AFC系统通信中间件的研究与设计Word文件下载.docx

AFC系统通信中间件的研究与设计Word文件下载.docx

《AFC系统通信中间件的研究与设计Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《AFC系统通信中间件的研究与设计Word文件下载.docx（47页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

学科专业计算机应用技术

研究方向人工智能及应用

论文提交日期2011年3月

学校代号：

10536

学号：

0810803550

密级：

公开

长沙理工大学硕士学位论文

学位申请人姓名张良春

导师姓名及职称龙鹏飞教授

培养单位长沙理工大学

专业名称计算机应用技术

论文答辩日期2011年5月

答辩委员会主席车生兵教授

ResearchandDesignofCommunicationMiddleware

onAFCSystem

by

ZhangLiangchun

B.E.（HunanCityUniversity）2008

Athesissubmittedinpartialsatisfactionofthe

Requirementsforthedegreeof

MasterofEngineering

in

ComputerApplicationTechnology

ChangshaUniversityofScience&

Technology

Supervisor

ProfessorLongPengfei

March,2011

长沙理工大学

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

本学位论文属于

1、保密□，在______年解密后适用本授权书。

2、不保密√。

（请在以上相应方框内打“√”）

日期：

导师签名：

摘要

随着城市化进程的加速，城市人口暴增，城市交通压力越来越严重。

中国各大城市都在想方设法解决这方面的问题，其中就投入了大量人力物力财力进行城市轨道交通的建设，因此城市轨道交通智能化和信息化的发展空间巨大。

自动售检票（AutomaticFareCollection,AFC）系统作为轨道交通智能化设备的重要组成部分，其信息化建设一直备受重视。

中间件技术作为一种前沿的软件应用技术，在各种软件系统中发挥着集成度高、可复用性强和提高应用开发效率的优势。

本文通过对中间件，特别是通信中间件的研究，阐述了一种通过通信中间件来提高AFC系统软件可靠性、降低开发成本、缩短开发周期的开发体制。

本文根据通用性和易维护性原则设计了一种基于消息的通信中间件，同时利用具备兼容性的C++和socket开发技术，封装了一套为各种系统应用软件提供统一接口的通信模式。

该通信中间件屏蔽网络连接，不再考虑通信方面的细节问题。

在具体实现过程中，运用了以下几点技术来优化通信中间件的性能：

采用多线程技术并发通信，提高了数据传输效率，降低了CPU的占用率；

对紧急信息开辟实时的通道，对其做专门的处理，尽可能减少这类消息的延时；

对所有消息实行优先级控制，建立数据缓冲机制，应用程序在轮询消息队列时，优先检测级别高的消息队列；

提供了加密过程，确保数据传输过程中的安全。

根据实际应用情况，使用通信中间件后，简化了AFC系统的开发，提高了应用软件的开发效率，使开发人员更加专注于对具体业务的研究。

关键词：

中间件；

消息队列；

并发处理；

Socket

ABSTRACT

Withtheaccelerationofurbanizationprocessandtheexplosionofurbanpopulation,pressureonurbantransportbecomesmoreandmoreintense.ManybigcitiesinChinaaretryingtosolvethisproblemthroughinvestmentsofagreatdealofhuman,materialandfinancialresourcesintheconstructionofurbanrailtransitsystem,sotheintelligenceandinformationtechnologydevelopmentofurbanrailtransithasagreatpotential;

AFC（AutomaticFareCollection）systemactingasanimportantpartofintelligentrailtransportationequipmentanditsinformationconstructionhasalwaysbeengivenpriority.Middleware,asacutting-edgesoftwareapplicationtechnology,inavarietyofsoftwaresystemshasalotofadvantagessuchasahighintegration,ahighreusability,andabetterapplicationdevelopmentefficiency.Throughstudyingthemiddleware,thecommunicationmiddlewareinparticular,thispaperdescribesthedevelopmentsystemwhichcanimproveAFCsystem’ssoftwarereliability,lowerdevelopmentcostsandshortendevelopmentcyclewithitshelp.

Accordingtotheprinciplesofcommonalityandeasy-maintainability,amessagebasedcommunicationmiddlewareisdesigned,whiletakingadvantagesofC++andSockettechnologies,acommunicationpatternofunifiedinterfacefordifferentsystemsandapplicationsisdesigned.Thecommunicationmiddlewarecanshieldthenetworkconnectionandthusitisneedlesstoconsiderthecommunicationdetails.Inpracticalimplementation,severaltechniquesareusedtoimprovetheperformance:

themulti-threadtechnologyforsimultaneouscommunicationtoimprovethedatatransmissionefficiencyastoreducetheoccupancyrateofCPU;

thereal-timechannelforemergencemessagesastoreducethedelay;

theprioritycontrolanddatabufferforallmessagesastogiveprioritytohigherprioritymessageinpollingmessagesequence;

encryptionprocedureofdatatransmissionastoguaranteethesecurity.

TheresearchshowsthattheapplicationofcommunicationmiddlewarecansimplifythedevelopmentofAFCsystem,improvethedevelopmentefficiencyofapplicationsoftwareandenablethedeveloperstogiveahigherfocusonthespecificbusiness.

Keywords:

Middleware;

MessageQueue;

ConcurrentProcess;

Socket

第一章绪论

1.1研究背景及意义

中国各大城市都在想方设法解决这方面的问题，其中就投入了大量人力物力财力进行城市轨道交通的建设。

与公路运输，水运等交通方式相比，轨道交通用地面积省、运输能力大、环境污染小等特点更适宜于经济实力相对雄厚的大中城市交通发展。

目前，国内像北京、广州、上海等大城市已经拥有较为完善的轨道交通网络，就广州来看，至2010年底开通运营的地铁线路就达到8条，其他城市已经批准开工建设城市轨道交通项目达到23个，据统计，全国“十一五”期间建设城市轨道交通1500公里左右，总投资额在4000～5000亿左右[1]。

可以说，中国的城市轨道交通行业随着经济建设的飞速发展和科学技术的不断进步，已经步入一个跨越式发展的新阶段，城市轨道交通智能化和信息化的发展空间也因此巨大。

自动售检票AFC（AutomaticFareCollection）系统作为轨道交通智能化设备的重要组成部分，其信息化建设当前备受关注。

中间件技术[3]作为一种面向对象的技术是伴随网络的快速发展而起来的。

最初的计算机系统没有分布式网络的概念，多是通过联机终端来访问的独立系统。

随着网络的普及，服务器端/客户端的网络服务模式被建立起来[3]，多个客户端可以共同访问打印服务器和数据库服务器等等。

随着各种网络的进一步发展，许多软件系统需要在不同厂家的硬件平台、通信协议、通信产品等不同结构环境下运行，从局域网到广域网的应用规模也在不断扩大。

在这种情况下，服务器端/客服端模式兼容性不强等局限性也就显现出来了，就此中间件应运而生。

中间件是一类连接应用和软件组件的计算机软件，中间件包括一系列的服务，以便于运行在网络中的多个软件进行交互。

中间件技术所提供的互操作性，通常支持用于分布式应用程序的分布式体系架构