基站门禁系统通信模块及其服务程序的设计与实现

论文摘要

随着通讯需求的快速增长,电信部门建成了数以万计的通信基站,这些通信基站数量巨大,地点分散,并且绝大部分都是无人值守。为加强基站管理,降低基站维护的工作量和成本,提高基站维护人员的工作效率,电信部门在部分基站试验安装了门禁监控管理系统,取得较好的效果,因此电信部门希望将该系统在通信基站推广安装,并实现基站门禁系统的智能化、数字化、网络化、信息化管理。由于采用有线Internet组网方式成本过高,并且部分基站不具备现成的网络接口,按照电信部门要求,本文设计了一种基于中国电信CDMA （Code Division Multiple Access码分多址）无线网络的基站门禁系统远程联网解决方案。本文综合应用电子技术、单片机控制技术、多线程网络通信技术、数据库技术、嵌入式实时操作系统和Net Framework,设计并实现了一款基于CDMA 2000-Ⅸ网络的CDMA通信模块。本文首先深入分析了基站门禁系统通信接口和组网方式,在此基础上设计了基于CDMA网络的门禁系统无线组网方式,并对门禁系统进行了改进。本文完成了CDMA通信模块的原理图设计,印刷电路板（Printed Circuit Board, PCB）设计并对硬件电路进行调试；在FreeRTOS实时操作系统平台上对CDMA通信模块的主要功能予以实现,并采用C#语言开发了CDMA通信模块在微软Windows平台上的服务程序,以实现与门禁管理软件的通信,并对CDMA通信模块进行管理。CDMA通信模块可同时支持TCP网络传输方式和短信（Short Message Service, SMS）传输方式,采用CDMA通信模块实现基站门禁远程无线联网,安装方便,维护简单,支持“即插即用”。采用电信自有的CDMA网络平台,不仅提高了电信部门网络资源利用率,还可有效降低基站门禁系统运行成本。本文设计的CDMA通信模块及其服务程序已完成实验室开发和测试,并通过现场安装测试。实际测试结果表明,基于CDMA通信模块组网的远程门禁监控管理系统工作状态良好,运行稳定可靠,达到预期设计目标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 课题背景及研究意义
• 1.3 门禁监控系统发展现状
• 1.4 论文主要研究内容及组织安排
• 第2章 基站门禁系统需求分析与总体设计
• 2.1 电信基站门禁系统概况
• 2.1.1 电信基站门禁系统发展历程
• 2.1.2 门禁系统软硬件平台
• 2.2 需求分析
• 2.2.1 门禁系统通信接口及组网方式
• 2.2.2 电信基站门禁系统总体需求分析
• 2.3 总体方案设计
• 2.3.1 网络结构
• 2.3.2 通信接口
• 2.4 方案改进
• 2.4.1 并行传输方式
• 2.4.2 构建分布式监控系统
• 2.5 本章小结
• 第3章 基站门禁系统通信模块的分析与设计
• 3.1 通信模块接口及功能分析
• 3.1.1 通信接口分析
• 3.1.2 模块功能分析
• 3.2 通信模块硬件设计及实现
• 3.2.1 硬件总体结构设计
• 3.2.2 关键器件选型
• 3.2.3 主控模块设计
• 3.2.4 电源模块设计
• 3.2.5 存储模块设计
• 3.2.6 通信接口设计
• 3.2.7 硬件扩展接口设计
• 3.3 通信模块软件设计
• 3.3.1 通信协议分析
• 3.3.2 实时操作系统
• 3.3.3 软件功能分析
• 3.3.4 系统任务划分
• 3.3.5 软件流程分析与设计
• 3.4 本章小结
• 第4章 服务程序的设计与实现
• 4.1 服务程序功能分析
• 4.2 虚拟化串口驱动
• 4.3 数据库设计
• 4.4 多线程网络监听
• 4.4.1 网络编程接口
• 4.4.2 多线程管理
• 4.5 主要功能模块的实现
• 4.5.1 数据库管理
• 4.5.2 串口管理
• 4.5.3 网络管理
• 4.5.4 短信管理
• 4.6 本章小结
• 第5章 系统抗干扰设计与功能测试
• 5.1 系统抗干扰设计
• 5.1.1 硬件抗干扰分析与设计
• 5.1.2 软件抗干扰分析与设计
• 5.2 系统功能测试
• 5.2.1 测试目的及测试要求
• 5.2.2 测试方案及测试项目
• 5.2.3 测试结论
• 5.3 本章小结
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 通信模块PCB版图及实物图
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果