DSB存款保险箱修改方案0730.docx

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DSB存款保险箱修改方案0730

DS2000B存款保险箱修改方案

方案设计单位：

陕西威蓝工业自动化有限公司

方案设计人：

苏初旭

方案设计时间：

2011年07月30日

目录

1概述1

1.1设计依据2

1.2设计原则2

2设计要求2

2.1主要功能2

2.1.1网络功能3

2.1.2条形码打印部分3

2.2性能指标3

3系统设计3

3.1系统硬件设计3

3.1.1DS2000B硬件接口设计4

3.1.2DS2000B硬件接口组成结构框图5

3.2系统软件设计5

3.2.1软件设计概述5

3.2.2B/S软件架构6

3.2.3CGI技术8

3.2.4静态网页制作9

3.2.5嵌入式Web服务器Boa的移植10

3.2.6取消条形码打印部分10

4总结11

1概述

存款保险箱发展至今，下位机的软件部分，可以根据客户需求进行定制，下位机软件界面日趋完善，人机界面交互越来越人性化。

由于存款保险箱系统涉及到员工存款信息、保全人员的取款信息、管理员（财务）的查询信息等，之前，管理员都是在DS2000存款保险箱机子进行插卡，打印需要查询的信息。

我们假想，一家超市有100个收银台，我们配备了100台存款保险箱系统，管理员要查询每一台机子的存款信息、取款信息，就要到每台设备现场进行打印操作。

这样难免给管理员的工作带来的麻烦，人力投入很大。

根据柯先生提出一种新功能需求：

增加网络功能。

在嵌入式Linux系统中，基于CGI技术，实现客户主机端和DS2000服务器之间的动态数据交互，通过Internet的WEB浏览器，基于B/S模式实现存款保险箱远程系统管理。

借助CGI技术把员工的存款信息和保全人员的取款信息即时的送至客户主机端，管理员在使用网页浏览功能时，能够实时的浏览员工存款信息、保全取出钞箱信息，并能将存取款信息以纯文本txt格式实时的通过网络导出到PC客户端中，便于管理员管理。

另一个方面，柯先生对于存款保险箱系统在测试过程中发现，在台湾购买的机芯（型号相同/长相相同），在打印条码时，有打印不全的问题，需要对打印条码部分完全取消。

1.1设计依据

本设计根据上海清也有限公司柯先生提出的DS2000存款保险箱系统项目功能修改需求而设计的。

1.2设计原则

Ø可靠性：

高可靠性和高稳定性是系统设计的首要目标，在设计中尽量采用成熟的技术和稳定可靠的软硬件平台，并考虑一定的设计冗余度。

Ø实用性：

务必讲究简洁实用，关键在于满足所有的使用要求，不做华而不实的臃肿设计。

Ø扩充性：

在软件功能和硬件的模块上，考虑一定的可扩展性，以便于在未来的应用中增加更多的功能。

Ø可维护性：

软硬件系统均采用模块化设计，结构体系清晰，安装、维护和软件升级方便快捷。

2设计要求

2.1主要功能

在DS2000B存款保险箱系统的基础上，已有的功能有：

员工存款信息打印、财务报表打印、保全取出钞箱信息打印、人机触摸式交互界面、非法操作报警等功能。

基于数据导出给管理员带来的不便，以及测试过程中碰到条形码打印不完整问题，下面是本设计方案修改的两个方面：

2.1.1网络功能

DS2000系统和客户主机端通过网线相连，使得管理员能够很方便地通过网页浏览DS2000系统的一些相关数据，如浏览员工存款信息、浏览财务报表信息、浏览保全取出钞箱信息、以txt纯文本格式导出员工存款信息、导出财务报表信息、导出保全取出钞箱信息。

2.1.2条形码打印部分

由于在台湾购买的机芯（型号相同/长相相同），在打印条码时，有打印不全的问题，需要取消打印条码。

2.2性能指标

Ø可靠性：

通过网络增加的能够在浏览器上浏览数据功能，对数据传输的可靠性是我们首要考虑的性能指标。

因为数据传输不可靠将给用户带来的巨大的经济问题。

Ø实时性：

通过网络增加的能够在浏览器上浏览数据功能，对数据传输的实时性也是我们要重点考虑的性能指标。

只有将存款保险箱存款、取款数据及时的传送到客户主机端，财务才能精确的浏览和导出相关数据。

3系统设计

3.1系统硬件设计

本次设计对硬件方面没有进行修改。

3.1.1DS2000B硬件接口设计

表1DS2000B的硬件电路接口

功能

所需硬件及接口

电源

考虑与BNF收钞机可以使用24VAC/DC电源，电路板电源部分采用宽电压设计，可以使用24VDC电源供电。

工作电流小于100MA。

ARM9微处理器，Linux操作系统

AT91RM9200（CPU）、32MSDRAM（内存）、

16MNORFLASH（只读程序存储器）

TFTLCD与触摸屏

最大分辨率800*600

增加4线电阻式触摸屏接口

应用程序和历史数据记录存储

板载大容量NANDFLASH

BNF验钞模块，用于收钞

RS232接口一个

小型打印机两个，日志打印和存款打印

RS232接口两个

设计为复用接口，即两个打印机对应一个ARM9物理RS232接口，采用通道切换技术。

IC卡接口

IC卡读卡接口、IC卡弹卡电路、IC卡弹卡按键一个，设计为复用接口，与预留接口设计为复用接口。

时钟电路

需要时钟电路及3V纽扣电池

以太网接口

数据导出到客户主机端

USB主机接口

预留接口，可接U盘进行系统升级

蜂鸣报警接口

非法操作时，报警

指纹模块接口

预留一路独立RS232接口连接指纹模块等

调试接口

独立的一路RS232接口用于系统调试

3.1.2DS2000B硬件接口组成结构框图

图1DS2000B的硬件电路接口组成结构框图

3.2系统软件设计

3.2.1软件设计概述

本设计系统是基于ARM-linux操作系统，对于linux操作系统和应用程序基本不修改的情况下，设计出增加网络功能而且能够在浏览器浏览和导出数据的程序。

由于下位机是基于ARM-Linux操作系统，使用BekerleyDB数据库，下位机的一些相关数据库不能够直接在Windows操作系统平台下显示。

所以需要编写专用软件，将下位机数据库的内容读出，转换成可以在windows操作系统平台下可以浏览的数据。

通过网口导出下位机数据库，发送相关数据到客户主机端。

我们需要编写一个软件可以浏览下位机数据和对下位机数据进行导出到客户主机端。

3.2.2B/S软件架构

DS2000基于嵌入式arm-linux操作系统，拟定使用B/S软件架构，结合CGI技术，嵌入式数据库BekeleyDB以及嵌入式图形库MiniGUI来实现存款保险箱系统的需求。

B/S构架（Browser/Server,浏览器/服务器模式），WEB浏览器是客户端最主要的应用软件。

这种模式统一了客户端，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用。

客户机上只要安装一个浏览器（Browser），如NetscapeNavigator或InternetExplorer，服务器安装合适的数据库。

浏览器通过WebServer同数据库进行数据交互。

而Web服务器选择boa。

boa是一种小型单任务嵌入式服务器，支持CGI，可执行代码只有60KB左右，体积小，速度快，安全性好，能够满足本项目的开发。

（1）B/S架构软件的优点：

Ø维护和升级方式简单；

B/S架构的产品明显体现着较为方便的特性。

B/S架构的软件只需要管理服务器就行了，所有的客户端只是浏览器，根本不需要做任何的维护。

无论用户的规模有多大，有多少分支机构都不会增加任何维护的工作量，所有的操作只需要针对服务器进行，客户端零维护。

系统的扩展非常容易。

Ø成本降低，选择更多；

目前windows在桌面电脑领域占有绝对垄断地位，浏览器已经成为了标准配置，但在服务器操作系统上windows并不是处于绝对的统治地位。

现在的趋势是凡使用B/S架构的应用管理软件，只需安装在Linux服务器上即可，而且安全性高。

所以服务器操作系统的选择是很多的，不管选用那种操作系统都可以让大部分人使用windows作为桌面操作系统电脑不受影响，这就使得最流行免费的Linux操作系统快速发展起来，Linux除了操作系统是免费的以外，连数据库也是免费的，这种选择非常盛行。

（2）B/S架构的缺点：

Web服务器运行数据负荷较重。

由于B/S架构管理软件只安装在服务器端（Server）上，网络管理人员只需要管理服务器就行了，用户界面主要事务逻辑在服务器（Server）端完全通过WWW浏览器实现，极少部分事务逻辑在前端（Browser）实现，所有的客户端只有浏览器，网络管理人员只需要做硬件维护。

但是，由此带来的问题就是应用服务器运行数据负荷较重，一旦发生服务器“崩溃”等问题，整个系统将陷入瘫痪。

3.2.3CGI技术

CGI全称是“通用网关接口”（CommonGatewayInterface），是WEB服务器与外部扩展应用程序交互的一种标准接口。

它是用来沟通HTML表单和服务器端口程序的接口。

它使你的浏览器能与用户进行交互。

按照CGI标准编写的外部扩展应用程序可以处理来自客户端的协同工作数据，完成客户端与服务器的动态交互，从而实现静态HTML网页无法实现的功能（如表单数据处理、数据库查询等）。

通过编写不同的CGI外部扩展程序，可以完成对下位机数据库的访问，客户端用户通过它和WEB服务器就可以完成对动态数据的访问。

CGI是一种通用的接口标准，CGI程序就是符合这种通用接口标准的、运行在Web服务器上的程序。

它的工作就是控制信息要求，产生并传回所需的文件或者完成期望的处理并返回结果。

CGI程序的工作过程有以下步骤：

1）客户端发出请求

首先浏览器发出一个请求给Web服务器，如果该请求是一个静态文件（HTML文件、图像或者其它文件），Web服务器就是将文件直接传送给客户端浏览器。

如果请求的是一个动态文件（CGI程序或者其它外部应用），Web服务器将激活相应的CGI程序。

2）Web服务器响应请求

Web服务器守护进程接收到CGI请求，在成功建立TCP连接后，就会创建一个子进程。

该CGI子进程将CGI请求的有关数据设置成环境变量，在外部CGI程序与服务器间建立两条数据通道（标准输入/输出）。

3）CGI程序对客户端的请求进行处理

Web服务器启动URL指定的CGI程序，并与该子进程保持同步，以监控CGI程序的执行状态。

CGI程序通过环境变量读取客户端的输入数据并进行处理，如有必要CGI程序还要和一些外部服务（例如数据库）进行交互。

4）Web服务器将结果传送给客户端

CGI程序处理完毕后通过标准输出流将处理结果传递给服务器守护进程，守护进程再将处理结果作为应答消息回送到客户端。

5）Web服务器中断和客户端的连接

由于WWW采用HTTP协议，而HTTP又是工作在TCP协议之上的。

TCP提供面向连接的服务，所以一次连接服务完成后即断开与客户端的连接。

6）客户端显示结果

Web浏览器根据Web服务器送回的应答消息，按照HTML语法解释显示在浏览器窗口。

3.2.4静态网页制作

DS2000除了以上的主要功能实现代码外，还需要基本的网页代码（静态网页文件），静态网页的制作有很多工具可以利用（我们使用的是frontpage2003）。

3.2.5嵌入式Web服务器Boa的移植

在嵌入式Linux系统中，比较常用的Web服务器有Boa、httpd、thttpd和mini2httpd等几种，本系统选择一个支持CGI的、特别适合在嵌入式的场合中使用的小型BoaWeb服务器。

Boa和普通Web服务器一样，能够完成接收客户端请求、分析请求、响应请求、向客户端返回请求结果等任务。

建立BoaWeb服务器的步骤如下：

1）下载B