（計算機科學與技術專業(yè)論文）基于bs模式自動售貨機遠程管理平臺設計與實現(xiàn).pdf

云s 己藝f 【 j 瀚 d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no ft h er e m o t e m a n a g e m e n tp l a t f o r mo fv e n d i n gm a c h i n e b a s e do nb sm o d e l s p e c i al t y q 匹衛(wèi)遜金p p ! i 魚塹i q 壁! 量魚h 塾i q 旦璺 m a s t e rd e g r e ec a n d i d a t e = s u p e r v i s o r = p r o f j i no u x i et a o s c h o o lo fi n f o r m a t i o ns c i e n c e & e n g i n e e r i n g c e n t r a ls o u t hu n i v e r s i t y c h a n g s h ah u n a n p r c 原創(chuàng)性聲明 本人聲明，所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作及取得 的研究成果。盡我所知，除了論文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不 包含其他入已經發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得中南大學或其他單 位的學位或證書而使用過的材料。與我共同工作的同志對本研究所作的貢獻均 已在論文中作了明確的說明。 作者簽名：三熟當日期：監(jiān)年月丘日 學位論文版權使用授權書 本人了解中南大學有關保留、使用學位論文的規(guī)定，即：學校有權保留學 位論文并根據國家或湖南省有關部門規(guī)定送交學位論文，允許學位論文被查閱 和借閱；學?？梢怨紝W位論文的全部或部分內容，可以采用復印、縮印或其 它手段保存學位論文。同時授權中國科學技術信息研究所將本學位論文收錄到 中國學位論文全文數據庫，并通過網絡向社會公眾提供信息服務。 作者簽名：互靠量血導師簽名煎日期：竺年月衛(wèi)日 l _ _ _ - _ _ _ _ - o _ _ - _ _ o _ _ o _ _ 一 摘要 隨著社會科技的不斷進步和經濟的快速發(fā)展，人們對自助式售貨 機服務的需求在不斷增加。但是目前低效、人工式的售貨機管理方式， 不能滿足人們強烈服務需求。特別對于集群分布式的售貨機管理，傳 統(tǒng)的人工管理不僅運營技術手段不成熟、效率低下，而且不能及時配 貨、補貨和機器故障維修，嚴重影響用戶的消費。為了提高售貨機管 理效率、提高服務水平和質量，開發(fā)出遠程實時監(jiān)控的售貨機管理系 統(tǒng)非常迫切。本文結合目前通信技術和網絡技術發(fā)展，研究g p r s 網 絡技術及b s 架構下的監(jiān)控管理，適應了當前人們現(xiàn)實需求及技術發(fā) 展的需要。 本文深入分析了b s 模式下的售貨機的遠程實時監(jiān)控的管理系 統(tǒng)，設計出系統(tǒng)總體軟件結構、網絡結構，并特別分析和研究了g p r s 網絡通訊原理、售貨機終端與遠程管理系統(tǒng)通訊原理及售貨機終端直 接與p c 端的通信等。 首先本文分析了售貨機管理系統(tǒng)國內外的技術現(xiàn)狀及本課題研 究目的、意義、主要研究問題。全面認識本文研究價值及所要達到的 目的。 接著，通過分析傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)，并提出系統(tǒng)需求、系統(tǒng)實現(xiàn)的 功能、可行性分析。在需求的基礎上介紹了系統(tǒng)總體結構設計，分別 詳盡的介紹了系統(tǒng)工作原理、系統(tǒng)方案選擇、系統(tǒng)主要組成、數據庫 設計。 然后特別詳盡的介紹g p r s 的通訊設計與研究，包括售貨機終端 與p c 端通訊原理及整個通訊子系統(tǒng)的組成和通訊原理。 最后，在前面的詳細設計基礎上，給出了系統(tǒng)軟硬件的具體實現(xiàn)。 詳細的給出了售貨機終端軟件層的設計與實現(xiàn)和系統(tǒng)總體軟件結構 實現(xiàn)、系統(tǒng)網絡通信模塊的實現(xiàn)、系統(tǒng)遠程監(jiān)控的實現(xiàn)、系統(tǒng)實時信 息處理的實現(xiàn)，并重點闡述了售貨機終端軟件層的實現(xiàn)及系統(tǒng)軟件系 統(tǒng)的實現(xiàn)。 本論文設計的管理系統(tǒng)部分功能在p c 機上成功運行，實驗測試 表明其穩(wěn)定可靠。 關鍵詞g p r s ，b s 模式，自動售貨機，管理系統(tǒng) a b s t r a c t w i t hc o n t i n u o u si m p r o v e m e n to ft h es o c i a l s c i e n c ea n dr a p i d l y d e v e l o p m e n to ft h ee c o n o m y , n e e d sf o rv e n d i n gm a c h i n ei si n c r e a s i n g ， w h i l ea tt h ep r e s e n t 。i tc a l ln o tb em e tb yi n e f f i c i e n ta n dm a n u a l m a n a g e m e n ts y s t e mo f v e n d i n gm a c h i n e e s p e c i a l l yf o r d i s t r i b u t e d m a n a g e m e n to fv e n d i n gm a c h i n e s ，t r a d i t i o n a l l a b o rm a n a g e m e n t w h i c h n o to n l yu s e si n e f f i c i e n ta n di m m a t u r eo p e r a t i o n a lt e c h n o l o g i c a lm e a n s ， b u ta l s of a i l st oa l l o c a t ea n dr e p l e n i s ht h ec a r g oa n dt or e p a i rf a u l t m a c h i n e si nt i m e ，w i l l h a s g r e a tn e g a t i v ei m p a c t o nc u s t o m e r s c o n s u m p t i o n i no r d e rt oi m p r o v e t h ee f f i c i e n c y , s e r v i c el e v e la n ds e r v i c e q u a l i t yo fv e n d i n gm a c h i n em a n a g e m e n t ，e x p l o r i n ga r e a l - t i m ea n d r e m o t em o n i t o r i n gm a n a g e m e n ts y s t e mi su r g e n t l yn e e d e d t h ee s s a y s t u d i e sg p r sn e t w o r kt e c h n o l o g ya n ds u p e r v i s i o nu n d e rb ss t r u c t u r e ， c o m b i n i n gw i t ht h ec u r r e n td e v e l o p m e n to fc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y a n dn e t w o r kt e c h n o l o g y , s oa st oa d a p tt op e o p l e sa c t u a ld e m a n d sa n d t h et e c h n o l o g yd e v e l o p m e n t 1 1 1 ee s s a ya n a l y z e st h er e a l - t i m ea n dr e m o t em o n i t o r i n gv e n d i n g m a c h i n em a n a g e m e n ts y s t e mi nb sm o d e ，d e s i g n s t h es o f t w a r es t r u c t u r e a n dt h en e t w o r ks t r u c t u r eo ft h es y s t e m ，a n dm a k e sas p e c i f i ca n a l y s i s a n dr e s e a r c ho ng p r sn e t w o r kc o m m u n i c a t i o np r i n c i p l e s ，o n m a u n i c a t i o no r i n c i v l e so fv e n d i nm a c h i n et e r m i n a la n dt h er e m o t e c o r n r n u n i c a t i p r i n c i p l e so tv e n a m gm a c h i n et e r m i n a la n c lu r i cr e m o i e m a n a g e m e n ts y s t e m ，a sw e l l a so nd i r e c tc o m m u n i c a t i o nb e t w e e n v e n d i n gm a c h i n e t e r m i n a la n dp c p o r t f i r s to fa l l ，t h ee s s a ya n a l y z e st h ep r e s e n tt e c h n i c a ls t a t u so ft h e v e n d i n g m a c h i n em a n a g e m e n ts y s t e ma th o m ea n da b r o a d ，t h ep o p u l a r i t y o fr e m o t em o n i t o r i n gt e c h n o l o g y , a n dt h ep u r p o s e s ，s i g n i f i c a n c ea n d q u e r i e so f t h er e s e a r c ho nt h i ss u b j e c t ，w h i c hm a k e sr e a d e r st og e taf u l l y a p p r e c i a t i o no ft h er e s e a r c hv a l u e a n dt h ea i m so ft h ee s s a y t h e n ，a f t e ra n a l y z i n gt h et r a d i t i o n a lm a n a g e m e n ts y s t e m ，t h ee s s a y p r o p o s e st h en e e d s ，f u n c t i o n sa n df e a s i b i l i t ys t u d yo f t h es y s t e m b a s e d o nt h en e e d s ，i ti n t r o d u c e da l li n t e g r a t e ds t r u c t u r a ld e s i g no ft h es y s t e m ， w h i c hc o m p r i s e sw o r k i n gp r i n c i p l e s , s c h e m ec h o i c e s ，k e yc o m p o n e n t s a n dd e s i g nf o rd a t a b a s e 。1 。一 a r e rt h a t ，t h ee s s a ys e t sf o r t ht h ed e s i g na n dr e s e a r c ho ng p r s c o m m u n i c a t i o n si n d e t a i l ，i n c l u d i n gc o m m u n i c a t i o np r i n c i p l e s o f v e n d i n g m a c h i n et e r m i n a la n dr e m o t e m a n a g e m e n ts y s t e m ， c o m m u n i c a t i o np r i n c i p l e so fv e n d i n gm a c h i n et e r m i n a la n dp cp o r t ，a s w e l lf i t st h ec o m p o s i t i o na n dc o m m u n i c a t i o np r i n c i p l e so ft h et o t a l c o m m u n i c a t i o ns u b s y s t e m a tl a s t ，t h ee s s a ys h o w sh o wt oi m p l e m e n tt h es y s t e ms o f t w a r ea n d h a r d w a r et h r o u g ht h ea f o r e s a i ds p e c i f i cd e s i g n s t h i ss e c t i o ns t a t e st h e d e s i g no ns o f t w a r el a y e ro fv e n d i n gm a c h i n et e r m i n a la n dr e a l i z a t i o no f t h es y s t e ms o f t w a r el a y e r , a n dr e a l i z a t i o no ft h et o t a ls o f t w a r es t r u c t u r e ， o ft h en e t w o r kc o m m u n i c a t i o nm o d u l e ，o ft h er e m o t es u p e r v i s i o na n do f t h er e a l t i m ei n f o r m a t i o np r o c e s s i n g ，a r em a i n l ye x p a t i a t e d a m o n gt h e s e ， t h ed e s i g no ns o f h a r el a y e ro f v e n d i n g m a c h i n et e r m i n a la n dr e a l i z a t i o n o ft h et o t a ls o f t w a r es t r u c t u r eo ft h es y s t e ma r ef o c u s e d s o m ef e a t u r e so ft h em a n a g e m e n ts y s t e mi nt h ed e s i g ns t a t e di nt h e e s s a y , a r ea p p l i e do np cs u c c e s s f u l l y t h em a n a g e m e n ts y s t e mh a sb e e n p r o v e d t ob es t a b l ea n dr e l i a b l eb ye x p e r i m e n t s k e yw o r d s g p r s ，b sm o d e l ，v e n d i n gm a c h i n e ，m a n a g e m e n t s y s t e m i 目錄 摘! 要i a b s t r a c t i i 第一章緒論。l 1 1 弓i 言1 1 2 課題研究背景。2 1 3 課題研究意義一3 1 4 論文結構安排及主要內容4 第二章管理平臺結構設計5 2 1 傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)。5 2 1 1 有線通訊網絡的自動售貨機管理系統(tǒng)。5 2 1 2 基于無線通訊網絡的自動售貨機管理系統(tǒng)6 2 2 系統(tǒng)需求分析8 2 2 1 系統(tǒng)設計目標9 2 2 2 系統(tǒng)實現(xiàn)的功能。l o 2 2 3 系統(tǒng)可行性分析l l 2 3 系統(tǒng)總體結構設計1 l 2 3 1 系統(tǒng)方案選擇1 l 2 3 2 系統(tǒng)工作原理1 4 2 3 3 系統(tǒng)主要組成15 2 3 4 數據庫設計16 2 4 本章小結2 2 第三章g p r s 的通訊子系統(tǒng)研究。2 4 3 1g p r s 的概述2 4 3 2 售貨機終端與外界的通訊( p c ) 及實現(xiàn)2 4 3 3g p r s 無線通信子系統(tǒng)通訊2 9 3 3 1g p r s 無線通信子系統(tǒng)組成2 9 3 3 2g p r s 無線通信予系統(tǒng)通訊原理31 3 4 本章小結3 2 第四章管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)。3 3 4 1 系統(tǒng)售貨機終端設計與實現(xiàn)。3 3 4 1 1 售貨機終端的硬件設計與實現(xiàn)3 3 4 1 2 售貨機終端軟件層設計與實現(xiàn)3 6 4 2 系統(tǒng)軟件設計與實現(xiàn)3 9 4 2 1 系統(tǒng)總體軟件設計。4 0 4 2 2 系統(tǒng)網絡通信設計與實現(xiàn)4 2 4 2 3 系統(tǒng)遠程監(jiān)控設計與實現(xiàn)4 5 4 2 4 系統(tǒng)實時信息處理( 業(yè)務處理) 設計與實現(xiàn)4 8 4 3 本章小結5 l 第五章總結與展望5 2 5 1 總結5 2 5 2 下一步的工作展望5 2 參考文獻5 4 至定謝5 8 攻讀學位期間主要的研究成果目錄5 9 h 碩士學位論文第一章緒論 1 1 引言 第一章緒論 自動售貨機( v e n d i n gm a c h i n e ) 是一種集機電于一體的高智能自助式售貨產 品。最初由日本、韓國等鄰近地區(qū)引入我國，于1 9 9 5 年在北京，我國第一臺售貨 機誕生。近幾年，自動售貨機在國內的大中城市發(fā)展非常迅速，不僅給人們的生 活帶來了極大的方便，而且也成為了城市現(xiàn)代化的一個重要標志隨著國內市場 的多元化，特別是自動式服務市場的多元化，自動售貨機在國內迎來了一個良好 的發(fā)展時期。然而售貨機市場需求越來越大及售貨機的普及度越來越高，集群分 布式售貨機的有效管理成了運營商的一個難題，過去的人工管理已經無法滿足 。因為人工管理工作不僅效率低下，而且常常出現(xiàn)漏抄和誤抄等情況此外， 若運營商長期在外出差，無法及時了解售貨機的銷售情況或者是否出現(xiàn)故障。過 去人工每天分時段的收集信息再匯報的形式，存在很大的延時性，不能將準確的 信息反映給運營商。所以開發(fā)一個能實時采集銷售信息、運行可靠及相對獨立的 w e b 方式圓遠程監(jiān)控的系統(tǒng)非常迫切 以前傳統(tǒng)的有線網絡管理模式存在明顯的缺陷，其數據傳輸依賴于傳輸導 體，從而帶來了一系列關于傳輸線路方面的問題，包括傳輸線路是否合理，傳輸 線路的檢測及線路擴容問題，還有線路接口兼容設置等而這些方面的問題引發(fā) 建筑物的破壞，線路難以維修及擴展，線路接口存在大量浪費等不利的因數啪 所以在信息技術特別發(fā)達的今天，利用售貨機本身的通訊能力及通過無線網絡傳 輸技術，在整合遍布全球的公共網絡，將原本分散的獨立的售貨機連接稱一個集 約型售貨機集群，并通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)對其進行監(jiān)控。這種管理模式成為售貨機 管理的必然趨勢。 如今隨著無線通訊技術的發(fā)展，可以利用g p r s 無線網絡對分布的自動售貨 機集群進行集中監(jiān)控和管理這種遠程監(jiān)控模式能大大的降低人力資源成本費 用，大大的提高售貨機的售貨效率，而且能及時獲取機器故障信息，完成對售貨 機維護修理。這種遠程監(jiān)控模式，有效地避免因為機器故障等原因造成經濟損失 和給消費者帶來的不便，并為運營商和用戶提供更為放心的安全保障。 本文根據目前最普通的自動售貨機的特點( 本文以湖南金瑪科技有線公司自 動售貨機產品為例) 及目前最為流行無線網絡g p r s 技術的特點，設計出能遠程 監(jiān)控和管理售貨機的管理平臺，使得售貨機的運營與管理分離，即運營商在辦公 碩士學位論文 第一章緒論 室就能對集群分布的售貨機進行遠程監(jiān)控和管理。并且能對不同地點的售貨機的 銷售情況進行對比分析，而且能查詢所監(jiān)控售貨機的所有的歷史數據，包括銷售 信息及故障信息，及時的了解售貨機的運行狀況，第一時間知道售貨機故障信息 或者缺貨信息，并及時的完成補貨和維修工作。 1 2 課題研究背景 目前自動售貨行業(yè)在世界各地蓬勃發(fā)展，世界各地國家和地區(qū)都已經成立的 相關的組織，負責和引領這個行業(yè)的快速順利的發(fā)展。其中主要包括美國的自動 售貨機協(xié)會，n a m a 及歐洲自動售貨機協(xié)會一e v a 等非常著名的機構。這些組織 專門為售貨機行業(yè)的相關協(xié)議或者技術制定了許多標準，后來都成為了實際上的 國際標準，如m d b 通信協(xié)議，d e x u c s 通信協(xié)議等。然后在國內外自動售貨機 的發(fā)展尚未進入成熟時期，還處于摸索的階段，很多運營所需的軟件系統(tǒng)亟待開 發(fā)，特別是售貨機的遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)目前在國內存在的售貨機監(jiān)控系統(tǒng)，大 多以有線的監(jiān)控管理系統(tǒng)為主，主要通過電話線、a d s l 方式或者直接采用4 8 5 總線將售貨機終端連接成一個整體相對集中的售貨機群，而這種監(jiān)控系統(tǒng)只能限 制在酒店，賓館或者高級辦公大樓等局部得地區(qū)內。 目前社會上存在很多無線網絡技術，如g s m 、g p r s 和c d m a 等無線網 絡技術。而基于這些無線網絡技術開發(fā)的管理系統(tǒng)，在國內采用不多。開發(fā)無線 網絡技術的監(jiān)控系統(tǒng)架構一般架構與c s 或b s 模式下。目前一般都是采用c s 架構的管理系統(tǒng)，這種模式的管理系統(tǒng)數據可靠性要求高。具體c s 模式管理和 b s 模式管理我們將在后面的章節(jié)進行詳細解答。國內參與研究開發(fā)的公司主要 有： 1 恒新集團推出了全新e 時代智能自動售賣平臺嘲。該平臺擁有基于無線 通訊技術的實時庫存管理系統(tǒng)舊、電子結算、l c d 互動廣告等功能。并通過智能 自動售賣平臺，存貨、銷售、物流信息可以準確及時反饋給客戶。此外，支持多 種交易支付模式，例如現(xiàn)金、硬幣、銀行卡、i c 卡等。 2 香港大學開發(fā)出的m o v e i 唧管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)完成實現(xiàn)了自動售貨機 的遠程控制和在線支付等功能，從而大大的提高了售貨機的銷售和對售貨機管理 的運營的效率，并特別的提供了電子商務技術上的支持，進行了許多的技術創(chuàng)新。 3 廣東的艾迦信息科技有限公司推出了v m m s 自動售貨機管理平臺，該系 統(tǒng)通過g p r s 網絡完成實時監(jiān)控自動售貨機的運營狀況。并且在售貨機上加裝了 專用讀頭，如a t m 機增強了售貨機的銷售安全性其次可以通過客戶進行涮卡支 付，實現(xiàn)了系統(tǒng)支付認證功能及扣費功能。這一實現(xiàn)，消除了用戶對撥號和發(fā) 短信不信任。其次擴充了多種支付手段包括支付卡及交通卡支付等，并為后續(xù)的 2 碩士學位論文 第一章緒論 業(yè)務擴展提供空間。 4 湖南金碼科技發(fā)展有限公司。已形成了一套貨幣識別、售貨機產品制造 與研發(fā)及自動服務系統(tǒng)管理平臺研發(fā)方面的系列產品。而自助服務平臺管理系 統(tǒng)，已成功運用于江西電信等地區(qū)。目前正在研究售貨機新主板開發(fā)及基于新主 板的售貨機的遠程監(jiān)控系統(tǒng)研究與開發(fā)即本論文的研究。 而在國外在遠程監(jiān)控售貨機方面已經相當的成熟，有了相當成熟的產品如 澳大利亞售貨機運營商已經推出b s 模式售貨機管理平臺，能對單個售貨機或者 售貨機集群及某區(qū)域塊的售貨機集群進行管理和監(jiān)督。即便客戶在國外也能對 本國的售貨機進行非常有效的管理。隨著消費者流動性日益增加、工作場所的頻 繁改變、與零售商店競爭加劇等各方面因素的影響，自動售貨機遠程監(jiān)控的需求 將越來越大，而b s 模式售貨機平臺的發(fā)展和普及，必將帶動售貨機自助服務業(yè) 朝著一個智能化、人性化、網絡化的方向發(fā)展。 1 3 課題研究意義 本課題來源于國家十五科技攻關項目“基于貨幣識別的智能自助服務平臺 ( 編號：2 0 0 3 b a l 0 4 c ) 的子課題，即金瑪科技有限公司“新主板開發(fā)項目 為 了實現(xiàn)對分布式集群售貨機的遠程管理及適應企業(yè)未來發(fā)展的需要，湖南金瑪科 技有限公司立項開發(fā)基于g p r s 的b s 模式售貨機管理系統(tǒng)，項目是附屬于金瑪 科技有限公司的“新主板項目 的子項目。而系統(tǒng)所依賴的售貨機硬件條件為“新 主板項目 中售貨機新主板。其次公司為了方便運營商對分布在各地的售貨機進 行遠程監(jiān)控管理，能夠隨時隨地的售貨機的運行狀況，包括查詢售貨機的售貨情 況，是否正常運行。而且售貨機的故障信息能及時上傳至遠端的管理系統(tǒng)運營 商能及時的根據故障情況，派遣相關的維修人員對機器維修，包括售貨機在最快 的時間內故障被解決，恢復正常運行。但是由于售貨機的地理位置的分散，而采 用傳統(tǒng)的有線監(jiān)控管理模式，在前一節(jié)分析過，存在很多本身因為機制的問題無 法克服的問題，所以需要構建一種新的解決方案?；谌缟显虻目紤]需要設計 出一種基于g p r s 網絡技術的b s 模式的售貨機管理系統(tǒng)的方案，即本文所研究 的課題。 本論文的研究目的在于，為了迎合目前社會要求的管理現(xiàn)代化，信息化及科 技化的要求，提升行業(yè)的管理方面軟件水平。通過本課題的研究，基于g p r s 無 線網路技術及遠程管理模式n 叮無線監(jiān)控的信息化的管理平臺，使得對自助售貨機 行業(yè)的分布式集群式售貨機管理更為信息化，現(xiàn)代化及智能化。使得售貨機售貨 高效化，運營商經濟效益最大化及顧客方便和安全化。而本課題所采用目前最流 3 碩士學位論文第一章緒論 行的b s 結構的三層架構模式，保證管理系統(tǒng)更為穩(wěn)定，網絡更為安全可靠。使 開發(fā)出管理系統(tǒng)達到低成本、高效率、高智能的三化要求。 本論文的研究意義在于，本課題所研究的管理系統(tǒng)，達到了三化“低成本、 高效率、高智能”的信息化管理平臺的要求，符合目前倡導的自助服務信息化社 會要求。相比過去人工式的管理模式，更適合大規(guī)模的售貨機的運營管理，更適 合未來分布式大集群售貨機的要求，這種全新的經營模式具有非常大擴展性。若 將來出現(xiàn)新的管理技術，可以無縫隙的融入本系統(tǒng)，因為本系統(tǒng)采用是低耦合模 塊化構建。其次，本文所研究的課題非常具有實際價值，可以的研究成果在工業(yè) 領域都具有推廣的價值，在其他領域如環(huán)境檢測，公共場所的監(jiān)控陰1 等領域也具 有參考的重要價值和意義 本文主要從采用b s 模式架構技術，通過電信g p r s 網絡技術來實現(xiàn)任何終 端p c 均能夠有效地對售貨機進行管理與控制，實現(xiàn)機器的遠程監(jiān)督與控制 1 4 論文結構安排及主要內容 第一章介紹了當前售貨機管理平臺的現(xiàn)狀，分析了存在的各種不足，結合的 基于d e x 售貨機及g p r s 網絡及b s 模式的特點，提出了本研究課題的必要性， 并接著分析了課題的研究意義研究要達到的目標做了詳述。 第二章主要介紹介紹了傳統(tǒng)的幾種管理系統(tǒng)及它們的缺點，提出了設計本管 理系統(tǒng)的必要性。然后重點介紹了本系統(tǒng)的詳盡需求、設計目標、實現(xiàn)的功能、 可行性分析等。然后詳盡的分析了系統(tǒng)的總體結構設計，包括系統(tǒng)方案的選擇、 系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)的主要組成、數據庫的設計。 第三章主要闡述了首先介紹了售貨機終端與遠程管理系統(tǒng)的通訊原理及與 p c 機的通訊原理。然后重點介紹了系統(tǒng)無線通信子系統(tǒng)的組成及通信原理。 第四章闡述了硬軟部分的詳細設計及其實現(xiàn)。包括了系統(tǒng)硬件部分的具體設 計，重點討論的售貨機終端的硬件軟件的設計與實現(xiàn)。其次包括系統(tǒng)的三大子系 統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，系統(tǒng)網絡通訊子系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)；系統(tǒng)遠程監(jiān)控子系統(tǒng)的設 計與實現(xiàn)：系統(tǒng)實時信息處理子系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)。 第五章主要對本文所做的工作進行了深入的總結并提出了期望，并對下一 步的工作提出了不少建議和設想。 4 碩士學位論文 第二章管理平臺結構設計 第二章管理平臺結構設計 2 1 傳統(tǒng)的管理系統(tǒng) 2 1 1 有線通訊網絡的自動售貨機管理系統(tǒng) 1 有線通訊方式局部管理系統(tǒng) 有線通訊方式售貨機局部管理系統(tǒng)通常采用4 8 5 總線連接各售貨機終端，這 種傳統(tǒng)的通訊網絡具有可靠性好、速度快的優(yōu)點和成本和高施工布線不方便弊 端。此類模式的系統(tǒng)特別適合集中式擺放運營模式，數量不多和又相對集中的售 貨機集群場所，如酒店、公園、醫(yī)院或者局域網布局方便或者已經有完善的局域 網其他單位等。 如2 1 圖所示，這就是基于有線通訊局部管理系統(tǒng)的結構圖，通過交換機或 者集線器將多臺的自動售貨相連，管理售貨機系統(tǒng)所在的p c 機也連接在此局域 網內。此類管理系統(tǒng)所遵循的通信協(xié)議就是成熟t c p i p 通訊協(xié)議，所以售貨機 終端與管理系統(tǒng)間的通信是透明的數據傳輸。一般此類管理系統(tǒng)所采用的開發(fā)模 式為c s 模式。 管理售貨機系統(tǒng) - 1p 交換機或集線器 jl 土上上1 l土上 以太網接口 以太網接口 以太網接口以太網接口以太網接口以太網接口 售 售 售售售售 貨貨 貨貨貨貨 機 機 機機機機 一 圖2 - 1 有線模式的貨機管理系統(tǒng) 2 有線通訊方式遠程管理系統(tǒng) 接下來將介紹基于前面管理系統(tǒng)上升級版的遠程管理系統(tǒng)，若要實現(xiàn)連鎖商 鋪的遠程管理可在局域網的基礎上增加通過公共網絡的通訊實現(xiàn)，將每臺售貨機 碩士學位論文第二章管理平臺結構設計 視為一個獨立的網絡終端，每個商鋪或單位機關的售貨機通過局域網并接入 i n t e m e t 公共網絡。通訊網絡和通訊模塊都已有成熟技術并且已經廣泛運用，實 現(xiàn)的關鍵在與售貨機與各種模塊的接口，如上圖所示給售貨機增加通訊管理模塊 承擔售貨機的通訊任務，通訊管理模塊驅動通訊模塊進行相關通訊。有線網絡通 訊遠程監(jiān)控自動售貨機管理系統(tǒng)結構如下圖： 圖2 2 基于有線網絡的遠程管理的售貨機管理系統(tǒng)結構圖 不論對于基于有線通訊方式或者還是基于無線通訊方式，都必須設計一個承 載通訊任務的模塊，接下來將介紹本文將采用的通訊模塊。 一般售貨機內部提供了與外界通訊幾種方式：以太網通訊接口、g s m g p r s 接口等。而有線通訊方式都是采用w a n l a n 接口。將每臺售貨機視為一個獨 立的局域網絡終端，用雙絞線和交換機連接成一個局域網絡。售貨機間通訊遵循 普遍運用的t c p i p 通訊協(xié)議n ，基于有線通訊的售貨機管理系統(tǒng)比較容易實現(xiàn)， 穩(wěn)定性好。 2 1 2 基于無線通訊網絡的自動售貨機管理系統(tǒng) 對于有線通訊網絡線路成本高，部署難度大及整體系統(tǒng)維護性高等缺陷，無 線通訊網絡技術是一種非常好的解決方式。目前在無線通訊技術包括g s m 無線 通訊n 刃方式，g p r s 無線網絡通訊模式和3 g 無線網絡通訊模式，而這三種無線 通訊技術符合無線遠程監(jiān)控的要求。針對本系統(tǒng)的需求我主要是考慮上述三種無 線通訊方式。而針對于分散擺放的售貨機的情況，這里我們介紹下基于無線的短 信通信方式，這種方式是基于g s m 網絡通訊。般售貨機終端與系統(tǒng)之間通訊， 6 碩士學位論文第二章管理平臺結構設計 是以s m s 短信方式n 4 1 進行通信，該方式傳送信息包括實時的故障信息，機器開 機信息，機器開門信息，機器找零缺乏信息和每日銷售總額，還包括售貨機短信 標志及故障以處理信息，而對售貨機的管理是基于g s m 的遠程管理系統(tǒng)的短信 方式進行管理。 圖2 3 基于無線網絡的遠程管理的售貨機管理系統(tǒng)結構圖 近年來，我國無線與移動通信業(yè)獲得了極大的發(fā)展而基于無線新技術的增 值服務悄然地改變著城市的面貌、改變著人民的生活方式基于無線技術而衍生 的高智能科技產品美化了城市、增添了生活現(xiàn)代感。一般普遍應用的無線通信技 術主要有無線電臺、撥號、g p k s 網絡g s m 網絡、數字線路n 刀。符合本系統(tǒng)的 網絡通訊要求的主要是g s m 網絡、g p r s 網絡、3 g 無線網絡 接下來將重點介紹這三種無線通訊技術，選擇最符合本系統(tǒng)需求的無線網絡 技術。 1 g s m 網絡通訊方式 現(xiàn)在市場上比較成熟的g s m 通訊方式的主要優(yōu)勢為如果使用的信息數量不 多則通訊費用低。且售貨機管理系統(tǒng)無需掛接網絡管理服務器，總體系統(tǒng)運行成 本也低。但是g s m 通訊方式存在明顯的缺點，當系統(tǒng)需要詳細的售貨機信息， 并通訊信息量增大時，運行成本將很快超過后面兩種方式若以1 0 臺售貨機的 規(guī)模，0 1 元短信為侈廿，售貨機每天只發(fā)l 條包含當天統(tǒng)計信息的短信，系統(tǒng)的 通訊費用每月只有3 0 元。若需要詳細的銷售數據每發(fā)生一次銷售行為則產生一 條短信，則1 0 臺售貨機每天可能產生4 0 0 條短信，每月的通訊費用將達到1 2 0 0 元。而本系統(tǒng)將面向近千臺的售貨機，所以基于g s m 通訊方式將給運營商帶來 巨大的通訊費用的壓力。 2 g p r s 網絡通訊方式 7 碩士學位論文 第二章管理平臺結構設計 g p r s 網絡通訊方式可容納的信息量大，通訊帶寬已能滿足管理系統(tǒng)收集自 動售貨機的所有信息；且可持續(xù)在線和實時性強，同時在任何能接入i i i t e m c t 的 地方進行管理，無需攜帶其他設備。可以利用公共網絡資源，也可以包月方式支 付通訊費用，費用相對合理，目前大陸通訊費用是每月3 0 條。若以1 0 臺售貨機 的規(guī)模，每月通訊費用固定為3 0 0 元。高速數據傳輸：速度1 0 倍于g s m ，更 是理想需求，還可以穩(wěn)定地傳送大容量的高質量音頻與視頻文件。但是管理 服務器需要掛接公共網絡，會產生網絡使用費用，同時會產生安全性要求。管理 者必須通過網絡對售貨機進行管理和監(jiān)控采用g p r s 通訊方式，需要在電信部 門或者提供服務器商家架設自己的服務器，并且有可能需要購買專門的口地址 以滿足售貨機終端與監(jiān)控服務器中心的通訊要求，但相比g s m 網絡的通訊方式 的開銷，相對少很多。 3 3 g 網絡通訊方式 3 g 網絡通訊技術功能強大且穩(wěn)定，其完成滿足本系統(tǒng)的通訊功能要求。此 網絡能實現(xiàn)大數據量的通訊要求，其能為未來售貨機的功能擴展提供足夠大的擴 展空間，譬如說遠程視頻通訊，也就是提供在線的視頻管理或者指導、在售貨機 上視頻信息的播放或者遠程的廣告更新、遠程實現(xiàn)售貨機機內軟件升級等。但是 目前3 g 網絡并不普及，其次這技術在國內尚未成熟，目前3 g 市場也只能說是 萌芽階段。其次3 g 通訊費用目前太高，對于本系統(tǒng)的穩(wěn)定，安全、通用化的要 求不符合，所以對這種網絡技術目前不予考慮。 g p r s 網絡相對低廉的連接費用，在數據量達到一定程度時( 如果要求數 據和完整性和實時性) ，相比g s m 通訊有著明顯的費用優(yōu)勢。以長沙市的費 用為基準，最低每年1 2 0 元通訊費用( 沒有協(xié)商的情況下) ，如果采用g s m 通訊，每年只能發(fā)1 2 0 0 條短信，每天不到4 條，完全無法滿足實時性要求。 基于g p r s 網絡的管理系統(tǒng)，只要提供網絡支持隨處可管理。只要在全 球任何一個可以上網的地方，則可登陸常駐網絡的后臺對自己運營的售貨機 進行管理和數據跟蹤。 數據內容豐富：短信通訊只能傳送一些簡單的字串數據或文字，g p r s 可以傳送幾乎所有的數據，包括聲音文件和圖片文件。 功能模塊化：g p r s 通訊與原有的g s m 通訊一樣，使用獨立的通訊模塊完 成具體的通訊功能，主控板只保留為通訊模塊預留的接口，使其成為售貨機的一 個可選功能。在主控板軟件層設計好通訊模塊的驅動和應用程序。 所以結合如上對于g p r s 通訊網絡分析，最后本系統(tǒng)采用g p r s 通訊網絡， 本文將開發(fā)基于g p r s 網絡的自動售貨機管理系統(tǒng)。 2 2 系統(tǒng)需求分析 s 碩士學位論文 第二章管理平臺結構設計 2 2 1 系統(tǒng)設計目標 針對于以前運行商補貨不及時，故障信息不能及時掌握，其次管理模式效率 低下，加上成本也高，這些情況都影響了運行商的商品的銷售效率和收益，其次 附帶著給消費者不便的影響。本設計就是客戶可以根據自己的權限直接對設立于 i n t e m e t 上的中心服務器進行訪問請求，中心服務器會根據請求響應處理后顯示 相應的結果。配貨的相關工作人員可以通過訪問設在中心服務器內的網站，進入 相應的應用程序頁面，通過根據不同的權限訪問相應的功能頁面當售貨機的貨 源不足，并且出現(xiàn)故障信息，相關人員能及時對其進行處理和維護；同時顧客的 投訴也具有專門的功能頁面，顧客通過在線留言反饋意見信息，再由監(jiān)控中心工 作人員對反饋信息進行及時處理等。通過i n t e m e t 網絡監(jiān)控，運營商可以隨時隨 地在可以上網的地區(qū)對所管理的售貨機進行監(jiān)控。因此本設計要求在軟件設計基 本目標如下 1 界面簡易性和通用性 本系統(tǒng)主要面對的客戶是售貨機的運營者，所以要求界面能直接了解到售貨 機的銷售信息及故障信息和區(qū)域信息。所以界面要求簡易及盡可能了解更多的信 息。本系統(tǒng)要求能通用性，不單是考慮界面要求簡單明了，而且包括要求系統(tǒng)所 采用的協(xié)議或者規(guī)則都要求是國際標準，譬如說售貨機內的m d b 協(xié)議，d e x 協(xié) 議，網絡部分的通訊協(xié)議t c p i p ，u p d 等都是在國際上是通用的，這保證系統(tǒng) 的可移植性和普通化。 2 健壯和穩(wěn)定性 本系統(tǒng)是遠程監(jiān)控遠端的售貨機，并且售貨機這種自助式的服務直接與金錢 打交道。所以在對其進行控制時，一定要求系統(tǒng)穩(wěn)定，且通訊網絡安全和保密性 這不僅要求在開發(fā)的時候，整個流程要周全，而且要求所采用的開發(fā)技術都是自 動售貨機相關的技術標準規(guī)范和成熟的技術。 3 安全性和可靠性 安全性對于本系統(tǒng)是要求非常嚴格的，因為通過g p r s 網絡進行數據傳輸， 要求對數據加密，保證良好的安全性。所以要求從整體結構設計，軟件設計等各 方面要求考慮到安全性和可靠性n q ，以確保系統(tǒng)在運營中不造成直接的經濟損 失。 4 完整性和可擴充性 本系統(tǒng)體系結構要求設計合理，系統(tǒng)功能完善，能滿足客戶各類基本服務要 求；另一方在系統(tǒng)整體設計上，要求其具備良好的可擴充能力，以適應未來的需 求變化，滿足系統(tǒng)未來擴展的需要 9 碩士學位論文第二章管理平臺結構設計 2 2 2 系統(tǒng)實現(xiàn)的功能 伴隨著現(xiàn)代社會的經濟的高速發(fā)展，目前自動售貨機的運營商所擁有的售貨 機的數量也在劇增，這樣使得對大量售貨機的管理變的非常復雜，又加上前面所 分析的分散式的集群售貨機管理是個難點，所以才引出本系統(tǒng)的研究與開發(fā) 根據前面章節(jié)的分析，本問主要是構建一個智能化，高效化及規(guī)范化的智能 信息系統(tǒng)。接下來分析下，構建此系統(tǒng)將面臨的現(xiàn)實問題及相應的解決方案。 1 首先，系統(tǒng)要求數據通過網絡無線的傳輸，而且要求實時在線的監(jiān)控， 必然造成在大量的通信數據包同時傳輸，這很可能造成網絡的阻塞問題。針對此 問題，我們可以采用超時控制和數據重傳機制來解決，規(guī)定在通信過程若在設置 規(guī)定的時間內某一方未接收到另一方的信息，則發(fā)至重傳命令，通信數據包重傳。 其次是系統(tǒng)的監(jiān)控中心逆向控制，加上要求數據實時在線性及數據安全可靠性， 并保證系統(tǒng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行。針對此問題，我們采用v p n 技術n 們，這技術 不僅能保證前面所有的要求，而且給數據加了另一層保護膜，使得系統(tǒng)數據絕對 的安全。在解決完系統(tǒng)網絡部分所遇見的問題后，接下來根據前面章節(jié)的需求分 析，對系統(tǒng)的功能進行進一步的分析和劃分。 2 系統(tǒng)首先的功能是提供給運營商一個良好的管理平臺。運營商能夠通過 瀏覽器監(jiān)控自己的售貨機集群，而且運營商可以隨時隨地的對售貨機進行監(jiān)控， 若機器發(fā)生故障或者缺貨情況，能立即得到消息。并能通過手機、短信、網絡方 式告知相關管理人員完成售貨補充啪1 及機器的維修。 3 售貨機端在發(fā)生銷售行為或者故障行為則售貨機能自動的將相關的信息 上傳至遠端系統(tǒng)的后臺服務器。 4 售貨機端與遠程系統(tǒng)建立實時通信，保證通信準確、穩(wěn)定、安全。保證