论文摘要
在军事演习或战争中，为了更好地指挥战争，指挥部需要掌握战场情况，掌握车辆装备等的地理位置信息。在这种情况下采用有线通信的方式是不可能的，故需要一套无线通信系统，该系统可以把车辆装备等的全球定位信息加密后经无线信道传输至指挥部。该系统不仅可以用于军事演习或战场，而且其功能还可以扩展。例如安装在某大楼中的密码箱、密码机等设备上，以掌握这些设备的地理位置信息。尤其是设备被移动时，可以了解是否被移动到了不安全的地方，或是否被非法人员带走，并确定设备的具体地理位置。基于以上考虑，设计了基于CDMA的全球定位信息加密传输系统。ARM系列体系结构均采用RISC指令集，具有低功耗、指令执行周期少的优点，适用于移动通讯等对功耗要求高的便携式嵌入式系统，故本系统主要由ARM微处理器实现。该系统由ARM控制模块、GPS模块和CDMA DTU组成。为了确保信息的机密性、完整性、可用性和不可否认性等，设计了无线通信数据传输方案和密钥管理方案。采用128bit密钥长度的AES算法对定位信息加密。数据传输方案结合了GPS信息的数据格式和AES算法分组长度的特点，每秒钟从GPS模块读取一组定位信息，读取四组GPS信息后进行一次加密传输。在密钥管理方案中定义了主密钥、密钥加密密钥和会话密钥，每次对数据加密前均需进行一次会话密钥协商，本次会话密钥只能用于本次数据的加密，用过之后即作废。该系统基于三星公司的S3C2410微处理器实现，设计完成后对整个系统的软硬件进行了集成测试，并用ARM公司的ARMulator指令集模拟器对算法在该处理器上的运行效率进行了测试和评估。结果表明系统达到了预期的设计目标，可以满足实际应用需要。
论文目录
摘要Abstract第一章 绪论1.1 课题背景与意义1.2 论文内容安排第二章 卫星定位与无线通信2.1 卫星定位2.1.1 卫星定位的基本原理2.1.2 定位系统的发展概况2.1.3 GPS系统的特点2.1.4 GPS数据格式2.2 无线通信2.2.1 几种无线信道的比较2.2.2 CDMA信道2.3 CDMA DTU2.3.1 CDMA DTU的工作模式2.3.2 AT+I命令简介2.4 本章小结第三章 系统总体方案及硬件设计3.1 系统总体方案3.1.1 设计目标3.1.2 系统总体方案3.2 基于ARM的嵌入式系统设计3.2.1 ARM介绍3.2.2 ARM9系列处理器3.2.3 嵌入式应用软件开发3.3 软件总体方案设计3.4 终端系统硬件设计3.4.1 ARM控制模块3.4.2 RS232串行接口3.4.3 时钟和电源3.4.4 JTAG接口3.4.5 FLASH3.4.6 SDRAM3.4.7 LCD显示屏3.4.8 USB接口3.5 本章小结第四章 无线数据加密传输方案设计4.1 数据传输方案研究与设计4.2 密钥管理方案研究与设计4.2.1 主密钥4.2.2 密钥加密密钥4.2.3 会话密钥4.3 本章小结第五章 系统在ARM微处理器上的实现5.1 串行数据传输5.1.1 串行数据传输技术规范5.1.2 串行数据传输在ARM上的实现5.2 密码算法在ARM上的实现5.2.1 AES算法5.2.2 SHA-1算法5.3 ARM9处理器的代码优化5.3.1 嵌入式系统中编程语言的选择5.3.2 布尔表达式5.3.3 循环5.3.4 switch语句5.3.5 寄存器分配5.3.6 变量类型5.3.7 函数设计5.3.8 用指针代替数组5.3.9 代码优化小结5.4 本章小结第六章 系统性能评测6.1 程序执行效率6.2 数据加密传输时间第七章 总结与展望7.1 总结7.2 展望参考文献作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作致谢
相关论文文献
标签：密钥管理论文; 数据传输论文;
