【正文】 在 XX 老師的幫助下 ,我 一步步地學習并掌握了 SQL 語言的應用，對 ORACLE 也有了更多的了解；在感受到了軟件開發(fā)工作的枯燥與乏味的同時也 盡情地體味到了。 各項功能實現(xiàn)與程序的關系 下面的矩陣圖說明各項功能的實現(xiàn)同各塊程序的分配關系 : 高速公路收費管理系統(tǒng) 1 高速公路收費管理系統(tǒng) 1 結束語 從本系統(tǒng)開始設計到完成 ,共用時間三個月 .通 過 這次 高速公路收費系統(tǒng)的開發(fā)，我 對軟件工程理論在軟件實際開發(fā)過程中所起到的作用有了更深入的理解。 (2)車道開通管理 :站級管理中心可以強制的控制車道的開通，讓車道開通燈顯示為紅色，禁止通行，此時禁止車道軟件登錄。 系統(tǒng)內部的通訊接口就是指系統(tǒng)管理模塊和數(shù)據(jù)錄入模塊之間的通訊協(xié)議接口，以對車道級軟件的行為實施相關的安全策略和控制。車檢線圈接口 :檢測車輛是否在抬升欄桿抬升前出站，以決定是否啟動高速公路收費管理系統(tǒng) 1 閃光報警器裝置 (2)數(shù) 據(jù)庫管理系統(tǒng) 系統(tǒng)需要訪問數(shù)據(jù)庫時，會統(tǒng)一利用 ODBC 技術，通過系統(tǒng)啟動前在本地操作系統(tǒng)上配置的 ODBC 數(shù)據(jù)源接口來訪問數(shù)據(jù)庫。閃光報警器接口 :控制閃光報警器何時工作，并記錄報警信息。語音報價器接口 :控制語音報價器播放信息的傳輸，包括車型、繳費額還有敬語 還規(guī)定了打印機的打印模版。 自動欄桿機 接口 :控制自動欄桿何時抬升和放下，以及自動欄桿的計數(shù)器數(shù)據(jù)上傳 此模塊采用 COM 組現(xiàn)。 通訊模塊 系統(tǒng)管理模塊和數(shù)據(jù)錄入模塊之間的通訊通道。 對收費科 /公路處所管轄的全線的收費站進行統(tǒng)一管理，可以添加，刪除和更改收費站名。 管理對各個車道的開通，當前車道的開關狀態(tài)，要與車道的車輛通行燈一致 :紅燈表示車道關閉，綠燈表示車道正在工作狀態(tài)。 負責員工信息的錄入，增加、刪除和更改用戶的信息，以及負責用戶的身份權限和密碼管理，這里的員工信息只是公路處人事管理系統(tǒng)員工信息的一部分。 系統(tǒng)管理模塊的功能 : 統(tǒng)一管理整個系統(tǒng)的時間，以利于收費數(shù)據(jù)的一致性和準確性管理。 車檢線圈驅動 自動監(jiān)測車輛是否在自動欄桿抬升前出站，如果車輛在自動欄 桿抬升前出站就會啟動閃光報警器進行閃光報警。如果是特殊車輛，費額顯示器不工作。當自動欄桿抬升時，語音報價器播放敬語。 語音報價器驅動 當收費人員確認車輛類型后，如果是正常車，語音報價器會向司機播放車型和應繳費額 。 打印機驅動 當收費人員確 認車輛正常收費過程結束，自動打印收費單據(jù)。要保證與收費人員的操作完全同步。 報表打印模塊 報表打印模塊的功能 : 打印 對收費系統(tǒng)的收費數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一匯總，按小時、班次、日、周、月、年查詢相關信息或打印營運財務報表。 臨時收費數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫錄入 ： 當網(wǎng)絡中斷時，負責錄入車道收費軟件存儲在車道電腦上，通過移動設備轉交到收費站管理中心的收費數(shù)據(jù)。 根據(jù)員工號進入到維修狀態(tài)，對車道的外圍設備模擬運行和檢測，并記錄相關的維修信息，將這些日志信息上傳到收費站管理中心的數(shù)據(jù)庫中， 而將測試和模擬的收費數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)中的測試臨時表中，由管理人負責多長時間清空臨時表內容。司機拒絕繳費時，認為是欠費車 )。闖關車或者欠費車 :閃光報警器進行閃光報警，同時攝像機抓拍車道圖像，并將這些數(shù)據(jù)作為一次收費數(shù)據(jù)上傳到收費站管理中心的數(shù)據(jù)庫中，同時收費站的執(zhí)勤警員對肇事者按相關規(guī)定進行處理。此過程中票據(jù)打印機、費額顯示器、語音報價器均不動作。 月票車或者免費車 :此時費額顯示器顯示車的類型和應繳納的費額值，語音報價器向司機提示車型和應繳納金額，電動欄桿自動抬升放行車輛，同時攝像機抓拍車道圖 像，并將這些數(shù)據(jù)作為一次收費數(shù)據(jù)上傳到收費站管理中心的數(shù)據(jù)庫中。同時電動欄桿自動抬升放行車輛，語音報價器發(fā)出感謝聲音。數(shù)據(jù)錄入模塊的功能 : 當車輛進入收費車道時，收費員判斷其車型，選擇相應車型 各個模塊之間的聯(lián)系見圖 的模塊劃分。這是做為一個事務進行的，為保證事務的正確運行，我們將其功能用 COM 組件實 現(xiàn)，組件名稱 : Data service Center，其屬性有一個 :dbconn，方法有兩個 :openDB， Exesql。 下面以數(shù)據(jù)庫訪問模塊為例說明組件開發(fā)。全局變量或組件內部函數(shù) 。 組件是整個系統(tǒng)的心臟。 第五步 :將測試通過的組件在 MTS 中注冊。 第三步 :在 VC++中規(guī)劃，編輯工程和 窗體 (用戶界面 )。并在控制面扳中 ODBC 源，為系統(tǒng)開發(fā)建立 DSN(data source name)。 組件的具體實現(xiàn) : 第一步 :利用 VC++建立工程組?；?TFP 的通信接口主要用于傳輸大量、實時性要求較低的數(shù)據(jù)，如抓拍圖像數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。 通信組件 :提供基于 UDP 的通信接口和 FTP 的通信接口。 語音唱付組件 :提供語音報價、語音問候功能。票據(jù)打印機接口主要提供票據(jù)打印功能，并實時檢測打印機狀態(tài)。 串口控制組件 :包含費額顯示器和票據(jù)打印機接口。在設計時定義了一個通信組件用于整個收費系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸。作為一個整體，這三個系統(tǒng)需要相互通信。 車道收費系統(tǒng)還有一個重要的任務就是通信。由于同一類設備的不同生產商提供的開發(fā)接口函數(shù)往往不同，在傳統(tǒng)的車道收費系統(tǒng)開發(fā)模式中，設備一旦更換，就需要對整個系統(tǒng)進行修改并重新編譯，很不方便。還有一類設備直接插在 PCI 插 槽上，包括聲卡和圖像抓拍卡等。 組件技術的應用及設計 圖 基于傳統(tǒng)生命周期的 COM 組件軟件方法 車道收費系統(tǒng)一個重要的任務就是對各種外場設備進行控制，這些設備按連接類型可分為三大類 :一類是與 PC 機的串口相連的設備，如費額顯示器、票據(jù)打印機 。軟件組件是一種定義良好的獨立、可重用的二進制代碼，高速公路收費管理系統(tǒng) 1 可以單獨開發(fā)，單獨編譯，單獨調試和測試，當所有的組件開發(fā)完成后，把它們組合在一起就得到了完整的應用系統(tǒng)。在設計數(shù)據(jù)庫時，系統(tǒng)設計者的責任是決定需要什么樣的基本表，每張基本表的具體字段的名稱，類型，長度，表的主鍵 (Primary key)，外鍵 (Foreign key)索引等，下面列出了本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中存儲的主要基本表。 邏輯結構設計 在 MIS 中，最重要的工作是基本表的設計，基本表可以簡單地說是數(shù)據(jù)庫中所有的數(shù)據(jù)庫對象。另一個是維修時的一些模擬測試數(shù)據(jù)包括正常的車輛收費信息，只是這些信息存在一張臨時表里。 (班次號是由 9 位數(shù)字組成的，前 4 位表示年，接下來 4 位表示月和日，最后 1 位表示一天當中第幾班，例如202110013 表示 2021 年 10 月 1 日第三班 ) 報警信息包括班次號，車道抓拍的圖像。 車輛收費信息包括收費站號，收費員員工號，車道號，車型號，日期，繳費金額，對于特殊車輛還有抓拍的車道圖像。 (這里的員工信息是來自于收費站的人事資源管理系統(tǒng)的員工信息，這里只是記錄員工在那個收費站工作的信息，如果需要其它信息可以增添所需的員工信息，例如 :性別，民族，出身年月日，等等 ) 收費站信息包括收費站 站號，收費站站名，收費站站長員工號，車道數(shù)，收費站所處位置。 這里分別用 C(CREATE)， U(UPDATE)， I(NISERT)， D(DELETE),S(SELECT)代表對表的五種基本操作。公路收費系統(tǒng)利用操作系統(tǒng)的 ODBC 數(shù)據(jù)源來訪問數(shù)據(jù)庫，使得訪問數(shù)據(jù)庫更安全可靠，而且提供了程序透明性。設計一個高效、合理、安全、可靠的數(shù)據(jù)庫在該軟件的開發(fā)中具有重要的意義 。 ，由于數(shù)據(jù)庫的信息、對特定的用戶有特定的保密要求，安全機制必不可少。在 MIS 中，多個用戶共享數(shù)據(jù)庫，由于并發(fā)操作，可能影響數(shù)據(jù)的一致性。 ，一方面要盡可能地減小冗余度，減小存儲空 間的占用，降低數(shù)據(jù)一致性問題發(fā)生的可能性，另一方面，還要考慮適當?shù)娜哂?，以提高運行速度和降低開發(fā)難度。 ，保證數(shù)據(jù)的結構化，規(guī)范化和標準化，這是建立數(shù)據(jù)庫和進行信息交換的基礎。 第四章 高速公路收費系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 數(shù)據(jù)庫設計 與實現(xiàn) 數(shù)據(jù)庫設計是計算機管理信息系統(tǒng)設計很重要的部分，設計質量的好壞，數(shù)據(jù)結構的優(yōu)劣，直接影響到管理系統(tǒng)的成敗。就投資成本而言，設備的單價目前略高 。而 SAN 解決方案則是企業(yè)規(guī)模的方案，要傳送大量高速公路收費管理系統(tǒng) 1 的數(shù)據(jù)，需要非常先進的計劃，而且采用光纖通道 (F)c 技術和 SAN 管理軟件。然而，由于以太網(wǎng)技術的成熟和普及， NAS 在性能方面略遜于 SAN 外，也具有技術成熟、成本低廉的優(yōu)勢。而 NAS 結構的數(shù)據(jù)傳輸途徑是傳統(tǒng)以太網(wǎng)協(xié)議，不是專門針對存儲數(shù)據(jù)的要求而產生的，更多設計到如何保證連接和交換過程的建立。與傳統(tǒng)存儲協(xié)議 SCSI 相比， 光纖通道技術在帶寬、連接能力、性能、連接距離、擴展能力等方面都有明顯優(yōu)勢。 數(shù)據(jù)利用方面，性能是至關重要的指標。一般情況下， SAN 需要基于主機的數(shù)據(jù)隔離，這種技術主要保證多種操作系統(tǒng)平臺不會互相破壞文件系統(tǒng)。 就數(shù)據(jù)管理能力而言， NAS 具有一定的優(yōu)勢，主要在于安裝、配置的方便快捷。在 NAS 結構中，備份用磁帶設備可以連接到文件服務器后端，備份軟件通過標準的 NDMP 協(xié)議，指揮文件服務器將數(shù)據(jù)直接備份到磁帶設備上，同樣可以避免備份數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡資源的占用。一般情況下，備份效率的高低直接取決備份數(shù)據(jù)是否過多占用網(wǎng)絡資源。 NAS 結構中實現(xiàn)高可用性的方式是將兩臺 NAS 服務器做集群配置。它們都可提供冗余結構，實現(xiàn)高效率的數(shù)據(jù)備份和遠程容災。從用戶應用的需求來看，建立存儲系統(tǒng)的目的就是數(shù)據(jù)保護、數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)利用三個方面。下面將比較 NAS和 SAN 的優(yōu)劣來進行本系統(tǒng)的系統(tǒng)存儲方案的選擇。 系統(tǒng)存儲方案 由于高速公路收費系統(tǒng)中每個車道都裝有攝像機，當有免費車或特殊車通過車道時，車道計算機會抓拍圖像并保存為 JPG 圖片，同時將抓拍的車道號、收費號、時間、抓拍原因、費額 存入數(shù)據(jù)庫中以便于圖片檢索。這一層通常由大型的數(shù)據(jù)庫服務器實現(xiàn)，如 :oracle、 Sybase、 Microsoft SQL Server 等?，F(xiàn)在的主流是關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) R(DBM)。 DBMS必須能迅速執(zhí)行大量數(shù)據(jù)的更新和檢索。 本系統(tǒng)中的所有軟硬件接口及數(shù)據(jù)庫訪問模塊等均位于業(yè)務邏輯層中。 使用軟件組件技術，可以開發(fā)出能重復利用的業(yè)務邏輯層組件，對客戶端來說，這些組件是透明的，可以在組件服務的遠程機器上配置與訪問這些組件。 業(yè)務邏輯層 業(yè)務邏輯層是表示層和數(shù)據(jù)層的橋梁，這一層次包含所有與應用有關的交易規(guī)則與邏輯，它響應表示層的用戶請求，執(zhí)行任務并從數(shù)據(jù)層抓取數(shù)據(jù)， 并將必要的數(shù)據(jù)傳送給表示層。界面層同時也提供一定的安全性，確保用戶不會看到機密的信息。 表示層確保業(yè)務邏輯層能夠提供所需的業(yè)務處理能力，并且使用戶與應用程序緊密結合起來，以處理某項業(yè)務。該層主要是用于向業(yè)務邏輯層發(fā)出服務請求 。用戶通過界面層輸人數(shù)據(jù)，獲取應用輸出的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫服務器則通過 DBMS 負責數(shù)據(jù)庫管理。 三層應用程序結構的思想是依據(jù)數(shù)據(jù)庫應用程序三種相對獨立的邏輯功能將其分成抽象程度不同而又相對獨立的三個部分 :客戶應用程序，應用服務高速公路收費管理系統(tǒng) 1 器和數(shù)據(jù)庫服務器，這三個部分運行在不同的機器上，客戶應用程序運行在客戶機上，提供用戶界面 。 系統(tǒng)主要軟件組成 (1)網(wǎng)絡操作系統(tǒng)采用 Microsoft Windows 2021 (2)數(shù)據(jù)庫采用 Microsoft SQL Server 2021 (1)車道級軟 件 (3)收費站管理軟件 (2)收費科 /公路處管理軟件 VC++編寫界面及 COM 組件 高速公路收費系統(tǒng)軟件體系結構 體系結構概述 本高速公路收費系統(tǒng)的軟件體系結構采用三層客戶 /服務器模式，三層客戶 /服務器結構是將整個系統(tǒng)分成用戶表示層 (界面層 )、業(yè)務邏輯層和數(shù)據(jù)服務層三個部分。整個系統(tǒng)形成如下圖所示的結構 : 圖 系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲結構 系統(tǒng)主要硬件組成 :包括工控機、網(wǎng)絡服務器、網(wǎng)絡交換機等。但要保證庫中有最近 45 天內的相關數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)的備份。在對收費站收費系統(tǒng)進行維修和模擬時，所產生的偽收費信息，存儲在收費站管理中心數(shù)據(jù)庫中的臨時表 中，每周系統(tǒng)會自動清除這些臨時信息，以防止過期模擬數(shù)據(jù)浪費磁盤資源。如果在上傳收費信息，網(wǎng)絡不通，系統(tǒng)會提示將數(shù)據(jù)臨時存儲本地。 收費數(shù)據(jù)的安全性。收費系統(tǒng)是工作在交通繁忙的高速公路的入口和出口處，它的效率問題某種程度上決定了交通的車流量，所以對過往車輛的收費過程必 須很快的進行，不能讓收費站成為公路車流量的瓶頸。 打印財務報表 :對收費數(shù)據(jù)按小時、班次、日、周、月、年打印全線的營運財務報表。 處理報警 :根據(jù)報警日志的相關內容，確認肇事車輛從而對相關車輛進行相關處理。 報警 :收費人員在碰到欠費車和闖關車時，系統(tǒng)將會自動啟動收費站亭的報警器，啟動攝像機捕捉車輛圖像并向收費站發(fā)出特殊事件報警，同時將相關的報警信息存入數(shù)據(jù)庫以備案。 高速公路收費管理系統(tǒng) 1 第三章 高速公路收費系統(tǒng)總體分析 收費系統(tǒng)需求分析