数字对讲机监测系统用户接口单元的架构设计及驱动程序的开发

发布时间：2017-04-20 07:05

  本文关键词：数字对讲机监测系统用户接口单元的架构设计及驱动程序的开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：数字对讲机是一种具有特定数字编码方式和特定基带调制形式的数字通信设备。数字对讲机监测仪是一种具有侦听数字对讲机语音通信内容能力的专业监测设备。数字对讲机监测仪利用无线电信号监测技术与数字信号分析处理技术,实现了对数字对讲机语音的接收、分析、解码、侦听以及记录等功能。用户接口单元应用软件和驱动程序实现了频谱扫描结果显示、协议数据处理结果显示、语音实时存储和播放以及系统管理和配置等功能,是数字对讲机监测仪的重要组成部分。本文在综述国内外无线电监测仪发展状况的基础上,首先,分析了数字对讲机监测仪的基本功能和总体架构,并根据用户接口单元应用软件的功能,设计了数据收发、数据处理以及设备控制三大软件模块,研究了应用在频谱显示处理流程中的频谱检波算法和频谱峰值搜索算法,给出了用户接口单元与信号处理单元之间以及用户接口单元各模块之间的软件接口;然后,分析了驱动程序的分类和作用,基于总线设备驱动模型和设备树,设计了旋转编码器驱动程序、键盘驱动程序、液晶屏控制器驱动程序、音频设备驱动程序以及有线网卡驱动程序的基本流程,并在Linux操作系统中,借助GCC交叉编译工具链,使用C++语言和C语言,编写或移植了用户接口单元的驱动程序,将引导器、Linux内核镜像、驱动程序以及应用软件等部署到目标板中；最后,对数字对讲机监测仪用户接口单元应用软件和驱动程序进行了联调和测试,测试结果表明,用户接口单元应用软件和驱动程序能够顺利运行,实现了设计要求的各项功能,并满足了性能指标的要求。
【关键词】：数字对讲机监测仪 用户接口单元 驱动程序 嵌入式Linux操作系统
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.54
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-15
• 1 引言15-19
• 1.1 概述15
• 1.2 国内外无线电监测仪的发展状况15-16
• 1.3 论文选题的意义和主要工作16-19
• 2 数字对讲机监测仪基本功能和总体架构的分析19-25
• 2.1 基本功能19-20
• 2.1.1 频谱扫描和显示19-20
• 2.1.2 协议数据处理和显示20
• 2.1.3 语音实时存储和播放20
• 2.1.4 系统管理和配置20
• 2.2 总体架构20-23
• 2.2.1 接收射频前端21
• 2.2.2 信号处理单元21-22
• 2.2.3 用户接口单元22-23
• 2.2.4 其它设备模块23
• 2.2.5 外部数据接口23
• 2.3 本章小结23-25
• 3 用户接口单元应用软件的设计25-49
• 3.1 软件结构25-26
• 3.2 软件模块的设计26-32
• 3.2.1 数据收发模块26-27
• 3.2.2 数据处理模块27-31
• 3.2.3 设备控制模块31-32
• 3.3 软件算法的设计32-43
• 3.3.1 频谱检波算法32-34
• 3.3.2 频谱峰值搜索算法34-43
• 3.4 软件接口的设计43-47
• 3.4.1 用户接口单元与信号处理单元的软件接口43-46
• 3.4.2 用户接口单元各模块间的软件接口46-47
• 3.5 本章小结47-49
• 4 用户接口单元驱动程序的设计49-81
• 4.1 分类和作用49-52
• 4.1.1 字符设备49-51
• 4.1.2 块设备51
• 4.1.3 网络设备51-52
• 4.2 总线设备驱动模型52-53
• 4.3 设备树53-57
• 4.3.1 设备树的结构54-55
• 4.3.2 设备树结点的重要属性55-56
• 4.3.3 设备树的加载56-57
• 4.4 驱动程序的设计57-79
• 4.4.1 旋转编码器驱动程序57-60
• 4.4.2 键盘驱动程序60-63
• 4.4.3 液晶屏控制器驱动程序63-66
• 4.4.4 音频设备驱动程序66-71
• 4.4.5 有线网卡驱动程序71-79
• 4.5 本章小结79-81
• 5 用户接口单元驱动程序的开发81-95
• 5.1 开发工具和开发环境81-82
• 5.1.1 开发环境81
• 5.1.2 开发软件81-82
• 5.1.3 开发语言82
• 5.2 驱动程序的开发过程82-89
• 5.2.1 注册内核模块82-84
• 5.2.2 创建驱动程序描述结构84-85
• 5.2.3 读取设备树结点85-87
• 5.2.4 配置硬件寄存器87
• 5.2.5 申请和处理硬件中断87-89
• 5.3 软件的部署和启动89-94
• 5.3.1 源代码的交叉编译89-90
• 5.3.2 eMMC的分区90-92
• 5.3.3 操作系统的引导92-93
• 5.3.4 程序的自动启动93-94
• 5.4 本章小结94-95
• 6 联调和测试95-105
• 6.1 调试和测试环境95-96
• 6.2 驱动程序的调试和测试96-99
• 6.2.1 调试方法96-97
• 6.2.2 测试内容和结果97-99
• 6.3 用户接口单元各模块的联调99-100
• 6.4 用户接口单元与信号处理单元的联调和测试100-104
• 6.4.1 频谱扫描和显示100-102
• 6.4.2 协议数据处理和显示102
• 6.4.3 语音实时存储和播放102-103
• 6.4.4 系统管理和配置103-104
• 6.5 本章小结104-105
• 7 结论105-107
• 参考文献107-111
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果111-115
• 学位论文数据集115

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