嵌入式自助服务终端
目目 录录摘要 IAbstract .II 第 1 章 引言 .11.1 课题背景和历史意义 .11.2 国内外发展状况及发展趋势 .11.3 课题内容 .2第 2 章 系统总体设计方案 .32.1 编译环境介绍 .32.2 开发语言介绍 .42.3 功能需求分析： .42.4 系统的整体功能和工作原理 .52.4.1 系统的整体功能 52.4.2 系统的工作原理 6第 3 章 具体模块设计及实现 .73.1 设备端业务功能 .73.1.1 系统开机 73.1.2 充值缴费 83.1.3 话费查询 93.1.4 历史账单 93.1.5 历史详单 .103.1.6 购买电子卡 .113.1.7 系统设置 .113.1.8 日志信息 .123.1.9 非正常流程处理 .123.2 接入服务器功能 123.2.1 接入功能 .123.2.2 业务处理 .133.2.3 终端管控 .133.2.4 实时日志 .133.2.5 线程池设计 .133.2.6 动态数组设计 .133.2.7 心跳实现 .133.2.8 断线重连处理 .143.2.9 不完整包检测和处理 .143.2.10 交易可靠性设计 15第 4 章 系统测试 164.1 测试目标 164.2 业务实现 164.2.1 系统开机 .164.2.2 充值缴费操作 .174.2.3 话费查询操作 .184.2.4 历史账单查询 .194.2.5 历史详单查询 .194.2.6 购买电子卡操作 .204.2.7 系统设置操作 .214.3 结果分析 22第 5 章 结束语 23参考文献 .24致 谢 25附录 .26I摘要摘要本系统的设计实现了一款营业厅自助服务终端的业务功能，可以进行信息自助查询、业务自助缴费等操作。该系统由设备终端业务功能、前置终端接入服务器两大部分构成，设计是在 Linux 环境下开发调试，采用大并发通信框架思想和自定义协议，基于 TCP SOCKET 封装了包含通信组建、动态数组以及线程池等技术的通信框架。 关键字关键字：自助服务终端，大并发，线程IIAbstractThe system is designed to achieve a self-service terminals operating room business functions, you can self-check of information, business self-service payment and other operations. The system consists of terminal equipment business functions, front terminal access server, two major parts, the design is in the Linux development environment debugging, using large concurrent communication ideological framework and custom protocol, based on TCP SOCKET communications package containing formation, dynamic arrays and communication technologies such as thread pool framework.Key Words: Self-service terminals; Large concurrent; Thread- 1 -第第 1 1 章章 引言引言1.11.1 课题背景和历史意义课题背景和历史意义随着全球一体化的强化和我国信息化建设脚步的加快，各个行业的生产和服务效率需求不断提高，自助服务终端开始从银行业向其他领域快速扩张，应用范围扩张到电信、电力、医疗、航空、零售等多个行业和领域。 2013-2017 年中国自助服务终端行业市场前瞻与投资战略规划分析报告显示，尤其是随着银行、电信行业的较快发展，营业网点的快速建设，以及主要行业服务、信息化建设水平的不断提高，对于自助服务终端的需求量均在快速增加。以电信行业为例，我国电信行业从 2000 年开始引入自助服务终端，截至 2010 年底，该行业中高端自助服务终端的保有量突破 6 万台。自助服务终端市场的持续发展，也引起了企业之间的激烈竞争。国外先进企业，如NCR、迪堡、德利多富、泰雷兹等纷纷看好中国市场，通过各种方式积极参与到国内市场的竞争中来。在激烈的市场竞争中，部分实力较强，经营管理较好的国内领先企业脱颖而出，如广电运通、南天信息、御银股份等知名企业。与此同时，部分企业加大了投资力度，以在行业快速发展的大好形势下占据一席之地，如国内专用打印机行业龙头新北洋增资子公司诺恩开创，广电运通新建 ATM 和 AFC 生产基地等。前瞻网认为，运营模式的创新也为自助服务终端行业的快速发展提供了强劲动力。合作运营的新模式不仅为银行、电信、航空、零售等主要下游企业解决了资金与发展的难题，也带动了自助服务终端行业的市场规模的不断扩大，为企业的发展提供了广阔的空间。1.21.2 国内外发展状况及发展趋势国内外发展状况及发展趋势虽然进入 2002 年以来，中国的移动电话用户发展速度放缓，但是移动通信业距离需求饱和还有一定的距离。到 2002 年 10 月，中国的移动电话普及率为 14.95 部/百人。与发达国家相比还有很大的差距。如果单纯从移动用户的发展上来看，移动通信仍然有较大的发展空间。 “十五”期间，移动通信产业将保持 20%以上的年增长速度。到 2005 年末，内地移动电话用户将超过 2.6 亿。 从移动通信的业务方面看，移动通信的发展空间仍然很大。由于独特的“移动性” ，移动通信把人们从固定电话的旁边解脱出来。过去人们在进行通信的时候由于受线路和设备的制约，不得不将就设备。这一点并不符合人的天性。人类永远在追求的是要征服自然。发明机器也是要为自己服务。移动通信的发展可以实现个人通信的梦想，即无论何时、不论何地与任何人通话。移动通信本身就带有个性化的本质。因此必然走向个人通信系统。 展望未来，人类需要随身携带的是多功能信息终端。这里的信息已经不是简单的原始意义上的通信。原始意义上的通信是一对一的，以缩短时间和距离为目的。而未来通信的意义将不只是这些。在信息时代，人们需要随时获取、掌握各种信息。这时通信的目的就发生了根本的变化。从缩短时间、距离- 2 -变成了减少获取信息的成本。形式上也从一对一变成了一对一、一对多等形式的综合。因此在对通信的概念扩大以后。运营商的角色变成了信息的汇集者。几乎所有与“移动”相关的业务，移动运营商都可以尝试参与。移动运营企业的前景还很广阔。1.1.3 3 课题内容课题内容本课题主要是模拟实现中国电信（或者移动联通）营业厅自助服务设备的业务功能；由设备端业务功能、前置终端接入服务器构成。接入服务器接受各设备端的连接，并管理各设备端信息，对于连接但长久未登录的设备连接能及时关闭，能在后台管理模块控制各设备的“开” 、 “关” ，在一定时间内没有收到客户端心跳时，会强制关闭设备端的连接并删除客户端信息。用户可以在这个自助服务终端上进行的操作有：（1）充值缴费；（2）余额查询；（3）历史账单查询；（4）历史详单查询；（5）购买电子卡；（6）系统设置。- 3 -第第 2 2 章章 系统总体设计方案系统总体设计方案2.12.1 编译环境介绍编译环境介绍本课题的编译环境是 Linux 操作系统。Linux 操作系统是 UNIX 操作系统的一种克隆系统，它诞生于 1991 年的 10 月 5 日（这是第一次正式向外公布的时间） 。Linux 是一套免费使用和自由传播的类 Unix 操作系统，是一个基于 POSIX 和 UNIX 的多用户、多任务、支持多线程和多 CPU 的操作系统。它能运行主要的 UNIX 工具软件、应用程序和网络协议。它支持 32 位和 64 位硬件。Linux 继承了 Unix 以网络为核心的设计思想，是一个性能稳定的多用户网络操作系统。 Linux 是一个领先的操作系统，可以运行在服务器和其他大型平台之上，如大型机和超级计算机。世界上 500 个最快的超级计算机 90%以上运行 Linux 发行版或变种，最快的前 10 名超级计算机运行的都是 Linux 操作系统。 Linux也广泛应用在嵌入式设备上，如手机、平板电脑、路由器、电视和电子游戏机等。在移动设备上广泛使用的 Android 操作系统就是创建在 Linux 内核之上。 Linux 系统在短短的几年之内就得到了非常迅猛的发展，这与 Linux 系统的良好特性是分不开的。Linux 系统包含了 UNIX 系统的全部功能和特性，简单地说，Linux 系统具有以下主要特性：一、系统遵循世界标准规范，特别是遵循开放系统互连（OSI）国际标准。凡遵循国际标准所开发的硬件和软件，都能彼此兼容，可方便地实现互连。系统资源可以被不同用户使用，每个用户对自己的资源（例如：文件、设备）有特定的权限，互不影响。Linux 和 Unix 都具有多用户的特性。二、各个程序的运行互相独立。Linux 系统调度每一个进程平等地访问微处理器。由于 CPU 的处理速度非常快，其结果是，启动的应用程序看起来好像在并行运行。事实上，从处理器执行一个应用程序中的一组指令到 Linux 调度微处理器再次运行这个程序之间只有很短的时间延迟，用户是感觉不出来的。Linux 向用户提供了两种界面：用户界面和系统调用。Linux 的传统用户界面是基于文本的命令行界面，即 shell，它既可以联机使用，又可存在文件上脱机使用。shell 有很强的程序设计能力，用户可方便地用它编制程序，从而为用户扩充系统功能提供了更高级的手段。可编程 Shell 是指将多条命令组合在一起，形成一个 Shell 程序，这个程序可以单独运行，也可以与其他程序同时运行。系统调用给用户提供编程时使用的界面。用户可以在编程时直接使用系统提供的系统调用命令。系统通过这个界面为用户程序提供低级、高效率的服务。Linux 还为用户提供了图形用户界面。它利用鼠标、菜单、窗口、滚动条等设施，给用户呈现一个直观、易操作、交互性强的友好的图形化界面。三、操作系统把所有外部设备统一当作文件来看待，只要安装它们的驱动程序，任何用户都可以像使用文件一样，操纵、使用这些设备，而不必知道它们的具体存在形式。具有设备独立性的操作系统，通过把每一个外围设备看作一个独立文件来简化增新设备- 4 -的工作。当需要增加新设备时、系统管理员就在内核中增加必要的连接。这种连接（也称作设备驱动程序）保证每次调用设备提供服务时，内核以相同的方式来处理它们。当新的及更好的外设被开发并交付给用户时，操作允许在这些设备连接到内核后，就能不受限制地立即访问它们。设备独立性的关键在于内核的适应能力。其他操作系统只允许一定数量或一定种类的外部设备连接。而设备独立性的操作系统能够容纳任意种类及任意数量的设备，因为每一个设备都是通过其与内核的专用连接独立进行访问。Linux 是具有设备独立性的操作系统，它的内核具有高度适应能力，随着更多的程序员加入 Linux编程，会有更多硬件设备加入到各种 Linux 内核和发行版本中。另外，由于用户可以免费得到 Linux 的内核源代码，因此，用户可以修改内核源代码，以便适应新增加的外部设备。完善的内置网络是 Linux 一大特点。Linux 在通信和网络功能方面优于其他操作系统。其他操作系统没有如此紧密地和内核结合在一起的连接网络的能力，也没有内置这些联网特性的灵活性。而 Linux 为用户提供了完善的、强大的网络功能。2.22.2 开发语言介绍开发语言介绍本课题所使用的开发语言是 C+语言。C+是由 C 发展而来的, 与 C 兼容 用 C 语言写的程序基本上可以不加修改地用于 C+
