCP 方式實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)層的連接，車載系統(tǒng)建立連接后，得到服務(wù)器的響應(yīng)，收到動(dòng)態(tài)分配的 IP 地址，車載端只需要進(jìn)行客戶端的程序設(shè)計(jì)，車載系統(tǒng)與控制中心的連接程序流程如圖 所示。 [19] 圖 TCP車載端程序流程 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 第六章 總結(jié)與展望 總結(jié) 無(wú)線通信技術(shù)在智 能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用與研究具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。近幾年來通信產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展 ,通信技術(shù)日新月異 ,未來車輛交通的發(fā)展離不開通信技術(shù)的發(fā)展。參考查閱很多相關(guān)資料后，對(duì) GPS 技術(shù)和 3G 技術(shù)進(jìn)行了分析和研究，利用常用的無(wú)線通信模塊搭建了車載終端的硬件電路，并對(duì)軟件部分的設(shè)計(jì)做了詳細(xì)的介紹。由 GPS 模塊采集公交車實(shí)時(shí)位置經(jīng)緯度信息，車載攝像頭采集車內(nèi)實(shí)時(shí)狀況，把經(jīng)緯度信息和錄像信息通過主控芯片傳輸?shù)?3G 模塊，由 3G 模塊發(fā)送到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，由移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)，監(jiān)控中心通過監(jiān)聽端口，從 Inter 獲得車載終端發(fā) 送的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，根據(jù)收到的數(shù)據(jù)對(duì)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。監(jiān)控中心的設(shè)計(jì)的智能交通系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)站，方便了司機(jī)師傅和廣大市民，提高了公交車輛的運(yùn)行效率，改善了交通部門的服務(wù)質(zhì)量。 展望 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們的生活水平越來越高，對(duì)生活品質(zhì)的要求也越來越高，無(wú)線通信技術(shù)可以讓我們的生活更智能、更便捷。近幾年無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展也是日新月異的，無(wú)線通信技術(shù)和交通車輛的結(jié)合勢(shì)在必行，在不遠(yuǎn)的將來一定可以給人類帶來更方便快捷的生活。 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 參考文獻(xiàn) [1]王志軍 ,智能化高速道路交通管制系統(tǒng)研究 [D].天津 :中國(guó)民用 航空學(xué)院 ,2020. 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[20]Samsung 32BIT RISC MICROPROCESSOR SUER’S . 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 謝辭 在畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)期間，我得到了王海燕、信科 老師 的親切指導(dǎo)，他們啟發(fā)幫助我解決論文中遇到的困難，并盡可能的提供良好的學(xué)習(xí)和研究條件。他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度是我得到熏陶和感染并成為我將來學(xué)習(xí)和工作的榜樣。在論文完稿之際，我向兩位老師致以最誠(chéng)摯的感謝。 深深的感謝我的父母，他們?cè)诒澈鬅o(wú)微不至的進(jìn)行關(guān)懷，是我能能夠安心學(xué)習(xí)，并且教導(dǎo)我努力的學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識(shí)，將來報(bào)效祖國(guó)，為建設(shè)祖國(guó)貢獻(xiàn)自己的力量。 還要感謝我的同學(xué)，他們?cè)谶@期間與我商討論文中出現(xiàn)的問題，并幫我解決實(shí)際出現(xiàn)的一些問題。 最后感謝在百忙之中閱讀我論文的評(píng)委。 謝謝你們！