針對(duì)自動(dòng)售票機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究

高原+高姍姍

摘? 要：作為現(xiàn)代城市自動(dòng)化發(fā)展的基本組成部分，自動(dòng)售票機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)改善鐵路車站運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)行效率具有重要作用。首先介紹了自動(dòng)售票機(jī)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵開發(fā)技術(shù)，然后具體探討了自動(dòng)售票機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以期為相關(guān)技術(shù)人員和研究人員提供參考。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)售票機(jī);控制系統(tǒng);數(shù)據(jù)庫;界面編程

中圖分類號(hào)：U293.221;TP273???? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? ????????????文章編號(hào)：2095-6835（2014）23-0143-02

作為AFC系統(tǒng)的關(guān)鍵終端裝置，自動(dòng)售票機(jī)可支持硬幣或紙幣等支付方式，利用觸摸屏等接收乘客提供的信息，通過擴(kuò)展化的線路模式和地圖模式引導(dǎo)乘客購票。當(dāng)前，國內(nèi)的自動(dòng)售票機(jī)在硬幣裝置、紙幣錢箱、電磁離合、硬幣識(shí)別等技術(shù)方面發(fā)展程度較低，產(chǎn)品性能可靠性較差，難以滿足現(xiàn)代城市工作現(xiàn)場(chǎng)和環(huán)境的要求。因此，加強(qiáng)有關(guān)自動(dòng)售票機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究，對(duì)提升自動(dòng)售票機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量具有重要的意義。

1? 系統(tǒng)的關(guān)鍵開發(fā)技術(shù)

1.1? SQLite數(shù)據(jù)庫

SQLite是一類開源型嵌入式關(guān)系數(shù)據(jù)庫，其優(yōu)良的設(shè)計(jì)可大幅降低應(yīng)用程序管理數(shù)據(jù)的開銷。SQLite引擎并非各程序與其通信的單獨(dú)進(jìn)程，而是與程序連接組合成它的一個(gè)重要組塊。因此，關(guān)鍵的通信協(xié)議是在編程語言內(nèi)的直接API調(diào)用，這對(duì)于簡(jiǎn)化整體結(jié)構(gòu)具有重要作用。SQLite數(shù)據(jù)庫的基本特征有：數(shù)據(jù)處理效率高，可用于管理每天載荷高達(dá)100 000次點(diǎn)擊率的Web站點(diǎn)，且能處理10倍以上數(shù)目的負(fù)載;存在數(shù)據(jù)庫級(jí)鎖定，不包含網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，僅需較少的內(nèi)存空間，且可移植性較高;數(shù)據(jù)庫權(quán)限僅嵌入在文件系統(tǒng)中，不存在用戶賬戶的概念;可支持大部分的SQL92標(biāo)準(zhǔn)，可在主要操作系統(tǒng)上工作，且能調(diào)用大量計(jì)算機(jī)語言。

1.2? GTK界面編程

GTK是一類可在多平臺(tái)運(yùn)行的圖形工具包，依照LGPL許可協(xié)議發(fā)布。GTK起初被用于GIMP程序，但現(xiàn)在已被開發(fā)成一種界面良好、功能多樣的通用圖形庫。GTK本質(zhì)上是一種物件導(dǎo)向應(yīng)用軟件程式設(shè)計(jì)軟件，它雖采用C語言編程，但主要利用回調(diào)函數(shù)和類理念開發(fā)設(shè)計(jì)。因此，可認(rèn)為GTK是一種由多個(gè)庫組合的集合，并支持創(chuàng)建基于GUI的應(yīng)用程序。對(duì)于設(shè)計(jì)者來說，GTK可通過圖形界面的模式指導(dǎo)研發(fā)者開展界面設(shè)計(jì)，具備較高水平的靈活性、可移植性和可擴(kuò)展性。

1.3? 多類別編程技術(shù)

多線程和多進(jìn)程編程通常用于改善服務(wù)器具體運(yùn)行過程中存在的線程操作、通信、管理等并發(fā)訪問問題。并發(fā)進(jìn)程通信是完成多進(jìn)程間相互同步和協(xié)作的基本前提，是操作系統(tǒng)內(nèi)核層的關(guān)鍵部分。消息隊(duì)列、套接口、套管、共享內(nèi)存、信號(hào)量是當(dāng)前進(jìn)程間通信主要采用的通信方法。

文件系統(tǒng)編程一般是指文件管理、讀寫和各類文件I/O操作等。Linux的文件編程通常采用C語言的標(biāo)準(zhǔn)I/O庫函數(shù)和系統(tǒng)內(nèi)嵌API函數(shù)。

網(wǎng)絡(luò)編程的開發(fā)通常是以Socket為基礎(chǔ)。Socket接口可定義多種例程和函數(shù)，屬于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的API，可用于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的直接開發(fā)。

2? 自動(dòng)售票機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1? 設(shè)備驅(qū)動(dòng)層

自動(dòng)售票機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)層主要包含讀卡器接口、紙幣模塊接口、出票機(jī)構(gòu)接口、硬幣模塊接口、輔助設(shè)備接口等硬件接口包。

2.1.1????????? 單程票處理模塊驅(qū)動(dòng)

依據(jù)單程票處理模塊通信協(xié)議，驅(qū)動(dòng)程序應(yīng)能實(shí)現(xiàn)補(bǔ)充單程票、單程票控制器設(shè)置查詢、出票至讀寫區(qū)、設(shè)置單程票處理器參數(shù)、自檢、單程票計(jì)數(shù)器查詢等功能。單程票處理模塊驅(qū)動(dòng)類依賴于已有的CTicketTransmpl接口，協(xié)同驅(qū)動(dòng)層共用通訊類完成鏈路層通訊。其驅(qū)動(dòng)封裝的指令有：TicketToWastebin，將票由讀寫區(qū)移送至廢票箱，開啟廢票閘口間隔固定時(shí)間后進(jìn)行復(fù)位;ToTicketBuffer，將移送至?xí)捍鎱^(qū)，開啟讀寫閘口并間隔固定時(shí)間以確保單程票送至?xí)捍鎱^(qū)，隨后復(fù)位;HopperSelfTest，票箱或儲(chǔ)票漏斗自檢。

2.1.2????????? 紙幣模塊驅(qū)動(dòng)

依據(jù)紙幣模塊通信協(xié)議，驅(qū)動(dòng)程序應(yīng)能實(shí)現(xiàn)紙幣接收、退幣、初始化、接收單種面額紙幣等功能。因紙幣模塊的提供廠商所具有的指令集驅(qū)動(dòng)各異，所以設(shè)計(jì)的紙幣模塊驅(qū)動(dòng)接口類應(yīng)對(duì)驅(qū)動(dòng)常用方法進(jìn)行定義。其常用指令有：EnBuf，將紙幣由傳送裝置移送至?xí)捍嫫髦?CanceWork，關(guān)閉紙幣接收狀態(tài)。

2.2? 業(yè)務(wù)邏輯層

2.2.1? 現(xiàn)金支付模塊

現(xiàn)金支付模塊主要由紙幣支付和硬幣支付兩個(gè)單元構(gòu)建形成。采用CCash類，該類組合CCoin類和CNotes類，它們均源于CComponent部件類，前者主要對(duì)硬幣處理器封裝，后者主要對(duì)紙幣處理器封裝。

2.2.2? 工作狀態(tài)監(jiān)控模塊

當(dāng)設(shè)備在不同操作模式下工作時(shí)，在乘客顯示屏和狀態(tài)顯示屏上會(huì)有基本的提示信息。在普通操作狀態(tài)下，該模塊可促進(jìn)完成現(xiàn)金發(fā)售單程票、硬幣找零等功能。如果設(shè)備中出現(xiàn)模塊故障且高出系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)值時(shí)，該模塊會(huì)自行跳入至對(duì)應(yīng)的功能受限操作模式。

2.2.3? 出票模塊

出票模塊通常包含單程票讀寫器和單程票傳送機(jī)構(gòu)兩部分。采用CTicket類，將CTicketReader和CTicketTransport整合，以用于單程票讀寫和傳送。CTicketReader類中需選用一類重讀寫策略，以盡量降低誤廢票率;CTicketTransport類主要選用出票至讀寫區(qū)、單程票計(jì)算與回收、當(dāng)前票數(shù)查詢等方法。

2.2.4? 數(shù)據(jù)處理模塊

數(shù)據(jù)處理模塊包含了數(shù)據(jù)庫操作的各類方法，對(duì)外提供由數(shù)據(jù)庫對(duì)應(yīng)表中獲取各種交易記錄、參數(shù)、日志記錄等接口。系統(tǒng)初始化過程中會(huì)讀取數(shù)據(jù)庫中的多種參數(shù)文件，由此完成各模塊配置和日志記錄。

3? 結(jié)束語

自動(dòng)售票機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量直接關(guān)系著鐵路車站運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)行效率，因此，相關(guān)技術(shù)人員和設(shè)計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)有關(guān)自動(dòng)售票機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究，總結(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的模塊方法和關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，以逐步拓寬自動(dòng)售票機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。

參考文獻(xiàn)

[1]崔鵬巍.自動(dòng)售票機(jī)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].北京：北京交通大學(xué)，2012.

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〔編輯：劉曉芳〕

Design for the Automatic Ticket Machine Control System

Gao Yuan， Gao Shanshan

Abstract： As a fundamental part of modern urban development of automation applications automatic ticket machine control system to improve the operational efficiency of the railway station transport system plays an important role. First introduces the key technologies developed automatic ticket machine control system， and then discusses the design of automatic ticket machine control system to provide a reference for relevant technical staff and researchers.

Key words： vending machine; control system; database; interface programming