智能安全的列車數(shù)據(jù)換裝終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來(lái)隨著全國(guó)鐵路規(guī)模的擴(kuò)大和運(yùn)行速度的提升，使得列車調(diào)度和線路改造越來(lái)越頻繁，其列車運(yùn)行線路的變更必然導(dǎo)致包含運(yùn)行線路坐標(biāo)、距離、限速、坡道、隧道等列車運(yùn)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(guò)人工更換每臺(tái)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(cuò)換、漏換、準(zhǔn)確率不高、安全性低、耗時(shí)長(zhǎng)等矛盾日漸凸顯。為保證列車運(yùn)行監(jiān)控裝置基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確無(wú)誤和高效安全，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)能智能比對(duì)更改數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和擁有改進(jìn)的加密鑒權(quán)技

2、術(shù)的列車數(shù)據(jù)換裝終端。
　　首先，對(duì)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(jì)了整體方案，為解決數(shù)據(jù)換裝終端的安全問(wèn)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(gè)改進(jìn)的加密鑒權(quán)方法，該方法具有減少資源浪費(fèi)，增加傳輸效率等特點(diǎn)，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(jì)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(jì)，采用了i.MX6UL微控

3、制器，并對(duì)其進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)，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(diǎn)。隨后進(jìn)行了多層PCB設(shè)計(jì)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(jì)。
　　再次，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)軟件整體方案，軟件設(shè)計(jì)包括數(shù)據(jù)換裝終端的軟件設(shè)計(jì)和操作數(shù)據(jù)換裝終端的上位機(jī)設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)換裝終端運(yùn)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(dòng)的移植，在系統(tǒng)環(huán)境搭建成功后，

4、進(jìn)行了應(yīng)用程序設(shè)計(jì)、顯示界面程序和加密鑒權(quán)程序的設(shè)計(jì)。而上位機(jī)方面，根據(jù)不同的使用環(huán)境設(shè)計(jì)了生產(chǎn)測(cè)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(cè)試指標(biāo)，對(duì)列車數(shù)據(jù)換裝終端進(jìn)行了測(cè)試，其測(cè)試包括一般性檢測(cè)，電氣性能檢測(cè)，環(huán)境試驗(yàn)，牢靠性實(shí)驗(yàn)和包含加密鑒權(quán)測(cè)試的功能性實(shí)驗(yàn)，從得出的測(cè)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(jí)產(chǎn)品的可靠性及穩(wěn)定性，能在-20-60℃下穩(wěn)定運(yùn)行