2.2.4 加密解密模块实现原理

　　本系统采用DES加密算法。DES算法把64位的明文输入块变为64位的密文输出块，它所使用的密钥也是64位。首先，DES把输入的64位数 据块按位重新组合，并把输出分为L0、R0两部分，每部分各长32位，并进行前后置换(输入的第58位换到第一位，第50位换到第2位，依此类推，最后一 位是原来的第7位)，最终由L0输出左32位，R0输出右32位，根据这个法则经过16次迭代运算后，得到L16、R16，将此作为输入，进行与初始置换 相反的逆置换，即得到密文输出。本系统对加密模块以函数调用的方式加以实现。

　　3 系统测试

　　本系统基于GPS和GSM技术在FPGA开发板上实现了追踪和定位的功能，为了检测系统的的功能并找出其中的不足，我们制定了详细的测试方案，并对不同环境下系统的性能以及系统的容错性进行了测试，根据测试的数据对系统的性能做出了客观的评价，突出展现了系统的优点也找出了系统的不足。

　　3.1 系统自测试方案(部分)

　　考虑到两个终端的距离可能会影响到结果精确度(因为距离较短时，GPS发送的两终端的经纬度相差会很小，进而会造成较大误差)，所以我们使两终 端的距离在20～7800m范围内变化，测量不同距离下的距离误差和方位角度误差。另外，我们还考虑到终端所在的环境(如地理环境、天气状况等)可能会对 GPS以及GSM的工作产生影响，所以我们也在不同的地理环境以及天气状况下对系统性能进行了测试。

　　3.2 系统测试结果(部分)

　　表3.1 测试数据(部分)

 
3.3 测试数据分析

　　本系统采用GPS和GSM受天气等自然因素影响较小，所以无论是在晴天还是下雨天都能够实现寻找指引终端对防盗目标终端的精确定位。因使用的GPS定位系统质量较差，当两终端相距较近时相对误差过大。但此情况下已没有必要通过本系统寻找防盗目标终端，可直接通过肉眼观察找到。

　　4 特色

　　信息安全性高，这是本作品的一大特色。当前市场上的防盗定位产品，大多没有对待追踪的物品的经纬度信息进行加密，这样信息如果被第三方截获，物 品的安全很可能受到威胁。而本作品在很大程度上弥补了这一缺陷。第一，对传输的经纬度信息将其加密后传输，防止物品的位置信息被第三方截获并被恶意修改或 利用;第二，GSM通信本身就有很好的防盗能力，在对信息加密的基础上，利用GSM通信的这一特点进一步保证了信息的安全性。

　　受天气等外在因素的影响小。这是由GPS和GSM的特点决定的。首先GPS信号不会受到浓厚云层、大雾、下雨和下雪等不良天气的影响，GPS信号的波长足以让它穿越空气中的各种障碍物，换句话说，多数恶劣天气完全不会对GPS的正常工作产生影响;再就是GSM通信也几乎不受多数不利天气的影响。

　　定位追踪的有效距离较远。所谓定位追踪的有效距离，在此处可以理解为两终端均能接收到各自当前位置的有效经纬度信号并能正常地通信时，两终端的相对距离。首先GPS的有效定位范围是全球性的，在绝大多数情况下，GPS都能提供有效而准确的经纬度位置，从而保证了系统所用的位置数据的时效性，进而增大了定位追踪的有效距离。其次，GSM通信也具有全球化的应用，无论通信距离的长短，GSM都能所保证传送的信息具有良好的稳定性与正确性。

　　成本较低。Spartan-3E系列的器件密度范围为10万到160万系统门，其单位逻辑单元的成本是FPGA行 业中最低的。Spartan-3E器件在业界第一个突破了2美元的10万系统门售价和10美元的100多万系统门售价的极限。所以尽管本系统包含的各模块 都比较复杂，外围器件较多，但由于整个系统基于Spartan-3E且Spartan-3E提供了丰富的外围设备接口，因此系统各部分均得到了很好的实 现，充分利用了Spartan-3E开发板的高性价比特性。

　　本作品的可扩展性强。虽然本作品完全实现了定位追踪功 能和基本的人机交互功能。但由于开发时间有限，仍有一些功能可以进一步被扩展完善，所以本作品的性能仍具有很大的提升空间。例如在功能扩展方面，利用 Spartan-3E的强大功能，可以进行一对多通信，这样就可以实现对多个物品的同时跟踪，极大地扩展了系统的应用价值;人机交互方面，本系统利用的是 开发板提供的16×2 LCD和少数几个按键，终端与用户的交互功能有限，因此完全可改用VGA显示，键盘输入及语音对人机交互功能进行扩展，这样会极大丰富本作品的功能及应用 场合，扩大其市场前景。