无线下载电子投票表决系统

论文题目: 无线下载电子投票表决系统

论文类型: 硕士论文

论文专业: 通信与信息系统

作者: 王云

导师: 毛德祥,冯林

关键词: 电子表决器,单片机,数据加密算法

文献来源: 大连理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 众所周知,传统的投票表决方式存在着投票耗时长、计票任务重,而且容易出错、容易受人控制等缺点。针对这些缺点,本文研究并设计了一套无线下载电子投票表决系统。 本系统采用电子表决器代替传统的选票显示选票信息、采集选民意愿,并通过无线的方式将信息传送给计算机,由计算机代替人工进行选票统计。与现有的其它投票表决系统相比,本系统最大的特点是能将需要进行投票表决的内容在计算机上编辑后通过无线方式下载到电子表决器中,在该表决器中就能显示全部投票内容。本系统具有性能先进、使用方便灵活、计票快速准确、安全可靠等特点。 本文从硬件电路设计、实时操作系统设计、上位机软件设计、通信协议设计和数据加密算法等五个方面对无线下载电子投票表决系统进行详细阐述。首先,本文阐述了以超低功耗16位单片机MSP430F149为核心的硬件电路设计;详细论述了各模块元器件的选择和应用。其次,在详细阐述了μC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统内核结构的基础上讲述了其在无线下载电子投票表决系统中的移植和优化。再次,给出了上位机软件的设计方案,包括数据的定义、基本操作和界面的设计。然后,讲述了本系统使用的通信协议,包括数据帧的格式、命令格式,以及无线网络的建立和维护过程。然后,给出了AES数据加密算法的加、解密过程和安全性、效率分析。最后,在实际测试的基础上给出了设计结论。

论文目录:

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 投票形式的演变与发展

1.1.1 国外投票形式的演变与发展

1.1.2 我国投票形式的演变与发展

1.1.3 现行投票方式的缺点

1.2 投票表决系统研究背景

1.2.1 检票箱方式

1.2.2 电子表决器方式

1.2.3 网上投票方式

1.3 系统设计目标和特点

1.4 本课题完成的工作

1.5 本文的文章结构

2 系统的硬件电路设计

2.1 系统的硬件结构

2.1.1 系统结构

2.1.2 主机结构

2.1.3 电子表决器结构

2.2 无线通信模块设计

2.2.1 无线收发芯片nRF905

2.2.2 无线通信模块PCB设计

2.3 核心处理器MSP430F149

2.3.1 MSP430系列单片机

2.3.2 MSP430F149

2.4 外部数据存储器

2.4.1 外部数据存储器M68AW031A

2.4.2 AT24C32

2.5 GBK中文字库

2.5.1 GBK汉字编码

2.5.2 GBK汉字库制作

2.6 RS232电平转换电路

2.7 电源电路

3 实时操作系统设计

3.1 实时操作系统简介

3.2 μC／OS-Ⅱ操作系统简介

3.3 μC／OS-Ⅱ的内核结构

3.3.1 内核中的变量和数据结构

3.3.2 内核中的函数

3.3.3 临界区代码处理

3.4 μC／OS-Ⅱ的任务管理

3.4.1 建立任务

3.4.2 删除任务

3.4.3 改变任务优先级

3.4.4 挂起和恢复任务

3.4.5 获得有关任务的信息

3.5 μC／OS-Ⅱ的时间管理

3.6 μC／OS-Ⅱ任务间的通信与同步

3.6.1 事件控制块

3.6.2 信号量

3.6.3 邮箱

3.6.4 消息队列

3.7 μC／OS-Ⅱ的内存管理

3.8 μC／OS-Ⅱ在无线下载电子投票表决系统中的移植

3.8.1 μC／OS-Ⅱ在MSP430F149上的移植

3.8.2 μC／OS-Ⅱ在无线下载电子投票表决系统中的优化

4 上位机软件设计

4.1 Delphi编程工具介绍

4.2 数据结构定义

4.2.1 会议记录类型定义

4.2.2 会议基本信息记录类型定义

4.2.3 候选人信息记录类型定义

4.2.4 议题信息记录类型定义

4.2.5 其它记录类型定义

4.3 Delphi中的文件操作

4.3.1 文件类型

4.3.2 文件的创建和保存

4.3.3 文件的打开和关闭

4.4 数据导出Excel电子表格

4.5 多线程设计

4.6 串行通信设计

4.7 界面设计

5 通信协议设计

5.1 主机与计算机通信协议设计

5.1.1 RS-232接口简介

5.1.2 异步串行通信简介

5.1.3 异步串行通信协议设计

5.2 无线射频通信协议设计

5.3 CRC校验

5.3.1 CRC编码原理

5.3.2 查表法实现CRC-8

5.4 通信命令定义

5.5 无线通信网络的建立与维护

5.5.1 无线通信网络建立

5.5.2 网络维护

6 数据加密

6.1 数据加密算法简介

6.2 AES数据加密算法简介

6.3 AES数据加密算法实现

6.3.1 AES迭代步骤

6.3.2 密码调度过程

6.3.3 解密过程

6.4 AES的安全性及效率

6.4.1 AES的安全性

6.4.2 AES的效率

7 总结与展望

7.1 性能测试与总结

7.2 展望

参考文献

附录A 电子表决器原理图

附录B AES加密算法源码

硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

大连理工大学学位论文版权使用授权书

发布时间: 2005-05-13

参考文献

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