基于WinCE的数字警务系统的研究与实现

摘要：论文主要介绍了数字警务系统的整体功能，WindowsCE操作系统的开发平台的搭建，系统移动平台的WindowsCE操作系统的定制及把该操作系统向目标平台——ICOP公司的嵌入式平台eBox-II的移植过程。同时还介绍了怎样针对该操作系统为应用程序的开发生成相应的软件开发包。该系统的实现为数字警务系统的发展提供了一个切实可行的方案，同时为类似系统的WindowsCE操作系统内核的设计、移植提供了一些实用经验。

1引言嵌入式技术近几年的不断发展，硬件不断地变得更快、更小和更加便宜，基于嵌入式的系统将有很大的发展潜力。本论文的工作正是以中国发展“金盾工程”及全面换发第二代智能身份证为契机，应用嵌入式技术开发出一套科技含量高的便携系统以方便警务人员日常办公。该系统以提高警务工作的效率，减轻警务人员的负担为目的，提出了一种全新设计的嵌入式警务数字助理。

2WindowsCE操作系统WindowsCE是一个具有抢占式多任务功能和强大通信能力的嵌入式32位操作系统。同时它还是一个开放的、可升级的操作系统。WindowsCE是微软专门为信息设备、移动应用、消费电子、嵌入式应用等非PC领域设计的战略性操作系统产品。其系统模块化及可伸缩性、实时性好，通信能力强大，支持多种CPU。

3系统整体设计3。1系统设计的目标1)高效性：通过客户端系统远程访问数据库来验证嫌疑犯的信息，同时服务器实时显示城市警力分布，提高警力调配效率。2)便携性：通过CDMA无线网络与中心服务器交互，可以被方便地随身携带。3)可扩展性：系统实现高度的模块化，用户可以根据需要配置相应模块。4)安全性：系统通过密码、指纹识、授权管理和网络加密传输等的手段来保证安全性。

3。2系统结构描述整个系统主要实现了疑犯身份验证，数据记录和查询，紧急事件处理，GPS定位作案地点功能，警力调度五大功能。系统结构组成如图1所示。

图1系统结构图1)eBox-II：是系统的客户端核心，控制外部设备采集数据和中心数据库的交互。2)指纹仪：采集指纹信息，用于身份识别。3)读卡器：读取身份证信息，用于身份识别。4)CDMA无线modem：使eBox-II无线接入internet，与中心数据库通信。5)GPS接收器：客户端获得经纬度信息，用于警员的自身定位和服务对警员的调度。6)中心服务器：管理系统的综合信息，定位作案地点，负责和客户端通信和调度警员。

3。3客户端客户端是以eBox-II为平台的嵌入式系统。具备以下功能：身份验证功能。在客户端输入身份证号或指纹信息，通过无线网络传输给服务器。服务器通过查询数据库，获得被检查人的信息，再把信息发回客户端，实现即时的身份验证功能。口供实时纪录。辅助快速填写现场询问记录实时回传服务器。这些记录可以被所有终端查询。通过服务器提供的关联数据，可以快速检索到相关案件信息。辅助案件快速侦破。客户端收集GPS数据，并发送到服务器。服务器可实时定位每一个客户端的位置，能清楚的看到城市的警力的分布情况，同时系统还提供了相应的警力调度的辅助程序。系统紧急报警，客户端向服务器发送报警信号，根据事件的严重程度、事件类型、需不需要邻近的警察援助等相关信息，这些信息连同GPS数据发到服务器。

3。4中心服务器中心服务器由服务器软件和数据库两部分组成。数据库使用SQLServer2000开发，存储了系统所需要的信息。服务器软件采用C#。NET为开发平台，实现对服务器资源的管理，如对公民信息的录入、查询功能和与客户端配套的功能等。

服务器软件能自动对客户端返回的信息作相关的处理。当客户端将信息传给服务器，服务器软件提取出信息，根据相应命令执行相应操作并将执行的结果返回给客户端。并对数据库中的相关数据实现自动关联，辅助相关案件侦破。

服务器通过处理客户端定时发回来的GPS位置信息，在地图上动态地实时显示出警力分布。电子地图可以放大、缩小、漫游。并实现向任意指定终端发送消息，远程指挥办案。

3。5系统安全性1)客户端指纹登陆：客户端的操作系统启动时需要密码，联网进入系统时需要确认指纹信息。2)权限管理：系统可根据人员级别指定相应的访问权限。3)数据的传输安全：系统数据的网络传输采用了SSL技术以保证数据传输过程中的安全性。

4WindowsCE系统开发4。1WindowsCE内核开发流程内核的开发主要流程为配置开发平台，根据系统需要定制目标平台的操作系统内核，编译生成操作系统镜像，下载镜像进行调试，当调试成功后再导出为应用程序开发提供支持的软件开发包等步骤，如图2所示。

图2WindowsCE镜像开发流程图4。2系统内核定制BSP（BoardSupPortPackage）板级支持包，它是一个包括启动程序、OEM适配层程序（OAL）、标准开发板（SDB）和相关硬件设备的驱动程序软件包。系统用到开发平台的BSP包括：1)Vortex86_Audio，对音频输入、输出的支持。2)Vortex87_Displey，对显示输出的支持。3)EthernetBootloader(eboot)，对开发平台通过网络启动的支持。4)SerialBootloader(sboot)，x86的串行Bootloader提供使用COM1UART传输数据到目标板的支持。

同时系统需要相应的文件系统和存储器的支持：ATAPIPCI/IDEStorageBlockDriver，用来支持IDE硬盘设备；FATFileSystem，支持文件分配表（FAT）结构的文件系统的驱动；Bit-based，同步一个WindowsCE设备和外部数据存储间的文件和数据库信息。外设接口驱动。串口驱动：SerialCom16550。并且要添加“CoreFlash存储器和大量其他介质的USB存储器。USBHumanInputDevice(HID)ClassDriver，选中其中的“USBHIDKeyboardandMouse”，使得内核支持USB键盘鼠标。网络设备驱动。RealTekRTL8139组件，RTL8139芯片的WindowsCE5。0下的驱动程序以及异步广域网微端口驱动AsyncmacTCP/IP协议支持。添加NetworkDriverArchitecture(NDIS)，NDISUser-modeI/ODriver，这是对所有Windows平台的标准的网络驱动体系结构。WinsockSupport，是一组网络API，为多个传输层协议提供了访问通道来创建支持多个Winsock类型的应用程序。WindowsNetworkingAPI/Redirector(SMB/SIFS)，可利用Windows的联网功能建立和中止与网络的连接，或者访问支持通用Internet文件服务器上的文件。[!--empirenews.page--]

为了保证在WindowsCE5。0上的应用程序开发，需要添加以下组件以获得相应支持：。NetCompactFramework2。0，主要针对于资源有限设备，支持Windows窗体类，还包括一系列完成这类功能的控件，以便开发者迅速的以一种与底层平台兼容的框架来开发各种各样的用户界面。

在建立操作系统镜像时加入安全支持，AuthenticationServices，这个特性主要通过安全支持供给接口（SSPI）提供一些安全服务，包括身份验证、信任管理和信息保护。

由于系统需要数据库支持。在Platform。Builder里面有SQLServerCE2。0，但是为了更好的与VisualStudio2005兼容，系统使用了最新的SQLServerCE3。0，但这需要另外进行添加。首先安装SQLServer2005mobile，在安装目录(C：ProgramFileVisualStudio8SmartDevicesSQLServerMobilev3。0wce500x86)里面可以找到3个CAB文件：1)sqlce30。dev。ENU。wce5。x86。CAB；2)sqlce30。repl。wce5。x86。CAB；3)sqlce30。wce。x86。CAB；把这三个文件拷贝到WindowsCE5。0中并安装。

4。3添加环境变量环境变量用来进一步设置所设计的操作系统镜像。该目标系统需要设置两个环境变量：IMGRAM128，作为一个限制条件指导PlatfoemBuilder在BSP的范围内生成目标板的系统镜像。这里限制了eBox-II的系统内存大小为128MB。BSP_VS2005_CORECON，表明需要与VisualStudio2005建立连接，相关的文件将会被编译进系统内核。

4。4加载操作系统镜像当通过Platform。Builder编译后，在编译目录下会生成相应的文件，其中NK。BIN文件是适合设备的操作系统镜像文件，也就是设备最终要用到的WindowsCE内核。用BootLoader程序加载这个文件就可以启动WindowsCE操作系统了。

在eBox-II平台上，由于硬件启动不通过BootLoader，上电初始化均由BIOS来完成的，BoorLoader只负责完成CE的加载。但是调试时要用到网络或者串口下载镜像时就必须用到相应的BootLoader进行初始化。eBox-II的设备硬件启动过程如下：1)由BIOS启动计算机，然后转到启动盘，启动盘IDEFlash。2)DOS系统启动后，先根据config。sys完成DOS参数的设置，再运行Autoexec。bat中的命令行。3)为了自动运行，在Autoexec。bat中均有Loadcepc。exe命令行。4)Loadcepc。exe文件加载操作系统镜像文件NK。BIN。5)加载成功后，将控制权转交给WindowsCE5。0操作系统。

4。5为应用程序开发生成SDK当目标平台的操作系统调试成功后，利用Platform。Builder中提供的工具建立相应的SDK。当SDK成功导出后，就可以把它提供给相应的软件开发平台，程序员利用这个SDK为目标平台开发相应的应用程序。

5结束语本文论述了首先介绍了WindowsCE操作系统，然后介绍所开发的数字警务系统，并详细说明WindowsCE操作系统开发的过程。希望论文能给中国的警务系统数字化提供一种思考角度，并且希望论文中论述的WindowsCE操作系统的定制和移植对这方面的爱好者有一些帮助。

本文作者创新点：本文提出了以提高警察工作效率为目的，使用嵌入式技术实现一个数字警务系统。实现了WinCE系统的移植，并实现了指纹识别、CDMA通信、GPS等技术在WinCE操作系统上的应用。