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廈門才茂基于無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) 自動售貨機遠程監(jiān)控系統(tǒng)方案 
(發(fā)布日期:2019-3-6 16:52:44) 來源:
 
   

廈門才茂基于無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

自動售貨機遠程監(jiān)控系統(tǒng)方案

 

一、 摘要

自動售貨機作為一種新型的便民設備,正逐漸被消費者接受。近年來,人們逐漸意識到售貨機系統(tǒng)的不完善:對于實時運行狀態(tài)不能及時了解,也不能及時進行補貨操作,影響了機器的正常運行,為運營商和消費者都帶來很大不便。為此有人提出了將售貨機進行聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的想法通過分析無線網(wǎng)絡通信的特點,以及對售貨機的應用需求的分析,使用無線數(shù)據(jù)傳輸模塊以及關系型數(shù)據(jù)庫的結(jié)合構(gòu)建了一個無線網(wǎng)絡的遠程售貨機監(jiān)控系統(tǒng)。使用C/S (Client/Server)架構(gòu)的通信模式,建立售貨機與服務器之間的數(shù)據(jù)通信,使用無線模塊與嵌入式模塊的連接作為客戶端,負責采集售貨機終端的運行數(shù)據(jù);對于服務器端實現(xiàn)消息的處理與界面的顯示,并且使用數(shù)據(jù)庫的存儲和查詢功能,實現(xiàn)對系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)查詢操作。在此基礎上封裝傳輸數(shù)據(jù)與應答措施并設計系統(tǒng)工作流程以達到穩(wěn)定地連接通信。通過監(jiān)控端用戶界面的顯示直觀的反映出了售貨機的狀態(tài)以及銷售情況,對于后勤人員的補貨操作提供更加及時的參考,方便了工作人員對售貨機的運行狀態(tài)指標進行實時監(jiān)控。

 

關鍵字:無線DTU,自動售貨機,遠程監(jiān)控,網(wǎng)絡連接

 

1.jpg 

二、系統(tǒng)架構(gòu)

選擇合適的硬件平臺搭建售貨機的監(jiān)控系統(tǒng),達到在廣域網(wǎng)上的穩(wěn)定連接,能夠遠程監(jiān)控到各售貨機的運行和售貨情況,方便遠程終端獲取缺貨信息進行補貨,保證維護人員實時了解當前售貨運行的各項指標。

設計監(jiān)控系統(tǒng)總體架構(gòu),分析應用需求,設計并實現(xiàn)了服務端的監(jiān)控程序:使用圖形界面動態(tài)模擬了售貨機的售貨狀態(tài),以及便捷的生產(chǎn)缺貨清單方案,為實際加貨操作提供了方便。

售貨機與刷卡板的串口通信,設計通信流程,使得在具備刷卡功能的同時能夠在消費成功后將相關售貨數(shù)據(jù)傳送到服務器,以及需要定時的對售貨機的狀態(tài)進行反饋到監(jiān)控平臺。

采用合適的消息封裝格式以及合理的應答措施,使得無線網(wǎng)絡連接穩(wěn)定,實時更新售貨機的狀態(tài)信息和售貨信息,網(wǎng)絡故障時,采用短信方式通知服務器。

在發(fā)送端將傳輸數(shù)據(jù)采用合適的加密算法以及相關密鑰進行加密處理,已達到信息的安全傳輸。

 

 

三、軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹

   基于無線2G/3G/4G通信模塊的自動售貨機監(jiān)控系統(tǒng)由自動售貨機終端、無線2G/3G/4G網(wǎng)絡以及后臺服務系統(tǒng)組成。

總體網(wǎng)絡拓撲圖如下所示:

2.jpg 

 

 

 

整個系統(tǒng)分為兩大部分:虛線以上為售貨機的監(jiān)控系統(tǒng),主要用于獲取售貨機終端的實時數(shù)據(jù)并存儲和管理這些數(shù)據(jù)。虛線一下為查詢系統(tǒng),負責在網(wǎng)絡上向消費者公布售貨機售貨和消費者信息等。

 

監(jiān)控系統(tǒng):將售貨機終端作為客戶端,客戶端的職責是采集每個售貨機的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)與售貨數(shù)據(jù),向服務器保持通信,并根據(jù)服務器下發(fā)的命令做出相關操作。服務器接收客戶端發(fā)送的各類數(shù)據(jù)信息,分類進行處理,將狀態(tài)與報警信號顯示到監(jiān)控界面,銷售數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫,并應要求從數(shù)據(jù)庫讀取歷史數(shù)據(jù)。

 

無線數(shù)據(jù)傳輸模塊:為使得自動售貨機更加信息化智能化,管理更加便捷化,新型的自動售貨機信息管理系統(tǒng)正在解決這一問題,系統(tǒng)利用2G/3G/4G無線通信技術(shù),將自動售貨機當前運營的數(shù)據(jù),包括系統(tǒng)狀態(tài)、系統(tǒng)故障、料道故障、缺貨情況、銷售數(shù)據(jù)通過安裝在自動售貨機上的無線網(wǎng)絡模塊遠程傳輸?shù)绞圬洐C網(wǎng)絡服務器,運營人員可以在任何一臺聯(lián)網(wǎng)的電腦上掌握售貨機的這些信息,實現(xiàn)自動售貨機的大規(guī)模運營和網(wǎng)絡化管理。

 

    監(jiān)控系統(tǒng)采用C/S(客戶端/服務器)分布體系結(jié)構(gòu)。利用兩端硬件環(huán)境,將任務分別分配到服務器和客戶端上,并且通過監(jiān)控服務器來進行數(shù)據(jù)的處理,以及完成客戶端與數(shù)據(jù)庫之間的通信,這樣既減輕了客戶端的負擔,也增強了系統(tǒng)的安全性。

 

    查詢系統(tǒng):查詢系統(tǒng)采用B/S(瀏覽器/服務器)分布體系結(jié)構(gòu)。B/S是一種“客戶機/胖服務器”模式,主要事務邏輯都由WWW瀏覽器通過服務器完成,減輕客戶端的負擔。其次,WEB服務器將可擴展標記語言(XML)作為基本的表示數(shù)據(jù),客戶端只配置瀏覽器,具有良好的擴展能力和跨平臺性。

用戶使用手機或者PC機通過瀏覽器訪問WEB服務器,查詢售貨機位置、余

貨以及消費記錄。

 

3.jpg 

自動售貨系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖

   

四、系統(tǒng)各模塊結(jié)構(gòu)和功能介紹

自助售貨機終端

售貨機的交易操作流程是:先通過鍵盤或者其他人機界面進行選貨和確認,然后開啟硬幣機、紙幣機以及刷卡設備,進行資金支付,支付完成后完成出貨,出貨成功,檢查網(wǎng)絡連接,統(tǒng)計交易數(shù)據(jù)進行處理并發(fā)送至服務器。在無交易情況下,根據(jù)服務器的要求定時報告運行狀況信息,在狀態(tài)超出警告范圍時需要主動向上發(fā)起報告。

按照功能劃分,總體可分為以下功能模塊:

人機交互:包括鍵盤,LCD屏幕等,支持用戶選貨確認,以及提醒用戶操作指示和顯示運行狀態(tài)。目前很多售貨機制造商都采用大屏幕的觸屏顯示代替?zhèn)鹘y(tǒng)功能單一的顯示屏和鍵盤,將兩者功能進行合并,而且在功能性和娛樂性上有了很大提高。

外圍設備:實現(xiàn)硬幣機、紙幣機的交互,以及對控制出貨的螺旋電機進行控制操作。此處的通信使用MDB/ICP協(xié)議。

存儲模塊:在售貨機內(nèi)部也有存放銷售以及狀態(tài)信息的存儲模塊,防止在網(wǎng)絡故障時交易信息的丟失,以及對網(wǎng)絡恢復時刻進行補發(fā)。

刷卡以及通信設備:刷卡以及通信設備就是本文詳述的部分,作用是使用刷卡支付代替現(xiàn)金交易支付功能,同時通過網(wǎng)絡通信實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計與狀態(tài)監(jiān)控。

 

其中的售貨機終端指的是刷卡和通信設備。售貨機終端包括售貨機主板、刷卡微控制單元(MCU)、無線2G/3G/4G模塊以及RF_UIM板。刷卡板MCU作為連接售貨機主板與無線2G/3G/4G模塊以及RF_UIM板的橋梁,擔負著刷卡與數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾饔。使用射頻卡取代現(xiàn)金交易,使交易更便捷進行,增加了消費記錄的可讀性。

售貨機上電是MCU初始化無線2G/3G/4G模塊,向模塊發(fā)送AT指令,通過內(nèi)置的TCP/IP協(xié)議棧撥號并向服務器地址和端口發(fā)起網(wǎng)絡連接。當消費且出貨成功后,向MCU發(fā)送消費數(shù)據(jù),經(jīng)過MCU的處理,將銷售數(shù)據(jù)通過2G/3G/4G網(wǎng)絡上傳到監(jiān)控服務器。

MCU定時采集本售貨機的運行狀況,向上匯報。在接收到應答確認之前不清除發(fā)送數(shù)據(jù),等待與下次的數(shù)據(jù)整合合成一條向上發(fā)送,防止因為服務器的工作中斷而丟失消息數(shù)據(jù)。

 

五、才茂DTU無線數(shù)傳終端介紹

 

DTU(Data Transfer Unit),全稱數(shù)據(jù)傳輸單元,為用戶提供高速、永遠在線、TCP/UDP 透明數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓I(yè)級無線終端設備。產(chǎn)品采用高速高性能工業(yè)級ARM9 嵌入式處理器或者X86 架構(gòu)高性能嵌入式處理器,以實時操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺,超大內(nèi)存,內(nèi)嵌自主知識產(chǎn)權(quán)的TCP/IP 協(xié)議棧,為用戶提供高速,穩(wěn)定可靠,數(shù)據(jù)終端永遠在線,多種協(xié)議轉(zhuǎn)換、虛擬專用網(wǎng)絡的系統(tǒng)應用。針對網(wǎng)絡流量控制的用戶,DTU 產(chǎn)品支持語音,短信,數(shù)據(jù)觸發(fā)上線以及超時自動斷線的功能。同時也支持雙數(shù)據(jù)中心備份,以及多數(shù)據(jù)中心同步接收數(shù)據(jù)等功能。

 

5.1、才茂DTU功能的優(yōu)勢

1)豐富的接口類型:支持串口RS232接口、RS485接口、RS422接口、TTL接口或者USB接口, 滿足客戶應用現(xiàn)場不同接口需求。

 2)完善的網(wǎng)絡支持:支持GPRS/CDMA/WCDMA/TD-SCDMA/EVDO/LTE-FDD/LTE-TDD七大無線網(wǎng)絡,滿足不同行業(yè)客戶的全方面需求。

 3)三層系統(tǒng)保護:在原來兩級(軟件保護+CPU內(nèi)置看門狗WDT保護)系統(tǒng)保護的基礎上,增加一級系統(tǒng)虛擬值守VWM(Virtual Man Watch)檢測保護功能,確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠

 4)金屬外殼:采用金屬外殼,防輻射,抗干擾;外殼和系統(tǒng)安全隔離,防雷設計;符合電力安規(guī)要求;防護等級為IP41;特別適合于環(huán)境惡劣的工業(yè)控制領域。

 5)完全工業(yè)級設計生產(chǎn),支持寬電壓5-32V供電。

 6)通信模塊均采用工業(yè)級無線模塊,所有無線模塊都有通過CGD認證或者FCC認證或者CE認證

 7)高速處理CPU:采用高速性能工業(yè)級CPU,可以更加高速地處理各種協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換;解決了業(yè)內(nèi)“假在線”、“假死機”、“當機”等疑難問題。

 8)超大內(nèi)存:FLASH64Mbits,SDRAM,256Mbits(不同型號內(nèi)存不同),有超大的內(nèi)存來緩存客戶發(fā)送數(shù)據(jù),同時接收超大數(shù)據(jù)包,數(shù)據(jù)不丟失。

 9)DNS自動獲取:自動獲取DNS,不再需要人工配置輸入DNS;規(guī)避了因為選擇的DNS服務器異常而導致DTU設備當機的嚴重現(xiàn)象。

 10)完善的協(xié)議棧:新系統(tǒng)加載了完善的TCP/IP協(xié)議棧,采用了完善的TCP/IP協(xié)議棧;使網(wǎng)絡通信性能優(yōu)異,掉線概率極大降低。

EMC性能優(yōu)異:通過電力3000V電擊測試,特別適合在工業(yè)領域環(huán)境惡劣下使用;系統(tǒng)EMC/EMI優(yōu)異,系統(tǒng)穩(wěn)定可靠;通過EMC測試;

支持短信遠程配置,遠程控制;支持短消息告警;

智能防掉線。支持在線檢測,在線維持,掉線自動重撥,確保設備永遠在線;

支持批量配置功能;

 

5.2、DTU系列產(chǎn)品資質(zhì)與檢測

無線通信在線維持專利技術(shù)

摩爾實驗室高低溫檢測報告

福建省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院檢測

著作版權(quán)證書

EMC檢測報告

國家強制3C認證

DTU創(chuàng)新產(chǎn)品獎

深圳比亞迪用戶測試報告

 

六、才茂資質(zhì)

公司榮譽:

2009 年公司GPRS DTU 產(chǎn)品被評為“創(chuàng)新產(chǎn)品獎”;

2011 年被評為“中國工控行業(yè)客戶滿意最好供應商”;

2012 年公司成為“中國質(zhì)量萬里行”會員;

2013 年公司成為“智能輸配電設備產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”會員;

2010 年被國家認定的高新科技企業(yè);

2010 年被國家認定的雙軟企業(yè)企業(yè);

公司擁有1 項保持設備穩(wěn)定的專利技術(shù)證書和12 個軟件著作版權(quán)證書;

全國設立了9 大區(qū)域辦事處,66個代理商,方便為客戶提供近距離貼心服務;

公司注冊資本1280 萬;廈門市重點扶持高新科技企業(yè);

12 年的行業(yè)研發(fā)積累和行業(yè)應用考驗。

 

七、結(jié)束語

 

   對于售貨機的應用,已經(jīng)成為零售業(yè)的未來趨勢,而售貨機的網(wǎng)絡化消費和網(wǎng)絡化管理已成為售貨機行業(yè)的必然趨勢,人們通過自己投幣自動取貨,不受時間和地點限制,方便快捷地買到需要的飲料、食品等。自動售貨機通過無線通信模塊不僅可以補充人力資源不足的缺陷,而且可以實現(xiàn)24小時無人售貨的系統(tǒng)可以更省力,運營資本少,擁有多種優(yōu)勢。


 
廈門才茂通信
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