基于WinCE的數字警務系統的研究與實現

摘要：論文主要介紹了數字警務系統的整體功能，WindowsCE操作系統的開發平臺的搭建，系統移動平臺的WindowsCE操作系統的定制及把該操作系統向目標平臺——ICOP公司的嵌入式平臺eBox-II的移植過程。同時還介紹了怎樣針對該操作系統為應用程序的開發生成相應的軟件開發包。該系統的實現為數字警務系統的發展提供了一個切實可行的方案，同時為類似系統的WindowsCE操作系統內核的設計、移植提供了一些實用經驗。

1引言嵌入式技術近幾年的不斷發展，硬件不斷地變得更快、更小和更加便宜，基于嵌入式的系統將有很大的發展潛力。本論文的工作正是以中國發展“金盾工程”及全面換發第二代智能身份證為契機，應用嵌入式技術開發出一套科技含量高的便攜系統以方便警務人員日常辦公。該系統以提高警務工作的效率，減輕警務人員的負擔為目的，提出了一種全新設計的嵌入式警務數字助理。

2WindowsCE操作系統WindowsCE是一個具有搶占式多任務功能和強大通信能力的嵌入式32位操作系統。同時它還是一個開放的、可升級的操作系統。WindowsCE是微軟專門為信息設備、移動應用、消費電子、嵌入式應用等非PC領域設計的戰略性操作系統產品。其系統模塊化及可伸縮性、實時性好，通信能力強大，支持多種CPU。

3系統整體設計3。1系統設計的目標1)高效性：通過客戶端系統遠程訪問數據庫來驗證嫌疑犯的信息，同時服務器實時顯示城市警力分布，提高警力調配效率。2)便攜性：通過CDMA無線網絡與中心服務器交互，可以被方便地隨身攜帶。3)可擴展性：系統實現高度的模塊化，用戶可以根據需要配置相應模塊。4)安全性：系統通過密碼、指紋識、授權管理和網絡加密傳輸等的手段來保證安全性。

3。2系統結構描述整個系統主要實現了疑犯身份驗證，數據記錄和查詢，緊急事件處理，GPS定位作案地點功能，警力調度五大功能。系統結構組成如圖1所示。

圖1系統結構圖1)eBox-II：是系統的客戶端核心，控制外部設備采集數據和中心數據庫的交互。2)指紋儀：采集指紋信息，用于身份識別。3)讀卡器：讀取身份證信息，用于身份識別。4)CDMA無線modem：使eBox-II無線接入internet，與中心數據庫通信。5)GPS接收器：客戶端獲得經緯度信息，用于警員的自身定位和服務對警員的調度。6)中心服務器：管理系統的綜合信息，定位作案地點，負責和客戶端通信和調度警員。

3。3客戶端客戶端是以eBox-II為平臺的嵌入式系統。具備以下功能：身份驗證功能。在客戶端輸入身份證號或指紋信息，通過無線網絡傳輸給服務器。服務器通過查詢數據庫，獲得被檢查人的信息，再把信息發回客戶端，實現即時的身份驗證功能。口供實時紀錄。輔助快速填寫現場詢問記錄實時回傳服務器。這些記錄可以被所有終端查詢。通過服務器提供的關聯數據，可以快速檢索到相關案件信息。輔助案件快速偵破。客戶端收集GPS數據，并發送到服務器。服務器可實時定位每一個客戶端的位置，能清楚的看到城市的警力的分布情況，同時系統還提供了相應的警力調度的輔助程序。系統緊急報警，客戶端向服務器發送報警信號，根據事件的嚴重程度、事件類型、需不需要鄰近的警察援助等相關信息，這些信息連同GPS數據發到服務器。

3。4中心服務器中心服務器由服務器軟件和數據庫兩部分組成。數據庫使用SQLServer2000開發，存儲了系統所需要的信息。服務器軟件采用C#。NET為開發平臺，實現對服務器資源的管理，如對公民信息的錄入、查詢功能和與客戶端配套的功能等。

服務器軟件能自動對客戶端返回的信息作相關的處理。當客戶端將信息傳給服務器，服務器軟件提取出信息，根據相應命令執行相應操作并將執行的結果返回給客戶端。并對數據庫中的相關數據實現自動關聯，輔助相關案件偵破。

服務器通過處理客戶端定時發回來的GPS位置信息，在地圖上動態地實時顯示出警力分布。電子地圖可以放大、縮小、漫游。并實現向任意指定終端發送消息，遠程指揮辦案。

3。5系統安全性1)客戶端指紋登陸：客戶端的操作系統啟動時需要密碼，聯網進入系統時需要確認指紋信息。2)權限管理：系統可根據人員級別指定相應的訪問權限。3)數據的傳輸安全：系統數據的網絡傳輸采用了SSL技術以保證數據傳輸過程中的安全性。

4WindowsCE系統開發4。1WindowsCE內核開發流程內核的開發主要流程為配置開發平臺，根據系統需要定制目標平臺的操作系統內核，編譯生成操作系統鏡像，下載鏡像進行調試，當調試成功后再導出為應用程序開發提供支持的軟件開發包等步驟，如圖2所示。

圖2WindowsCE鏡像開發流程圖4。2系統內核定制BSP（BoardSupPortPackage）板級支持包，它是一個包括啟動程序、OEM適配層程序（OAL）、標準開發板（SDB）和相關硬件設備的驅動程序軟件包。系統用到開發平臺的BSP包括：1)Vortex86_Audio，對音頻輸入、輸出的支持。2)Vortex87_Displey，對顯示輸出的支持。3)EthernetBootloader(eboot)，對開發平臺通過網絡啟動的支持。4)SerialBootloader(sboot)，x86的串行Bootloader提供使用COM1UART傳輸數據到目標板的支持。

同時系統需要相應的文件系統和存儲器的支持：ATAPIPCI/IDEStorageBlockDriver，用來支持IDE硬盤設備；FATFileSystem，支持文件分配表（FAT）結構的文件系統的驅動；Bit-based，同步一個WindowsCE設備和外部數據存儲間的文件和數據庫信息。外設接口驅動。串口驅動：SerialCom16550。并且要添加“CoreFlash存儲器和大量其他介質的USB存儲器。USBHumanInputDevice(HID)ClassDriver，選中其中的“USBHIDKeyboardandMouse”，使得內核支持USB鍵盤鼠標。網絡設備驅動。RealTekRTL8139組件，RTL8139芯片的WindowsCE5。0下的驅動程序以及異步廣域網微端口驅動AsyncmacTCP/IP協議支持。添加NetworkDriverArchitecture(NDIS)，NDISUser-modeI/ODriver，這是對所有Windows平臺的標準的網絡驅動體系結構。WinsockSupport，是一組網絡API，為多個傳輸層協議提供了訪問通道來創建支持多個Winsock類型的應用程序。WindowsNetworkingAPI/Redirector(SMB/SIFS)，可利用Windows的聯網功能建立和中止與網絡的連接，或者訪問支持通用Internet文件服務器上的文件。