便携式检票机软件设计

论文总字数：24930字

摘 要

近年来，轨道交通系统在我国各大主要城市逐渐普及。通常情况下，地铁站采用闸机进行乘客检票和出入站通行控制。传统闸机带有阻挡装置，当遇到客流高峰时，通行能力受到很大限制。因此应引进一种便携式检票机来补充闸机的功能，以加快检票速度、收取通行费和回收票卡，保证运营部门的经济效益。

论文对一种具备进出站检票和部分票卡操作功能的便携式检票机进行研究。根据地铁自动售检票系统的结构框架和票务机制，分析了便携式检票机的用户需求，描述了便携式检票机的软硬件架构，详细设计了其软件系统、软件子模块的用例图以及软件系统控制流程，并针对主要功能下的对话框进行了设计。

便携式检票机采用Linux嵌入式操作系统，并使用QT进行软件开发。QT是一种应用广泛的图形界面语言，具有良好的封装性和可扩展性，其对象之间的通信采用信号和槽机制，能够保证代码清晰可读。便携式检票机内部采用UDP通信协议，便于信息的高效传输；交易数据采用数据报式Socket与上级车站计算机SC系统进行通信传输。最后，以操作员登录界面的编写为例，论文给出了使用QT开发软件模块的实例。

论文研发的便携式检票机有望在轨道交通系统中发挥良好的作用。

关键词：地铁AFC系统，嵌入式系统，QT，便携式检票机

Abstract

With the recent grow of rail transit system of main cities in China, it is required that a Portable Examinng Machine should be developed to relieve the stress of the large flow of passengers instead of ticket examining machine in peak time.

In this essay one such machine is developed, which is able to check tickets during passengers going through the access and operate tickets such as reading and updating the ticket under the manipulation of subway stuff. According to the metro AFC (Auto Fare Collection) system and ticket dealing rules, PEM have specific user demands to satisfy and a series of hardware and software which are listed in the essay. As an embedded system, PEM is developed in QT running under the Linux platform. QT is one programming system which is popularly used to design graphical interfaces, and can also be used to programming none-GUI system. QT is one suitable tool to develop the PEM machine in the essay.

The software system of PEM contains various parts with different functions, which communicates with hardware system through API (Application Program Interface).The detail design is also illustrated with the examples of checking and renewing tickets in the case diagram. Interfaces of a few main functions are shown in the essay.

Based on QT, PEM has benefited a lot from QT’s main features including rich widgets and good modularization. Signal-slot mechanism is the main point emphasized in the essay. In addition, UDP protocol in QT and the data reported Socket transmission are mentioned in the essay. In the last chapter one instance is also used to illustrate how to develop an interface for operators to log in.

It is expected that this machine will function well in the rail transit system.

Keywords: AFC System, embedded system, QT, Portable Examinng Machine

目录

摘要 II

Abstract III

目录 1

第一章 绪论 3

1.1 引言 3

1.2 地铁AFC系统结构 3

1.3 轨道交通票务规则 5

1.3.1 车票种类 5

1.3.2 票务计费方式 5

1.3.3 回收/非回收属性 5

1.3.4 大客流情况下的票卡问题 6

1.4 便携式检票机的研究现状 6

1.5 嵌入式系统的常用开发模式 7

1.6 论文组织架构 7

第二章 便携式检票机的用户需求和软硬件架构 9

2.1 用户需求和主要功能 9

2.1.1 操作员权限控制 9

2.1.2 乘客通行（进出站）控制 9

2.1.3 非付费区验票机功能 9

2.1.4 付费区验票机功能 10

2.1.5 信息查询功能 10

2.1.6 交易信息上传功能 10

2.2 便携式检票机的硬件构造 10

2.2.1 主控模块 11

2.2.2 智能卡读写模块 11

2.2.3 天线 12

2.2.4 电池 12

2.2.5 扬声器 12

2.3 便携式检票机的软件系统结构 12

2.3.1 软件系统结构图 12

2.3.2 软件模块控制流程 13

2.4 本章小结 14

第三章 便携式检票机软件系统详细设计 15

3.1 软件系统结构 15

3.2 软件功能用例 15

3.2.1 进/出站检票功能软件子模块设计 15

3.2.2 票卡更新子模块设计 16

3.2.3 信息传输子模块设计 16

3.3 系统主要功能界面 17

3.3.1 操作员登录界面 17

3.3.2 入站检票界面 18

3.3.3 出站检票界面 19

3.3.4 票卡更新界面 19

3.3.5 信息查询界面 19

3.4 本章小结 20

第四章 基于QT的便携式检票机开发 21

4.1 QT简介 21

4.2 QT的信号和槽机制 21

4.2.1 信号和槽对象的定义 21

4.2.2 信号和槽的关联方式 21

4.2.3 信号和槽机制的优越性 22

4.3 基于QT的UDP通信协议 22

4.3.1 UDP通信协议 23

4.3.2 网络通信的数据报式Socket传输 23

4.4 QT软件模块开发 24

4.5 本章小结 27

第五章 总结与展望 28

5.1 总结 28

5.2 展望 28

致谢 29

附录A 30

参考文献 33

绪论

引言

近年来，轨道交通系统在我国各大主要城市逐渐获得普及。为了提高地铁的服务质量，应保持站厅的有序运行，合理地控制地铁站客流是其中的重点内容。

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