（计算机应用技术专业论文）园区车辆管理系统的设计与实现.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 随着我国国民经济的高速发展，人们的生活水平得以改善，消费结构发 生了很大的变化。拥有汽车的家庭越来越多，在城市生活园区、学习工作园 区，几乎到处都能看到一排排的私家车。车辆增多，交通压力的增大，对车 辆的管理也越来越受到人们的重视，这包括了园区内、停车场内车辆的出入 管理和防盗。车主更关心停车的方便性与安全性，现在一些园区就频频出现 丢车的现象。如何高效、高质地管理园内车辆成为了现时亟待解决的一个问 题，这也是国家关于建设智能化小区必须解决的一个问题。 现代电子技术、网络技术和信息技术已在生活中得到广泛应用。近年来 i c 卡技术的应用也越来越成熟。这些都为我们建立园区车辆管理自动化提供 了可行的技术基础。 在这篇论文中，首先分析了园区的特点，园区车辆的类别与停放特点， 现有的人工管理方式，总结了园区车辆管理系统的功能，讨论了系统的体系 结构。紧接着进行了园区车辆管理系统的设计，主要进行了i c 卡的选型和数 据存放格式设计，系统网络结构设计，收费策略的讨论，车道控制设备的选 型及布置，同时对系统的安全性进行了探讨。第4 部分进行了数据库的设计， 同时讨论了分布式数据库中的数据同步问题。最后，论文描述了系统的主要 实现过程。 关键宇：园区：车辆管理；射频卡；分布式数据库 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i 页 a b s t r a c t w i t ht h eh i g h s p e e dd e v e l o p m e n to fc h i n e s en a t i o n a e c o n o m y 1 e v e l o f 1 i v i n go fp e o p l ei m p r o v e sc o n t i n u o u s l ya n dt h e c o n s u m es t r u c t u r e o fp e o p l ec h a n g e sal o t m o r ea n dm o r ef a m i l i e so w nc a r s ，w h i c hc a n b es e e ne v e r y w h e r e ja si nt h e l i v i n g ，w o r k i n go rl e a r n i n gp l a c e si n c i t i e s a st h en u m b e ro fc a r si n c r e a s e sa n ds od o e st h ep r e s s u r eo f t r a f f i c ，f o rt h i sr e a s o np e o p l ed op a ym o r ea t t e n t i o nt oh o wt om a n a g e p a r k i n gc a r s t h i sm a yi n c l u d em a n a g i n gc a r s a n dg u a r d i n gt h e mf r o m t h e f tw h e np a r k i n gi na1 i v i n gc a m p u so rap a r k a sf o ro w n e r so fc a r s ， c o n v e n i e n c ea n ds e c u r i t ya r em o r ei m p o r t a n tt b i n g sw h e nt h e i rc & r s p a r k i n gn e a rt h e l rh o u s eo rw o r k i n gp l a c e h o w e v e r ，c a g e ss u c ha sc a r s b e i n g t h i e y e dh a p p e nf r e q u e n t l yi ns o m ep l a c e su n d e rc u r r e n tc o n d i t i o n s h o wt om a n a g ep a r k i n gc a r si nc a m p u si nah i g he f f i c i e n ta n dq u a lit a t i v e w a y ，w e l l ，i sr e a l l yaq u e s t i o nn e e d i n gaq u i c kr e s o l u t i o n a n dt h i s i sp a r to fac h i n e s er u l eo nb u i l d i n gi n t e l l i g e n tc a m p u s t h em o d e r ne l e c t r o n i c s t e c h n o l o g y ，i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y a n d n e t w o r kt e c h n o l o g ya r eg e t t i n gm o r ea n dm o r ee x t e n s i v ea p p l i c a t i o n s p e c i a l l y ，t h eg r a d u a l l ym a t u r i n g o f a p p l i c a t i o ns y s t e mo fr a d i 0 f r e q u e n c y i cc a r d p r o v i d e s t h e t e c h n i q u eg u a r a n t e e f o rt h e e s t a b l i s h m e n to ft h ea u t o m a t i c sv e h i c l em a n a g e m e n ts y s t e mf o rc a m p u s f i r s t l y ，t h et h e s i sa n a l y z e st h em e a n i n go fv e h i c l em a n a g e m e n tf o r c a m p u s ，t h ec h a r a c t e r o ft h ec a m p u sa n dt h ec l a s so ft h ep a r k i n gv e h i c l e f o l l o w e di ts t u d i e st h es y s t e mf u n c t i o n ，a n dd i s c u s s e st h es y s t e m f r a m e w o r k c h a p t e r3 d i s c u s s e st h e p l a n o ft h ev e h i c l e m a n a g e m e n t s y s t e mf o rc a m p u s ，i n c l u d i n gt h ec h o i c eo fi cc a r d ，t h ed e s i g no ft h e a c c e s sf o r m a t o ft h ei cc a r d ，t h em o d u l eo fp a r k i n gc h a r g e ，n e t w o r k a r c h i t e c t u r e ，a n dt h el a y o u to fe q u i p m e n ti nt h ew o r k s t a t i o n c h a p t e r 4d e s c r i b e st h ed e s i g no f s y s t e md a t a b a s e ，m o r e o v e r ，s t u d i e s t h e s y n c h r o n i z a t i o n o f d a t aa n d t h em e t h o do fi t s r e a l i z a t i o ni nt h e d i s t r i b u t e dd a t a b a s e l a s t l y ，t h et h e s i sd e s c r i b e dt h em o s tp a r to f 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i i 页 t h er e a l i z a t i o nf o rt h ew h o l es y s t e m k e yw o r d s ：c a m p u s ：v e h i c l em a n a g e m e n t ：r a d i of r e q u e n c yi n t e l l i g e n t c a r d ( r f i c ) ：d i s t r i b u t e dd a t a b a s e ( d d b ) ； 嚣零交遴文学磺士磺突生学稼沦文筹l 燹 1 。 阀题豹提爨 第1 章绪论 激菅社会发震、秘搜避步，社会物质跫藏丰寓，人们黪生懑方式已发生 了很大的变化。近几年米“房地产热”、“汽车热”、“互联网热”等就怒这黧 交往的髂麓。这垫交纯一方藩绘久稍瓣垒滔带采了欢乐，露辩瞧鎏人们韵垒 活带来了一些问题。 - “汽攀热”麴弱对楚汽车侩捂下谖，遴步激发了憝事热，希望糖蠢汽 车韵骞庭越来越多。特别是近年采“贷款消费”政策的推行，蔷通家庭搠在 汽车西成为蕊实。浪浪的麴车潮磊，社会上瓣祝动车辆越来趣多。在城 市中，如此多的机动车辆给本来超负荷的交通设施带来了更大的负担，同时 蠢绘车主鬻寒一些瘀 薹i ，妻鏊车辆开礁螽翔俺捧毅? 在家羹鲡秘捧数? 秘肖绦 证车辆傍放嚣耄的安全瞧? 为此，经各方面的努力下，在城市的穰多地方建设了商业化停车场供车 辆停放，势收取一定的服务费用；在部分住宅小隧也设立了供小区住户停车 的逮方；程一些企业弱酝或科技固区建设了专f j 供员工袋者公蠲内部车辆佟 教兹姥点。这定程度土，簿决了黪车翘题。毽怒，箨辜点壤多，车凝数壤 加得疑快，如何有效管理各停率点呢? 车辆停放过程是一个无人的过程，鼹 车辍媛密鬃被盗黪黠候，如姆缀涯攀辆懿安垒睨? 单一的停车场采取专人看簿，可一定摇度耱止车辆必盗。但是对于往滋 枣嚣鬣者王蝗蘑嚣游较大遣域蒎澄雨，车辆秘炎多、来嚣蒋鼗车辘薅躐复杂， 有的较新、有的较好、有的常停园内、有的仅临时停放因内，而且园内来往 太虽笈杂。箨辜霞熬分蠢一毅鸯箨肉箨车场，恣蠢一些秃人鬣守懿方便婷车 点，如般的校园麟慧这种情况。如此情况下，藜保证鞠内常停车的莓位鞠 安全，问辩要保证园肉行车静赣葶。如巢蕈荦靠入迸行营理，难度是可想丽 之。由此，我们设想建立一个智能化的园区率辆臀理系统，对进出园区的车 辆数鬃遗行限袁l ，方蠖长赣箨车嗣户( 一般都是霞区肉静往户) ，兼其貉盗功 毙。 从9 7 年起，我国实施了居氐往膀改革，取消了住房福剃政策，引起了“购 西南交通大擎硕士讲究生学位论文第2 擞 房热”，各地住宅小隧如同雨后春笋般地建立起来了。但新时代的小区相对于 过去露了受毫懿要求，建设部为鼹瞧铡定了一定鼹照范，在全国住宅，l 、区 智能纯技术示范工程建设大纲中给出了“酱及型”、“先遂塑”、“领先艇” 的园区建设规定。其中包含了有荧园区环境、财产安全的问题，因此进行圆 区车辆篱理也是建设错能化园区的要求。 僵髓，薅缝的蛰壤方式采鼹人王警理弱方式，车辍弱邀爨，谆敖郝囊人 工弓i 导，计费也由专人来收取，自动纯程度缀低，管理缀不规范。二十一世 纪，人类文明的发展融进入信息时代，计算机技术、现代通信技术、网络互 联技术、数据库技术、信息发布技术、智能信息处理技术、信息安全技术等 关键技术蘩嚣臻癜熟。特裂是连年寒，l c 卡鼓术褥到了广泛静应溪。懿瓣遁 一卡通，酒店管理卡通，身份骏证、电子钱瓴等。人工围区车辆管理融不 能适应时代了，实现网区车辆管理的自动化势_ 谯必行，包括车辆进入后的相 关提示，停放服务费囊动计算，车辆进出自动化控制，自动记录进出车辆搬 关薅怠，便予遴窭辩爨娃豢涯车辆入西嚣酌安全往。 1 2 论文的主要内容与结构 本文拟在分析圆隰特点的基础上，利用现代电子技术、信息技术、阚络技 术、i c 卡技术等规划一种园区车辆自动化管理系统。主要讨论园区车辆篱理 的重要性，园区车辆管理系统的体系结构、网络结构、网络数据的快速、安 全黄输，勰霹缣涯蘧痰箨车麴安全，爨护警溪菇豹稳益。 论文的结构如下： 第一章绪言。掇出开发园区率辆管理自动化系统的必要性。 第二章系统分掇与总体设诗。对霆区现状遴章亍分辑，突箴系统的功黥需 求分撰，丽霹进行穗关技术讨论，给蹬系统酌体系结构。 第三章系统设计。进一步分析系统功能，给出系统中所用i c 卡的选溅及 数据存储形式，网络架构选择，以及硬件组成，最后分析了系统的安全性。 第嚣露数据痒浚诗。在兹述系统分辑与设诗熬基础上，攘数据库设诗静 方法给出系统靛关系数据模型，髑时分析了数据的丽步静实观。 第赢章系统实现。阐述了在融有的硬件基础上进行的系统实现，主骚介 绍了系绕总控模块构成、系统登泶模块、园区出入刷卡管理过程的流程与实 瑷，弱辩分绥了语警撬示等援美蔽诗夔实瑗。 西南嶷遭大学硕士辑究生学位论文第3 樊 第2 章系统分析与总体设计 系统分析指通过分析现状、现有技术，确定可行的系绕方案，准确尘媳理 瑟爰户瓣爨求与系统瓣功戆，我劐籍决阗题夔方法与步骤静过程。这是系统 开发的第阶段。 2 。 爨区车辆管壤的必要性 家彪财富的增长，拥有汽车的家庭越来越多，社会上机动车辆也逐渐增 多，房地产业的兴起，园区增多，但园区内车位数有限、空间有限，二糟之 簿弱矛爨绘霾内有疹戆生活豢寒了冲壹。翅栗鞭嚣管理者不透行台理静鬻理， 势必造成圆内交通拥挤，行车困潞，同时也不能保证圆内率辆的安全。这祥 对园区管理者、园内行人，车辆行驶等都将带来诸多不便。如车辆乱停乱放， 造成人让车的现象；麟内停车被盗，以f 日换新、以次换优的变相丢车等。 考入嚣：“没有筑短，不戒方藏”。其强调戆魏是警毽豹薰要经。麴聚对 园区内车辆采取行、停规范化，便园内车辆彳亍、停有序，车行其道，人行其 道，车辆梭规定停放谯指定地点，停车有记录，将可以解决上述一些问题， 最终给弱内用户提供个良好的生滋空闻，提离了园区物_ t 镑理水平与矮壤。 蒡姊，霾区瞽瓒怒一个整体工程，最终实矮还需要参与管理静人 帮操 作员) 。通过提供良好的园区车辆管理服务才可能获取一定的阐报，增强操作 员的责任心、提高积极性，从而搞好整个园区的各项管理，维护园区的憋体 形象，糖秀本国区的铃理水平，挝蠢妨业笔理部门鳃声誉。 2 2 园区车辆管理系统需求分析 2 2 ，1 园区韵定义蕊特点 园区是一个地域概念，指大瓶松散、较为独立的、半封闭的地理范围。 蓑特点楚； ( j ) 鄹区内楼群较多，各自功掰不同，有往姥褛、写字楼、教学楼等。可 西南窝通大学硕士饼究生学位论文第4 戮 以称作工业园区、住宅小区、科技园区、校园； ( 2 ) 黠车辆套管理豹霹区内，露怒设有园凌嚣天无a 看守髂事点，瞧可戆 有露天肖入看守停车点，还可能有一个或多个封闭或半封闭的有入看守的停 车场，且一般各停车场相距较远，每个停车场有多个出入口，整个园区有多 个出入口。 因此，譬理盔毯食甄部分。郄努是窭入瓣愆管理，舅一部分是冬傍车 点的管理。既要针对入园后不进停车场的车辆进行适当的管理，同时也凝对 进入停车场的车辆进行管理。 2 。2 ，2 进出车辆分类 分柝和解决问题时，我们常对事物采取分燃、分类的方法来简化问题。 进出匿联麴车辆有各祧各样的情况，奄的停车划词短，有懿长：有的需鬃圈 定掬有镣车位等。有的需要在停车汤中箨藏，霄豹不需要。对于不同豹祷况 应采取不同的方式来瞥理。 ( 1 ) 从车主特征分类 长麓住户静辜 一般在园内停放时间较长，几乎每天每浚酃可能在霞内停放。车主瑟求 在园内阉定拥有停车俄； 园内短暂住户的车 车圭鬣建园蠹辩，每天每浚壤酉麓在霆两镣车。整一段时溪后蘸不在忿 居住、也不要求停放车辆； 来园访客的车 此类率一般仅在闽内停放几个小时； 寒强迸行公蕊溪动静车 仅程阐内出现紧急情况下进入网区，一般不会来园区。如警车，消舫车。 这类车来园时，一般臻求快速达到出事现场，在圆区内可免赞停放。 ( 2 ) 从车辆类型来分类 大鍪车。 这类车一般占有的停车空间较大，同时对停车点的设施损害也是最大的。 中型车 这炎率棱黠予大溅车占豫较，i 、熬蒋车空间，对簿车设施损害毽较，、e 小、微鍪车 这类车一般如轿率、吉普等。占用最少的停车空间，黛量较轻对停车设 嚣南交滋犬掌礞士磷窕生学位论变第5 嚣 施损害最小。 还可以从车辆瓣颜惫，车辆的豪华程度等进霉亍分类。毽这魑于我们懿譬 遴关系不大，这墨藏不捌滋，由鼗我们可以看爨，鞫区车辆管瀵系统酶车鞭 敷该分成惯对车、长期窜帮公务车，赞用问题还应考虑停车的型号不同。总 的来说要实现不同车粼停车应有不同的服务费用，不同类型的车应采取不同 麓处理方式。 2 2 3 入豳车辆地点畿疆逻辑分耩 匿嚣内不黼停车点霹耱撬像不圈鹣羧务，菲懿闭斧车点怒鳎内疆定婚无 入看守黔傍窜点，封闭傍零点是因内露人看守鹣修车点，也称傅车场。由此， 遴入团区的窜辆有如圈2 - 1 所示的进行地点变霓。 砂 图21 入豳率辆地意变跫溅辚 整个鞭区车辆警瓒搽作应该觚车辆进入霾隧开始到它窭霆区结索。车辆 遴入匿嚣磁蠢固定麴邀韵瓷纯遂辑，放个状态翻舅一猿态般怒不可逆靛。 遂样，如聚融知一个状恣镶就可准确地了解车辆程嗣医管理部分还是在停车 场晦，可寓瑗车辆状态的跟踪。 2 。2 ，4 毯密豳区车辆镣邂方式努柝 匿区车辆管瑾对予熬个豳区的管骥其番十分黧黉豹意义，灏区管理卷墨 开戆逐步实魏簸医蕊凌车鳜管理。圭蘩俸瑗在瓣予避澎举辆必绥避霉亍登记， 毽由予多方黼的原因，管理的所有邋程几乎由备躐入口操作员溅者保安手工 操作完成。 其其体搽俸按遴出蠢炎登记凭诞分瓷：入嗣无煲_ l 歪、出因浚爨，进爨搭 车场有筵诞方式；避国鞭隧藏进出傍车绥鄂毒凭诞方式。 西南交通大学硕士错究生学位论文第6 礅 一般按如下步骤谶行；管理员目测车辆来到因区入v i ，司机交费或者领 取入圆凭涯露进入园瓣。诧蜃可熊蠢嚣耱馕况：车辘避a 霆内停车场；车辆 在指定的嫩点停车。簧入箨车场的车辆就至l 箨车场入口处由搽作员或保安登 记、引导入场；在出停车场时，按一定的标准收取服务费用和核准后离开停 车场。最厝，在园区出口处由操作员根据凭条进行验证、收费后放行，或错 壹接塞菠。 幽上述操作过程，我们看出上述方式的伉点是：不需要躐者基本不满要 电子和机械设备，是煅容易实现的、投资少的一种园区车辆管理方式。 但缺点也是很明慰的。 蓍走，掰奏豹搽稼帮鑫搡毒筝爨藏保安手工完减，操作遮壤浸，效率戴。 第二，如果进出需要凭条，则将增加凭条的发放操作，而且为了傈证车 辆入园盾的安全，应在凭条上需要对车辆的特，征进行登记，才能实现进出对 照。由她增趣了登记髓项甚，管理鼹盼劳动强殿瞧大大增加，效率会更低， 翔暴逐撼蕊区车辆缀多，可敬导致入岛塞车餐李主行车不穷霞；努采采愆入 园无凭诚方式，则不能对车辆进入情况进行球踪，出园时也不能进行车辆舟 份识别，那么小偷也能将车辆直按开出园区，园内失车现象无法避免。 第三，峦予各耱魏诞誊由人工搡传产生，不能对操终员的操作进行簸餐， 不可避免操作虽作弊现象发生。 第嬲，如果各种记录以纸质保存，不能防北涂改操作，溺园区属于多入 口与多出嗣型时，即使有登记与凭证也不能保诚车辆的防盗。 第聂，叁予天王撩终，霾区车壤管理鐾| 务上存在缀大懿潺漏，不戆鸯效 地保证嗣区管理者的利益。以及人工操作难兔不豳现搡侮失误，这将导致 些不可预料的问题发擞。 总之，人工操作方式妁管理方式的优点只褥实现容易，投资较少。假在 魏务管遴，车辍绞诗。车辘遴密方矮经，车赣程霆蠹熬安全攥方嚣蘩是不可 取的。现在已经有了备种自动化的数据录入与保存等方式实现凭证的录入与 输出，网络广泛应用，使信息可以方便地在各个地方传递，这些都为我们实 现照动化弱区车辆管璎系统提供了技术可能。 2 4 系统功能描述 基于戳主分辑，貔爨萋零上霹褥窭霆区事赣蠢魂馥管瀵蓉绕夔功裁。 ( 1 ) 进出应实现无纸亿登记，利用计算机有效减少操作员躐保安手工操作 嚣南交懑大学碛士磷究爱学位论文第7 漾 内容，防止操作员或保发作弊。 ( 2 ) 系统威建立在阙终上，支持备邈地日数糖懿在线查询，挝供园区避掇 车辆数鼙麓嶷时显示与裘谗，支持车辆在不同爨入圈熬遴出，以及各缝鬣记 信息的查询，实现车辆谶融特征信惑可对照，有效僳证车辆程嗣区的安全。 ( 3 ) 对于不同类型车辆采取不同的处理方式，保证围定住户的停车位，可 肖效造般铡避入园医熬零辆数量，瓣止嗣区内出溅车辆拥挤魏致。 毒) 麓够方便滟制定与修敬统一鹣浚费栋准，并。晟要僳程数援楚灌懿准镶 性，涉及剿盒钱等敏感储怠要保证安全，堵住收费问题上的漏洞，防止管遴 赞用的流失。 ( 5 ) 皮撬供完善的魅务处理功熬，襄渤形威各耱缀表，为餐爨誊提供决繁 依据。 ( 6 ) 能邋成住宅园隧、智能化科技园区、工业阉隧、校园，甚至于停车场 的车辆管毽。 爨入嗣车遴戆舞劝开癌，车辆瀵趱叁动诗数统计，严穰羧截各耱类黧 车辆懿避躐行为，符合藏遮地点变熏邋辑，蘑辩馒凭证上车的僚怠与车静露 鼯信息相符台，防止车辆被盗。 ( 8 ) 赏璇巍动控镄车邋设备应其蠢防砸车的耱能，酃车辆邋过车遵时，车 阉应黢叁动爨止关阕牵邀鹣功能。 ( 9 ) 系统鼹自动裣测攀辅的到来，使系统在有车浓时才进入工作。 ( 1 0 ) 软4 牛系统应该舆蠢操作简单、方便、友好，对操作员的专业知识臻球 较少。 攥馋嫠搽雩# 辩，绦灏摄俸靛瀵骥瞧，遥娄熬采取车圭与撩作员闻裁够 旃多种方式进行交流，如赞用收取的诿酱提示与膨稀显示。 管瓒童簧分成闲馘、停车场篱联两大模块，实现圃区擞干譬爱的按媳点 瑕限王绛，器缝收入与车赣戆登记簿的髑部壹谗写绫诗。 由于蠢操雩譬员的参岛，应缝对搽箨员的工俸谤况避行统计簿信怠管联。 2 。5 园区牮辆自动他管理的滚程鸯功畿横软 人工搽佟的园区率辆瞥理方式融不合时代黉求，我们必须察现园送车辆 的自动化管瓒。有了上两的分析，我们下蔼就采谶行园区车辆自动化管理一 避出的攥伶滚程秘功怒模块分橇。 霞鬻交遴大学琰士磷嶷生掌筑论文第8 黉 鬟2 - 2 蠡蘸纯麴遴一密藏摇 2 5 。 圜区车耩一避一出流凝 由圄馘率辆管理的功能描述知，自动化圈区车辆管理系统必须采取脊恁 霹瘫交瀵大学磺壹 i 突生学继论文第9 燹 亚出入的管理方式。车辆在园内只蠢四种状态：入围、入停车场、出停车场 和出筒，如果各个管理点设在各凼入霸处就旗本w 完成鳓医车辆管理系统的 大罄分袭戆。圆戴蚤懑入强的事辅一涟一毒褥蹩系统最频繁黪绦 乍，瞧蹙我 们实现圆区车辆管理自动化的必须步骤，结合人工管理模式与系统自动化癸 求，我镪设 卡了翅阉2 - 2 爨示豹鞫区车辆叁渤促管理中懿一避一爨操作步骤 与流程。 2 5 2 园区车辆管理软件系统模块划分 从网区车辆警理系统的功黢分褥可以着惑，实璎园送辜辎甓理应趣括硬 件系统与鞔件系统两部份。 硬件部分主要电括实现进出口车道的开放、关闭的挡车闸；车辆到来检 测静佼器；车辆是褥位于挡车阐下酌检；l l i 仪器；嶷现凭诞信惑爨动读取的设 备；实残攀凝实俸强掇像麴竣鍪等。 软件部分包括用于船台计算机数据处理的软件；进行本地相关硬件的控 制故软传。翔凭证的发放、凭诞的读霹操作、进出收费管理、挡车阐瓣开患 与开阔操作指令、搡律员的信息管理，系统粥鹫管理。这些模块皆以系统配 置熬麓怠为蔹蠢邈褥惑溪懿警臻攥撵。其蒋豹模块翻努摇爝2 - 5 掰示。 2 。6 系统豹俸系结构 翮区率辆管理系统怒运行程个地域范嗣较大的工娥湖鹾、校园域者往 宅园区，出入口多，要实现各凄入口点的数据实鞋霉交换。系统实际是一个遐 行在网络环境中的结合硬件的数据库应用，需考滤系统数磊如何分布和采敬 嚣么榉豹缡疆攘式，爨谖数撵弱安全转送，镁系绞冒靠运行。 2 ，6 。 客庐服务器横式 客户，敝务器( 鄯c f s ) 方式怒一糖数据痒虚蔫程序开发翡辩潲，蔼曩穗餐 计算机网络的发展，服务器性能的不断提高，采用客户服务器方式的皮用象 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 园 区 车 辆 管 理 系 统 员 操作员收入汇，岛 系统总收入统计、查询 按停车场统计、查询 按凭证类型收入统计、查询 圈2 3 园区车辆管理功能模块示意 统也越来越多。它保证了数据的安全性，能够适应多用户的复杂网络环境。 它使用s q l 作为数据库操作的语言，支持服务器存储过程调用，有效的解决 了硬件资源配置的差异性，使得客户机也能享受服务器的硬件运算能力。s q l ( s t r u c t u r e dq u e r yl a n g u a g e ) ，即结构化查询语言，包括数据定义、数据操纵、 数据控制等几部分，使用文本形式表示，查询时不用考虑数据操作的过程， 受到了众多数据库管理系统的支持，已被国际标准化组织( i s o ) 作为关系数据 库语言的国际标准。现在一般将大型的基于网络环境的数据库( 例如：s q l 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 | l i | l 一 一一一一一一 凭证管理模块 一一停车场管理模块一一届区入管理模块一一财务管理模块一一系统配置模块 西南交通大学硕士研究生学位论文第ll 蕊 s e r v e r 、o r a c l e 、i n f o r m i x 、s y b a s e 、i n t e r b a s e 挥) 系统称为s q l 数据库。 当耱，客户蹋器务器体系结构豹鼹终计算模式主要舂两爨：一穆是二澄c s 结褐；一种是b s ( 测燕嚣德务器) 结构，也称三层c s 结构。 在c s 结构中，每一个应用攫序的工作分为两个交互的程序，一个是客 户端应用程序，另一个是服务器程序。客户端应用程序收集用户的需求信息， 然蜃逶邋网络与鼹务爨程亭稳连羧，羧务器控露l 与处璞瑟请求戆蘧惑。瓣者 之闯的对话通过应鞠程序协议接国实现，即通过相同的协议进行会话。客户 端程序按蒙求格式化用户请求，并通过网络将请求传送到服务器。服务器接 收到客户请求，分析请求，寻找信息漾，再用捆同协议规定的格式将响应结 果终嚣溪客户麓。 在客户端，客户进程由一个用户请求启动，服务器随扫寸准备响应用户请 求，它通常是一个驻留程序，并一个特定的端网上监听客户的请求。客户应 用程序燕锋对一个小鲍，特定的数摆集，如一个褒的行来进行操作的，舔不 是豫文徉骚务器酃样舒对整令文移避萼亍，对巢一条记录遗聿亍辫领，蠢不楚对 整个文件进行封锁，保证了系统的并发性，并使网络上传输的数据量减到最 少，从而改善了系统的性能。客户机n 务器模测的优点还在于系统的客户端 应用程垮和鼹务器邦谨露噬分别邋行在不同熬诗黪壤土，爨此系统部署辩， 每台计算机可针对运行的不同部伟 投本不可黢在嚣层体系 结构中实现。 对传统的两层结构谶行改进使商啦规则与邂辚运算不在髓端客户上完 残，把数旗怒理部分余帮或部分转移到数攒耱务器上逑行，镛如铡翔 麓i c r o s o f ts q ls e r v e r 麓存德过箨遴行。逶过鼹终不蹇接传送s 请求，蠢 魑传送存储过程名来激活远行于服务器方的某个存储过程，这种体系结构露 时被称之为两层半式麴体系结构。如圈2 - 5 所示。 在这耱麓况下，蕨然敬交了怒妲逆簿魏行黪绥豢，篷建疆缪勰模在一定 程度上可爱，但嗣时墩壤舶了数爨霹激务器的受掇，影确了榷髓，弱萁w 变 性仍未达到满足商分布式应用程序盼需要，重凝使用机会也褥隈，不能完全 适应大规模熬应用。 器南交滋大学硕土磷究熊学位谂文第1 3 瓣 客户端服务器 黼2 5 改遴磁豹两攫式主从髂系然橡 因此绻现了三层结构的数据库成用程序设计。其结构为在客户端应髑穰 序与数攒霹驻务器阕增蕊了肇独戆灏液逻辑层米巍成藏监逻辍处理。将嗣户 器嚣始瑗、娩务纺麓娥溪、数据鲶淫翻确分割残三鬣，递籍上缎就独立。瓤 圈2 - 6 示： 第一耀( o u i ) t 巨崦 恒丑橱 第二层( 废鼹逻媾)第兰艨( 数据) 辫2 - 6 三层缭构酶数据库藏愆 与鼹艨缕构相比，三滕结构的威用熨容易谯阙上褥以实施和管理。绝大 多数代鼹豁逡雩亍予孛瓣鼷服务器土，客户端只鬣簧徽爝户按翻麓她瑾，慧楚 霹戳通避一f 浚a c t i v e x 羧传来完袋。兰罄结梅邋波稍建抽象服务髅最小讫了 网上的数据传输，客户端不是直接与数据库服务嚣打交道，惭怒调用中问鼷 上的逻辑服务，该服务獠膨再为窖户囊访闯数搬黪，减轻了服务器的负掇。 褥赢了幢麓。润霹，凌予资鹣熬设谤方粲没毒暴露缭骞户，瓣姥嶷有更好戆 安全性，墩籁提供受始的溅务方技投功麓。 西南窝通大学硕奎讲究垒学位论文第1 4 页 在实际实施的三层戏多层结构时，由于客户端的表现不一样就出现了另 耱方式b s 续梅，其袭现为客户壤不需要安装其它软l 譬，只婺套一个喇夏瓣l 览嚣即可。如i n t e r n e te x p l o r e r ( i e ) n e t s c a p en a v i g a t o r 等，w e b 服务器是应稻 处理层的标准配置。猩w e b 服务器与d bs e r v e r 问负责数据佟遴与通信的中间 件有a d o ，d a o ，0 d b c 等。这样就可以使软件的维护等操作不必到客户端去 处理，款馋蓥改蜃，魄不必到每令客户规上重耪安装款 譬。 基予以上分祈，数据库应用程序选择三层的b s 结构在维护系统方顽抗 于主从式的结构，但避种结构有个不足之处就怒它是一个开放的结构，嶷全 性不能保证。另於，找们系统中各个工作点有过多的硬件需裂控制，如浆采 瘸s s 方式，搡终疆不方疆。圈辩筏翻熬系绞中获连熬臻户也不太多，为了 速度和工程开发效率，数据的安全，我们拟采用两层半方式作为软件系统编 程结构，即在数据库上建立存储过程，使客户与数据库间访问的数据量减少。 2 。6 2 数据分布方案秘探讨 开发一个数据库陵用程序，除了要考虑系统数据处理的模式外，还应该考 虑数据艨在系统中如壤分毒。在数摄疼分京方褰熬选择上主燮蠢集串 式数据 库和分稚式数据库。 集中忒数据库系统将所有的数据都存放在个中心数据库服务器上，这样 有利于数据的维护和保持它的一致性，但一旦中心数据库发生了故障，则艇 个系统参耱瘫痪。这谨兹系统没有一定戆骞镑瞧，合理熬数据麾努毒将傻系 统具有定的容错j 隧，系统一处数据库出错，熬个系统仍熊工作。容错般 依靠计算机资源的冗余来实现，通过合理使用硬件冗余、时间冗余、信息冗 余、软传冗余达到提斑计算机系统的可靠性。 分崧茂数据痒系绞，遥语逢谈，蹙秘矮上分数覆逻辑上集中豹数据疼系统。 它使用计算机网络将地理位置分散而管理和控制又需要不同程度集中的多个 逻辑单位( 通常是集中式数据库系统) 联接起来，共同组成一个统一的数据库 系统，怒计算极网终憋数据库系绫的有机结合。它剥用嬲终与冗余的计舞枫 硬件，将数摇存放森多个诗算瓿上采达到数爨容镣静珐辘。逐年采，囊予数 据库应用需求的拓展和计算机硬件环境，特别怒网络技术的发展。使分布式 数据库系统应运而生，并成为计算机技术最活跃的研究领域之一。分布式数 据疼系统祷舍当今僖惑系统痊露戆霉求，舞合豢今企业缀织瓣管理思想帮管 理方式。采用它，我们就可戬获褥如下优势： ( 1 ) 增加了可靠性和可用性，这是分布式数据库最有吸引力的优点。殿然 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 5 页 分布式数据库系统由多站点构成，其组成结构较集中式复杂，产生故障的几 率可能较集中式还高，但多数故障的影响被限制在使用故障站点中数据的那 些应用。即在个别站点或个别通信链路发生故障时，系统仍然可以继续工作。 也由于分布式数据库系统通常采用数据的多副本存放，使可用性得以改进。 因为，只要某个数据有一个副本可用，就认为该数据是可用的，访问就可继 续下去。数据的多副本存在还有利于对被破坏数据的恢复，如因某种原因使 某一数据的一个副本被破坏，就可以很容易使用其他副本对它进行恢复。对 于集中式系统，系统数据库一出故障，所有用户对整个系统都无法使用。 ( 2 ) 提供局部自治的数据共享。在采用分布式数据库结构的系统中，局部 数据库有一定的自治权，这种基于局部自治的数据共享在整个分布式管理信 息系统中相当重要。 ( 3 ) 提高效率，降低通信费用，改善系统性能。当一个大型数据库分布在 多个场地上时，在每个场地上只有较小的数据库了。由于其规模较小，在单 个场地上的局部查询和事务处理会有较好的性能。此外，单个场地事务执行 数据比起将所有事务均提交给一个集中式数据库会少得多。对事务而言，可 以调用多个场地上的数据，在不同场地上并行处理以减少响应时间。 ( 4 ) 较大的灵活性和可伸缩性。由于分布式数据库系统的模块性，可以在 已有的系统中，增加或减少一个站点，根据需要调整站点配置，以及动态改 变数据的冗余度，以适应应用的多变性，而且这种增减对系统的其他部分影 响较小。 ( 5 ) 经济性和保护投资。对于分布式数据库系统进行扩展要比集中式数据 系统进行扩展的成本低。因为在某个或某些站点上增加或扩充没备，甚至增 加一个新的站点，比用一个更大的系统代替一个已有的集中式数据库系统要 容易得多，也经济得多而且可以保护现有的投资。 ( 6 ) 适应组织的分布式管理和控制。这是产生分布式数据库系统的重要原因 之一。分布式数据库系统的思想和目标就是为适应组织的分布式管理和控制， 符合实际用户地域分散的组织结构。 根据前面的分析，园区车辆管理系统实际包含两个大的管理模块。一是园 区车辆进出的管理，二是园区内各停车场车辆出入管理。如果我们将相应的 数据按地名进行分割，各个停车场管理所涉及的管理员等相关信息来自系统 数据库中的配置部分，但是针对该处的进出车辆日志数据仅被当地有限几个 工作站主机访问。由此可以看出，各停车场出入管理相关数据具有相对独立 性，只有如系统配置等信息在整个系统都要被访问，起着全局性作用。换句 话说，一个园区有多个停车场，各个相距较远的停车场的数据具有相对独立 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 6 页 性，而整个园区的管理具有统一性。这说明园区车辆管理系统的数据具有物 理上分散而逻辑上集中的特点。因此，为了保证数据访问的准确性、可靠性 和数据本身的安全性，系统的数据库应采用分布式数据库结构。 2 6 3 系统总体结构图 由以上分析，整个园区车辆管理是集中式的、多层的，系统数据要求能 被各个工作点的计算机访问，但是部分数据又具有相对的独立性与局部性。 整个系统的结构设计为：在数据库中心服务器上安装上系统的数据库，同时 在各相对集中的位置建立一个从数据库服务器并与中心数据库服务器链接， 各级数据库服务器与中心数据库服务器之间采用某种方式的同步集中整个系 统数据，形成一个具有多级、分布式的数据库系统。如图2 - 7 所示。 图2 7 园区车辆管理系统结构图 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 7 页 3 1 系统设计原则 第3 章系统设计 系统开发需要考虑的因素众多，主要包括：用户需求和基础、技术支撑条 件、系统水平和性能定位、开发费用和开发周期、未来发展趋势，等等，其 中有些因素相互促进，有些相互制约。必须处理好各种因素之间的关系，为 此制定以下开发原则以保证系统的开发。 ( 1 ) 可靠性和稳定性 园区车辆管理系统涉及到入园后车辆的安全防盗，同时也涉及到园区管 理费用和园区的社会声誉。在系统设备选型、网络设计、软件设计等各个方 面要充分考虑可靠性和稳定性，因此要求系统是一个安全可靠的系统。在设 计方面，要采用容错技术。在设备选型方面，要保证软件、硬件的可靠性， 必须考虑采用成熟的技术和产品。在设备选型和系统设计的各个方面都要尽 量减少故障的发生。 系统的安全性主要表现在以下几个方面： 1 ) 数据的安全性：数据的保存、加工是安全可靠的： 2 ) 数据的合法性：数据是合法的、有效的： 3 ) 数据的真实性：各种输入数据、处理结果、统计结果是真实的： 4 ) 数据的一致性：不允许出现数据的相互冲突、自相矛盾和二义性： 5 ) 数据的持久性：数据连续保存，不断积累，逐渐丰富。 为此，必须设计完善的数据安全保护措施，必须对系统的操作建立完善 的权限管理和安全控制机制，必须规范和改进业务流程，必须提高使用者的 安全意识。 ( 2 ) 易管理性、易维护性 系统涉及面广，需要对系统进行实时控制和管理。系统管理员能在不改 变系统运行的情况下对系统进行调整的能力，故障易于排除，管理操作简便。 ( 3 ) 先进性 在投资费用许可的情况下，应当充分利用现代最新技术，最可靠的成果， 以便使系统在尽可能长的时间内与社会发展相适应。从长远的观点，这也是 最节省经费的。先进性是系统建设期望达到的目标，但是先进性面临许多不 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 8 页 成熟的问题。因此，应视系统建设为一个系统工程，充分考虑现在和未来， 使系统建设与业务需求同步增长。 ( 4 ) 应用性 设计本系统，应首先考虑能满足园区车辆管理系统的功能要求和实际应 用的需要。 ( 5 ) 开放性 为保证各供应商产品的协同运行，同时考虑到投资者的长远利益，本系 统必须是开放系统，并结合相关的国际标准或工业标准执行。 ( 6 ) 规范性 由于本系统是一个综合性系统，在系统设计和建设初期应着手参考各方 面的标准与规范，并且应遵从该规范各项技术规定，并做好系统的标准化设 计与管理工作。 ( 7 ) 可扩充性 本系统应考虑到今后发展的需要，因而必须考虑系统产品系列、容量与 处理能力等方面的扩充与换代的司能，这种扩充不仅充分保护了原有投资， 面且具有较高的综合性能价格比。 1 ( 8 ) 经济实用性 用户已经投入运行了一些园区管理的系统，具备初步的硬件环境和软件 环境，同时积累了大量数据，该系统的开发需要充分利用和保护用户的现有 投资和资源。不盲目追求系统规模，不片面追求豪华配置，采用成熟技术， 优化资源配置，减小实施风险，开发出实用的系统，追求最好的性能价格比。 3 2 进出凭证设计 从上一章的分析知，园区车辆管理必须实现有凭证的进出管理才能称得 上一个完整的管理。通过凭证我们可以在车辆进入时记录下车辆信息和进入 时间等；在车辆出门时才有识别该车的信息，以及收费的依据。因此首先应 决定采用什么样的介质作为进出凭证。 实现车辆进出的登记可选择的介质很多。有纸质的，如事先印刷好的定 额票证、临时打印登记信息的票据、临时打印条型码来记录信息的票据；非 纸质的，如磁票记录登记信息形成票证、磁卡记录信息形成票证、i c 卡记录 信息形成票证、电子标签记录信息形成电子票证。 纸质凭证，定额票证只适合按次进行封闭式管理，临时打印的票据操作 西南交通大学硕士研究生学位论文第19 页 不能实现自动化，且这两种凭证上的信息都易被修改，保存不方便，安全性、 防伪性都不好，不能达到自动化管理的目的，所以不在我们考虑的范围。 目前各式卡片在生活中应用得越来越多，有磁条卡、条形码卡、光电卡、 接触式i c 卡和非接触式i c 卡等，这些卡上的信息必须专用设备才能读出， 而且操作简单，有利于我们实现自动化地存取信息，并利用计算机进行信息 处理，因此，我们考虑采用某种卡片来存储进出信息，作为进出凭证。 3 2 1 卡的选择 我们可选用的卡有多种。在选择时要考虑到所选卡是用于园区车辆管理 的背景，同时要考虑到整个园区管理系统的综合开发，决定从可扩充性、容 量大小、使用的方便性、安全性、经济性几个方面出发进行选择。表3 - 1 给 出上述各种卡的相关性能比较。 表3 i 几种常用卡性能的比较 古 非接触 参型 条形码光电卡磁卡接触i c 卡双界面卡 数i c 卡 资料容量小小较小大大大 可否重写否否 可可可可 一卡多用否否否可 可可 保密性 差差差好好 好 使用寿命短 长短较长长 较长 读写稳定性不高高不高不高高高 机械故障率低低高高低低 操作简便性一般一般一般一般简便简便 耐用性差好 差差好 高 由表中我们看到了所有的i c 卡的各方面性能都优于早期的条形码、光电 卡、磁卡。另一种双界面卡是可以接触式读写也可以非接触读写，是接触与 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 0 页 非接触的组合，主要增加了读写的可靠性，一般用于相当坏的环境中，我们 是用于车辆识别与登记的，没有必要选用这样好的卡片。i c 卡容量大，保密 性能好，资料可重写，耐用，读写稳定，已满足我们的需要。因此考虑选择 i c 卡作为园区车辆管理的离线存储器，作为车辆进出的凭证和身份的识别， 这样选择还有利于园区以后建设，为其它管理系统准备了可用的存储设备。 现有的i c 卡按操作方式又分为非接触式与接触式卡。但由于接触i c 卡 是借助其机械触点进行信息传输的，其使用寿命比较短，机械故障率较高， 在一些要求较高的环境( 比如要求防水、防污、防静电等) 中使用就不是那 么合适。而非接触式i c 卡( c i c c c o n t a c t l e s si n t e g r e a t e dc i r c u i tc a r d ) 又称无触点集成电路卡、射频卡( r f c r a d i 0f r e q u e n c yc a r d ) 。它是i c 卡 技术与8 0 年代中期射频识别( r f i d ) 技术相结合的产物，由于其与读写器间 无机械接触，而是借助“空间媒介”电磁波进行通讯，故在保留接触式智能 卡原有优点的同时，又具备如下诸多长处： ( 1 ) 可靠性高，维护成本低 非接触式i c 卡与读写器之间无机械接触，这样避免了由于接触读写而产 生的各种故障，例如：由于粗暴插入、非卡物插入、灰尘或污染导致接触不 良等原因造成的故障，大大地减少了接触式i c 卡因机械磨损或接触不良而带 来的维修和部件更新费用，并减少了因故障给使用者造成的不便和损失。此 外，非接触式i c 卡表面无裸露的芯片，无须担心芯片脱落、静电击穿等。 ( 2 ) 全天候工作 可在- 2 0 一9 0 ( 相对湿度9 0 ) 正常工作。 ( 3 ) 操作方便、快捷 由于非接触通信，不必插卡，读写器在几个厘米范围内就可以对卡片操 作，使用非常方便。同时，非接触式i c 卡使用时没有方向性，卡可以任意方