高速公路收费系统设计实现论文

毕业设计 论文 毕业设计 论文 设计 论文 题目 高速公路收费系统 设计与 实现 学 生 姓名 学 生 学号 专 业 班级 指 导 老师 系主任 院长 年 5 月 25 日 毕业设计 论文 第 I 页 I 高速公路收费系统设计与实现 摘要 高速公路收费系统是高速公路管理的重要组成部分 建立智能化的收费系统是加 强高速公路管理的一个重要环节 这个系统的建立将会较好地解决交通收费业务中手 工撕票收费这一传统方式所出现的各种问题 提高收费效率 杜绝跑 冒和漏收 能 提高高速公路的整体功能 根据国内外高速公路收费系统的发展经验 结合当今的技术发展趋势 本文详尽 地阐述了高速公路联网收费系统的设计 关键技术和部分技术实现 本文首先介绍了当前国内外高速公路收费系统的发展状况 并讨论了其优缺点 从中选出适用于我国现状的设计方案 然后对本收费系统进行系统总体分析 对本系 统的需求进行了分析 然后 对系统总体设计进行了阐述 先确定了系统结构 并对系统中用到的数据 库进行了分析和选择 对系统进行了总体设计 在后面的系统程序设计中对车道收费 系统和收费站收费系统的设计进行了详细的论述 并对系统的安全性进行了设计 最后 本文简述了主要研究结果和存在的不足 并对不足给出了进一步改进的建 议 展望了我国高速公路收费系统发展的方向 关键词 智能交通 车道收费系统 高速公路 费用计算 毕业设计 论文 第 II 页 II Design and Implementation of Expressway Fees Collection System Abstract The expressway fees collection system is the main part of the expressway management The establishment of an intelligent fees collection system is an important segment during strengthening the expressway management All kinds of short advantages led by hand working in the former practice of transportation fees collection can be avoided by using the system And also the function of the expressway can be promoted as a whole According to the development of the expressway fees collection system and the trend of today s technology an elaborate introduction is given in this thesis which is about the design key technology and some technical realization of the expressway fees collection First the current domestic and international developing condition of the expressway fees collection system is introduced After discussing its advantage and disadvantage a design project is chosen which is profitable for the present condition to our country Then the analysis to the fees collection system is carried on including the total analysis of the system the analysis to the need of this system Next the total design of system is described the structure of this system is selected the analysis and choice of database is done too and total design of the system is carried on And then the entrance driveway system is described in detail And the toll station system is introduced The design for the safety of system is done In the end the results and the shortages are given Further more the suggestion for the further improvement of the expressway fees collection system is given Key words Expressway Fees collection Driveway Toll station Safety 毕业设计 论文 第 III 页 III 目录 1 绪论 1 1 1 课题背景及来源 1 1 2 课题研究的意义 2 1 3 论文结构 2 2 系统分析与设计 4 2 1 系统分析 4 2 1 1 车道收费系统功能规定 4 2 1 2 车道收费处理主要流程分析 5 2 2 解决方案设计 9 2 2 1 总体设计 9 2 2 2 车道系统程序设计 13 2 2 3 数据上传通信 16 2 2 4 通信系统设计 16 2 2 5 数据库设计 21 3 基本理论知识及应用 24 3 1 MFC 下的用户界面编程 24 3 2 MFC 下的多线程 26 3 3 MFC 下的网络编程 27 3 4 MFC 下基于 ADO 的数据库操作 29 4 系统开发与实现 33 4 1 开发环境及工具 33 4 2 系统实现 33 4 2 1 用户界面实现 33 4 2 2 通信系统实现 40 4 2 3 高速公路出口费率计算实现 42 4 2 4 车辆照片查询实现 42 4 2 5 导出 EXCEL 报表实现 42 4 2 6 报表统计实现 46 毕业设计 论文 第 IV 页 IV 4 2 7 车辆图象抓拍实现 46 4 2 8 时钟同步实现 46 4 3 结果分析 47 4 3 1 开发难点及相关策略 47 4 3 2 课题不足之处 47 4 3 3 工作展望及见解 48 5 总结 50 致谢 51 参考文献 52 毕业设计 论文 第 1 页 1 1 绪论 随着我国经济的迅猛发展 高速公路交通作为经济发展的主要基础设施之一 越 来越受到重视 在高速公路的建设上 我国普遍采用了 贷款建设 收费偿付 的金融和投资体系 即通过贷款来建设高速公路 在高速公路建成投入使用后通过对通行于高速公路上的 车辆收取通行费用的方式来偿还贷款 高速公路收费制度的建立不仅可以为高速公路建设开辟资金来源 而且可以吸引 私人企业和个人参与高速公路建设投资 解决高速公路建设长期依靠政府财政 发展 缓慢的弊端 另外 高速公路的养护与管理资金可以直接从征收的车辆通行费中提取 减少了许多中间环节 克服了多年来道路养护管理中的不记成本 不讲经济核算的种 种弊端 此外 高速公路具有比一般公路高的效益 决定了高速公路可以依据市场法 则 通过收取车辆通行费对其价值进行补偿 从另外一个角度上看 高速公路收费不只是从经济上考虑用于还贷或开辟新的高 速公路建设的资金来源 还可实现高速公路交通需求控制 从而解决高速公路拥挤 安全和污染等问题 所以 建设先进 完善 有效的高速公路收费系统是整个高速公 路系统建设和管理中不可或缺的一部份 它所要实现的主要功能有 1 对使用高速公路的车辆按车型 行驶里程进行合理 正确的收费 2 规范收费 现金入账等财物统计工作 防止舞弊 堵塞财物漏洞 3 结合交通管理 限制高峰期交通流量以保障高速公路的安全 畅通 4 提供交通流量数据 作为交通监控系统和管理部门的决策依据 5 改善道路通行费的支付和结算方法 从而减少车辆缴费滞留时间 提高收费车 道的车辆通行速度 提高道路通行能力 1 1 课题背景及来源 在长潭西线通车之前 由北到南三市之间只有京珠高速长潭段将其连接 东西向 株潭之间则只有莲易高速连接 三市之间的内部城际高速公路网络并未形成 同时 毕业设计 论文 第 2 页 2 将三市串联起来的只有京珠高速公路长潭段 但所谓的 串联 却并非在一条直线上 三市中 除长沙外 株洲和湘潭上京珠高速公路都还需要一段连接线要走 长潭 西线未通车之前 长沙至湘潭所需时间至少要 40 分钟 短短的 40 公里路程 最快都 需要 40 分钟 这肯定无法适应三市一体化发展的需要 所以要提速三市一体化进程 必须得构建适应一体化发展的快速交通网络 省交通厅相关专家表示 而长潭西线的 通车将改写现状 使长沙至湘潭的行车距离缩短 20 公里 此外 长潭西线的建成通车 也将缩短长沙至邵阳的时间 长湘西线湘潭起点即 与潭邵高速公路对接 出了湘潭收费站一公里 即可上潭邵高速公路 在昨日的体验 中 本报车务部司机欧阳宏介绍 长潭西线通车后 至少可以使长沙至邵阳的时间节 约 20 分钟以上 1 2 课题研究的意义 高速公路收费系统是长潭西线高速公路的重要组成部分 是高速公路业主收回投 资的渠道 收费系统应用软件根据功能及分布主要分为以下几个既相互独立又彼此联 系的功能单元 由它们一起构成了 IC 卡收费管理信息系统 1 车道级模块 包括入口车道发卡软件和出口车道收费软件 2 站级模块 包括站级财务软件 站级监控软件和站级网络管理软件 3 中心级模块 包括中心财务软件 中心监控软件 中心网络管理软件 中心 POS 机管理软件及中心 IC 卡管理软件 4 通信模块件 包括车道通信软件 站级通信软件和中心通信软件 本课题主要对整个系统架构进行设计 并实现车道级模块功能 1 3 论文结构 绪论部分概要介绍了本毕业设计课题的背景来源以及研究的意义 第二部分是论文的重点之一 通过对系统进行详细分析 着重介绍了系统的设计方 案实现内容 第三部分介绍开发本系统所涉及到的基本理论知识以及选用方法的依据 第四部分是论文的另一重点所在 从第二部分的系统分析和解决方案出发 以第三 毕业设计 论文 第 3 页 3 部分涉及到的基本知识为基础 重点介绍系统的设计思路和实现方法 并阐述课题的 难点 问题所在以及创新思想在本设计中的体现 第五部分对研究工作进行归纳和总结 毕业设计 论文 第 4 页 4 2 系统分析与设计 3 1 系统分析 车道收费系统的需求分析主要以新的收费模式下高速公路的实际情况和运营管理 方面的要求为基础 3 1 1 车道收费系统功能规定 车道收费软件按功能分为入口和出口两种类型入口车道收费系统通过所配车道设 备及收费员对进入高速公路的车辆进行抓拍图像 识别车牌 车型 车情输入 对黑 名单 白名单车辆进行相应的处理 将车道信息 收费员工号 车情 车型 车牌号 卡盒号 日期时间 抓拍图像等其他信息写入数据库表中 形成一条流水记录 并将相 应的入口描述信息写入通行 IC 卡 发给通行车辆司机 抬起电动栏杆机 车辆驶出车 道 完成入口操作 出口车道收费系统通过所配车道设备及收费员对驶出高速公路的 车辆进行抓拍图像 识别车牌 读出通行 IC 卡中存储的信息 对读出的信息进行自动 及人工核对 计算出通行费 并用费额显示器显示收费金额 并用语音设备发出礼貌 用语 回收通行 IC 卡 收取通行费 当出现免费 丢卡 坏卡 违章 黑名单 白名单 车辆时 按相应规定进行处理 将出口的路段 站点 车道标识信息 收费标识信息 车型 车种 车牌号 IC 卡及卡盒号信息 日期时间等其他信息在车道数据库表中写 入一条流水记录 并在该卡中写入使用完毕注销信息 打开电动栏杆机 车辆驶出车道 完成出口操作 2 此外 车道收费软件系统还应具有下述功能 1 对收费人员上下班身份验证的功能 2 自动检测并记录车道设备的运行状态功能 3 能够提供一定的安全机制 防止随意删改数据 同时提供数据备份和在网络中 断情况导出数据的服务 4 通过车牌自动识别 系统实现防换卡功能 5 在非主要设各出现故障的情况下 系统亦能够完成收费处理 6 尽量减少设备各故障对车道收费的影响 毕业设计 论文 第 5 页 5 3 1 2 车道收费处理主要流程分析 车道处理流程分析以车道收费业务为中心 分为两部分 入口车道流程分析和出口 车道流程分析 3 主要以流程图的形式来体现 因为涉及的分析流程较多 所以以下画 出的是入口 出口主要收费业务分析流程图 4 1 车道处理主控流程分析 图 2 1 车道处理主控流程分析 2 上班校验流程分析 毕业设计 论文 第 6 页 6 图 2 1 上班校验流程分析 3 入口发卡处理流程分析 毕业设计 论文 第 7 页 7 图 2 2 入口发卡处理流程分析 4 入口车情流程分析 毕业设计 论文 第 8 页 8 图 2 3 入口车情流程分析 5 出口车情处理流程 毕业设计 论文 第 9 页 9 图 2 4 出口车情处理流程 3 2 解决方案设计 3 2 1 总体设计 1 基本设计概念和处理流 在收费系统中 存在着各种数据 其中有些是与收费相关的 如收费流水数据 运营参数数据 各类相关的查询数据等 5 其他是配合收费工作的 例如短消息 时钟 同步等 6 根据有关标准和需求分析 整个系统的数据流向如下图所示 7 毕业设计 论文 第 10 页 10 区域管理点 路段中心级 收费站级 车道级 运营参数 时钟同步 卡调拨指令 收费数据 卡调拨数据 IC 卡查询 图象查询 运营参数 时钟同步 卡调拨指令 收费数据 报警信息 运营参数 时钟同步 短消息 收费数据 报警数据 IC 卡查询 图象查询 图 2 6 基本设计概念和处理流程 2 程序组成与结构 毕业设计 论文 第 11 页 11 根据数据的流向以及需要做的处理工作 系统被设计成许多个子系统和子程序构 成 根据数据的处理需要和程序的部署位置 整个系统的程序组成如下表所示 表表 2 1 程序组成与结构程序组成与结构 位置程序名称说明 车道车道入口程序 车道时钟同步客户端服务程序 车道短消息接受服务程序 站级站级报表管理子系统 站级站级参数浏览子系统 站级站级交班管理子系统 站级站级数据备份与恢复子系统 站级站级 IC 卡管理子系统 站级人工录入流水程序 站级报警信息转发服务程序 站级监控图象查询代理服务程序 站级时钟同步客户端服务程序 站级时钟同步服务端服务程序 站级车道数据长传服务程序 站级站级参数下发子系统程序 路段中心路段报表管理子系统程序 路段中心路段参数管理子系统程序 路段中心路段票据管理子系统程序 路段中心路段数据备份与恢复系统程 序 路段中心路段图象稽查子系统程序 路段中心路段 IC 卡管理子系统程序 路段中心路段收费监控子系统程序 路段中心报警信息转发服务程序 路段中心收费站数据上传服务程序 路段中心路段参数下发子系统程序 路段中心联网通信客户端程序 路段中心时钟同步客户端服务程序 路段中心时钟同步服务端服务程序 区域中心联网通信服务端程序 各个程序与数据之间的关系见下图所示 毕业设计 论文 第 12 页 12 区域管理点 路段中心级 收费站级 车道级 联网通信服务端联网通信服务端 联网通信客户端 联网通信客户端 时钟同步参数管理数据传输监控程序报警转发 时钟同步图象查询代理站级数据库 报警转发 数据传输 车道程序短消息接收车道数据库 运营参数图象 查询结果 图象查询请求条件 时钟同步请求 图象查询请求结果 入口查询条件 收费流水数据 入口查询结果 时钟同步结果 同步消息 运营参数 流水数据 抓拍图象 报警消息 时钟同步 时钟同步 同步消息 流水数据 运营参数 短消息 报警信息 图像信息查询 入口信息查询 抓拍图象 图 2 7 各程与数据之间的关系 3 系统维护设计 毕业设计 论文 第 13 页 13 针对维护方面的工作 主要采取日志的方式来记录系统的运行情况 通常 可采 用文本文件 数据库等各种形式 为了便于事后的查看 本系统采用纯文本格式的日 志方式 日志文件的主要用途包括 1 在系统调试 试运行以及正式使用等期间记录系统的使用情况 2 记录系统运行过程中发生的故障和异常情况 3 记录系统运行时产生的调试信息 使用日志文件 有利于系统的调试和维护工作的开展 便于即使发现并诊断系统 运行过程中出现的故障 根据本系统中各个组成部分的规模和特点 各程序可以选用以下各种日志处理方 式 1 单文件集中型日志 程序的所有日志放在一个文本文件中 2 多文件分散型日志 根据日期 将日志分别放在对应于日期的日志文件中 其中 第二种方式 针对产生的多个文件 可以采取集中存放或者按照年月分目 录存放的形式 可以采取其他措施 限制日志数据的数量 例如 1 限制日志文件的数量 2 限制日志文件的大小 3 采用分级控制措施 定制那些类型的信息需要保存到日志中 3 2 2 车道系统程序设计 1 车道系统概述 为了实现区域联网收费 车道需要进行国王车辆情况的原始数据采集 根据湖南 省有关联网收费标准和接口规范 通过安装在车道工控机上的收费系统和相应的场外 设备来有效完成数据采集工作 入口流程包括入口发 IC 卡或粤通卡操作流程 入口倒车操作流程 入口修改操作 流程 入口挂车操作流程 入口车队操作流程 入口免费车操作流程 入口发纸卷等 出口流程包括出口通行卡收费流程 出口公务车收费流程 出口修改收费流程 出口坏卡收费流程 出口丢卡收费流程 出口回头车收费流程 出口车型不符收费流 毕业设计 论文 第 14 页 14 程 出口车型不符操作流程 出口车种不符收费流程 出口车牌收费流程 出口未付 车收费流程 出口车队收费流程 出口粤通卡收费流程 出口免费车收费流程 出口 挂车收费流程 出口手工收费流程等 车道收费系统可以有效的控制所有场外设备 以及对各种特殊情况进行处理的功 能 同时车道收费系统的工作方式是完全独立的 当收费站计算机不工作或者网络出 现问题时 不影响车道系统的正常工作 系统参数 数据记录均存储在本地 在通讯 中断的情况下 收费车道系统维持正常收费作业 通讯恢复后 积压数据可自动上传 当车道长期独立工作时 可以通过人工的方式用其他存储介质将数据上传到收费站 9 车道收费系统将实时获取系统运营参数 能有效避免各个路段参数使用不统一的 问题 车道收费系统有无人职守功能 当车道上无人上班时 以 无名氏 身份监视车道 运行 10 出口车道能查询车辆在区域内的入口信息和入口图像 车道收费系统原始数据存储在本地数据库 LaneDB 相应的数据流水表中 原始流 水数据在车道保留 40 天 过期数据将不做保留 7 2 车道系统设计 8 毕业设计 论文 第 15 页 15 主界面 显示模块 u Main 单元 业务逻辑处理模块 u BizLogic 场外设备接口处理 模块类 THardsareManager 数据库处理模块 u DataModule 单元 图 2 8 车道系统设计 在车道收费系统中 车道入口和出口的全部流程在业务逻辑单元 u BizLogic 中处 理 u BizLogic 中还包括向场外设备发控制命令和获取部分场外设备的状态 通过事 件通知机制出发界面显示模块 u Main 单元做相应的更新 数据处理模块专门用来处理入口流水表 出口流水表 工班日志表 工班合计数 表 设备装备表等插入 更新操作 场外设备接口处理模块类 THardwareManager 管理所有场外设备 所有场外设备 的接口单元单独组成一个类 这些类作为场外设备管理类 THardwareManager 的 public 成员存在 通过生成类 THardwareManager 的对象 即可控制所有的场外设备以及获得 场外设备的状态 除了打印采用并口连接外 其他场外设备全部采用 RS 232 串口连接 界面显示处理模块显示内容有 站 车信息 收费员信息 发卡 发卡数量 车 流量 收费员按键 车道视频字符叠加信息 部分提示信息 当前车辆收费金额 车 型 车种 发卡编号 当前车辆入口站等 毕业设计 论文 第 16 页 16 3 2 3 数据上传通信 1 车道数据上传收费站 程序说明 车道数据上传收费站服务程序负责轮询本站的各车道数据库 将未上传的车 道流水记录以及抓拍图像上传到收费站保存 2 收费站数据上传路段中心 程序说明 收费站数据上传路段中心服务程序负责轮询本路段的各个收费站数据库 将 未上传的车道流水记录 抓拍图像以及有关汇总数据上传到路段中心 3 2 4 通信系统设计 1 通信系统概述 通信系统负责在车道 收费站 路段中心以及区域管理点之间传递数据 根据被 传递数据的类型以及特点 通信系统被划分成多个子系统 子程序 部署在不同的 计算机上 整体配合完成整个收费系统的数据传递任务 11 在各级系统中 数据流向如下入所示 毕业设计 论文 第 17 页 17 区域管理点 路段中心级 收费站级 车道级 运营参数 时钟同步 卡调拨指令 收费数据 卡调拨数据 IC 卡查询 图像查询 运营参数 时钟同步 卡调拨指令 收费数据 报警信息 运营参数 时钟同步 短消息 收费数据 报警数据 IC 卡查询 图像查询 图 2 9 联网收费路段系统数据流向图 关于数据流图说明 在站级系统中 有相当部分的数据实际上只是转发 例如报警信息 短消息 等 由于整个路段的网络是局域网 因此在实际部署中 也可以采取直接将消息 发送到中心的机制 以便减少中间环节 使系统得以简化 这主要取决于系统部 署以及维护的情况 12 对于 IC 卡和图像信息的查询也可以采用直接从车道发送到路段中心的方式 上图 就采用了这种方式 通信系统中 需要处理的数据类型和实时性要求如下表所示 表表 2 2 需要处理的数据类型和时时性要求需要处理的数据类型和时时性要求 毕业设计 论文 第 18 页 18 信息类型实时要求传输方向备注 系统运营参数手工 定时路段中心到车道费率表 黑名单等 收费流水数据实时车道到区域中心出口入流水表 工班 表等 报警信息实时车道到路段中心 IC 卡入口查询实时车道到路段中心再回 车道 图像信息查询实时车道到路段中心再回 车道 短消息实时路段中心或站到车道 时钟同步实时区域中心到站和车道 2 通信系统设计 通信系统实际上由若干个运行于不同地方的程序组成 包括车道 收费站 路段中心等 涉及的数据种类多 传输的要求也不一样 并且与各级系统中的其它程 序关系密切 需要整体考虑 如果设计的不合适 对系统的整体运行效果和性能有较 大影响 13 在设计过程中 主要采取适当分解通讯系统的思路 将各种功能独立到各个独立 的程序中 对通信系统的分解 可以简化程序的复杂度 提高可维护性 避免局部的 改动对整体造成较大影响 分解的原则包括 1 数据类型 例如传送系统运营参数和收费数据 2 传输方向 例如对于收费数据 收费站存在着接收和上传的要求 3 时间要求 例如实时数据和定时数据的传输 4 功能要求 例如实时数据中包括的报警信息和 IC 卡查询等 根据通信系统的特点 绝大多数通信系统的程序都被编写为 Windows 系统的服务 程序没有图形界面 这些服务程序被默认配置为在系统启动时自动执行 而已通过 Windows 的服务管理器来启动或停止这些服务程序的运行 根据前述分析机思路 在路段内的车道 收费站 路段中心分别有以下程序用于 处理数据通讯和交换功能 3 车道级 1 时钟同步客户端服务程序 14 功能 定期从指定的服务器 通过 IP 设定 收费站 获取时钟同步信息并更 新本地车道计算机的时钟 毕业设计 论文 第 19 页 19 2 短消息接受服务程序 功能 接收上层 收费站或路段中心 发来的短消息 并显示给收费员 4 收费站 1 车道收费数据上传服务程序 功能 定时从本站各个车道的数据库中获取需要上传的数据 并存储到站级的 数据库服务器中 2 监控图像代理服务程序 功能 根据路段中心收费监控的图像查询要求 获取并指定车道的图像数据 并返回给收费监控系统 3 报警信息转发服务程序 功能 接收车道上传的报警信息并实时转发到路段中心 4 时钟同步服务端程序 功能 为本站车道计算机提出的时钟同步请求应答时钟同步信息 5 时钟同步客户端服务程序 功能 定期从指定的服务器 通过 IP 路段中心 获取时钟同步信息并更新 站级计算机系统的时钟 5 路段中心 1 站级收费数据上传服务程序 功能 定时从本路段各站的数据库中获取需要上传的数据 并且存储到路段中 心的数据库服务器中 2 报警信息转发服务程序 功能 接受下级上传的报警信息并实时转发到收费监控程序 3 时钟同步服务器端服务程序 功能 为本路段下级系统计算机提出的时钟同步请求应答时钟同步信息 4 与联网收费相关的通信服务 功能 接收来自车道的入口信息查询以及图像查询等请求 并通过与区域中心 的通信 返回查询结果 以上各个部分归纳入下表所示 表表 2 3 车道级模块归纳车道级模块归纳 毕业设计 论文 第 20 页 20 部署位置程序名称备注 车道时钟同步客户端 车道短消息接收 收费站时钟同步客户端 收费站时钟同步服务端 收费站报警信息转发 收费站车道数据上传收费站 收费站车道图像查询代理 路段中心时钟同步服务端 路段中心报警信息转发 路段中心联网通信客户端含上传数据 查询等 6 数据上传通信 1 车道数据上传收费站 程序说明 车道数据上传收费站服务程序负责轮询本站的各车道数据库 将未上传的车道 流水记录以及抓拍图象上传到收费站保存 2 收费站数据上传路段中心 程序说明 收费站数据上传路段中心服务程序负责轮询本路段的各收费站数据库 将未上 传的车道流水记录 抓拍图像以及有关汇总数据上传到路段中心 3 时钟同步通信 程序说明 时钟同步客户端服务程序定期 时间周期可以设置 与时钟同步服务服务 程 序取得联系 获取服务器一端的时钟信息 并根据该时钟信息更新本机时钟 达到统一时钟的目的 7 部署在路段中心局域网内所有工作站上的时钟同步客户端 部署在路段中心的时钟同步客户端与部署在车道及收费站的时钟同步客户端 是同一个程序 只是需要设置不同的参数 即车道时钟同步客户端需要指定的服 务端是收费站的时钟同步服务端 而路段中心的时钟同步客户端指定的是路段中 心服务器上的时钟同步服务端 路段中心局域网内的所有工作站都需要安装时钟同步客户端 以保证整个收 费站局域网的计算机保持时钟同步 在这些工作站上安装时钟同步服务时 对应 毕业设计 论文 第 21 页 21 的服务端指定为路段中心服务器上的时钟同步服务端 8 部署在路段中心服务器的时钟同步服务端 时钟同步服务端服务程序接收时钟同步客户端服务程序定期 时间周期可设 置 发出的请求 返回本机的当前时间信息给客户端 以便客户端根据此时钟信 息更新客户端计算机的时钟 达到统一时钟的目的 部署在路段中心服务器上的时钟同步服务端服务程序负责接收来自本路段各 收费站发出的时钟同步请求 该程序与部署在收费站服务器上的时钟同步服务端 是同一个程序 设置的参数也相同 9 报警消息通信 报警消息转发服务程序负责将出入口车道程序上传的反应车道收费情况的信 息转发到指定的目的地 通常 目的地包括路段中心的通信系统以及收费站的监 控程序 以便这些报警信息得到相应的处理 部署在路段中心服务器上的报警信息转发服务程序与部署收费站服务器上的 报警信息转发服务程序是同一个程序 只是需要设置不同参数 即收费站的报警 信息转发服务程序需要指定的参数是收费站的有关参数 而路段中心服务器上的 报警信息转发服务程序使用的是路段中心的有关参数 例如使用路段中心的数据 库等 程序说明 报警信息转发服务程序负责将出入口车道程序上传的反应车道收费情况的信息 转发到指定的目的地 通常 目的地包括路段中心的通信系统以及收费站的监控程 序 以便这些报警信息得到相应的处理 15 3 2 5 数据库设计 采用 SQLSERVER 数据库 车道级数据库为 LaneDB 主要包括 InList 等表 表表 2 4 InList 表表 列名数据类型长度说明 毕业设计 论文 第 22 页 22 StationNamevarchar50收费站名 LaneNoint4车道编码 VehTypevarchar50车型 VehClassvarchar50种类 VehCountvarchar50车辆数 VehPlate PK varchar50车牌 OperatorNoint4操作员编码 CardNovarchar50操作员卡号 Directionint4方向 InTime PK datetime8入站时间 VehStandardvarchar50车辆规格 PicPathvarchar50车辆照片存储路径 Flagint4数据库上传标识位 说明 方向 0 为入站 1 为出站 车辆规格 绿色通道车 客车 货车 数据库上传标识位 0 为未上传到站级数据库 1 为上传到站级数据库 表表 2 5 OutList 表表 列名列名数据类型数据类型长度长度说明说明 StationNamevarchar50收费站名 LaneNoint4车道编码 VehCountvarchar50车辆数 VehPlate PK varchar50车牌 Directionint4方向 OutTime PK datetime8出站时间 VehStandardvarchar50车辆规格 Moneyfloat50收费金额 说明 方向 0 为入站 1 为出站 车辆规格 绿色通道车 客车 货车 表表 2 6 Operator 表表 列名列名数据类型数据类型长度长度说明说明 RoadNochar10路段编码 StationNosmallint2站编码 OperatorNoint4操作员编号 OperatorNamevarchar50操作员姓名 OpCardIDchar16操作员编号 OpCardNo PK int4操作员卡号 Passwordvarchar6登陆密码 AreaNochar10区域编码 毕业设计 论文 第 23 页 23 表表 2 7 CardBlackList 表表 列名数据类型长度说明 CardNo PK char4卡号 AreaNosallint2区域编码 OpTimedatetime8失效时间 InValidTypeNotinyint1失效原因 表表 2 8 Price 表表 列名数据类型长度说明 InterStationvarchar50区间 Milesint4里程 Standardvarchar50规格 Ratefloat8费率 2 吨以下 含 2 吨 的 绿色通道车 int4车型 2 吨以下 含 2 吨 的 各类货车 int4车型 2 吨以上至 5 吨 含 5 吨 的各类货车 int4车型 5 吨以上至 10 吨 含 10 吨 的各类货 车 int4车型 10 吨以上至 15 吨 含 15 吨 的各类货 车 int4车型 7 座以下 含 7 座 的 客车 int4车型 8 座至 9 座的客车 int4车型 20 座至 39 座的客车 int4车型 40 座 含 40 座 以上 的客车 int4车型 表表 2 9 PriceRate 表表 列名数据类型长度说明 Standardvarchar50规格 FeeRatefloat8费率 毕业设计 论文 第 24 页 24 3 基本理论知识及应用 MFC 是一个微软公司提供的类库 class libraries 以 C 类的形式封装了 Windows 的 API 并且包含一个应用程序框架 以减少应用程序开发人员的工作量 其中包含的类包含大量句柄封装类和很多 Windows 的内建控件和组件 微软计划在 Windows Vista 代号 Longhorn 发布之后继续在 MFC 中增加对 Windows Vista API 以 及 Windows Presentation Framework 代号 Avalon 的支持 在可见的未来 微软对 MFC 的支持不会停止 3 1 MFC 下的用户界面编程 MFC 提供了强大丰富的控件 1 控件关系如图 图 3 1 MFC 控件关系图 本设计主要采用了基于基本对话框的 MFC 模式 对话框分两种类型 模式对话框 毕业设计 论文 第 25 页 25 和无模式对话框 1 模式对话框 一个模式对话框是一个有系统菜单 标题栏 边线等的弹出式窗口 在创建对话 框时指定 WS POPUP WS SYSMENU WS CAPTION 和 DS MODALFRAM 风格 即 使没有指定 WS VISIBLE 风格 模式对话框也会被显示 创建对话框窗口时 将发送 WM INITDIALOG 消息 如果指定对话框的 DS SETFONT 风格 还有 WM SETFONT 消息 给对话框过程 对话框过程 Dialog box procedure 不是对话框窗口的窗口过程 Window procedure 在 Win32 里 对话框的窗口过程由 Windows 系统提供 用户在创建对话框窗口时提供 一个对话框过程由窗口过程调用 对话框窗口被创建之后 Windows 使得它成为一个激活的窗口 它保持激活直到 对话框过程调用 EndDialog 函数结束对话框的运行或者 Windows 激活另一个应用程序 为止 在激活时 用户或者应用程序不可以激活它的所属窗口 Owner window Windows 创建模式对话框时 给当前捕获鼠标输入的窗口 如果有的话 发送消 息 WM CANCLEMODE 收到该消息后 应用程序应该终止鼠标捕获 Release the mouse capture 以便于用户能把鼠标移到模式对话框 否则由于 Owner 窗口被禁止 程 序将失去鼠标输入 为了处理模式对话框的消息 Windows 开始对话框自身的消息循环 暂时控制整 个应用程序的消息队列 如果 Windows 收到一个非对话框消息时 则它把消息派发给 适当的窗口处理 如果收到了 WM QUIT 消息 则把该消息放回应用程序的消息队列 里 这样应用程序的主消息循环最终能处理这个消息 2 无模式对话框 一个无模式对话框是一个有系统菜单 标题栏 边线等的弹出式窗口 在创建对 话框模板时指定 WS POPUP WS CAPTION WS BORDER 和 WS SYSMENU 风格 如果没有指定 WS VISIBLE 风格 无模式对话框不会自动地显示出来 一个无模式对话框既不会禁止所属窗口 也不会给它发送消息 当创建一个模式 对话框时 Windows 使它成为活动窗口 但用户或者程序可以随时改变和设置活动窗 口 如果对话框失去激活 那么即使所属窗口是活动的 在 Z 轴顺序上 它仍然在所 属窗口之上 毕业设计 论文 第 26 页 26 应用程序负责获取和派发输入消息给对话框 大部分应用程序使用主消息循环来 处理 但是为了用户可以使用键盘在控制窗口之间移动或者选择控制窗口 应用程序 应该调用 IsDialogMessage 函数 当 IsDialogMessage 处理一个消息时 它检查键盘消息并把它们转换成相应对话框 的选择命令 例如 当 Tab 键被压下时 下一个或下一组控制被选中 当 Down Arrow 键按下后 一组控制中的下一个控制被选择 IsDialogMessage 完成了所有必要的消息转换和消息派发 所以该函数处理的消息 一定不要传递给 TranslateMessage 和 DispatchMessage 处理 一个无模式对话框不能像模式对话框那样返回一个值给应用程序 但是对话框过 程可以使用 SendMessage 给所属窗口传递信息 在应用程序结束之前 它必须销毁所有的无模式对话框 使用 DestroyWindow 销 毁一个无模式对话框 不是使用 EndDiaLog 一般来说 对话框过程响应用户输入 如用户选择了 取消 按钮 则调用 DestroyWindow 如果用户没有有关动作 则应用 程序必须调用 DestroyWindow 3 2 MFC 下的多线程 进程是不活泼的 进程从来不执行任何东西 它只是线程的容器 若要使进程完 成某项操作 它必须拥有一个在它的环境中运行的线程 此线程负责执行包含在进程 的地址空间中的代码 单个进程可能包含若干个线程 这些线程都 同时 执行进程地址空间中的代码 每个进程至少拥有一个线程 来执行进程的地址空间中的代码 当创建一个进程时 操作系统会自动创建这个进程的第一个线程 称为主线程 此后 该线程可以创建其 他的线程 线程由两个部分组成 1 线程的内核对象 操作系统用它来对线程实施管理 内核对象也是系统用来存 放线程统计信息的地方 2 线程堆栈 它用于维护线程在执行代码时需要的所有参数和局部变量 当创建 线程时 系统创建一个线程内核对象 该线程内核对象不是线程本身 而是操 作系统用来管理线程的较小的数据结构 可以将线程内核对象视为由关于线程 毕业设计 论文 第 27 页 27 的统计信息组成的一个小型数据结构 线程总是在某个进程环境中创建 系统从进程的地址空间中分配内存 供线程的 堆栈使用 新线程运行的进程环境与创建线程的环境相同 因此 新线程可以访问进 程的内核对象的所有句柄 进程中的所有内存和在这个相同的进程中的所有其他线程 的堆栈 这使得单个进程中的多个线程确实能够非常容易地互相通信 线程只有一个内核对象和一个堆栈 保留的记录很少 因此所需要的内存也很少 因为线程需要的开销比进程少 因此在编程中经常采用多线程来解决编程问题 而尽 量避免创建新的进程 操作系统为每一个运行线程安排一定的 CPU 时间 时间片 系统通过一种循 环的方式为线程提供时间片 线程在自己的时间内运行 因时间片相当短 因此 给 用户的感觉 就好像线程是同时运行的一样 MFC 中用启动线程的函数主要有 CWinThread AfxBeginThread AFX THREADPROC pfnThreadProc LPVOID pParam int nPriority THREAD PRIORITY NORMAL UINT nStackSize 0 DWORD dwCreateFlags 0 LPSECURITY ATTRIBUTES lpSecurityAttrs NULL 3 3 MFC 下的网络编程 Windows Sockets 是 Microsoft Windows 的网络程序设计接口 它是从 Berkeley Sockets 扩展而来的 以动态链接库的形式提供给我们使用 Windows Sockets 在继承 了 Berkeley Sockets 主要特征的基础上 又对它进行了重要扩充 这些扩充主要是提供 了一些异步函数 并增加了符合 Windows 消息驱动特性的网络事件异步选择机制 套接字分为以下两种类型 1 流式套接字 SOCK STREAM 提供面向连接 可靠的数据传输服务 数据无差错 无重复的发送 且按发送顺 序接收 2 数据报式套接字 SOCK DGRAM 3 提供无连接服务 数据包以独立包形式发送 不提供无错保证 数据可能丢失或重复 并且接 收顺序混乱 毕业设计 论文 第 28 页 28 4 原始套接字 SOCK RAW TCP 和 UDP 是 TCP IP 协议中的两个传输层协议 它们使用 IP 路由功能把数据包 发送到目的地 从而为应用程序及应用层协议 包括 HTTP SMTP SNMP FTP 和 Telnet 提供网络服务 传输控制协议 TCP 是 TCP IP 协议栈中的传输层协议 与 IP 协议相结合 TCP 组 成了因特网协议的核心 TCP 协议有以下特点 1 TCP 协议能为应用程序提供可靠的通信连接 使一台计算机发出的字节流无 差错地发往网络上的其他计算机 对可靠性要求高的数据通信系统往往使用 TCP 协议传输数据 2 TCP 协议利用重发技术和拥塞控制机制 向应用程序提供可靠的通信连接 使它能够自动适应网上的各种变化 即使在 Internet 暂时出现堵塞的情况下 TCP 也能够保证通信的可靠 众所周知 Internet 是一个庞大的国际性网络 网路上的拥挤和空闲时间总是交替 不定的 加上传送的距离也远近不同 所以传输数据所用时间也会变化不定 TCP 协 议具有自动调整 超时值 的功能 能很好地适应 Internet 上各种各样的变化 确保传 输数值的正确 与TCP不同 UDP提供的是非面向连接的 不可靠的数据流传输 如果数据在从 发送方到接收方的传递过程中出现丢失 协议并不会做出任何检测或者提示 另外 UDP并不能确保数据的发送和接收顺序 特别是在网络十分拥挤的情况下 数据接收 可能会出现乱序现象 因此 从上面我们可以了解到 IP 协议只保证计算机能发送和接收分组数据 而 TCP 协议则可提供一个可靠的 可流控的 全双工的信息流传输服务 刷卡模块随时 扫描通行卡数据信息并传输到收费系统 在员工登陆系统后将自动打开端口监听刷卡 信息的到来 由于 TCP 提供可靠的数据传输 支持双工工作 所以本系统采用 TCP 协 议 本系统在员工登陆后启动一个线程自动监听刷卡信息 同时不会阻塞用户界面进 程 同时系统会打开另一个线程定时向站级数据库发传递数据信息 毕业设计 论文 第 29 页 29 3 4 MFC 下基于 ADO 的数据库操作 ODBC Open Database Connectivity 开放数据库互连 ODBC 是上个世纪八十年 代末九十年代初出现的技术 它为编写关系数据库的客户软件提供了一种统一的接口 ODBC 提供一个单一的 API 可用于处理不同数据库的客户应用程序 使用 ODBC API 的应用程序可以与任何具有 ODBC 驱动程序的关系数据库进行通信 DAO Data Access Object 数据访问对象 DAO 就是一组 Microsoft Access Jet 数 据库引擎的 COM 自动化接口 DAO 不像 ODBC 那样是面向 C C 程序员的 它是 微软提供给 Visual Basic 开发人员的一种简单的数据访问方法 用于操纵 Access 数据 库 RDO Remote Data Object 远程数据对象 由于 RDO 直接调用 ODBC API 而不是 像 DAO 那样通过 Jet 引擎 所以 可以为使用关系数据库的应用程序提供更好的性能 ODBC 结构结构 毕业设计 论文 第 30 页 30 客户程序客户程序ODBC 驱动驱动 程序管理程序管理 ODBC 驱动程序驱动程序 各种关系数各种关系数 据库据库 图 3 2 ODBC 结构 OLE DB 对象链接与