（计算机应用技术专业论文）移动自助服务系统客户端的研究与开发.pdf

摘要本文对移动自助服务系统客户端进行了研究。该课题是在2 0 0 3年度国家重点科技攻关项目基于货币识别的智能自助服务平台基础上进行的研究开发，可以实现手机缴费、购卡等各种自助服务功能，并能在更多领域得到应用，方便人们生活。本文首先分析了白助服务在国际和国内的研发和使用现状。结合目前移动业务的发展情况，提出了移动自助服务系统的概念，揭示了其开发背景和意义。根据移动业务的需求和自助服务系统的特点，本文对移动自助服务系统的总体开发思想进行分析，然后对客户端软硬件系统进行了设计与实现。文章运用货币识别技术、c d m a 技术、串口通信技术、面向对象技术、数据库技术等关键技术，解决了系统对纸币机、读卡器、出卡机构等硬件设备的控制以及无线网络通信等难点，提出了较为新颖的自助服务网络化管理的解决方案，同时重点考虑了系统的安全性、可靠性、可维护性和兼容性等特点。目前，该系统已经在中国联通公司湖南分公司得到实际应用，收到了好的效果。移动自助服务系统能较好地满足许多行业及社会公共事业服务的需要，满足社会公众缴费、购卡、打电话、公共信息查询等日常需求。为数字城市、数字社区、电子政务、电子商务构建支撑体系，让人们能够切身体验信息化带来的社会进步，享受到社会进步带来的便利。关键词货币识别，移动自助服务，c d m a ，串口通信，面向对象技术t h ec l i e n to fm o b i l es e l f s e r v i c es y s t e mi sr e s e a r c h e di nt h i st h e s i s t h es u b i e c ti sb a s e do nt h eo n eo fk c yn a t i o n a ls d e n c e 柚dt e c h n o l o g yp r o i e c t si n2 0 0 3n 锄e d “i n t e u i g e n c es e l f - s e r v i c ep l a t f b 珊b a s e do nc u r r e n c vi d e n t i f i c a t i o n i tc 锄f e a l 曲a nk i n d so fs e l f - s e i c ef 【l n c t i o n ss u c ha sp a y i n gf o ram o b n ep h o n ea n dp u r c h a 咖gm a g c a r d s i tc a nb ea p p l i e di nm o r ef i e l d sa n dp r o v i d ec o n v e n i e n c cf o rp e o p l e f i t s t l v ，t h et h e s i sa n a l y z e st h ei n t e m a t i o n a la n dd o m e s t i cr e s e a r c ha n dd e v e l o p m e m锄d吣ms i t l l a t i o no fu s i n gt h es e l f s e r v i c c c o m b i n e dw i t hc u n e n td e v e l 叩i n gs i t l l a t i o no fm o b i l eb u s i l i e s s ，t h et h e s i sp r 叩o s e st h ec o n c e p to fm o b i l es e l f - s e i c es y s t e m 翘do p e n so u ti t sd e v e l o p i n gb a c 堍r o u n da n ds i 弘i f i c a t i o n a c c o r d i n gt ot h ed e m a n do fm o b i l eb u s i n e s sa n dt h ec h a r a c t e r i s t i c so fs e l f - s e r v i c es y s t e m ，t h et h e s i sa n a l y z e so v e r a l ld e v e l o p i i l gi d e ao fm o b i l es e l b s e i c es y s t e m t h e n ，i ti n t m d u c e st h ed e s i g na n dr e a l i z a h o no fs o n w a r ea n dh 椭a r es y s t e mo fm ed i e n ts y s t e m b yu s i i l gs o n l ek e yt e c l l n o l o 西e ss u c ha sc u r r e n c yi d e n 髓c a t i o n ，c d m a ，s e f i a lp o r t0 0 m m u n i c a t i o n ，o b j e d m 廊n t e da n dd a t a b a s et e c h n o l o g y ，t l l em e s i sh a ss o l v e dt h ed i 伍c i l l t i e si n d u d i n gs y s t e mc o n t r o lo fh a r d w a r ee q u i p m e n t ss c ha sp a p e rm a c h i n e ，m a g c a r dr e a d e ra n d 吐l em a c h i n eu s e dt os e l lm a g c 脚s ，i th a sa l s os o l v e d 也ep r 0 m e mo fc d m a 、) l ，i r e l e s sn e m o r kc o l n l n u n i c a t i o n t h et h e s i sb 血g sf o r w a r dc o m p a r a t i v e l yn o v e ls o l u t i o no fn e t 、) l ，o r km a n a g e m e n to fs e l f - s e i c e a tt h es 啪et i m e ，i te s p e c i a l l yc o n s i d c r ss o m ef e a t l l r c ss u c ha ss y s t e m a t i cs e c u r i t y ，d e p e n d a b i l i t y ，m i n t a i n a b i l 竹a n dc o m p a t i b i l 蚵c u r r e n t l y ，t h es y s t e mh a sb e e np r a c t i c a l l ya p p l i e db ya 】i n au n i t e dt e l e m m u n i c a f i o n sc o o p e f a t i o n ，h 皿觚b r 柚c h i t h a sa c l l i e v e da9 0 0 dr e s u l t m o b i l es e l f _ s e i c es y s t c mc a nw e l ls a t i s f yd e m a n d sf m mm a n yt r a d e sa n dp u b l i ca e a i r s i tc a ns a ：t i s 鸟d a i l yd e 毋a n d ss u c ha sp a y i n g ，p u r c h a s i n gm a g c a r d s ，p h o n i i 培a n dp u b l i ci i l f o r m a t i o ni n q u i r y i tc o n s t r u c t ss u p p o r t i i l gs y s t e mf b rd i 百t a lc i t y，d i g i t a lc o m m u n i t y，e g o v e m m e n ta 勖i r ，e c o m m e r c e i tm & k e sp e 叩l ee x p e 如n c et h es o d a lp r o 铲e s sb r o u g h tb yi n f o m a t i z a t i o na n de n j o yt h ef a c i l i 哆b r o u g h tb ys o c i a lp r o g r e s s k e yw o r d sc u r r e n c yi d e n t i f i c a t i o n ，m o b i l es e l f - s e i c e ，c d m as e r i a lp o r tc o m m u n i c a t i o n ，o b j e c t o r i e n t e dt e c h n 0 1 0 9 yn 1 本人声明，所呈交的。、# 位沦义足小人在导师指导卜进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除j 7 沦丈l j 特别加以标沣和致驸的地方外，论文- j 不包含l c 他人已经发农或撰，；过的研究成果，出小包含为获得中南大学或j i 他单位的誓：位或证书而使用过的材料。与我共同：】二作的同志对本研究所作的贞献均已在在论文。 作了明确的说明。作者签名趔| ；u ：2 丝年月生火于学位论文使j 丰| 授权说明本人了解中南火。、仃天保留、使川。、j j 侮沦文的规定，即：一j 校有权保留学位沦义，允m 、j i 位沦文被龠蒯和卅测；学校司以公撕。位论文的个部或部分内容，一，j 以采j 1 j 复【= | j 、缩叫或其它手段保存学位i 仑文；学校丌j 根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。作者签名：埘导州j 签名! 爹篷。：醴年月上硕士学位论文第一章绪论第一章绪论1 1 移动自助服务系统的概念移动自助服务系统以金融货币识别部件为核心，以智能自助式服务终端为窗口，以现金、卡及移动手机为支付手段，利用现有的有线或无线网络资源，同时承载信息流、商品流和现金流的电子化信息网络移动白助服务平台。该系统负责在终端、业务处理主机、银行银联等支付机构间转发交易并进行核对和清算。它可在终端上自助实现售货、缴费、移动业务服务、票务、政务等功能。移动自助服务系统主要由前台客户端和后台管理中心组成，客户端是移动自助服务系统直接面向用户的机柜式自助服务终端，通过网络与管理中心相关联，共同协作完成各项移动业务。本文主要介绍客户端系统的开发与研究。1 2 货币流的概念货币流即本系统具有货币识别部件，能够直接对外接收货币，实现货币的流动。针对世界多国货币的各种显性和隐性特征，运用光、机、电、磁等各种先进技术手段，采用模糊模式识别、多传感器信息融合、数字图像处理等信息技术，研究和解决在金融领域中货币的检伪和防伪的重大课题，这对维护国家金融正常秩序，提高我国货币防假能力和水平，有效杜绝假币流通，推广普及自助现金交易应用系统具有十分重要的意义。本方向在货币的多维数据采集表达、分类和处理，机电一体化识别处理装置的设计、集成和制造，自助现金交易平台的构建、组网及应用方面取得了一系列重大成果，先后研制了列入国家级重点火炬计划，世界上第一台模糊智能点钞机，列入国家重点新产品试产计划，填补国内空白的现金清分机，及列入湖南省百亿工程科技计划铁路自助售票机等，获得了以国家科技进步二等奖，国防科工委科技进步一等奖和国家“八五”重大科技成果等为代表的许多具有国际领先、填补国内空白的标志性成果，获得了具有自主知识产权的国家实用新型专利2 0 多项，湖南省专利实施金奖2 项，项目推广应用后己创产值近5 亿元，利税1 亿元。社会效益和经济效益十分显著。烦士学位论文第一章鳍论1 3 信息流的概念信息流即系统可实现信息的流动，客户端与后台管理中心通过c d m a 无线网络传送数据信息，后台管理中心与收费子系统等传送数据信息。货币智能识别技术不仅实现了金融货币的识伪、分类和计数，还解决了金融货币信息的统计、传输、上报等问题，实现了金融货币信息真正意义上的电子化、数字化、网络化，实现自动、准确、安全、快速的结算，有利于管理部门的高效实时监控，满足现代化信息管理的需要。1 4 商品流的概念商品流即系统具有自助售货的功能，能够在网络控制下进行各种商品的售卖。系统与普通电子商务不同之处在于用户付款后能够立即获得商品，具有自动售货的特点。通过应用多媒体技术提供的灵活友好的人机界面，能为各种用户提供不同需求的自助服务。系统的电磁兼容性、安全性和可靠性设计与防盗、防恶作剧等安全措施，不仅保证了服务的全天候和及时性，而且防止了盗窃作案和人为破坏的可能。自助服务系统的广泛应用大大加快了人们的生活节奏、提高了社会生产效率，改善了服务质量。硕士学位论文第二章自助服务系统的分析第二章自助服务系统的分析2 1 系统分析方法要较好的完成个系统的开发，需要有正确的开发策略和科学的方法论为指导。在大量的系统开发过程中，发展了多种指导系统分析的方法。针对系统的特点，需要选择一个比较适合的方法进行系统分析。1 结构化生命周期方法结构化系统分析的基本思想是将系统开发看作过程项目，有计划、有步骤的进行工作。开发系统的生命周期由5 部分组成：系统调查研究及可行性分析，系统分析及初步设计，系统详细设计及实现，系统安装配置，系统运行评价。系统开发生命周期示意图如图2 1 。l系统调查研究及可行性分析0系统分折及初步设计 li【系统详鲴设计及实现j系统安装配置 l系统运行评价图2 1 系统开发生命周期示意围2 ，快速原型法随着大量应用开发经验的积累，又形成了另类的系统开发方法，即快速原型法( i 冲m ) ，原型化的方法不过分地强调系统的阶段划分，而是在获得一组基本的需求后，就快速地构造一个接近用户要求的工作模型，然后随着用户和开发者对系统的理解的加深，不断补充和细化。系统的定义是在逐步发现的过程中进行的，而不是一丌始就要求完全定义好。原型法要求有快速的原型建造工具，否硕士学位论文第二章自助服务系统的分析则就失去其优势。原型法提倡反复，认为反复是必要的，不可避免，只有通过反复迭代求精，才能得到用户满意的系统。3 分解原型法在实际的系统开发中，我们发现生命周期法和快速原型法都有自己的优缺点，对于生命周期法，由于是在系统全局的规划下按步骤按规范进行的，其系统性、全局性设计方面要好些，且系统开发过程容易把握，设计开发文档齐全，但系统的开发过程较长，对系统的需求模糊、多变的情形适应性差，而快速原型法开发速度快，适合于用户需求多变情形，但系统的全局性方面考虑要差些，原型强调最终用户参与系统设计，而最终用户一般不能全局地考虑整个企业的需求，而且原型法系统开发的进程难以控制。最初原形也较难形成，文档资料规范化、标准化程度也差些。为了保持整个系统开发有一个完整的体系，使系统有良好的整体性，在总体规划时必须作得较为规范、具体，系统的总体分析设计要体现面向实现的分析与设计风格，系统地规划设计整个自助服务系统的功能及内在联系，为以后的系统实旌提供设计依据和相应的文档，另一方面，又要考虑系统可能的变化的特点，所以我们采用结构化生命周期法和快速原型法相结合的开发方法，称之为分解原型法，其基本思想是：在系统分析设计阶段以结构化的生命周期法为主，全面系统地进行全局设计，考虑好系统中各局部之间的内在联系，以便对整个系统有个整体规划，对系统进程也能比较准确地把握，是整个项目可以在一个可循的计划指导下开展，在系统实施阶段，各子系统、模块的实现以快速原型法为主，以提高系统开发速度，对于有些子系统或模块用户需求模糊、标准化规范化程度差，在系统设计时只设计系统的基本原型，有些用户的细节需求在系统开发过程中与用户一起完善o ”，分解原型法的基本开发步骤如图2 2 。图2 2 分解原型法硕士学位论文第二章自助服务系统的分析2 2 系统分析2 2 1 市场需求分析随着科学技术的不断进步，人们开始意识到建立在数字化传导网络机制和自动化管理控制功能基础上的高质量服务经济正取代传统的产品经济，移动自助服务系统正是这种高质量服务经济的典型代表。中国在进入新世纪伊始，数字中国、数字奥运的进程明显加快，作为一个高技术、商投入、高回报、高风险的新兴产业，它的广泛应用将体现现代社会文明进步的程度，给整个社会的服务理念、服务模式、服务文化带来全新的变化和革命性的进步。自助服务终端产品的出现和自助零售商业网络系统的建设，不仅揭示了新型的物流配送销售一体化经营发展的前景，而且加大了对数字通信网络、镶入式数字设备和光机电一体化产品及其技术的需求，将会因此创造出许多新兴行业，带动许多先进技术、新型产品及经营管理方式的变革和创新。另一方面，随着网络电子商务的兴起，又推动了对自助服务产业及服务终端产品的强烈需求，这种相互促进的互动方式，对传统营销方式和理念产生了十分重要的影响，将为电子商务终端网点的分布和有规律的经营服务取得自动化服务终端的节点突破，并带来巨大的流通规模效益。随着现代科技的发展和人民生活水平的提高，手机已不再是件奢侈品，走进f 家万户，办理话费缴纳等移动业务也随之成为人们生活中不可缺少的一部分，但是营业厅有限，业务管理人员有限，如何使各个区域的用户能够更加方便快捷地办理移动业务成为摆在我们面前的一个重要问题，需求很大。而移动自助服务系统能很好的解决这个问题。移动自助服务系统客户端体积小、便于搬运，能够灵活的摆放在距离营业厅较远的区域，象街道旁、楼道里，同时其自助的特点使人们可以随时随地自己完成话费缴纳等业务，不需到营业厅排队等候，这样也为营业部门节省了大量人力物力，- 具有很大的发展潜力。2 2 2 研究的必要性围绕“移动自助服务系统”的相关技术研究和技术攻关，项目实施具有十分重要的意义。移动自助服务系统是社会共享信息资源的重要环节，随着“数字地球”概念的兴起，强大的计算机网络和形形色色的信息系统给人类的生活带来了全新的变革，人们不断享受着这些技术变化带来的社会进步和社会文明。社会的进步和发展一方面把人民从繁重的重复劳动中解脱出来，另一方面又对服务在空间上和时州上都提出了更高的要求。例如，通信工具的发展和普及，对无时限、随处见的缴费、充值、购卡、咨询的移动自助服务平台的需求就增大；城市化进程的加硕士学位论文第= 章自助服务系统的分析快和社区文明建设的需要，不仅要严格控制人工摆摊设点带来的无序局面，同时又要充分考虑到人民群众日常生活的便利，交通和商业的发展，以往供求关系紧张的局面将成历史，人们对服务的要求越来越高和各行各业从市场竞争的角度考虑，都会加大投资力度，建设更多能够深入到各个角落的自助服务网点。因此，移动自助服务系统的建设已经成为信息化社会必不可少的组成部分。我国人口众多，市场巨大，移动自助服务平台有着广阔的发展空间，它不仅有利于我国传统产业的调整，也必将带来我国新型的民族高科技创新产业的崛起，并带动相关产业的发展。2 ，2 ，3 系统网络分析1 网络结构选择针对一一个管理中心平台管理多个客户端的需求情况，可以采用c 摁结构或b s 结构。c s 结构，即a i e n 幅e r v e r ( 客户机服务器) 结构，是大家熟知的软件系统体系结构，通过将任务合理分配到a i e t 端和s e r v e r 端，降低了系统的通讯开销，可以充分利用两端硬件环境的优势。c 缁一般面向相对固定的用户群，对信息安全的控制能力很强，注重流程，可以对权限多层次校验。b s 结构，即b d o w s e r s e n ，e r ( 测览器服务器) 结构，是随着m t e m e t 技术的兴起，对c s 结构的一种变化或者改进的结构。在这种结构下，用户界面完全通过w w w 浏览器实现，一部分事务逻辑在前端实现，但是主要事务逻辑在服务器端实现，形成所谓3 一t i c r 结构。考虑到移动自助服务系统的特点，在客户端上要完成手机缴费、购物等多项移动业务功能，同时和后台管理中心远程交换交易数据，需要降低通讯成本，安全性也要求较高，加上系统一期工作量大，开发时间相对紧张，所以采用较为熟悉的c s 结构。2 网络媒介选择客户端与后台管理中心之间网络可以通过有线或者无线连接。如果客户端设在营业厅这种小距离范围内则使用有线较好，因为有线毕竟受干扰较小，相对稳定。但是根据需求，移动自助服务系统的设计目的正是为了方便用户，客户端就应该更多地摆放在营业厅较少的地方，以方便附近地区的用户。因此，无线网络是系统的必然选择。在现在较为先进的无线网中，有g p r s 和c d m a 。g p r s 是通用分组无线业务( g e n e r a lp a c k e tr a d i 0s e i c e ) 的英文简称，是在现有的g s m 系统上发展出来的+ 一种新的分组数据承载业务。g p r s 与现有的硕士学位论文第二章自助服务系统的分析g s m 语音系统最根本的区别是，g s m 是一种电路交换系统，而g p r s 是一种分组交换系统，因此，g p r s 特别适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。这一特点正适合大多数移动甄联的应用。c d 凇是码分多址的英文缩写( c o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ) ，它是在数字技术的分支一一扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。c d m a 技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大予信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。c d 姒作为新一代移动通信技术的新潮流，具有绿色更健康、清晰更逼真、保密性能好、业务功能多等独具魅力的高品质特点。c d m a 1 x 的峰值速率为1 5 3 6 k b i t s 。这不仅远远高于电路交换方式下w a p 上网的速度，也高于普通m o d e m 拨号上网的速度。c d m a l x 能实现对窄带c d 淞系统1 s 一9 5 的完全兼容，技术延续性好，可靠性较高。由于所采用的基本技术始终为c d 姒，单个载波信道占用的带宽一致。无论是移动终端还是基站，都能够前、后向兼容，是一种平滑过渡。所以c d m a l x 技术是一种考虑了运营商投资利益的技术标准，它可以使现有窄带c d m a 的运营商从中获得最大程度的投资保护并非常平滑地过渡到第：? 代移动通信系统。两种无线网都有其特点，但在实际测试中，g p r s 在长时间无数据流时会暂时性断线，而等有数据传输时再恢复连接，适合予小数据量的信息传输，而这对系统则有一定影响，因为在长时间无数据传输后有用户来操作，恢复网络连接需要一个短暂的时间过程，而不知情的用户则会认为网络不同而终止交易，从而造成损失。c d m a 1 x 在这方面表现得不错，加上先进的扩频机制，技术延续性好，可靠性较高，网速较快，相对g p r s 也较稳定。因此，本系统采用c d m a 1 x 作为无线网传输信息数据。3 网络通信的安全性与可靠性由于是无线传输，传输速度和网络稳定性都有一定限制，而客户端每次交易、统计及同志等数据都要通过无线网络传送到后台管理中心，后台管理中心也要通过无线网络返回验证、查询等信息数据，因此，网络通信的安全性与可靠性十分重要，必须重点考虑。2 2 4 系统控制分析对系统各个硬件设备的控制是本课题的一个难点。由j ：纸币枫、读卡器倩7硕士学位论文第二章自助服务系统的分析机电设备，在读取速度、灵敏度等方面有其特点，要使用软件对其进行控制，就必须充分掌握好其运行规律，把握其每一个运行状态，使其不出现错误的动作，这些给我们的系统设计增添了一定的难度。如何合理设计好与设备通信的接口，充分考虑设备可能出现故障的临界条件，及时处理故障，保证好设备运行的安全性和可靠性，成为我们必须解决的问题。硕士学位论文第三章自助服务系统的设计第三章自助服务系统的设计3 1 系统设计方法系统设计是为实现系统分析提出的系统逻辑模型所作的各种技术考虑和设计。系统设计根据新系统逻辑功能的要求，考虑系统的规模和复杂程度等实际条件，进行若干具体设计解决系统“怎么做”的问题。系统设汁是开发信息系统的最重要环节之一，这一阶段工作的优劣，直接影响信息系统的性能、功能、效率和效益。3 1 1 系统设计的任务系统设计工作是实施系统的依据，在充分反映系统分析阶段的成果( 系统的逻辑模型) 基础上，从技术上对新系统进行反复论证，把整个系统规定在更为现实、更为合理的范围之内，使今后的工作更加切实有效，避免盲目性。任务主要涉及模块设计、数据库设计和代码设计几个方面。3 1 2 模块设计所谓模块( m o d u l e ) 是指这样的一组程序语句( 或描述) ，它包括输入与输出、逻辑功能描述、内部信息及其它运行环境。在系统设计中，我们只关心模块的外部信息，即研究模块能完成什么功能，具体的实现在系统实施阶段完成。模块化即把系统划分为若干个模块，每个模块完成一个特定的功能，然后将这些模块汇集起来组成一个整体( 即系统) ，可以完成指定的功能，满足问题的要求。引入模块化的概念，就是为了使问题的解决变得容易，然而我们却不能无限地分割系统，当模块数目增加时，每个模块的规模将减少，开发每个模块所需的成本( 工作量) 确实减少了，但随着模块数目的增加，设计模块问接口的工作量也将增加，因此，每个系统都存在一个最适当的模块数目，使得系统开发成本最低。3 ，1 3 数据库设计根据用户需求研制一个数据库结构的过程称为数据库设计，图3 一l 表示了数据库设计的步骤：硕士学位论文第三章自助服务系统的设计磊磊邛竺划i 磊仁驾阿竺望阿司驾数据分析卜，数据说明i 计ll 计li 设计i 结构图3 一l 数据库设计步骤1 概念设计需求分析及描述是概念设计的基础。概念设计阶段是要把各式各样的用户需求，经过描述和综合变为初步的数据库设计。为了表达数据库的概念结构，需要一种方法和工具，其中具有代表性的有：e r 方法、关系数据规范方法等。我们在设计中采用了e r 方法。e _ r 方法用实体联系模型来描述企业模型。2 逻辑设计逻辑设计就是把概念结构转换为逻辑结构的过程。逻辑结构在不同的d b m s中表示形式不同，因此，转换工作即把表示概念结构的e r 图转换为关系模型的逻辑结构。3 系统数据库 r 图数据库结构可以通过e r 图设计，系统采用e r w i n 画数据库关系图，如图3 2 。3 2 系统设计3 2 1 系统结构设计移动自助服务系统客户端与移动自助服务系统系统管理平台相关联，并与c d m 纠1 x 系统、计费营帐收费子系统、s m s 短消息平台及其银行专网一起构成了移动自助服务系统。移动自助服务系统客户端利用c d m 1 x 功能与移动自助服务系统系统管理中心平台建立数据通道，传送计费数据、售卡数据、系统管理数据等。c d m 1 x系统须将移动自助服务系统客户端中的c d m a 号码指向移动自助服务系统系统管理中心平台，以此在两者之间建立数据连接，其协议采用t ( ：聊衅协议。移动自助服务系统系统管理中心平台与计费营帐收费子系统之间也采用t c p 口协议和以瓜网物理接口进行连接，主要用于交换有关计费数据。计费营帐收费r f 系统须支持移动自助服务系统系统管理中心平台与分公司客户端之间的售仁、系统管理等数据交换。移动自助服务系统系统管理中心平台与s m s 短信息平台之间采用s g i p 协硕士学位论文第三章自助服务系统的设计议( 短信开发接口库) 和以太网物理连接，用于交易过程中对用户的辅助提示。系统结构图如图3 3 所示。商品镝售记录寰。单据号1商品销售统计表商品鲴拇( f l q，一、撤费记录表行业代码譬鐾素酽付费方式缴费日期商品位置层号缴费时阐商品有效期莲号缴费方式销售日期硝售额缴费电话销售日 阌销售数量缴赞金额 女鲁金额银行代码银行传冯库存袭银行帐号银行帐号7 层号、黍情 救量道号 。一y商晶编号f 岣尘现有数置交易统计表有效期统计时闻商品侣j 表总交易金额商晶编号c退蔽统计表惹交易淡数商品名称统计时阍、本期交易金额商品规格堪款日期f 岣本期交易次数商品价格总退款金额总接收纸币数量商品有效期息退款次数本期接受纸币敫最l供应高本期遗款金额商，箍上染t 己录表商品专业商品介据l商品编号( f | q 。e退款详 j l 己录表层号道号退教日期有效期由扣；吾寡退款时间期初数置i 一遒号l行l 代冯新增数量机器共型l商品缋号上梁日期商品容量l遇款手机号上染时间标志l一一图3 2 数据库e r 图顿士学位论文第三章自助服务系统的设计图3 3 系统结构图3 2 2 软件系统设计软件系统分为功能模块和控制模块。1 功能模块的设计移动自助服务系统主要包括缴费功能、购卡功能及业务查询功能。( 1 ) 缴费功能a 纸币缴费该功能允许用户使用纸币缴纳手机话费。缴费过程中需要解决以下问题：识别真假纸币及面额；提示用户输入缴费号码、用户姓名；缴费号码基本信息查询( 可用话费金额、已出帐话费额) ；打印缴费凭证( 交易日期及地点、缴费号码、缴费金额) 。b 刷卡缴费该功能允许用户使用i c 卡等各种磁+ 缴纳手机话费。缴费过程中需要解决以下问题：识别i c 卡等各种磁卡；提示用户核对缴费号码；缴费号码基本信息查询( 可用话费金额、已出帐话费额) ；打印缴费凭证( 交易日期时间及地点、缴费号码、。缴费金额、银行卡号) 。c 附加功能设置缴费有奖或是针对不同档次的客尸( 如联通的大客户) ，在输入信息和硕士学位论文第三章自助服务系统的设计密码时，可自动得小礼品( 如面值卡) 一份，如设置卖卡的位置摆放赠送礼品。( 2 ) 购卡a 纸币购卡该功能允许用户使用纸币购买电话卡。缴费过程中需要解决以下问题：识别真假纸币及面额：驱动出卡机构售出相应电话卡；打印交易凭证( 交易日期时间及地点、所购物品编号、消费金额) 。b 刷卡购卡该功能允许用户使用i c 卡等各种磁卡购买电话卡。缴费过程中需要解决以下问题：识别i c 卡等各种磁卡；驱动出卡机构售出相应电话卡；打印交易凭证( 交易日期时间及地点、j 舞购物品编号、消费金额) 。( 3 ) 信息查询功能a 话单查询该功能提供话单查询，需要解决以f 问题：设置查询密码；获取己出帐话费额( 为最近三个月) ；获取可用话费余额；获取上月话费帐单( 月租费、移动费、长途费、漫游费、信息费、1 9 3 话费、口话费、其它) 。b 详单查询该功能提供最近三个月的话费详单，需要解决如下问题：设置查询密码；获取已出帐话费额( 为最近三个月) ；获取可用话费余额；获取上月话费详单( 详细通话记录，如每次通话日期、通话类型、对方号码、起始时间、时长、通话地区、市话费、长话费、信息费、其它费等) ：c 综合业务查询浏览查询各种业务信息介绍，如资费等。2 控制模块的设计里圭兰望墼一一一墨三兰皇壁望墨墨堕塑塑盐移动自助服务系统客户端由主机控制系统、纸币输入系统、网络通信模块、出卡机构等多种硬件设备组成，要实现系统功能，必须很好的控制这些设备，因而控制模块必不可少。对各个设备，首先制定好接口协议，软件系统通过协议规定指令向硬件设备发出操作命令，从而使硬件设备能够按照系统的意图流畅的完成功能。图3 4 控制模块3 网络安全性、可靠性设计任何一个系统的安全性和可靠性都是不容忽视的问题，而对于实行远程网络控制的移动自助服务系统，无线网络传输的安全性和可靠性设计更是个难点。根据无线网络的具体特点，在软件方面采取了一些解决方法。( 1 ) 在设计传输协议时，适当缩短数据包的包体长度，并且适当减少发送次数，这样在传输时产生的错误也相对较少。( 2 ) 交易数据发送机制一般采用实时发送的方式，而由于本系统交易数据量较大，发送比较频繁，为了减轻网络的负荷，保证数据的传送无误，采取交易数据实时发送与空闲时发送两种方式，设置优先级控制数据的传送。手机缴费、话单套询这类交易中，需要到移动业务部门验证身份，以及获取话费清单及时提供给用户，这些过程中的数据必须实时传送。考虑网络可能由于意外原因中断，交易数据无法送出，为了保证移动业务部门记录的准确，交易结果数据采用实时传送，如果网络中断且在限定时间内未恢复通畅，交易结果未能送出，则取消本次交易。对于购卡，交易结果可以每日进行统计，即使网络暂时中断也影响不大，可以推后发送。因此，对于此类实时性不强的数据可以降低优先级，保存在硕士学位论文第三章自助服务系统的设计本地留待网络通畅时再发送给后台管理中心。待发记录表w a “s e n d 即可实现暂时保存数据功能，网络通畅时，系统自动搜索该表，当发现表中有记录则将其发送，发送成功后立即从表中删除该条记录。4 系统稳定性设计系统的很多方面性能决定了其稳定性，如系统的持久性、自动处理故障能力等等。( 1 ) 由于客户端直接面向公众，要求2 4 小时不问断运行，长久的运行将加重系统的负荷，不做处理会使系统资源耗尽造成死机，这就给系统稳定性增加了难度。解决这个问题的办法，除了在硬件方面选用比较耐持久的工控机等方法以外，可以在软件设计方面加以控制。机器重新启动可以释放内存获取系统资源，因此在适当的时候通过软件控制使系统自动重启能够释放资源，保证系统的持续运行。自动重启的时间可以选择固定时段重启和间隔定时间重启，但是为了不影响用户操作，达到使用户不论何时都能使用的目的，我们选择在系统长时间无操作的时候软件控制机器重启，辅以固定时间( 如半夜)重启，从而在最大程度上既不影响用户，又保证系统的持久稳定运行。( 2 ) 完成一个系统，我们要充分设计尽量防止故障的发生，而对发生的故障，则必须及时发现并加以处理，不致影响正常的交易。当遇到死机故障时，软件控制系统菱启是种比较直接的方法，其主要针对程序方面造成的死机。而对系统硬件方面造成的死机，则使用看门狗比较适合，当系统长时间无反馈信号，看门狗则认为系统死机，控制系统重启以排除故障。( 3 ) 在程序编写上，要尽量考虑节省系统资源，以优化系统结构，增强稳定性。在变量的使用上，尽嚣不使用无类型变量，对不同的数据选择恰当的变量，而不用的变量则收回；循环也比较耗资源，在程序编写中，尽量不使用无条件循环，以避免陷入死循环，等等。( 4 ) 曰志是一种发现问题的很好方式。通过查看系统日志，可以及时发现即时发送的故障报告所遗漏的问题，从而尽早解决。3 2 3 硬件系统设计移动自助服务系统客户端由主机控制系统、纸币输入系统、记录系统、触摸屏显示器、网络通信模块、防盗报警装置、供电系统、机框等组成，如图3 5 。硕士学位论文第三章自助服务系统的设计图3 5 移动自助服务系统客户端硬件基本组成示意图1 主机控制系统主机控制系统是移动业务自助服务系统客户端的核心部件，它控制着整个客户端系统的行为。主机控制系统位于电子柜中，为保证系统的通用性。主机采用工控机，操作系统采用w i n d o w s 2 0 0 0 ，各种设备卡或通信卡直接插入工控机的插槽中，驱动其它模块工作。2 纸币输入系统纸币输入系统位于保险柜中，是需要重点保护的关键部件，它由纸币进钞模块、纸币识别检伪模块、纸币暂存部及钱箱组成。进钞模块负责将经过识别检伪后的纸币送入暂存部或退出异常纸币，并根据控制指令将暂存部里的纸币退回给用户或送至钱箱，纸币暂存部用来接收和暂存用户送进的钞票，钱箱用来存放钞票。考虑到项目进度及成本，系统暂时只使用纸币入钞机，出钞机暂不使用。3 记录系统记录系统应对用户交易操作过程和机器状态保留完整清晰的记录，其手段包硕士学位论文第三章自助服务系统的设计括日志打印、凭条打印和电子日志。日志打印用于打印交易操作过程、机器状态等信息各查，即用来打印流水帐。凭条打印打印用户凭条，作为用户进行交易的凭证，在pc 主机中保存的电子日志则可提供备份功能。4 触摸屏显示器无论是大堂式的还是穿墙式的移动业务自助服务系统，用户打交道最多的部分就是触摸屏显示器，它用来查询信息、选择交易种类，主机也将交易信息和结果送至显示屏，指导用户交易。触摸屏显示器的颜色、尺寸、种类均可选，现使用1 7 寸显示器加表面声波式触摸屏，以保证耐用性。5 网络通信模块由于使用c d m 1 x 无线网络系统，因此网络通信模块硬件设备采用c d m 1 x 无线通信模块。它有如下优点：支持i s7 0 7 数据业务支持1 5 3 k b p s 的包数据速率支持c l a s s 2 o g r o u p 3 传真c d m a2 0 0 0 扩频机制符合i s 一9 5 a 、l s 一9 5 bc d m a 空中接口标准采用u s b 接口与工控机相连，安装附带的驱动程序，通过拨号可接入h l t 啪e t 网络。6 用户密码键盘为了方便用户，用户键密码盘上的功能键为用户提供快速切入的手段，用户只要一按功能键就进入相应的功能，而不必选择一系列的命令。用户密码键盘上的数字键主要用来输入用户密码，必要时可用指纹识别系统替代。7 防盗报警装置防瓷报警装置由摄像机、防盗报警检测电路及监测软件组成。它可以通过通讯网络与监控管理中心相联，使监控管理中心可以通过视频传输监视每台移动业务自助服务系统的使用过程，及时发现非正常的使用和可能发生的盗窃活动。颤t 学位论文第三章自助服务系统的设计8 供电系统供电系统满足移动业务自助服务系统的用电需要，提供各类交、直流输出电压，供电系统能够进行电源故障自诊断和状态监测，在断电后能自动延时供电并关机，来电时能自动恢复供电并保证移动业务自助服务系统的工作数据的准确性和完整性。9 机柜机柜是用来安装各种机电装置和纸币、硬币钱箱的壳体，由电子柜和保险柜组合而成。电子柜用于安装显示器、p c 主机、制票机、打印机、i c 卡磁卡读卡器等电子部件，其正面是用户操作面板，面板上的纸币出口、车票出口和i c 磁长插入口应尽量集中布置，以减小用户忘取的可能性。保险柜用于安装与现金有关的入钞、出钞部件和相应的钱箱，采用厚钢板整体加工而成，其柜门锁专门设计，设有多道密码，柜内钱箱也设有加锁和密码，只有在主机系统控制下，正确输入密码后才能将钱箱从机柜里抽出来，其设计参照越m ( 自动取款机) 的安全性指标，按照国际标准。3 3 设计原则3 3 1 安全性与可靠性1 概述移动自助服务系统是一种出用户自己操作来完成整个交易过程两不需要业务人员干预的设备，需要完成现金的收付、i c 磁卡的销售、票据的打印等一系列重要工作。因此要将安全性与可靠性作为最基本、最重要的因素考虑。2 ，纸币识别的安全性与可靠性人民币识别模块就通过对人民币的多种特性的综合测定来识别其真伪和面额，常用的检测项目有：人民币尺i j _ 检测：纸质和印墨对光的反射能力和透射能力检测；印墨的磁性特征检测；纸面和印墨的荧光性检测以及其它特殊特征，如水印、会属丝的检测等等。识别模块采用了极为严格的真币标准，在综合运用上述检测手段的基础上，还利用图像处理技术，并与数据模块中存储的纸币特征进行比较。同时识别模块还有自学习功能，可以随时增加纸币的新特点，保留所测里生竺垒堕塞一苎三兰鱼壁! ! 丝墨竺竺堡生出的假币信息。3 机械系统的安全性与可靠性移动自助服务系统客户端直接面对不同文化层次的用户自助购票，要考虑有不良习惯者对设备的人为攻击的问题。还要考虑使用不当或机器故障造成堵钞、卡钞、吞钱、吞卡、不出票据或出错票据的问题。因此机械设计一方面要保险柜牢固，显示器有防爆措施，各入出口有闸门保护，注意易受人为破坏的薄弱点。另一方面还要设法减少入钞、退钞、出钞、进卡、退卡、出票过程中故障，万一出现故障也可配合电气检测及时发现，并能够迅速处理。4 电气系统的安全性与可靠性电气系统在保证自身抗干扰性及环境适合性的前提下，还要考虑电力冲击，雷电事故可能造成的损失。要选用u p s 电源保证突然停电时能完成最后一次购票过程，至少也要做到停电退卡、退款。移动自助服务系统客户端的安装场地应选择防雷、防潮、避风沙、供电、维护、监视等方面条件较好的场地，最好采用专线供电以减少其它用电设备的f 扰。5 软件系统的安全性与可靠性软件系统系统的安全性设计主要考虑计算机病毒的危害、网络安全性以及处理意外事件，如：用户误操作、电源故障、通信网络故障、票据打印机故障等，并针对由于自然因素或人为因素造成的系统运行中出现的误操作，提供防范的安全控带机制，以保证自身系统的安全、网络的安全和现金及票据存根等重要数据的安全。6 数据传输安全性及终端认证本系统为网络系统，大量的数据在网络( 甚至是在无线) 环境下传输，因此，必须有可靠措施保证传输过程中数掘的安全性。本系统中，每个客户端都配旨个u i m ( u s c r i d e n “t y m o d e l ，用户身份模块)# 和个c d m a 号码，数据传输安全性及终端认证出c d m 1 x 系统予以保证。1 9硕士学位论文第三章自助服务系统的设计3 3 2 兼容性与可扩展性建设移动自助服务系统是一种长期的投资，因此必须充分考虑其兼容性和可扩展性，以保证投资效益。为此，系统从硬件、软件和接口等多方面进行了针对性设计；l ，系统采用模块化设计、总线式结构，从总体结构上保证扩充性和兼容性。2 层次化的软件结构，保证了软件系统的可扩展性和兼容性。3 强大的网络通信单元保证了接入方式的多样性，可无线接入、宽带接入，也可以和银行系统或其他行业系统的管理交易网络相连接。4 预设i c 卡磁卡模块，便于扩展电子交易手段。5 预设纸币输出模块，必要时可扩展小额交易或找零。6 ，开放式的交易信息平台便于接纳本行业或其他行业的增值业务，如电力、自来水、煤气、电信等3 33 系统的易操作性客户端直接面对社会不同类型的用户，要尽量符合他们的使用习惯和使用方式。运作模式简单明了，用户界面直观友好，通俗易懂，用户操作简便、使用方便。可以考虑采用语音、触摸屏、图象等多媒体技术。3 3 4 系统的可管理性和可维护性整个系统要易于管理和维护。管理中心能对各个客户端进行实时跟踪监控维护和管理。根据监察出来的状态，能够及时、方便、快捷的采取相应措施进行处理。3 4 设计目标研究移动自助服务系统是为了最大限度地满足各行各业及社会公共事业服务的需要，满足社会公众缴费、购票、购卡、购物、打电话、公共信息查询等日常需求。最终的耳标是傲到无论何人、无论何时( 全天2 4 小时) 、无论何地( 公共场所) ，都能够安全、方便、