【正文】 [2]。中國自 1993年開始從日、韓等國引進自動售貨機并投放中國市場。 1999年國產(chǎn)自動售貨機形成規(guī)模生產(chǎn)并批量投放市場。至 2020年初，中國自動售貨機研發(fā)、制造和運營的企 業(yè)有 10多家，天津南開戈德集團規(guī)模最大。自動售貨機這種全新的零售方式已逐漸被國人所接受和信賴。自動售貨機在北京、上海、大連、沈陽、西安開始出現(xiàn)，成為不少年輕人時髦的購物選擇。 本論文主要研究的內(nèi)容 本論文主要研究用 Java 語言進行自動售貨機控制系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計，即自動售貨機的主控制系統(tǒng)。該設(shè)計提高了自動售貨機的可靠性和執(zhí)行效率，且系統(tǒng)維護容易，維修簡單，有一定的市場推廣價值。簡要介紹了本次畢業(yè)設(shè)計的背景，闡述了自動售貨機的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，介紹研究本課題的目的、意義和內(nèi)容。主要介紹了 Java 語言的特點及其發(fā)展歷程。介紹了本設(shè)計的硬件系統(tǒng)環(huán)境及其軟件系統(tǒng)環(huán)境。主要講解如何運行 Java 程序。包括總體結(jié)構(gòu)設(shè)計與性能分析，主要操作的流程圖，具體詳細設(shè)計以及功能實現(xiàn)。 最后是總結(jié)，對本次的研究工作作出總結(jié)，闡明研究出的一些規(guī)律，說明了本次工作的重難點。之所以稱 Java為革命性編程語言，是因為傳統(tǒng)的軟件往往與具體的實現(xiàn)環(huán)境有關(guān)，一旦環(huán)境有所變化就需要對軟件進行一番改動，耗時費力，而 Java 編寫的軟件能在執(zhí)行碼上兼容。自從 1946 年世界上第一臺電子計算機問世以來，計算模式的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段：集中計算模式、分散計算模式和網(wǎng)絡計算模式。然而，要充分利用網(wǎng)絡計算模式的功能與效益，平臺的運行環(huán)境是個制約因素，而 Java 語言和Java 技術(shù)則是解決這一問題的最佳途徑。 Java 語言的語法與 C 語言和 C++語言很接近，使得大多數(shù)程序員很容易學習和使用 Java。特別地， Java 語言不使用指針，并提供了自動的廢料收集，使得程序員不必為內(nèi)存管理而擔憂 。 Java 語言提供類、接口和繼承等原語，為了簡單起見，只支持類之間的單繼承，但支持接口之間的多繼承，并支持類與接口之間的實現(xiàn)機制。總之， Java 語言是一個純的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言。 Java 語言支持 Inter 應用的開發(fā)，在基本的 Java 應用編程接口中有一個網(wǎng)絡應用編程接口，它提供了用于網(wǎng)絡應用編程的類庫，包括 URL、 URLConnection、 Socket、 ServerSocket 等。 Java 語言是健壯的。對指針的丟棄是 Java 的明智選擇。 4 Java 語言是安全的。除了 Java 語言具有的許多安全特性以外， Java 對通過網(wǎng)絡下載的類具有一個安全防范機制，如分配不同的名字空間以防替代本地的同名類、字節(jié)代碼檢查，并提供安 全管理機制讓 Java應用設(shè)置安全哨兵。 Java 程序在 Java 平臺上被編譯為體系結(jié)構(gòu)中立的字節(jié)碼格式，然后可以在實現(xiàn)這個 Java 平臺的任何系統(tǒng)中運行。 Java 語言是可移植的。 Java 系統(tǒng)本身也具有很強的可移植性， Java 編譯器是用 Java 實現(xiàn)的， Java 的運行環(huán)境是用 ANSIC 實現(xiàn)的。如前所述， Java 程序在 Java 平臺上被編譯為字節(jié)碼格式，然后可以在實現(xiàn)這個 Java 平臺的任何系統(tǒng)中運行。 Java 是高性能的。事實上， Java 的運行速度隨著 JIT（ JustInTime）編譯器技術(shù)的發(fā)展越來越接近于 C++。在 Java 中，線程是一種特殊的對象，它必須由 Thread 類或其子類來創(chuàng)建。 Thread 類已經(jīng)實現(xiàn)了 Runnable 接口，因此，任何線程均有它的 run 方法，而 run 方法中包含了線程要運行的代碼。 Java 語言支持多個線程的同時執(zhí)行，并提供多線程之間的同步機制。 Java 語言的設(shè)計目標之一是適應于動態(tài)變化的環(huán)境。這也有利于軟件的升級。 Java 的發(fā)展 Java 自正式問世以來已經(jīng)歷了數(shù)年的歷程，其發(fā)展極快。四年中每年的 Java One 大會，既是了解 Java 最新技術(shù)動態(tài)、應用成果和下一步發(fā)展趨勢的最好場所，又是推動下一年 Java 快速發(fā)展的重要動 力。有人評價說： “這是近年計算機界最光輝的一次盛會 ”。 1997 年，第二屆，出席會議者 10000 人。 1998 年 3 月 2427 日，第三屆，出席會議者 14000 余人， 注冊門票售價 1195美元，否則 1395 美元，即使如此，仍有不少人不惜工本，擠入會場。展廳內(nèi)設(shè)300 多個展臺，先后舉行了 90 場專題討論會，每場參加的人數(shù)從千人至五六千人不等。會議展出的內(nèi)容大致如下： Java 開發(fā)工具軟件，如： JMF、 JDK、 Symantec Visual Cafe、 Java Dynamic Management Kit、 JFC、 JNDI、 Java Studio 等； 企業(yè)信息管理解決方案軟件，如： EJB； 基于 Java 技術(shù)的信息家電，如：機頂盒、 Java 電話等； 個人信息綜合服務、社會信息綜合查詢亭； 電子商務軟件、智能卡、 Java Card API 等； 網(wǎng)絡計算環(huán)境下的 Java 服務器軟件、遠程方法調(diào)用、基于 Java 技術(shù)的移動計算設(shè)備； JMS 用于出版、票據(jù)訂閱的軟件； JOS、基于 Java 技術(shù)的 NC 和 Java Station。由于 Java的特點，使得它在開發(fā)服務器端的應用程序方面有著得天獨厚的優(yōu)勢，面向服務器端的 J2EE 為當今逐漸流行的 N 層體系結(jié)構(gòu)提供了一個標準的 Java 計算平臺：界面一致、工具簡易、豐富、 Web 頁面互聯(lián)便捷，從而能大大加速和簡化各種應用系統(tǒng)的開發(fā)。許多知名廠商紛紛購買 Java 許可證，目前 已有 90 多萬個軟件開發(fā)商加入了 Java 陣營， 1 億個 6 Java 最終用戶，幾千種 Java 應用軟件產(chǎn)品， 1500 余種 Java 書籍。此外， HP、 Oracle、 Apple、 Sybase、 Netscape、Informix、 3Com、 Motorola 等公司均是 Sun 的堅強同盟。如清華大學王克宏教授帶領(lǐng)的課題組面向全國，自 96 年開始舉辦了多期 Java 培訓班和講座，開設(shè)了數(shù)期本科生、研究生 Java 課程，出版了 “Java 系列叢書 ”10 余冊，承擔了國家 “九五 ”攻關(guān)項目 “基于 Java 技術(shù)的交互式遠程教學系統(tǒng) ”，并與日本就 Java 開發(fā)進行了國際合 作，成績斐然；東大阿派下屬的寶鋼東軟軟件技術(shù)研究中心是國內(nèi)是首屈一指的 Java 研發(fā)骨干企業(yè)，該中心從 95 年起就開始了 Java 的研發(fā)，目前，已掌握了 Personal Java 的核心移植技術(shù)，并成功地將 JVM 移植到汽車導航平臺。 Java 的浪潮洶涌澎湃，席卷全球 。其內(nèi)容包括： Java 軟件包 Java 語言及其編程技術(shù)、 JavaOS、 Java 開發(fā)環(huán)境與工具、 Java 語言的各種軟件包、數(shù)據(jù)庫接口 JDBC 等。該芯片在設(shè)計時采用了模塊 式高性能計算引擎，實質(zhì)為一種芯片級并行處理機，能以更有效的方式分解計算任務，特別適合處理多媒體數(shù)據(jù)。設(shè)想中的 Java 處理器將應用在從低價消費電子產(chǎn)品到高端因特網(wǎng)服務器領(lǐng)域。 7 Jini 技術(shù) 1999 年初正式發(fā)布后，立刻得到業(yè)界的廣泛支持。它把網(wǎng)絡上的各類設(shè)備（包括消費類電子設(shè)備如移動電話、 PDA、 DTV、 HPC、 NC、游戲機、電冰箱、智能卡等等）和各種軟件組合成一個單一、動態(tài)的分布式系統(tǒng)，使網(wǎng)絡更易于操縱、易于管理，具有更高的可配置性。 Java 和 Jini 不僅可以不依賴于 Windows 為代表的操作系統(tǒng)，而且引導著信息產(chǎn)業(yè)的潮流，使 Sun 公司能在未來的、非 PC類電子產(chǎn)品的數(shù)字化市場中強占制高點。用戶和開發(fā)人員都希望能有一種技術(shù)，能更好地促進企業(yè)存儲管理方案的開發(fā)。 Jiro 平臺實現(xiàn)了 Java和 Jini 技術(shù)，它是一個便于用戶管理異質(zhì)網(wǎng)絡上由各種服務器、存儲和設(shè)備組成的混合環(huán)境的開放式存儲管理平臺。 Jiro 為跨異質(zhì)存儲局域網(wǎng)（ SAN）的管理服務和設(shè)備提供了一個開放平臺，允許服務器、存儲和聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在異質(zhì)網(wǎng)絡環(huán)境中無縫地協(xié)同工作。 1999 年 7 月， Sun 發(fā)布了正式的 Jiro 規(guī)范草案，供公眾討論、修改。有眼光的廠商紛紛加入到這些組行列，從而加快了 Jiro 的發(fā)展 [6]。從 Java 語 言的特點及其 Java 語言的發(fā)展歷程進行介紹。然后，識別器把信息數(shù)據(jù)傳送給通信模塊。顧客選擇商品后，售貨機自動把商品送出，等待顧客取走。 下面結(jié)合圖 32 對本自動售貨機做進一步描述： 如圖 32 示，這種具備商品信息和健康建議功能的自動售貨機包括機身 商品收容室 貨物傳送裝置、中央處理器，機身 1 上有商品取出口 貨幣投入口 4，商品收容器、貨物傳送裝置、中央處理器均設(shè)置在機身內(nèi)，從貨幣投入口 4 投入貨幣后，如需找零，剩余的貨幣從退幣口 5 退出，購買的商品 從商品取出口 3 傳送出來；機身 1 上還設(shè)置有商品健康信息觸摸顯示器 6，商品健康信息觸摸顯示器 6 連接中央處理器，中央處理器連接商品健康信息存儲器。 顧客投幣 選擇商品 取出商品 取出余幣 機器自動計數(shù) 機器送出選定商品 機器將余幣送出 9 圖 32 自動售貨機 圖 33 是自動售貨機的硬件原理圖，如圖所示，人們在通過觸摸的方式操作商品健康信息觸摸顯示器 6 后，商品健康信息觸摸顯示器 6 會將此信息傳送給中央處理器，中央處理器從商品健康信息存儲器中查找到相關(guān)信息后，從商品健康信息觸摸顯示器 6 顯示出來，供人們查閱。其中主控制系統(tǒng)是本設(shè)計的研究重點。 主控制系統(tǒng) DTU/DEI 接口 MDB 接口 擴展存儲器 實時 時鐘 人機 模塊 電機陣列驅(qū)動接口 信號 檢測 串行通信 并行總線 I/O 口 貨幣識別器 制冷控制板 觸摸顯示器 貨物傳送裝置 10 系統(tǒng)軟件環(huán)境概述 本設(shè)計是利用 Java 語言設(shè)計的，下面將分別介紹本系統(tǒng)的運行平臺及運行環(huán)境。 J2SE：稱為 Java 標準版或 Java 標準平臺。利用該平臺可以開發(fā) Java 桌面應用程序和低端的服務器應用程 序，也可以開發(fā) Java Applet 程序。使用 J2EE 可以構(gòu)建企業(yè)級的服務器應用程序， J2EE 平臺包含了 J2SE 平臺，并增加了附加類庫，以便支持目錄管理、交易管理和企業(yè)級消息處理等功能。 J2ME 是一種很小的 Java 運行環(huán)境，用于嵌入式的消費產(chǎn)品中，如移動電話、掌上電腦或其它無線設(shè)備等。 同時，本系統(tǒng)的運行環(huán)境是 Java7。同時對啟動速度也有了很大的改善。對這些動態(tài)語言的支持極大地擴展了 Java 虛擬機的能力。通過注解增強程序的靜態(tài)檢查。 最后是執(zhí)行效率的提高， Java7 壓縮了 64 位的對象指針，通過對對象指針由 64 位壓縮到與 32 位指針相匹配的技術(shù)使得內(nèi)存和內(nèi)存帶塊的消耗得到了很大的降低因而提高了執(zhí)行效率。 G1 垃圾回收機制擁有更低的暫停率和更好的可預測性。著重介紹了本系統(tǒng)的運行環(huán)境及運行平臺，同時還介紹了 Java 語言的開發(fā)平臺以及相關(guān)的開發(fā)工具的介紹。 找到安裝程序后，雙擊 ，運行安裝程序進行安裝。 選擇要安裝的組件，點擊 “下一步 ”按鈕繼續(xù)安裝，一般選擇默認組件直接進入下一步。 設(shè)置環(huán)境變量 在桌面右鍵點擊 “我的電腦 ”圖標，在出現(xiàn)的菜單中選擇 “屬性 ”選項，出現(xiàn)的界面如圖 41 所示。 圖 42“高級 ”界面 圖 43 “環(huán)境變量 ”對話框 14 在 “系統(tǒng)變量 ”對話框里找到變量名 “Path”，并選出，再單擊 “編輯 ”按鈕進入 “編輯系統(tǒng)變量 ”對話框，如圖 44 所示。 在 “系統(tǒng)變量 ”對話框里點擊 “新建 ”按鈕，彈出 “新建系統(tǒng)變量 ”對話框，如圖 45 所示。%JAVA_HOME%\lib。 圖 46 填入新值 配置完成后，需要測試是否配置正確。 單擊 “開始 ”按鈕，在彈出的開始菜單中再單擊 “運行 ”菜單項，將出 “運行 ”對話框。 15 圖 47 “運行 ”對話框 在命令提示符窗口里輸入 “javac”和 “java”，觀察是否出現(xiàn) javac 或 java的用法提示，如圖 48 所示。正確的設(shè)置環(huán)境變量是整個程序能否運行的關(guān)鍵。如下圖所示，在顧客操作模式下，顧客