基于VLAN加油站系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　概述

　　近年隨汽車(chē)工業(yè)發(fā)展與人民生活的不斷提高，加油站的工作量日漸繁重，舊的加油機(jī)系統(tǒng)，將大部分操作放在加油機(jī)終端，包括很多涉及安全的操作，另外發(fā)卡系統(tǒng)獨(dú)立工作并未與系統(tǒng)連接，發(fā)卡之后還需要另行進(jìn)行信息錄入，給油站工作人員帶來(lái)諸多不便，更因?yàn)橄到y(tǒng)操作上的不足，經(jīng)常造成誤操作給油站經(jīng)營(yíng)者帶來(lái)?yè)p失。為此我們?cè)趯?duì)舊有加油系統(tǒng)及加油站實(shí)際需求充分調(diào)研后進(jìn)行改造，并全新設(shè)計(jì)了加油站管理系統(tǒng)，使用虛擬局域網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)同一公司中不同油站之間的信息通信與同步。圖1是該加油站系統(tǒng)的總體框圖。

　　加油終端的改進(jìn)

　　加油終端的結(jié)構(gòu)框圖如圖2。

　　·電磁閥控制。加油終端的管道閥門(mén)由原有的普通電機(jī)控制改造為電磁閥控制，電磁閥設(shè)有大小閥來(lái)控制油品流量，在定量加油快接近結(jié)束時(shí)，提前一段時(shí)間先關(guān)閉大閥，以小閥繼續(xù)供油直到加油結(jié)束，可以有效減小原先直接關(guān)閉電機(jī)，高速流動(dòng)的油品對(duì)加油喉管的強(qiáng)大沖擊。提前關(guān)閉大閥的時(shí)間為可編程，這樣可以設(shè)置不同的時(shí)間長(zhǎng)度用以適用不同密度的油品引起的流量不同，使大小閥關(guān)閉的先后間隔達(dá)到理想的控制。

　　·脫機(jī)加油信息的存儲(chǔ)。原有加油終端僅能記錄5條最近的加油記錄，這樣加油系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問(wèn)題期間的加油記錄就必需人工來(lái)記錄，等網(wǎng)絡(luò)故障排除以后再錄入系統(tǒng)，給整個(gè)系統(tǒng)操作造成麻煩。通過(guò)擴(kuò)充加油終端上的信息存儲(chǔ)介質(zhì)，并在油站管理系統(tǒng)中配套開(kāi)發(fā)了脫機(jī)加油信息同步模塊，使得加油終端盡管在脫機(jī)狀態(tài)下仍然可以記錄近400條加油記錄，并且可以按現(xiàn)金加油與IC卡加油進(jìn)行分類(lèi)。在與服務(wù)器重新建立通信連接后可以自動(dòng)上傳脫機(jī)數(shù)據(jù)，完整保存每一條加油記錄。

　　現(xiàn)金加油與IC卡加油，加油終端同時(shí)支持現(xiàn)金加油和IC卡加油的方式。為客戶(hù)提供靈活的結(jié)算方式。[1]

　　通過(guò)RS-485總線管理加油機(jī)[2][3]

　　服務(wù)器與加油終端之間以RS-485工業(yè)總線進(jìn)行通信連接，RS-485標(biāo)準(zhǔn)采有用平衡式

　　發(fā)送，差分式接收的數(shù)據(jù)收發(fā)器來(lái)驅(qū)動(dòng)總線，具體規(guī)格要求：

　　·接收器的輸入電阻RIN≥12kW；

　　·驅(qū)動(dòng)器能輸出±7V的共模電壓；

　　·輸入端的電容≤50pF；

　　·在節(jié)點(diǎn)數(shù)為32個(gè)，配置了120W；的終端電阻的情況下，驅(qū)動(dòng)器至少還能輸出電壓1.5V(終端電阻的大小與所用雙絞線的參數(shù)有關(guān))；

　　·接收器的輸入靈敏度為200mV(即(V+)-(V-)≥0.2V，表示信號(hào)“0”；(V+)-(V-)≤-0.2V，表示信號(hào)“1”)。
 
　　因?yàn)镽S-485的遠(yuǎn)距離、多節(jié)點(diǎn)(32個(gè))以及傳輸線成本低的特性，使得RS-485成為工業(yè)應(yīng)用中數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖走x標(biāo)準(zhǔn)。

　　這里，我們使用了RS-485總線作為上位機(jī)與各加油終端的通信方式，充分考慮了加油站的工作環(huán)境以及通信成本等因素。實(shí)際應(yīng)用效果也證實(shí)該方案的有效性。

　　加油站管理系統(tǒng)

　　本系統(tǒng)對(duì)重新設(shè)計(jì)了整個(gè)加油站后臺(tái)系統(tǒng)，主要包括兩個(gè)模塊：加油機(jī)管理模塊和加油站系統(tǒng)模塊，是以?xún)蓚€(gè)程序的形式存在，但共享同一數(shù)據(jù)庫(kù)，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL Server 2000。[4]

　　其中，加油機(jī)管理模塊主要功能：

　　·顯示一個(gè)油站中所有加油機(jī)的狀態(tài)，即加油或空閑狀態(tài)，如果正在加油則實(shí)時(shí)跟蹤顯示加油升數(shù)和金額，同時(shí)顯示是IC卡加油或現(xiàn)金加油；

　　·顯示油品種類(lèi)加油機(jī)編號(hào)等信息；

　　·該模塊還負(fù)責(zé)“交接班”，“單價(jià)、時(shí)間的同步”和“強(qiáng)制關(guān)機(jī)”的功能；

　　·如果加油機(jī)曾經(jīng)脫機(jī)工作，則在重新連接以后，該模塊將負(fù)責(zé)將保存在加油機(jī)終端的脫機(jī)信息同步到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)；

　　·每一個(gè)方框代表一臺(tái)加油終端，數(shù)目是根據(jù)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)確定的，可以在加油站系統(tǒng)某塊種進(jìn)行添加或刪除的管理。

　　加油站系統(tǒng)模塊主要功能：

　　·加油用戶(hù)的管理，主要用以管理加油用戶(hù)，其中包括了對(duì)IC卡的管理，開(kāi)卡，掛失，補(bǔ)卡，黑名單，灰名單，個(gè)人卡，單位卡等；

　　·加油機(jī)管理，主要用以添加，刪除加油機(jī)終端，對(duì)各加油機(jī)終端進(jìn)行初始化等工作；

　　·賬務(wù)管理油品的進(jìn)銷(xiāo)存管理；

　　·交接班管理油站員工實(shí)行三班倒工作制，該功能就是進(jìn)行交接班管理；

　　·加油站管理因?yàn)橥还究赡軙?huì)有多各加油站，這主要用以添加或刪除加油站的；

　　·各類(lèi)報(bào)表打印打印各類(lèi)報(bào)表，提供管理依據(jù)。

　　系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)

　　·黑名單，灰名單概念的引入。本系統(tǒng)引入了黑名單和灰名單兩個(gè)概念。這兩個(gè)概念是針對(duì)IC卡加油客戶(hù)的。

　　所謂黑名單就是那些報(bào)失的卡號(hào)，或某些惡意欠款，或長(zhǎng)期灰名單客戶(hù)轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)的卡號(hào)，這些進(jìn)入黑名單的卡號(hào)如果再次實(shí)用，則加油機(jī)和后臺(tái)系統(tǒng)都會(huì)提示，而且將無(wú)法在各加油站加油了。

　　所謂灰名單就是那些因?yàn)樵诩佑瓦^(guò)程中或結(jié)帳時(shí)有爭(zhēng)議的卡號(hào)，會(huì)被暫時(shí)設(shè)為凍結(jié)狀態(tài)，例如加油過(guò)程中，在油槍沒(méi)有掛回原位時(shí)，系統(tǒng)是不會(huì)在IC卡里扣錢(qián)的，如果這時(shí)不慎將IC卡拔出，則等掛搶時(shí)，系統(tǒng)將無(wú)法結(jié)帳，于是就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)灰名單的卡號(hào)，當(dāng)這些卡號(hào)再次使用時(shí)，加油機(jī)和后臺(tái)系統(tǒng)均會(huì)提醒客戶(hù)及時(shí)進(jìn)行處理，在客戶(hù)處理結(jié)束后，該卡號(hào)即被解凍，重新進(jìn)入正?？ㄌ?hào)序列，可以正常實(shí)用了。本系統(tǒng)可以對(duì)上述情況進(jìn)行處理，扣除原本應(yīng)該扣除的金額，并將該卡號(hào)解凍。

　　·主板密碼保護(hù)[5]

　　因?yàn)橛行﹨?shù)的設(shè)置也可以在加油終端主板上操作，如油品密度，價(jià)格，精度調(diào)整等，這些操作涉及操作權(quán)限，因此設(shè)計(jì)了一塊密碼板，在進(jìn)行上述操作時(shí)需要將該密碼板插上才可以。在加油終端上進(jìn)行如上操作時(shí)，主板則先讀取密碼板，如果讀不到或密碼不匹配則該操作無(wú)法進(jìn)行。

　　·后臺(tái)系統(tǒng)安全措施

　　后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)采用Microsoft SQL Server 2000，數(shù)據(jù)庫(kù)本身即有高安全性，而加油站系統(tǒng)模塊也多處設(shè)計(jì)了密碼權(quán)限保護(hù)措施，而且關(guān)鍵數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)采用加密算法加以存儲(chǔ)，使后臺(tái)系統(tǒng)的安全性進(jìn)一步增強(qiáng)。

　　通過(guò)虛擬局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)加油站之間的信息同步

　　VLAN(Virtual LocalVLAN(Virtual Local Area Network)又稱(chēng)虛擬局域網(wǎng)，是指在交換局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上，采用網(wǎng)絡(luò)管理軟件構(gòu)建的可跨越不同網(wǎng)段、不同網(wǎng)絡(luò)的端到端的邏輯網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)VLAN組成一個(gè)邏輯子網(wǎng)，即一個(gè)邏輯廣播域，它可以覆蓋多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，允許處于不同地理位置的網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)加入到一個(gè)邏輯子網(wǎng)中。

　　由于同一公司的油站一般相距較遠(yuǎn)，使用IC卡加油有必然要求該IC卡在同一公司的各油站之間通用，同時(shí)為了保證資料的同步，必須在各油站之間進(jìn)行通信，普通的撥號(hào)上網(wǎng)同步存在同步不能及時(shí)，資料上傳下載速度較慢等缺點(diǎn)，考察各種連接方式，我們最終采用了虛擬局域網(wǎng)的方案實(shí)現(xiàn)了各油站之間數(shù)據(jù)的同步，確保了IC卡在各油站之間通行無(wú)阻，也使得黑名單和灰名單的卡號(hào)能及時(shí)地在各油站之間更新，減少公司損失或與客戶(hù)的糾紛。

　　結(jié)語(yǔ)

　　本系統(tǒng)在原有加油機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)上做了較多改進(jìn)，改進(jìn)后的系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)作過(guò)程中反映良好，加油機(jī)終端更加穩(wěn)定可靠，后臺(tái)管理系統(tǒng)操作更加人性化，安全性更強(qiáng)。

　　參考文獻(xiàn)：

　　1.  王卓人 IC卡技術(shù)與應(yīng)用 北京：電子工業(yè)出版社  1999

　　2.  謝瑞和 串行技術(shù)大全  北京：清華大學(xué)出版社， 2003

　　3.  黃軍，熊勇等 Delphi串口通信編程 北京：人民郵電出版社 2001

　　4.  李香敏等 SQL Server 20000編程員指南 北京：北京希望電子出版社 2000

　　5.  王佳斌，戴在平 模擬I2C總線從器件的一種方法 華僑大學(xué)學(xué)報(bào) Vol.25 No.2 p206-209 2004