高速公路收费系统通信服务器的设计与实现解析

收稿日期:

.作者简.：付孟.(1972....广东韶关..博士..furnengru.@21.

高速公路收费系统通信服务器的I设计与实现

付孟若吴今培张其善

(北京航空航天大学电子信息工程学院，北京100083

摘要:高速公路收费系统通信服务器是高速公路收费系统数据传

播口勺枢

..重点简介了高•速公路收费系统通信服务器软件口勺设..实现措施和特•.通信.务器

使用按优先级分发报文U勺通信协..支持多顾客II勺并发通..为了实现数据共.11勺集中控..

通信服务器采用客.n服务器的模•.使用多线程的编程技•.满足「通信服务器实时性

的I规.•目..该软件已通过了验..在广深高速公路上运行良•.

关键词:通信软件；协议(通信；网络软件；并发通信

中图分类.:.412.36+

6.1.T.393.09文献标识..........:(202.

Designandimplementationofonhighwaytoll(SchoolofE,ofAeronauticsand

Astronautics.Beijing100083.China

(ol.connectio.syste.i.ih.cenie.o.da(.tiansmission.Tmunica(io.serve.wer

.introduce(.l.Binunicatio.serve.exchange.dat.con

currentl.wit.en.2users.Clien.H

Serve..ode.wa.utilize.t.mee.th.nee.o.centralize.contro.o.sharin.data.Multithrea.piogrammi

n.techniqu.wa.use.t.fulfil.requiremen.o.rea.2time.Th.syste..ork.sati.fac(oril.a..uangzho.2S

hcnzhe.highway.

Keywords:communica(ionsoftware;protocol(communication;networks

oftwares;concurrentcommunication

我国是当今世界上公路建设速度最快日勺国

..目前已通车高速公路收踪系统普遍采一人.收一计算机管理一伴随高速公路路网

的发展.计算机网..通信等高新技术"勺发..在区域或•内实行联网收•.是目前智能交通

系.(IT.发.H勺趋..高速公路收贽系统•般分.3.:收费…收费..收费管理中..收费管理中心

负责.理各个收费..收费站管理各个车..收费中心.收费站通过同步数

字..D.(Synchronou.Digita.Hierardl.迅速传递数..收费站通过局域网对■.费车道实行监控

并获得有关的收费信..收费.据在车道形..通过收费站上报到中..多种系•配置及参数表

由中心下发到收费..再由收费.下发到各个车..

为了连接高速公路收费管理中心和收费..收费车.•分发收费数据和监控数..需要

开发•速公路收费系统通信服务..重要处理各级管.部门之间的网络互•.监控报文口勺可

靠实M分.和其他类型报文的可靠分•.通过该通信服务..可以获得各个收费车道设备

的实时状态信…可下发打开车..关闭车..强制下班等控制报和其他业务参数..

本文重要讨论该通信服务器口勺设计（功能、通信协议和实现（开发手段、软

件构造和特点.

I系统设计

通信服务器是高速公路收费系统通信的桥

2023年7月第29卷第7期北京航空航天大学学报

JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsJuly2023

.01.29...17

梁，通过它可以实现各级系统之间口勺数据通信和信息互换.

1功能

.实时接受和发送监控报…根据数据.优先.•接受和发送其他多种类型H勺报…支.文

献传…通信链路的维护和侦..当链路中.并恢复..支持自动重…具有简朴网管功..可以

维护各个通信节..

2通信协议

成.系统的瓶..因此最佳的选择就是宜接.Win.oc.(Window..ocke.接口进行开..虽然编

程复.•但可以获得最佳的性」2].

2.2

I通信模块

链路控制模块报文处理模块用户彳

软件构造

高速公路收费系统采用客.ri服务器的..⑴.其中通信服务器是服务器..与它相连H勺.它

应用系统是客户..其模型如.2所..客.n

通信模块

服务器模式就是以服务器为中心实现数据共享.集中控..客户端只要与通信服务

器间建立一.连..就可以与所有其他H勺客户端通..客.n.务器模式实际上包括.2个程..

一种运行在•务器..另一种运行在客户..客户端与服务器.建立可靠..面向连接口勺服..服

务器首先启..建立一•种套接..并把它和本机的网络地址绑.起..然后使套接口做好侦听

的准..这时就可.等待接受数据..客户端在建立套接口..就可.与服务器建立连接..连接

一旦建立..服务器.客户端就可以通过套接口发送和接受数据…实..服务器和客户端时

程序并不是对称..客.端的程序不停地向服务器发出祈..服务器侦.套接..根据客户端的

祈求做出响..因此它们..

图2客户n服务器模型

广深高速公路收费系统通信服务器包括通•模..链路控制模..报文处理模块和顾

客管理…这些模块之间的关系如.3所..

图3通信服务器的构造

通信模块根据报文日勺优先级，可靠地发送和接受报文，并支持报文的1静态路由.

链路控制模块监测网络连接与否正..假.不正常则告知主线程设置网络不正常标..

同.定期检杳网络通信与否正..假如网络连接恢.正..则告知主线程可以进行数据传..

报文处理模块负责报文口勺处理，重要包括提取报文所需的原始数据，并根据报

文日勺定义格式，封装和拆封报文.

顾客管理模块重要完毕与通信服务器连接的客户端B勺管理，管理日勺内容包括授

权客户端连接526

第7期付孟若等:高速公路收费系统通信服务器的设计与

实现

通信，客户端的名称一地址表格的）维护,各通信节点通信状态日勺显示和管理,

以及在必要日勺时候，可

以强制断开与通信节点口勺通信连接等.

由于每个客户端都需要与通信服务器建.TC.ni.连..为了提高软件代码的重用性

和加.应用系统的开..运.Window.平台.Active.•术将客户端口勺通信代码封装成一.0C.

控…样通信服务器和客户端OC.就构成了一种.万。口1.时实时分发技术的客.口服务

器模..这种实时口勺分发技术可以在不一样口勺模块间提供.明的通信手..开发层次.OS.7

层网络模型.应用层.23…点

.多种客户端H勺实.•并发通..根据需..通信服务器需要与多.30个的客户端建立连..这样

要处理处理各个节点数据的延时问..通.服务器建立.30个逻辑通信链.（建立并打.30

个套接..与祈求通信的客户端相..来处理•务器调度客户端并发通信的问•.每个逻辑通.

链路都分别使.512个字节的缓冲..以满足客户端的实……使用..

一种接受线..分别处理报文的J发送和接.•发•线程和接受线程需要协同工..通信服

务器使.同步事.(W.AEveniSelec.来同步数..防止发.线程和接受线程在读取数据缓冲

区时发生冲..

.差错控制采用持.AR.(自动反复祈.方..客户端可以一次发送多种数据报..通信.务

器接受至IJ报..解析后发回一种应..对一次.输进行确..这样可以防止客户端每次发送一.

数据报..都需要等待通信服务器H勺应.AC.(Acknowledgemen..从而提高了信道的运用

率.传播效..

.确认应答机..根据设计的通信协,…不能保证发送日勺报文都被通信服务器可靠地…

为了保证数据传播的可靠..通信服务器设.了可靠确实认应答机..客户端在发送数据

报…就等待服务器的应.(AC报..假如在规.的时间..客户端没有收到服务器的应..则重.

发送未对时接受时数..同步重发次数增长一..假如重发次数超过了规定口勺次…就丢弃

该•据报.•同步启动通信链路检测线..检查通信•路的状.•如.4所..

图4通信链路检测线程的流程

.数据转发机..通信服务器对接受到日勺报

文进行分•.假如报文口勺日的地址不是当..就通

过全线地址表对目口勺地址进行路..然后告知.送线..从指定於J端口转..2….假如需

要..可以编辑全线地址..加入通信.点地址和名称即..

3结束语

使用多线程的编程技术开发..支持并发.信的通信服务.在广深高速公路系统升

级改.过程..通过了系统联合调试和实际运行的J考•.并运行艮..采.Active.技术开发.0C.

控..加速了应用软件日勺开•.提高了代码日勺重用…践证..它可以满足实时性和多顾客并

发通信.规..

参照文献(References

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