本文關(guān)鍵詞：智能安全的列車數(shù)據(jù)換裝終端的設(shè)計與實現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 列車數(shù)據(jù)換裝 加密鑒權(quán)技術(shù) Linux AES SHA-1

【摘要】：近年來隨著全國鐵路規(guī)模的擴(kuò)大和運行速度的提升,使得列車調(diào)度和線路改造越來越頻繁,其列車運行線路的變更必然導(dǎo)致包含運行線路坐標(biāo)、距離、限速、坡道、隧道等列車運行監(jiān)控裝置基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的頻繁換裝(更換),而傳統(tǒng)通過人工更換每臺列車監(jiān)控基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)芯片和使用IC卡換裝的方法所產(chǎn)生的錯換、漏換、準(zhǔn)確率不高、安全性低、耗時長等矛盾日漸凸顯。為保證列車運行監(jiān)控裝置基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確無誤和高效安全,本文設(shè)計了一個能智能比對更改數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和擁有改進(jìn)的加密鑒權(quán)技術(shù)的列車數(shù)據(jù)換裝終端。首先,對數(shù)據(jù)換裝終端進(jìn)行了整體的需求分析,根據(jù)需求分析設(shè)計了整體方案,為解決數(shù)據(jù)換裝終端的安全問題,介紹了現(xiàn)有的鑒權(quán)技術(shù)、隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器和數(shù)據(jù)加密算法,并進(jìn)行分析,隨后結(jié)合這些技術(shù)提出一個改進(jìn)的加密鑒權(quán)方法,該方法具有減少資源浪費,增加傳輸效率等特點,能達(dá)到不進(jìn)行數(shù)據(jù)的加密也能保證數(shù)據(jù)安全性,為數(shù)據(jù)換裝終端的設(shè)計提供理論依據(jù)。其次,進(jìn)行了數(shù)據(jù)換裝終端的總體硬件方案設(shè)計,采用了i.MX6UL微控制器,并對其進(jìn)行硬件電路設(shè)計,包括電源電路、最小系統(tǒng)電路、通信接口電路和SHA-1加密電路,在電源電路方面進(jìn)行優(yōu)化,使得設(shè)備具有低功耗和高效能的特點。隨后進(jìn)行了多層PCB設(shè)計和電路調(diào)試,最后進(jìn)行了數(shù)據(jù)換裝終端的結(jié)構(gòu)設(shè)計。再次,設(shè)計了系統(tǒng)軟件整體方案,軟件設(shè)計包括數(shù)據(jù)換裝終端的軟件設(shè)計和操作數(shù)據(jù)換裝終端的上位機(jī)設(shè)計。數(shù)據(jù)換裝終端運行Linux3.14.52操作系統(tǒng),需要進(jìn)行內(nèi)核修改、文件系統(tǒng)和驅(qū)動的移植,在系統(tǒng)環(huán)境搭建成功后,進(jìn)行了應(yīng)用程序設(shè)計、顯示界面程序和加密鑒權(quán)程序的設(shè)計。而上位機(jī)方面,根據(jù)不同的使用環(huán)境設(shè)計了生產(chǎn)測試使用上位機(jī)和服務(wù)器上位機(jī),上位機(jī)和數(shù)據(jù)換裝終端采用USB2.0通信。最后,根據(jù)測試指標(biāo),對列車數(shù)據(jù)換裝終端進(jìn)行了測試,其測試包括一般性檢測,電氣性能檢測,環(huán)境試驗,牢靠性實驗和包含加密鑒權(quán)測試的功能性實驗,從得出的測試結(jié)果表明,數(shù)據(jù)換裝終端擁有完整安全的數(shù)據(jù)換裝功能,具有工業(yè)級產(chǎn)品的可靠性及穩(wěn)定性,能在-20-60℃下穩(wěn)定運行,完全滿足列車數(shù)據(jù)換裝的安全及穩(wěn)定性要求。
【關(guān)鍵詞】：列車數(shù)據(jù)換裝 加密鑒權(quán)技術(shù) Linux AES SHA-1
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U284.48
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-15
• 第1章 緒論15-19
• 1.1 課題研究的背景及重要意義15-16
• 1.2 國內(nèi)外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀16-17
• 1.3 課題來源17-18
• 1.4 本文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)18-19
• 第2章 數(shù)據(jù)換裝終端的總體設(shè)計19-29
• 2.1 列車數(shù)據(jù)換裝終端的需求分析19-20
• 2.2 列車數(shù)據(jù)換裝終端總體設(shè)計方案20-21
• 2.3 數(shù)據(jù)換裝終端鑒權(quán)方案的設(shè)計21-28
• 2.3.1 鑒權(quán)方法概述21-22
• 2.3.2 對稱鑒別/非對稱鑒別22
• 2.3.3 使用密碼/非密碼技術(shù)22
• 2.3.4 鑒別的類型22-23
• 2.3.5 鑒權(quán)方案應(yīng)用的技術(shù)及特性23-25
• 2.3.6 加密鑒權(quán)方法的設(shè)計25-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 數(shù)據(jù)換裝終端的硬件設(shè)計29-60
• 3.1 硬件總體框架設(shè)計29
• 3.2 主要芯片選型29-32
• 3.3 硬件電路設(shè)計32-48
• 3.3.1 電源電路32-39
• 3.3.2 最小系統(tǒng)電路39-46
• 3.3.3 通信接口電路46-47
• 3.3.4 SHA-1加密電路47-48
• 3.4 PCB設(shè)計與實現(xiàn)48-56
• 3.4.1 多層PCB設(shè)計流程48-49
• 3.4.2 PCB設(shè)計要點49-50
• 3.4.3 數(shù)據(jù)換裝終端的PCB設(shè)計50-55
• 3.4.4 電路板調(diào)試55-56
• 3.5 結(jié)構(gòu)設(shè)計56-59
• 3.6 本章小結(jié)59-60
• 第4章 數(shù)據(jù)換裝終端的軟件及上位機(jī)設(shè)計60-70
• 4.1 軟件總體設(shè)計方案60-61
• 4.2 數(shù)據(jù)換裝終端的軟件設(shè)計61-66
• 4.2.1 數(shù)據(jù)換裝終端的應(yīng)用程序設(shè)計61-63
• 4.2.2 加密鑒權(quán)程序設(shè)計63-64
• 4.2.3 數(shù)據(jù)換裝終端顯示界面設(shè)計64-66
• 4.3 上位機(jī)設(shè)計66-69
• 4.3.1 生產(chǎn)測試上位機(jī)66-68
• 4.3.2 數(shù)據(jù)換裝終端服務(wù)器上位機(jī)68-69
• 4.4 本章小結(jié)69-70
• 第5章 列車數(shù)據(jù)換裝終端的實驗測試與結(jié)果分析70-88
• 5.1 數(shù)據(jù)換裝終端的調(diào)試與組裝70-72
• 5.1.1 最小系統(tǒng)的測試70-71
• 5.1.2 數(shù)據(jù)換裝終端的組裝71-72
• 5.2 數(shù)據(jù)換裝終端的實驗測試72-74
• 5.2.1 試驗標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)及指標(biāo)說明72-73
• 5.2.2 測試準(zhǔn)備73-74
• 5.3 測試過程74-84
• 5.3.1 一般性檢測74
• 5.3.2 電氣性能檢測74-76
• 5.3.3 環(huán)境實驗76-78
• 5.3.4 牢靠性實驗78-79
• 5.3.5 功能性實驗79-84
• 5.4 測試結(jié)果84-87
• 5.5 本章小結(jié)87-88
• 總結(jié)與展望88-90
• 參考文獻(xiàn)90-92
• 致謝92-93
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間參加的科研項目93-94
• 附錄B (公示的專利)94

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本文編號：736001