基于pda的移动数据处理系统设计与实现论文

基于pda的移动数据处理系统设计与实现论文内容摘要：

在环境较恶劣区，电话线传送数据往往事倍功半。 另外，从水文传统人工监测技术分析来看，主要存在以下问题：(1)记录方式以模拟方式为主，就是数字方式记录也很难方便输入计算机处理；(2)数据处理基本靠人工处理判断，费时易错；(3)水文信息收集、传输、处理实时性和准确性较差，无法适应现代水文需求。 本文在总结前人经验的基础上，以水文数据收集为例，根据数据收集工作和管理工作的需要，提出了一种新的数据收集系统方案，即基于 PDA、GPS 定位、GPRS 传输的嵌入式移动数据收集系统的解决方案。 根据数据收集系统的需要，设计开发了 PDA 数据收集终端和远程中心数据库以及它们之间的数据交换。 该领域研究现状PDA 是 Personal Digital Assistant 的缩写，字面意思是“个人数字助理”。 这种手持设备集中了计算，电话，传真，和网络等多种功能。 它不仅可用来管理个人信息（如通讯录，计划等），更重要的是可以上网浏览，收发 Email，可以发传真，甚至还可以当作手机来用。 尤为重要的是，这些功能都可以通过无线方式实1电子科技大学工程硕士学位论文现。 当然，并不是任何 PDA 都具备以上所有功能；即使具备，也可能由于缺乏相应的服务而不能实现。 但可以预见，PDA 发展的趋势和潮流就是计算、通信、网络、存储、娱乐、电子商务等多功能的融合。 PDA 一般都不配备键盘，而用手写输入或语音输入。 PDA 所使用操作系统主要有 Palm OS，Windows CE 和 EPOC。 PDA 的历史可以追溯到 Apple 公司于 1993年推出的 Newton Message Pad。 之后不久，就有生产商推出类似产品。 目前，PDA的价格还偏高，但专家们相信， 它将最终走进“寻常百姓家”，成为真正的“个人数字助理”。 以上所说的是广义的 PDA。 目前，对 PDA 还有一种狭义的理解。 狭义的 PDA 指可以称作电子记事本，其功能较为单一，主要是管理个人信息，如通讯录、记事和备忘、日程安排、便笺、计算器、录音和辞典等功能。 而且这些功能都是固化的，不能根据个人的要求增加新的功能。 广义的 PDA 主要指掌上电脑，当然也包括其他具有类似功能的小型数字化设备。 掌上电脑一词也有不同解释。 狭义的掌上电脑不带键盘，采用手写输入、语音输入或软键盘输入。 而广义的掌上电脑则既包括无键盘的，也包括有键盘的。 不过，在中国市场，几乎所有的掌上电脑都不带键盘。 随着技术的发展，PDA 越来越来成熟，它的 CPU 速度越来越快，内存越来越大，功能越来越完善。 尤其它与现代通信技术有效的结合，出现了可以直接接入无线局域网或可以直接接入 GSM、CDMA、小灵通等移动网络的 PDA。 在很多情况下，人们也把这种可以接入移动网，且可以打电话，有很多类似计算机功能的PDA 称之为智能手机。 不管叫它 PDA，还是智能手机，这些都为移动数传、短信打下了坚实的基础。 当然也有些 PDA 可外扩很多配件，如 RFID 读写头、条码扫描头„„这些都使 PDA 成为具有某种特殊功能的便携终端。 国外研究现状PDA 在国外高校有广泛的应用：The University of South Dakota 使用 Palm 系统，由 Palm 提供教育集成。 Palm 提供许多学科的课件。 学生可以记录课堂笔记，获取写作工具，例如字典或辞典、画图、收集数据、图表数学计算、活动和事务管理、娱乐。 他们可以相互发送短消息，收发 ，无线接入互联网。 Palm 公司的开发2第一章 绪论人员已经为学生和教职员工创建了大约 500 个教育专业的应用程序和附件。 Carnegie Mellon 大学的计算机科学学院启动 Pebbles PDA 项目，研究 PDA 如何与个人计算机和其他设备联合使用。 有一套应用是支持本地 Co－Located 电话会议，所有参与者 PDA 都与其他人保持双向联系。 并有一个主机来显示讨论的主题。 对于教学，正在研究当学生的手持设备与老师的 PC 连接时怎样增强测试和笔记功能。 另一套应用支持单个用户把 PDA 作为外部输入输出设备。 East Carolina University 的手持计算应用主要在:无线连接、硬软件平台、教师课程选择、培训、技术支持、硬件部署、项目评估和实践应用。 PDA 在体育界也有了应用。 2006 年 7 月份举行的德国世界杯上，思科系统公司使得 FIFA 世界杯不再仅仅是世界一流球技的展示。 法兰克福 Commerzbank体育场中遍布安全性极高的无线网络，这些网络与基于个人数字助理（PDA）技术的移动门票读取器连接。 这个基础设施能够帮助世界杯组织者检测违规行为，同时对 VIP 区域进行入场控制。 实用的 PDA 设备还与一种称为“PayClever”的新型无现金支付系统配合使用。 PDA 通过思科提供的网络与零售服务器系统配合，以安全的方式实现无现金支付。 在军事领域，被外军誉为“战场精灵”的“单兵数字助理”智能信息装具已经悄然问世。 所谓的“单兵数字助理”，是个人掌上电脑（PDA）技术在军事领域的扩展和应用，是数字化士兵的信息平台，它集中体现了现代通信、计算机技术和作战思想的最新成果。 这种“单兵数字助理”可将无线通信、图像摄取、信息查询及卫星定位和地理信息系统等功能集于一体，使战斗力倍增。 在军事气象领域[3]，美军已研制了掌上气象信息终端，装备部队使用，为机动作战条件下气象信息收集传输提供了有效的手段。 国内研究现状经过几年的发展，国内 PDA 技术的应用也取得了长足的进步。 PDA 的行业应用已经越来越成为各行各业关注的焦点。 国内最大的 Windows 终端设备制造商升腾资讯推出的两款融合 IC 卡与 PDA功能的新型智能手持终端 C900 和 C910，首次实现了 IC 卡应用与掌上电脑技术的3电子科技大学工程硕士学位论文完美结合，为广大行业用户提供一种更加方便、高效的业务移动处理模式和全新的应用开发平台。 融合了科技与应用创新的升腾 IC 卡 PDA 产品将把行业 PDA 引入一个崭新的应用领域，让各行各业原来静态的业务数据处理工作，进入了一个全新的移动办公时代，从而激发行业信息化的又一个变革进程。 在电力系统中也有 PDA 的应用。 黑龙江省模式识别研究中心从事 PDA 研发已有 10 多年的历史，是国内首家把手写体识别嵌入到 PDA 中的科研单位。 近年来成功地开发出应用于电力抄表的 PDA 系统，即电工宝典。 从 2001 年至今，电工宝典已经成功地在内蒙古、河北、山东等省市地区应用，成功地与当地供电公司的 MIS（Management Information System） 系统实现数据连接，从根本上消除了以前手工抄表的种种弊端，使用效果十分良好。 农业方面，中国科学院计算技术研究所进行了 PDA 在农业专家系统中的应用，便携的农业室外应用系统填补了国内农业应用上的空白。 PDA 在无线餐饮管理信息系统中也有应用，比如上海星嘉软件公司开发的博达 PDA 点菜系统，就是应用在该行业的一个典型解决方案。 该系统提供了用户无线移动点菜，预定菜单，在线浏览客户所预定餐位的环境和状态，餐饮数据管理，数据统计和系统维护等功能。 在军事领域，PDA 技术也有了一些发展。 北京旋极信息技术有限公司多年以来一直从事嵌入式领域的技术开发和研究工作，在嵌入式 CPU 和多任务操作系统等方面积累了大量的技术经验。 该公司在 2001 年投入了大量的人力和物力开发军用 PDA 产品，并于 2001 年年底制作出产品原型机。 该原型方案采用高速低功耗的 32 位 RISC 处理器 ARM7，底层多任务操作系统为该公司自主知识产权，高度模块化设计。 目前具备的功能有 GPS 定位、GIS 应用、GSM 通信、蓝牙短距离通信、CCD 图像收集以及其他功能[4]。 论文所要研究的重点内容及预期效果本论文的主题是基于 PDA 的移动数据收集系统的设计与实现，它是将成熟的GPS（全球定位系统）、GPRS 无线传输网络、PDA 等高智能移动硬件产品进行集4第一章 绪论成，通过与远程数据接收中心数据库的实时数据传送来完成数据的实时收集。 重点内容(1)详细研究移动嵌入式开发相关的技术，例如：嵌入式系统概述及比较选择、移动数据库、GPS 定位、无线网络等。 (2)PDA 设备上收集的数据与中心管理计算机上数据的交互。 这一部分主要包括：数据交互的方式、表导入导出的过程、保持数据库的一致性和完整性、不同数据库类型间数据类型的转换。 (3)GPS 信号在嵌入式应用程序中的应用，主要是 GPS 信号通过嵌入式应用程序与其他信息结合后被录入后台数据库的过程，以及在水文信息收集工作中系统通过接收到的 GPS 定位信息和数据库中的相关信息的对比监督数据收集员的工作。 (4)Visual Studio 2005 环境下手持终端（PDA）系统的开发。 包括开发平台的选取、开发语言的选取及系统的具体实现。 本系统主要由 GPS 接收模块、中心控制模块和 GPRS 通讯模块组成。 预期效果（1）利用日益成熟的 PDA 技术，实现收集数据的一次性实时录入，保存，解决传统的手工重复录入。 （2）可在完全脱离中心计算机数据库的野外工作情况下的，结合 GPS 定位和GPRS 网络传输等技术，实现收集数据的实时传送，适应现代工作的需求。 本论文利用先进的 Visual Studio2005 开发环境进行手持终端系统的开发，并结合 GPS 和GPRS 实现对人员的定位和数据的实时、准确传送，具有一定的创新性。 （3）通过本论文的研究，探索野外数据收集的特点，为 PDA 在其他行业的数据收集应用提供依据。 基于 PDA 的移动数据收集系统具有如下优点：体积小、重量轻、功耗低；开发成本低、开发周期短；便携性好，适用范围广，不仅在野外可以作业，在室内同样可以；功能强，除了能实现系统的功能外，还可以提供娱乐和信息管理等功5电子科技大学工程硕士学位论文能；在内置的 Windows Mobile 强大开发平台的支持下，功能容易扩展； 平台进行开发，可以将系统运行于装有 Windows Mobile 操作系统的不同 PDA 硬件设备上，提高了系统的可移植性。 论文的组织结构本论文的正文共分六章，论文的组织结构如下：第一章对论文的背景和意义进行了阐述，并对 PDA 在国内外的研究现状作了概述，最后确定了论文研究的主要内容及组织结构。 第二章对论文中相关的理论做了详细介绍，包括嵌入式系统、移动数据库技术以及移动安全问题、无线网络传输、GPS 原理概述等，同时详细阐述了现在 PDA上应用广泛的 Windows Mobile 嵌入式操作系统。 第三章为系统设计部分，从基于 PDA 的无线移动数据收集系统的提出、移动数据收集系统总体结构、数据管理中心设计等几个方面阐述了基于 PDA 的移动数据收集系统设计思路和方法。 第四章介绍了 PDA 数据收集终端系统的设计与实现。 包括各功能模块划分组成、本地数据库管理、与远程数据库数据交互实现、GPS 信号接收及解析等。 第五章是结束语，对全文的工作进行了总结，并对下一步要研究的工作进行了展望。 最后，是本文的致谢和参考文献部分。 6第二章 手持移动数据收集系统关键技术概述第二章 手持移动数据收集系统关键技术概述 嵌入式系统嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。 它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。 嵌入式系统几乎包括了生活中的所有电器设备，如掌上 PDA、移动计算设备、电视机顶盒、手机上网、数字电视、多媒体、汽车、微波炉、数字相机、家庭自动化系统、电梯、空调、安全系统、自动售货机、蜂窝式电话、消费电子设备、工业自动化仪表与医疗仪器等。 嵌入式系统应具有的特点是：高可靠性；在恶劣的环境或突然断电的情况下，系统仍然能够正常工作；许多嵌入式应用要求实时性，这就要求嵌入式操作系统具有实时处理能力 ；嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是具体产品同步进行；嵌入式系统中的软件代码要求高质量、高可靠性，一般都固化在只读存储器中或闪存中，也就是说软件要求固态化存储，而不是存储在磁盘等载体中。 嵌入式微处理器嵌入式系统无处不在，它的核心是嵌入式微处理器。 嵌入式微处理器一般具备 4 个特点：对实时和多任务有很强的支持能力，能完成多任务并且有较短的。