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哈尔演理t 人学t 学硕1 j 学位论文 手持式p o s 系统的设计与实现 摘要 当前中国餐饮业的普遍管理模式是原始的手工点菜、结账方式，这种方 式已完全无法跟上当前信息化高速发展的步伐，也已无法满足消费者对于方 便性，快捷性，个性化，服务质量的更高的要求。在这样的情况下，本文开 发的手持式p o s 餐厅管理系统便成为了餐饮业的必然需求。 整个手持式p o s 餐厅管理系统共有三个子系统，分别是主机管理系 统，手持式p o s 管理系统和厨房管理系统，本文的重点是手持式p o s 管理 系统的开发。本文的主要内容包括以下三个方面： 1 对整个系统需求分析和概要设计的阐述。 2 详细介绍整个手持式p o s 管理系统的设计思想，开发流程和实现细 节。手持式p o s 管理系统在设计上分为菜单管理模块、结账管理模块、点 菜管理模块和无线网络模块。在开发过程中将内存调度算法l r u 进行改进 并应用到本系统的菜单管理中，既满足了嵌入式设备对资源的限制，又提高 了对文件的访问速度；与此同时，对如何利用无线网络进行数据库访问也进 行了分析，采用了最为适合于手持式设备与服务器连接的方式，既可以满足 快速的数据库访问，又满足了手持式设备对于能耗的限制。 3 对完成的手持式p o s 管理系统进行功能和性能的测试。 手持式p o s 管理系统采用无线局域网技术，通过自带的无线网卡与服 务器数据库进行数据交换，对餐厅管理的各个操作环节进行全面的计算机管 理，保证了整个营业环节的高效率。 关键词手持式p o i n to f s a l e ；餐厅管理系统；数据库 哈尔滨理工大学工学硕上学位论文 d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fp o r t a b l e p o s s y s t e m s a b s t r a c t c u r r e n t l y t h eg e n e r a lm a n a g e m e n to fc a t e r i n g i n d u s t r yi nc h i n ai st h e o r i g i n a lo r d e r i n ga n dc h e c k i n g - o u tm o d e t h i sa p p r o a c hh a sb e e nc o m p l e t e l y u n a b l et ok e e pu pw i t hc u r r e n ts t e po f r a p i di n f o r m a t i o nd e v e l o p m e n t ；n e i t h e rh a s b e e nu n a b l et om e e tc o n s u m e rd e m a n d sf o rh i g h e rr e q u i r e m e n t so fc o n v e n i e n c e ， s p e e d i n e s s ，p e r s o n a l i t ya n dq u a l i t yo fs e r v i c e s ot h ep o r t a b l ep o s ( p o i n to fs a l e ) r e s t a u r a n tm a n a g e m e n ts y s t e mw i l lb e c o m et h ei n e v i t a b l yd e m a n d t h ew h o l e p o r t a b l e p o sr e s t a u r a n t m a n a g e m e n ts y s t e mh a st h r e e s u b s y s t e m s ：t h eh o s tm a n a g e m e n ts y s t e m ，p o r t a b l ep o sm a n a g e m e n ts y s t e ma n d t h ek i t c h e nm a n a g e m e n ts y s t e m t h ek e yo ft h i sa r t i c l ei st h ed e v e l o p m e n to ft h e p o r t a b l ep o sm a n a g e m e n ts y s t e m t h em a i nc o n t e n t so ft h i sa r t i c l ei n c l u d et h r e e a s p e c t s f i r s t ，t h ed e m a n da n a l y s i sa n do u t l i n ed e s i g nw a se x p a t i a t e d s e c o n d ，t h e d e s i g n t h o u g h t ，t h ed e v e l o p m e n tf l o wa n da c h i e v e m e n to ft h i ss y s t e mw e r e i n t r o d u c e d t h ew h o l es y s t e mh a sf o u rm o d u l e s ：m e n um a n a g e m e n t ，o r d e r i n g m a n a g e m e n t ，c h e c k i n g - o u tm a n a g e m e n ta n dw i r e l e s sm a n a g e m e n t i nt h e d e v e l o p m e n tp r o c e s s ，t h em e m o r ys c h e d u l i n ga l g o r i t h m - l r uw a si m p r o v e da n d a p p l i e d t ot h em e n u m a n a g e m e n t s ot h er e s o u r c el i m i to ft h ee m b e d d e d e q u i p m e n tw a ss a t i s f i e dt o ，a n dt h es p e e do fa c c e s s i n gt h ed o c u m e n tw a s e n h a n c e d a tt h es a m et i m e ，t h ew a yo fh o wt ou s et h ew i r e l e s sn e t w o r kt oa c c e s s t h ed a t a b a s ew a sa n a l y z e d ，a n dt h e nt h es u i t a b l ew a yw a su s e d ，s ot h ep o r t a b l e e q u i p m e n tc a ne a s i l ya n dq u i c k l ya c c e s s e st h es e r v e r , t h i r d ，t h ef u n c t i o n a l i t ya n d p e r f o r m a n c et e s t i n go ft h ep o r t a b l ep o sm a n a g e m e n ts y s t e mw a sc o m p l e t e d t h ep o r t a b l ep o sm a n a g e m e n ts y s t e mu s e st h ew i r e l e s sl a n t e c h n o l o g yt o c o m m u n i c a t ed a t aw i t ht h eh o s ts e r v e rd a t a b a s e t h i ss y s t e mm a n a g e sa l lo ft h e r e s t a u r a n t so p e r a t i o n sb yt h ec o m p u t e rt h a te n s u r e st h ee n t i r eb u s i n e s sp r o c e s s e s e f f i c i e n t 1 1 哈尔滨理t 人学t 学硕i j 学位论义 k e y w o r d sp o r t a b l ep o i n to fs a l e ，r e s t a u r a n tm a n a g e m e n ts y s t e m ，d a t a b a s e 哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文手持式p o s 系统的设计与实 现，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期i 、日j 独立进行研究 工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰 写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。 作者签名：妻笺胡乙日期：沙刀尹年和日 哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书 手持式p o s 系统的设计与实现系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位 期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所 有，本论文的研究内容不得以其他单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大 学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子 版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或 其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。 本学位论文属于 保密口，在年解密后适用授权书。 不保密四。 ( 请在以上相应方框内打4 ) 作者签名： 导师签名： 诲泳 认亥 日期：伊7 年5 月绷 同期：易7 年弓月护同同期：2 一7 年弓月护同 哈尔滨理1 ：人学t 学顾i ：学化论义 1 1 选题的依据和意义 第1 章绪论 本课题全名为“手持式p o s 系统的设计与实现”，来源于拍档公司。 当前中国餐饮业的普遍管理模式是采用原始的手工点菜、纸制菜单记录 点菜信息、现金结账、原始的手工管账方式。虽然也有一部分的餐饮企业采 用了信息化管理的方法，但信息化管理的概念目前仍然只停留在“用财务软 件记记账、打打单子”的程度上n 3 。因为在很多人心目中，迄今为止，餐饮 业仍然是一个劳动力高度密集的行业，头绪多，要求高，管理繁复。从这一 点上看，如何提升管理水平是餐饮企业永远不变的主题，靠什么平台来实现 呢? 在今天这个信息时代，信息化建设理所当然就成了最理想的选择。因此 基于手持式p o s ( p o i n to fs a l e ) 的餐厅管理系统便成为了提高餐饮业效率和服 务质量的必然选择。 目前已有的基于无线网络的餐厅管理系统都是利用掌上电脑( p d a ) 开发 的，只能实现简单的点菜功能，必须要配合主机管理系统才能完成整个餐厅 的管理工作，其实质就是p d a 点菜机心1 。而基于手持式p o s 的餐厅管理系统 具有方便的菜单管理功能，可以通过无线网络自动快速的将顾客的点菜信息 传至主机和厨房，减少了服务人员的无谓跑动，同时点菜信息也自动记入主 机服务器，并且可以自动根据菜单打印账单；在顾客结账后结账信息也自动 记录，同时生成相应的报表，实现了账目管理自动化；在顾客需要服务时， 主机可以通过得知手持式p o s 的状态选择空闲的服务人员服务，提高了员工 的工作效率，合理的分配人力资源；顾客结账时可以使用手持式p o s 提供的 刷卡服务进行信用卡消费，快速安全，方便顾客。 1 2 国内外文献资料综述 1 2 1 国内外相关软件介绍 当前有很多的软件公司在开发餐饮系统的管理软件，市场上也有很多的 相关产品，比如深圳三度软件公司开发的金字招牌餐饮管理软件；华意 哈尔滨理t 人学t 学硕i 学位论文 公司的e e l y 餐厅管理系统等，但是这些管理软件的开发平台都是基于 台式计算机或固定p o s 终端的。为移动终端开发的软件现在大多是基于 p d a ( p e r s o n a ld i g i t a la s s i s t a n t ) 的，也就是p d a 点菜系统，但是这些软件只 是实现了点菜的功能，并不能作为手持式销售终端使用口1 。 与之相对的，专门针对手持式p o s 而开发的餐饮管理系统可谓少之有 少，虽然有像深圳科畅电子公司开发的手持式p o s 点菜机，但是，其采用 的是封闭式的系统模式，即所使用的操作系统和应用软件是集成到一起的。 这种模式的手持式p o s 点菜机的通用性和可移植性极低，已经不能很好的 适应现在的软件开发趋势。 相对于国内而言，国外p o s 机需求增加，发展迅速。位于美国亚特兰大 的湖西集团，连续数年来每年一度对美国前1 0 0 家专卖店与零售商使用p o s 的情况进行调查。根据2 0 0 7 年公布的最近资料调查报告，在被调查的1 0 0 家 零售企业中，有些企业的p o s 系统己用了10 年之久，还在继续更新。许多零 售商已开始认识到硬件系统对新需求的不适应，加上较高的维护费用，最终 导致顾客的不满。 根据调查，p o s 硬件的平均寿命为5 3 年，多数硬件还能使用3 7 年。这 两个数字意味着，在未来的3 年内，这些零售企业将更新采用新的p o s 。这 些企业要求新的p o s 能提高转账速度，节省维护费用以及具备处理各种外围 设备与适应新软件的能力。该公司预测，2 0 0 8 年至少有三分之一的零售企业 增加预算，购置新的p o s 硬件。 从计算机技术的角度看，p o s 是一种能工作在恶劣环境、具有较高防尘 性、防水性与抗震性的专用计算机。由于传统上p o s 只用作销售终端，在计 算机排列中，它是一种低档机。然而，根据我们对4 8 种有代表性的品牌p o s 机的技术分析，发现在高端p o s 机中这种情况正在发生改变。随着p o s 应用 范围的扩大，些新技术正在不断融入新型的p o s 机，以满足用户不断提高 的新需求。美国一家从事财务管理的咨询公司m e r e a t o r 认为，p o s 在北美的 潜在市场至少达1 0 亿美元，其中餐饮业占4 3 8 亿美元，将近一半。这个估计 与v o i f o n e 公司的估计相吻1 。 1 2 2 系统采用的主要技术综述 对于本系统来说，最为关键的技术就是利用无线技术将手持式p o s 与 主机服务器相连接，通过无线网络进行手持式p o s 和主机服务器的数据交 哈尔滨理t 人学t 学硕l j 学位论义 换，因此，无线网络技术的发展是需要关注的要点。 作为一项新的技术，无线局域网与传统有线局域网相比优势不言而喻： 可实现移动办公，具有较好的保密性、抗干扰性好、架设与维护容易等。因 此，近年在越来越多的公司、企业中得到广泛应用。一项数据显示，目前全 世界每天大约有1 5 万人成为新的无线局域网用户，全球范围内的无线局域 网用户数量己经超过2 亿。作为一项新的技术应用，利用无线局域网技术实 施基于手持式设备的餐厅管理系统功能是餐饮业进军电子信息化管理的一步 重要举措，可以预见，基于手持式设备的无线餐厅管理系统将会拥有广阔的 市场前景。 无线局域网具有以下两方面的优势： 第一，技术成熟为无线局域网的应用推广创造了条件。从技术上看，当 前无线局域网技术己经成熟。目前国内国际上采用的无线局域网技术主要是 由c i s c o ，3 c o m ，p r o x i m ，i n t e l 和a g e r es y s t e m 共同创立的i e e e 8 0 2 1 1 b 标准，传输速率为1 1 m b p s 。i e e e 8 0 2 1 1 b 使用的是开放的2 4 g b 频段，不 需要申请就可使用。 最初，i e e e 8 0 2 1 1 b 无线以太网标准是以大型办公室或业务园区的应用 环境为目标设计的，可支持l o 到1 0 0 个接入点。其主要应用是高性能的数 据网络，例如共享文件和因特网接入。它具有安全性好、数据传输速率高等 优点。现在，由于无线局域网产品之间相互兼容问题得到了解决，同时由于 传输速度提高，应用增多，无线局域网的普及程度开始稳步提高，从而带动 了产品价格的下降。从性能上看，日常使用中只要不是进行超大文件的传 输，i e e e 8 0 2 1 l b1 1 m b p s 的传输速率足以应付使用。而对于有效覆盖半径 可以达到百米的i e e e 8 0 2 1 1 b 无线基站，即便是小型规模的企业，设备投入 量也无需很多。另外，在稳定性、安全性方面，无线传输同样具有多项保护 措施。 第二，应用广泛为无线局域网推广打下了基础。从应用上看，无线局域 网的技术和产品在国内的实际应用领域还是比较新的。但是，无线由于其不 可替代的优点，将会迅速地应用于需要在移动中连网和在网间漫游的场合， 并在不易布线的地方和远距离的数据处理节点方面提供强大的网络支持。特 别是在一些特殊行业中，无线局域网将会有非常大的发展空问。例如，在餐 饮服务业，使用无线局域网络产品可以实现直接从餐桌输入并传送客人点菜 内容至厨房、柜台以及主机服务器；并可以随时随地从主机服务器获得各种 菜品的信息，餐厅各餐桌的使用状态等；并可用无线局域网络产品设置临时 哈尔演理t 人学t 学顾i ：学位论文 收银柜台。 此外，在金融、旅游、医护、仓库管理、会展等领域，无线网络也有着 广阔的应用前景。可以预见，随着开放办公的流行和手持设备的普及，人们 对移动性访问和存储信息的需求越来越多，因而无线局域网将会在更多的领 域不断获得更广泛应用哺1 。 从近年来的市场反映和用户的使用情况看，选择无线局域网技术优势明 显。 首先，无线网络使用费用低。有线网络一般是通过租赁的专用通信线路 实现连接，而通信专线价格比较昂贵，一般中小型公司难以承受。而无线网 络无须使用专用通信线路，它通过无线实现网络连接，相对有线网络来说具 有价格优势。其次，无线网络性能可靠且易维护，通常只需技术人员移动转 发器即可重新建立连接，对于有线网络，改变网络布线需要在建筑物上钻孔 等等。最后，也是无线局域网最明显的优势所在一可移动性。通过实施无线 局域网解决方案，无论是在参加会议的时候、与同事进行协作的时候还是在 办公地点之间进行移动的时候，企业单位都可以使其员工能够方便、迅速地 对共享信息进行访问而无需电缆的插接。因此有权威调研机构调查，全球无 线局域网市场在2 0 0 0 年至2 0 0 4 年保持快速增长趋势，每年平均增长率高达 2 5 。无疑，无线局域网己经成为技术热点，并进入了快速增长的时期哺1 。 1 3 本人的主要工作 1 3 1 工作内容及成果介绍 整个手持式p o s 餐厅管理系统共有三个子系统，分别是主机管理系 统，手持式p o s 管理系统和厨房管理系统。经过整个项目开发小组的讨 论，决定由我主要负责手持式p o s 管理系统的设计与开发。 本人的主要工作包括三部分： 1 参与整个手持式p o s 餐厅管理系统的需求分析和概要设计。 这个阶段，分析了当前现有的餐厅管理系统的功能和特性，从而提炼出 适合于手持式p o s 的餐厅管理系统方案。 2 独立完成手持式p o s 管理系统的设计、开发。 开发过程中采用模块化设计思想，将系统分为菜单管理模块、结账管理 模块、点菜管理模块和无线网络模块。在菜单管理模块中将内存调度算法 哈尔滨理- 7 人学t 学硕l j 学位论文 l r u ( l e a s tr e c e n t l yu s e d ) 进行改进并应用到本系统的菜单管理中，既满足了 嵌入式设备对资源的限制，又提高了对文件的访问速度；在无线网络模块中 采用了最为适合于手持式设备与服务器连接的方式，既满足了对数据库的快 速访问，又满足了手持式设备对于能耗的限制。开发完成的手持式p o s 管 理系统采用无线局域网技术，通过手持式p o s 自带的无线网卡实现与主机 服务器数据库进行无线数据交换，对餐厅管理的各个操作环节进行全面的计 算机管理，取消手工操作，用餐高峰期顺畅无瓶颈，保证了整个营业环节的 高效率。 3 对开发完成的系统进行功能和性能两方面的测试，以保证系统的正 确性和稳定性。 在最后的测试阶段，根据公司内部关于当前传统手工点菜方式的效率分 析报告，对开发完成的手持式p o s 管理系统在效率上的性能进行了评估， 证明了手持式p o s 管理系统的效率优势。 本人的主要工作如图1 1 所示。 图1 1 手持式p o s 餐厅管理系统开发图 f i g 1 - 1t h ef i g u r eo fp o r t a b l ep o sr e s t a u r a n tm a n a g e m e n ts y s t e md e v e l o p m e n t 哈尔演理t 人学t 学顾i j 学位论文 1 3 2 对关键问题的分析和解决方案 在本论文中主要包括两个关键问题： 第一个问题是如何利用无线网络传输数据，传输哪些数据? 由于我们的 软件所依托的设备是手持式设备，所以对于如何合理利用电池的能耗是一个 重要问题，在软件开发时也不能例外。在分析了整个系统的性能后，决定只 在点菜和结账后利用无线网络传输餐桌的使用信息、点菜加菜信息以及结账 信息；而对于经常需要使用却又不会频繁更改的菜单信息则以文件形式保留 在手持式p o s 的f l a s h 中。这样做在保证正常点菜的情况下，既可以保证必 要数据的及时更新，又减少了无线网络不必要的消耗。与现有的点菜系统相 比更加节能，延长了设备的使用时间，更加符合手持式设备对于软件的低能 耗要求。 第二个问题是在第一个问题基础上提出的。既然菜单信息以文件形式保 存在手持式p o s 的f l a s h 中，那么在程序运行时该如何合理的访问这些文 件? 经过分析借用了c p u 的内存调度算法l r u ，并在原有基础上进行改 进，使其可以很好的适应程序对于文件的访问要求。改进后的l r u 算法不 但在随机状态下保持了普通l r u 算法的高命中率，而且在顺序访问文件时 也不会退化为f i f o ( f i r s ti nf i r s to u t ) 算法，仍然可以保持较高的命中率。将 改进的l r u 算法应用到菜单管理中，不但减少了程序对于内存空间的需 求，也减少了程序对于文件访问的i o 操作，加快了程序的运行速度。 1 4 论文的组织 本论文共分五章，其具体组织如下： 第一章为绪论，简要介绍了论文选题的意义，国内外的发展概况以及本 人的主要工作。 第二章介绍了系统的需求分析和设计，从系统开发所使用的开发环境和 平台入手，接着提出当前餐饮业对于手持式p o s 餐厅管理系统的需求分 析，从而根据需求确定整个系统的整体开发流程并进行模块化设计。 第三章详细介绍了无线网络模块的设计和开发，在这一章中阐述了如何 利用r d a ( r e m o t ed a t aa c c e s s ) 技术来完成手持式p o s 和主机数据库的数据 交互，以及主机数据库的设计方案。 第四章介绍了菜单管理模块、点菜管理模块、结账管理模块的设计和开 哈尔滨理t 人学t 学硕l ：学位论文 发细节，介绍了如何将内存调度算法l r u 算法进行改进并应用到本系统的 菜单管理中，实现了诸如点菜、加菜、催菜、退菜等餐厅管理的一般操作功 能。实现了现会和信用卡两种结账方式。 第五章是最后的测试分析。 哈尔滨理t 人学t 学硕i j 学位论文 第2 章需求分析和系统设计 本章主要介绍了系统的需求分析和概要设计。本章从系统开发所使用的 开发环境和平台入手，接着提出当前餐饮业对于手持式p o s 餐厅管理系统 的需求分析，从而根据需求确定整个系统的整体开发流程并进行模块化设 计。 2 1 开发环境和平台 2 1 1 系统硬件平台介绍 本手持式p o s 管理系统所使用的硬件平台是拍档电子公司开发的手持 式p o s 。此手持式p o s 采用基于a r m 9 体系结构的微处理器。a r m 9 系列 微处理器是3 2 位的r i s c ( r e d u c e di n s t r u c t i o ns e tc o m p u t i n g ) 处理器，可在 高性能和低功耗特性方面提供最佳的性能，尤其适合对低功耗要求比较严格 的手持式设备。a r m 9 系列微处理器采用5 级流水线结构，具有全性能的 m m u ( m e m o r ym a n a g eu n i t ) ，支持w i n d o w sc e 、l i n u x 、p a l mo s 等多种主 流嵌入式操作系统盯1 。除此之外，该手持式p o s 拥有3 2 m 的程序存储空间 和6 4 m 的数据存储空间以及6 4 m 的s d r a m ( s y n c h r o n o u sd y n a m i cr a n d o m a c c e s sm e m o r y ) ；带有热敏打印机、信用卡刷卡器、基于i e e e 8 0 2 1 1 b 通信 协议的无线网卡。 该手持式p o s 提供了开发本手持式p o s 管理系统所需的所有硬件资 源，为系统的开发提供了基本保证。 2 1 2 系统软件环境介绍 本手持式p o s 管理系统所使用的操作系统平台是w i n d o w sc e n e t 操 作系统，该系统是微软公司推出的一种3 2 位的嵌入式操作系统。w i n d o w s c e n e t 操作系统具有如下特性： 1 体积小，可裁剪因为w i n d o w sc e 是嵌入式操作系统，在使用它的 设计中，占用资源问题是要考虑的关键。在w i n d o w sc e 操作系统面向的手 持式设备和嵌入式系统等设备中，其不同于普通的p c ( p e r s o n a lc o m p u t e r ) 哈尔滨理t 人学t 学硕i j 学位论文 机，基于它的r a m ( r a n d o m a c c e s sm e m o r y ) ，r o m ( r e a do n l ym e m o r y ) 存储 器和处理器的能力等设备资源是有限的。 而w i n d o w sc e 操作系统，只需要4 m b 到8 m b 的r o m ，最小的 w i n d o w sc e 操作系统大约5 0 0 k ，但是它能处理所有的包括进程、线程、 读写注册表等内核任务。并且它能够从r o m 直接启动，无需硬盘，不存在 系统崩溃和病毒感染的问题怕1 。 2 易于移植因为w i n d o w sc e 内核几乎都是用c 语言开发的，因此很 容易移植到不同的3 2 位微处理器中。普通p c 机的微处理器大部分为 x 8 6 ，而嵌入式系统使用的微处理器类型很多，w i n d o w sc e n e t 所支持的 处理器家族主要包括a r m 系列、i n t e l x 8 6 系列、m i p s 系列，w i n d o w sc e 通过称之为“硬件隔离层”的o a l ( o e m 适配层) ，隔离了与硬件有关的功 能，它是内核和硬件之间的屏障。通过调整o e m 适配层，使得内核可用于 任何硬件平台。通常原始设备制造商通过调整这层的底层代码，将 w i n d o w sc e 操作系统移植到自己的目标平台上。另外，对于应用程序来 说，w i n d o w sc e 支持大部分w i n 3 2 a p i ，基于其它w i n d o w s 操作系统的应 用程序能够方便的移植到w i n d o w sc e 上阳1 。 3 高度的模块化嵌入式操作系统的一大特点就是可裁剪、可配置。 w i n d o w sc e 这一特性也很明显，他具有一个很小的内核，基本只是实现进 程与线程的调度、内存管理和核心的a p i ，其余大部分功能都在单独的模块 中实现。系统定制者可以根据需要，只选择目标平台所需的模块，从而减少 它的资源使用。其中四大主要的模块为内核、图形窗口事件、文件系统和通 信模块。内核模块主要功能是负责中断处理、进程和线程的管理、虚拟内存 的管理和其他相关的任务；图形窗口事件模块相当于桌面系统的 g d i ( g r a p h i c sd e v i c ei n t e r f a c e ) 和用户库；文件系统模块主要是负责永久存 储，包括用户文件、数据库和注册表等；通信模块负责与其它设备、 i n t e m e t 等的连接。此模块还细分为很多小模块，在定制系统时，可以根据 需要来选择是否添加各个小模块n 0 1 。 4 实时性实时性是指操作系统对外界刺激做出响应的正确性和迅速 性。为此，w i n d o w sc e n e t 操作系统采用多线程、可抢占式调度，采用基 于优先级的时间片轮转方式。线程运行一个固定的时间片，是调度的基本单 位。当前运行线程的时间片用完之后，如果这个线程不是跟时问临界有关， 线程系统调度策略会将它排到相应优先级的就绪队列的术尾，然后让等待在 队列中优先级最高的线程运行。在w i n d o w sc e 系统中，一般设置的时间片 哈尔演理t 人学t 学硕l ：学位论文 为1 0 m s 。基于优先级选择线程运行是说，在消息队列中，拥有高优先级的 线程将在低优先级线程前面运行。 5 支持多种开发工具开发工具也是w i n d o w sc e n e t 的重要组成部 分。p l a t f o mb u i l d e r 是用于构造基于w i n d o w sc e 操作系统的嵌入式平台， 辅助开发某一个特定硬件平台的w i n d o w sc e 操作系统和基本应用环境。它 是一个集成开发环境，包括了基本的文本编辑能力、多目标编译调试工具 包、特性编辑器、向导工具以及用于做测试、性能分析等工作的多个工具 包。w i n d o w sc e 应用程序开发的核心工具是e m b e d d e dv i s u a lc + + 和s u a l s t u d i o2 0 0 5 1 副。 由于w i n d o w sc e n e t 嵌入式操作系统具有上述诸多特点，因此我们选 用它作为软件平台。 2 1 3 开发环境介绍 对于程序的开发平台和开发语言，则使用了m i c r o s o f t 公司的v i s u a l s t u d i o2 0 0 5 开发平台和c j f i 语言进行开发。v i s u a ls t u d i o2 0 0 5 包含了一系列 高效的、智能的开发工具，是一个全方位的开发平台，可以很好的支持 w i n d o w sc e n e t 操作系统；而c 弹语言具有更简单的语法，更快速的应用开 发功能，支持跨平台等特性n 引。 对于手持式设备的应用程序开发而言，其开发环境为n e tc o m p a c t f r a m e w o r k 框架。n e tc o m p a c tf r a m e w o r k 简化了在智能设备上开发应用 程序的过程。目前，智能设备包括p o c k e tp c2 0 3 、p o c k e tp cp h o n ee d i t i o n 以及运行w i n d o w sc e n e t4 1 或更高版本的其他设备。n e tc o m p a c t f r a m e w o r k 有两个主要组件：公共语言运行库和n e tc o m p a c tf r a m e w o r k 类库n 引。 公共语言运行库是n e tc o m p a c tf r a m e w o r k 的基础。公共语言运行库 提供了管理n e tc o m p a c tf r a m e w o r k 代码的执行环境。代码管理的形式可 以是内存管理、线程管理、安全性管理、代码验证和编译以及其他系统服 务。运行时是为了增强性能而设计的引。它使用实时编译的方法，使托管代 码能够以运行应用程序的平台的本机语言运行。这样，开发人员就可以创建 适用于多种平台的应用程序，而不用担心如何分别为每个平台重新编泽或重 新生成可执行程序。即使移动应用程序与托管代码一样都是用c 编写的， 仍然可以集成封装在动态链接库外部的功能和子例程中。n e tc o m p a c t 哈尔滨理t 人学t 学硕i 学位论文 f r a m e w o r k 提供的数据类型以及对结构的支持使开发人员能够轻松地将 w i n d o w sc ea p i 的功能集成到手持式设备应用程序中引。 n e tc o m p a c tf r a m e w o r k 类库是n e tf r a m e w o r k 的一个功能子集，是 可以重复使用的类的集合，开发人员可以使用它快速方便地开发应用程序。 就像其他面向对象的类库一样，n e tc o m p a c tf r a m e w o r k 的类库支持完成 许多常见的编程任务，包括界面设计、数据库访问、线程管理、文件输入 输出、图形和网络访问等l 1 8 1 。 2 2 手持式p o s 餐厅管理系统的需求分析 现在国内基于手持式p o s 的餐厅管理系统并不多见，可借鉴性不高， 要想设计和开发出一套功能强大，性能稳定的手持式p o s 餐厅管理系统只 能通过分析现有的餐厅管理系统，分析其系统设计流程、模块特点和功能， 从而对其进行筛选和提炼，设计出一套适合手持式p o s 使用的餐厅管理系 统。 当前已有的餐厅管理系统绝大多数都是为主机服务的，也就是基于p c 或者固定p o s 设计的，其主要的功能模块大致包括员工信息管理模块、餐 桌管理模块、菜单管理模块、顾客管理模块、钱箱管理模块、以及选项管理 模块。各部分功能如下： 员工信息管理：员工登记、员工考勤、员工薪资管理； 餐桌管理：座位更新、拼桌、转台、订位、开台； 点菜管理：点菜、加菜、撤菜、催菜、推迟上菜； 菜单管理：菜单设置、子菜单设置、菜名设置、分组分类； 顾客管理：新增、查询、删除； 钱箱管理：结账、现金盘点、销售报表； 选项管理：网络i p 设定、打印设定、税率设定、服务费率设定、折扣 设定、职位编码设定、位置代码设定、信用卡设定、库存管理、退货理由设 定等； 通过上面的分析，再考虑到手持式p o s 本身显示屏尺寸有限，c p u 和 存储器的资源有限，故将整个手持式p o s 餐厅管理系统按功能分为：手持 式p o s 管理系统、主机管理系统以及厨房管理系统。本文的重点在于手持 式p o s 管理系统的设计和开发。 主机管理系统的功能与一般餐厅管理系统在功能上没有什么差别，只是 哈尔滨理t 人学t 学硕l j 学位论文 增加了对于手持式p o s 的管理模块，在保留原有餐厅管理系统功能的基础 上可以配合手持式p o s 使用。手持式p o s 管理系统在功能上属于主机管理 系统的一个子集，它包含了餐厅管理所必需的功能：餐桌管理包括座位更 新、开台；点菜管理包括点菜、加菜、撤菜、催菜、推迟上菜；菜单管理包 括菜单分类设置和菜单设置；结账管理包括了点菜信息查询和结账。除此之 外，根据手持式设备的特点还应包含断电保护功能。厨房管理系统主要负责 显示顾客已点的菜品信息和更新菜品使用状态。 根据上面制定的系统需求，我们的整个系统成为了一个可拆分的，具有 极强适应能力的餐厅管理系统。整个系统统一配套使用，是一个完整的，包 含手持式p o s 管理的餐厅管理系统；主机管理系统和厨房管理系统搭配使 用便成为了普通的餐厅管理系统：手持式p o s 管理系统和厨房管理系统搭 配使用则可以构建一个功能精简但完善的手持式p o s 餐厅管理系统。这 样，整个系统便可以根据不同需要进行不同的组合，以满足用户的不同要 求。 2 3 手持式p o s 餐厅管理系统整体设计 手持式p o s 餐厅管理系统的整体设计如图2 1 所示，通过此图，可以 明确主机服务器，手持式p o s 以及厨房三者之间的数据交互关系，为以后 的模块化划分和具体的设计建立基础。 攀 餐厅移动 p o s 替虐 尉房 s e r v e r煞 到厨房 可以出捌 店移动i ) si 斑 陡瓢硎 1 结账i 顾客 结账收据 i 图2 1 手持式p o s 餐厅管理系统整体设计图 f i g 2 - lt h ef i g u r eo ft h ew h o l ed e s i g no fp o r t a b l ep o sr e s t a u r a n tm a n a g e m e n ts y s t e m 翥 哈尔滨理丁人学t 学顺l ：学位论文 根据图2 1 的描述，可以得到手持式p o s 餐厅管理系统的整体设计如 下： 顾客到配备了手持式p o s 餐厅管理系统的餐厅就餐，由携带手持式 p o s 的服务员引导顾客就坐，开始点菜。 顾客点菜完成后，系统自动将顾客所点菜的信息传至主机服务器，同时 为顾客打印点菜账单。 主机服务器将顾客的点菜信息传到厨房服务器，厨师根据点菜信息开始 做菜。 在顾客点菜结束后如还需要例如加菜等服务时，可以通过餐桌上的呼叫 器通知主机服务器需要服务；餐桌在收到信号后通知手持式p o s 为顾客服 务。 厨房在做好菜以后，将出菜信息发至主机服务器，主机服务器得到信号 后通知手持式p o s 为客人出菜。 客人用餐结束后通过餐桌上的呼叫器通知主机服务器需要服务，餐桌在 收到信号后通知手持式p o s 为顾客结账。结账完成后系统自动的将结账数 据上传到主机服务器，并为顾客打印收据。 如果开展了外卖业务，外卖订餐员只要携带可以利用无线网络传输数据 的手持式p o s 就可以为顾客完成外卖服务。 如果开展了分店业务，在分店只需要有可以通过无线网络与总店的主机 服务器相联的手持式p o s 就可以完成一般的餐厅管理功能，并且可以将数 据及时的与总店的主机服务器进行交互。 2 4 手持式p o s 餐厅管理系统功能设计 2 4 1 手持式p o s 管理系统功能设计 手持式p o s 管理系统的功能设计如图2 2 所示。手持式p o s 管理系统 共分为四个模块，分别为菜单管理模块，结账管理模块，点菜管理模块和无 线网络模块。菜单管理模块负责管理餐厅设定的菜单数据，确定点菜时菜单 的显示方式；点菜管理模块主要负责顾客的点菜、加菜、撤菜、催菜、推迟 上菜等操作；结账管理模块负责顾客的结账操作；而无线网络模块则主要负 责与主机服务器的数据交互。 哈尔滨理t 人学t 学硕i 学位论文 图2 2 手持式p o s 管理系统模块图 f i g 2 - 2t h ef i g u r eo fp o r t a b l ep o sm a n a g e m e n ts y s t e mm o d u l e 2 4 2 主机管理系统功能设计 主机管理系统的功能设计如图2 3 所示。它除了包含传统的餐厅管理系 统的功能模块以外，还包含了手持式p o s 管理模块。 图2 3 主机管理系统模块图 f i g 2 3t h ef i g u r eo fh o s tm a n a g e m e n ts y s t e mm o d u l e - 1 4 哈尔滨理t 人学丁学硕j 学位论文 2 4 3 厨房管理系统功能设计 厨房管理系统主要包含点菜管理模块和出菜管理模块，其主要功能是负 责显示顾客已点的菜品信息，更新菜品使用状态和最后的出菜管理。 2 5 本章小结 本章主要介绍了手持式p o s 餐厅管理系统的需求分析和系统设计。在 分析了其他餐厅管理系统的基础上，明确了本系统的功能需求，并在此基础 上进行子系统划分和模块细化，确定了三个子系统和每个子系统的具体功能 模块。需求分析和系统设计是进行详细的模块化设计的前提，是后续开发的 基础。 哈尔滨理t 人学t 学硕l j 学位论文 第3 章手持式p o s 管理系统中无线网络的设计 本章详细介绍了无线网络模块的设计和开发过程。在这一章中阐述了如 何利用r d a 技术来完成手持式p o s 和主机数据库的数据交互，以及主机数 据库的设计方案。 3 1 无线网络标准 2 0 世纪9 0 年代，无线通信技术与计算机网络相结合产生了无线局域网 技术。 无线局域网是指以无线信道作为传输媒介的计算机局域网。无线局域网 是相当方便的数据传输系统，是取代双绞线的无线局域网络，它的传输方式 包括w l a n 采用的传输媒介、选择的频段及调制方式。无线网络具有通信 可靠、成本低、灵活性、可移动性和高吞吐量等特点n 引。无线局域网最常用 的标准是i e e e 8 0 2 11 ，i e e e 8 0 2 1 l a ，i e e e 8 0 2 1 1 b 以及i e e e 8 0 2 11 9 等几 种，表3 1 概要的对几种w l a n ( w i r e l e s sl o c a la r e an e t w o r k ) 标准进行了比 较幢叫。 表3 1w l a n 标准概况 t a b l e 3 1w l a ns t a n d a r d0 v e r v i e w 协议标准8 0 2 1 l8 0 2 1 l a8 0 2 1 l b 8 0 2 1 l g 标准通过的时间1 9 9 7 年7 月1 9 9 9 年9 月1 9 9 9 年9 月2 0 0 3 年6 月 可用带宽( m h z ) 8 3 53 0 08 3 58 3 5 工作频率( g h z ) 2 4 2 4 8 3 55 5 7 2 5 5 8 5 02 4 2 4 8 3 52 和2 4 8 3 5 每个信道的数5 4 ，4 8 ，3 6 ，3 45 4 ，3 6 ，3 3 ，2 4 ，2 2 据速率( m b p s ) 2 ，11 1 ，