自动检票机控制系统的设计与实现

论文摘要

随着城市轨道交通的快速发展,自动售检票系统的作用变得越来越重要。自动检票机又称闸机,是城市轨道交通自动售检票系统中的关键设备之一,它利用其内部的智能识别系统对通过闸机通道环境的运动个体行为进行识别,从而实现自动检票。以前闸机存在着系统实时性不强,异常断电导致文件损坏,设备驱动不统一,代码可维护性差,内存碎片过多等问题。本文针对存在的这些问题提出切实可行解决方案并且实现。首先,针对代码可维护性差的问题,主要的解决方法是对系统的结构进行了重新的设计,基于分层思想把整个控制系统分成3个部分,即:界面显示层、设备通信层、业务逻辑处理层,把以前从界面控制底层驱动的权利转移到业务逻辑层来控制。其次,闸机经常出现异常断电的情况,虽然有不间断电源保护软件系统执行完成数据文件交易,但是还是经常出现文件损坏的情况,针对这个问题,主要的解决方法是采用快照技术,通过写前拷贝技术来保护文件以及对文件进行恢复。第三,针对内存碎片过多问题,采用内存池处理的方法,不但可以提高申请内存的速度,还可以防止内存泄漏。本文不但提出上述问题的合理解决方案,同时采用C++语言在Linux系统环境下具体实现了自动检票机的控制系统。经测试结果表明上述问题已经解决,并且性能上也有所提高,能更好的应用于大批量的闸机设备上。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源及研究意义
• 1.2 与课题相关的国内外研究状况
• 1.2.1 AFC现状
• 1.2.2 国外自动检票机现状
• 1.2.3 国内自动检票机现状
• 1.3 本论文的主要工作内容
• 第2章 关键技术分析
• 2.1 界面技术选取
• 2.2 内存池技术
• 2.3 嵌入式数据库
• 2.4 实时性的解决方案
• 2.5 文件恢复技术
• 2.5.1 文件系统
• 2.5.2 快照恢复技术
• 2.6 本章小结
• 第3章 系统分析与设计
• 3.1 自动检票机需求分析
• 3.1.1 自动检票机物理结构
• 3.1.2 自动检票机需求分析
• 3.1.3 系统用例和业务流程
• 3.2 系统框架的设计
• 3.2.1 系统整体设计
• 3.2.2 接口设计
• 3.3 功能模块设计
• 3.3.1 GUI模块结构设计
• 3.3.2 通信模块设计
• 3.3.3 逻辑控制模块设计
• 3.4 内存池的设计
• 3.5 快照的设计
• 3.5.1 内存中文件系统结构
• 3.5.2 数据结构的修改
• 3.5.3 快照创建设计
• 3.5.4 COW机制的设计
• 3.6 本章小结
• 第4章 系统实现
• 4.1 GUI模块实现
• 4.1.1 GUI初始化实现
• 4.1.2 后维护的实现
• 4.1.3 设置背景图片的实现
• 4.1.4 传感器设置信息的实现
• 4.2 通信模块实现
• 4.2.1 驱动模块初始化的实现
• 4.2.2 设备驱动的实现
• 4.2.3 读卡器驱动的实现
• 4.3 逻辑控制模块实现
• 4.3.1 初始化的实现
• 4.3.2 交易处理的实现
• 4.4 内存池实现
• 4.5 快照技术的实现
• 4.5.1 COW机制的实现
• 4.5.2 快照创建的实现
• 4.6 本章小结
• 第5章 测试与分析
• 5.1 测试条件及环境
• 5.1.1 测试准备
• 5.1.2 测试环境
• 5.2 单元测试
• 5.3 集成测试
• 5.4 系统测试
• 5.5 性能对比
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历