无阻塞I/O通信及其在车载GPS中的应用研究

摘要

随着社会的快速发展和商业化进程的加速，越来越多的行业和部门需要掌握其所属车辆或其它移动目标（以下称为移动终端）的实时信息并能远程监控这些移动终端。这类需求使得车辆监控系统逐渐成为国内外的研究热点，并确立了无线通信、定位、GIS等技术在该领域的支撑地位。I/O通信直接影响车辆监控系统的性能。
　　 本文以移动终端监控系统的应用为背景，就监控系统中的通信服务器中的核心技术与若干关键问题展开了具体的研究工作。本文提出了一套基于GPRS/GPS/GIS的移动终端监控系统的解决方案，系统地分析了车辆监控系统中通信服务器系统的内部结构，并重点实现了核心功能单元-网关服务器。网关服务器承载着与移动终端通信、与地图服务器通信等多种任务，是整个车载GPS通信服务器的数据逻辑处理中心，是连接移动终端与监控中心的桥梁。在通信服务器的实现方面，本文重点解决了网关服务器的建立、与移动终端之间的通信、内部数据同步管理、与数据库交互、与地图服务器数据交互、数据库实现等问题。在设计过程中，为了进一步提高通信服务器的I/O通信能力和其它的工作性能，合理地应用了无阻塞I/O通信方式、优秀的软件设计模式，采用了线程池、数据库连接池、数据缓存等缓冲技术来优化通信服务器，提高通信服务器的吞吐能力。
　　 本文设计开发的车辆监控系统中的通信服务器，有效地解决了目前GPS行业中存在的同一监控中心中存在多个通信服务器的问题，使用同一平台就可以兼容多种GPS移动终端设备，减少了企业的投资成本，提高了移动终端的使用效率，降低了企业监控管理的成本，为增强企业的市场竞争力提供了有效的保障。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 背景介绍

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内研究现状

1.2.2 国外研究现状

1.3 本文主要研究的问题

1.4 本文的组织结构

第二章 相关技术

2.1 GPS技术

2.1.1 GPS系统组成

2.1.2 GPS的特点

2.1.3 GPS基本定位原理

2.2 GPRS技术

2.2.1 GPRS网络结构

2.2.2 GPRS的主要特点

2.2.3 GPRS比SMS的优势

2.3 计算机网络体系结构

2.3.1 OSI参考模型

2.3.2 TCP/IP参考模型

2.3.3 网络通信方式比较

2.4 阻塞I/O与无阻塞I/O

2.4.1 JavaI/O流

2.4.2 阻塞式I/O通信方式

2.4.3 无阻塞I/O通信方式

2.4.4 两种I/O性能比较

2.5 服务器

2.5.1 服务器简介

2.5.2 服务器分类

2.6 本章小节

第三章 通信服务器总体设计

3.1 系统概述

3.2 系统设计目标

3.3 系统设计原则

3.4 系统架构设计

3.4.1 通信服务器配置

3.4.2 监控系统结构

3.4.3 通信服务器架构

3.4.4 标准数据包格式

3.5 系统功能设计

3.5.1 系统模块结构

3.5.2 系统模块功能

3.5.3 数据结构设计

3.6 本章小节

第四章 通信服务器详细设计

4.1 设计综述

4.2 网络通信设计

4.2.1 通信数据包格式标准

4.2.2 通用网络模块设计

4.2.3 无阻塞I/O通信设计

4.3 业务处理模块

4.3.1 模块结构设计

4.3.2 解码器设计

4.3.3 编码器设计

4.3.4 解码工厂设计

4.3.5 扩展业务处理模块

4.4 数据存储模块

4.5 系统支持模块

4.5.1 基础信息模块

4.5.2 日志管理模块

4.5.3 用户管理模块

4.6 本章小节

第五章 通信服务器应用

5.1 系统应用场景

5.2 系统运行效果

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

攻读学位期间的研究成果目录

致谢