数字对讲机监测系统用户接口单元的架构设计及驱动程序的开发

摘要

数字对讲机是一种具有特定数字编码方式和特定基带调制形式的数字通信设备。数字对讲机监测仪是一种具有侦听数字对讲机语音通信内容能力的专业监测设备。数字对讲机监测仪利用无线电信号监测技术与数字信号分析处理技术，实现了对数字对讲机语音的接收、分析、解码、侦听以及记录等功能。用户接口单元应用软件和驱动程序实现了频谱扫描结果显示、协议数据处理结果显示、语音实时存储和播放以及系统管理和配置等功能，是数字对讲机监测仪的重要组成部分。
　　本文在综述国内外无线电监测仪发展状况的基础上，首先，分析了数字对讲机监测仪的基本功能和总体架构，并根据用户接口单元应用软件的功能，设计了数据收发、数据处理以及设备控制三大软件模块，研究了应用在频谱显示处理流程中的频谱检波算法和频谱峰值搜索算法，给出了用户接口单元与信号处理单元之间以及用户接口单元各模块之间的软件接口;然后，分析了驱动程序的分类和作用，基于总线设备驱动模型和设备树，设计了旋转编码器驱动程序、键盘驱动程序、液晶屏控制器驱动程序、音频设备驱动程序以及有线网卡驱动程序的基本流程，并在Linux操作系统中，借助GCC交叉编译工具链，使用C++语言和C语言，编写或移植了用户接口单元的驱动程序，将引导器、Linux内核镜像、驱动程序以及应用软件等部署到目标板中;最后，对数字对讲机监测仪用户接口单元应用软件和驱动程序进行了联调和测试，测试结果表明，用户接口单元应用软件和驱动程序能够顺利运行，实现了设计要求的各项功能，并满足了性能指标的要求。

目录

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致谢

摘要

1 引言

1．1 概述

1．2 国内外无线电监测仪的发展状况

1．3 论文选题的意义和主要工作

2 数字对讲机监测仪基本功能和总体架构的分析

2．1 基本功能

2．1．1 频谱扫描和显示

2．1．2 协议数据处理和显示

2．1．3 语音实时存储和播放

2．1．4 系统管理和配置

2．2 总体架构

2．2．1 接收射频前端

2．2．2 信号处理单元

2．2．3 用户接口单元

2．2．4 其它设备模块

2．2．5 外部数据接口

2．3 本章小结

3 用户接口单元应用软件的设计

3．1 软件结构

3．2 软件模块的设计

3．2．1 数据收发模块

3．2．2 数据处理模块

3．2．3 设备控制模块

3．3 软件算法的设计

3．3．1 频谱检波算法

3．3．2 频谱峰值搜索算法

3．4 软件接口的设计

3．4．1 用户接口单元与信号处理单元的软件接口

3．4．2 用户接口单元各模块间的软件接口

3．5 本章小结

4 用户接口单元驱动程序的设计

4．1 分类和作用

4．1．1 字符设备

4．1．2 块设备

4．1．3 网络设备

4．2 总线设备驱动模型

4．3 设备树

4．3．1 设备树的结构

4．3．2 设备树结点的重要属性

4．3．3 设备树的加载

4．4 驱动程序的设计

4．4．1 旋转编码器驱动程序

4．4．2 键盘驱动程序

4．4．3 液晶屏控制器驱动程序

4．4．4 音频设备驱动程序

4．4．5 有线网卡驱动程序

4．5 本章小结

5 用户接口单元驱动程序的开发

5．1 开发工具和开发环境

5．1．1 开发环境

5．1．2 开发软件

5．1．3 开发语言

5．2 驱动程序的开发过程

5．2．1 注册内核模块

5．2．2 创建驱动程序描述结构

5．2．3 读取设备树结点

5．2．4 配置硬件寄存器

5．2．5 申请和处理硬件中断

5．3 软件的部署和启动

5．3．1 源代码的交叉编译

5．3．2 eMMC的分区

5．3．3 操作系统的引导

5．3．4 程序的自动启动

5．4 本章小结

6 联调和测试

6．1 调试和测试环境

6．2 驱动程序的调试和测试

6．2．1 调试方法

6．2．2 测试内容和结果

6．3 用户接口单元各模块的联调

6．4 用户接口单元与信号处理单元的联调和测试

6．4．1 频谱扫描和显示

6．4．2 协议数据处理和显示

6．4．3 语音实时存储和播放

6．4．4 系统管理和配置

6．5 本章小结

7 结论

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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