高速公路網(wǎng)分布式信息報送系統(tǒng)的設(shè)計

摘 要： 由于大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)通信都需要借助Internet上的服務器，為了方便內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，比如高速公路網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的總中心和分中心之間的溝通，需要開發(fā)一個基于局域網(wǎng)的即時通信工具，實現(xiàn)在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中進行信息的交流。詳細論述了在Delphi環(huán)境下利用UDP協(xié)議建立C/S結(jié)構(gòu)的信息報送系統(tǒng)模型，從而實現(xiàn)信息的收發(fā)。

關(guān)鍵詞： 局域網(wǎng)； 分布式信息報送系統(tǒng)； C/S； 廣播

中圖分類號： TN711?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）07?0157?03

0 引 言

發(fā)展高速公路是現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展的必然趨勢，也是衡量一個國家現(xiàn)代化水平的重要標志。自1988年我國開始建設(shè)高速公路以來，我國高速公路建設(shè)事業(yè)向世界前列高速發(fā)展。目前，我國絕大部分省份高速公路已形成路網(wǎng)，單獨路段的異常事件影響的范圍越來越廣，全國約13個省基本實現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。交通信息化建設(shè)是整個交通行業(yè)的工作重點，此外，在各種高速公路突發(fā)事件的應急處置過程中，離不開信息的報送工作。應用于局域網(wǎng)內(nèi)企業(yè)（組織）內(nèi)部成員之間的交流領(lǐng)域，在沒有因特網(wǎng)的支持下也可以進行即時通信，因此更安全、更高效；同時因為它界面簡潔實用，沒有娛樂功能，所以簡單易用，使企業(yè)（組織）成員更加專注于工作，減少不必要的財力和人力資源浪費。

1 高速公路網(wǎng)分布式信息報送系統(tǒng)需求分析

傳統(tǒng)信息報送系統(tǒng)多使用語音信息實現(xiàn)省中心與各分路段的交流。語音信息采用單工通信方式（例如廣播），用分組交換技術(shù)提高線路利用率，通過將聲音信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字編碼信號，然后經(jīng)過分組、打包、解碼、合成、復原等過程將信息發(fā)送至接收端，具有接收面廣、信息發(fā)布及時、形式活潑、聽眾易于接受、有效時間長、對駕駛員注意力影響小等特點。但若出現(xiàn)電路擁擠，在等待轉(zhuǎn)發(fā)過程中易發(fā)生分組數(shù)據(jù)丟失，從而造成信息傳遞失敗。新一代的信息報送系統(tǒng)以電子、通信、計算機、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代技術(shù)為基礎(chǔ)，克服了語音信息的抗干擾性差，不易查詢等缺點，具有抗干擾能力強，差錯可控，易于與各種數(shù)字終端接口，易于集成，易于加密等優(yōu)點，以提高高速公路的運輸效益、降低高速公路事故為目的，更好地實現(xiàn)了高速公路網(wǎng)的智能監(jiān)控，為高速公路安全、高速、暢通、經(jīng)濟、環(huán)保的運行保駕護航。

1.1 業(yè)務用例

各路段有事件發(fā)生時，若A路段遇道路關(guān)閉，B路段發(fā)生交通事故，A，B路段所屬的路段中心將信息上報給省中心，省中心按照信息優(yōu)先級進行處理，然后向有關(guān)路段下達指示，示意圖如圖1所示。

1.2 總體需求分析

省域高速公路網(wǎng)管理機制為：省中心—各分中心，故系統(tǒng)需要實現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)省中心—分中心以及分中心—分中心的會信息收發(fā)功能，要有美觀、易操作的界面，聊天記錄可以保存。考慮到省域高速公路網(wǎng)的分布式結(jié)構(gòu)，信息報送系統(tǒng)也采用分布式的數(shù)據(jù)庫來存儲信息記錄。總體需求如下：

（1）只限于局域網(wǎng)內(nèi)聊天。

（2）美觀的操作界面。

（3）主界面可以最大化、最小化和關(guān)閉。

（4）可以添加好友、網(wǎng)名。

（5）可以同時與多個人聊天。

（6）消息到達時可以有聲音提示。

（7）可以保存和清存聊天記錄。

（8）可以發(fā)送文件和圖片。

（9）對于總中心而言，需要同時向多個分中心發(fā)布信息，故系統(tǒng)可以實現(xiàn)群發(fā)消息功能。

（10）對于分中心而言，需向省中心申請注冊，經(jīng)省中心審批成為省域路網(wǎng)成員后，才能與省域內(nèi)成員進行信息報送。

業(yè)務用例示意圖

1.3 性能需求分析

（1）可靠性高，能在由于系統(tǒng)問題或其他原因產(chǎn)生錯誤后，做出相對應處理，在出現(xiàn)不可知的錯誤以后，可以盡量安全的退出程序。

（2）易操作性，程序簡單易懂，容易上手使用。設(shè)計界面時，簡化界面的復雜性，模擬QQ等現(xiàn)有即時通信工具的界面，使用戶能很容易看懂并使用。

（3）開發(fā)文檔易理解[1]，保證以后自己二次開發(fā)或他人接手開發(fā)時，能夠清晰地理解整個系統(tǒng)的設(shè)計思路和實現(xiàn)細節(jié)。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)開發(fā)平臺介紹

Delphi 是Borland 公司開發(fā)的可視化軟件開發(fā)系統(tǒng)，它基于Windows 系統(tǒng)，采用高度結(jié)構(gòu)化的Object Pascal 語言，具有結(jié)構(gòu)清晰、高效優(yōu)化等特點[2?3]。它使用了Microsoft Windows 圖形用戶界面的許多先進特性和設(shè)計思想，采用了彈性可重復利用且完整的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言、當今最快的編輯器和最為領(lǐng)先的數(shù)據(jù)庫技術(shù)。

2.2 信息報送流程

（1）系統(tǒng)登錄

在用戶登錄區(qū)中輸入用戶名、密碼以及確認密碼（另附）后登錄，進入系統(tǒng)主界面。

（2）系統(tǒng)使用

①密碼更改。點擊用戶登錄區(qū)下面的密碼修改即可進入密碼修改。根據(jù)要求填寫對應的內(nèi)容，分別輸入舊密碼、新密碼和確認密碼（即新密碼）后，點擊提交按鈕，密碼修改完畢，新密碼生效，退出系統(tǒng)后即可用新密碼登錄。

②信息發(fā)送。用戶在會話界面的消息輸入框內(nèi)輸入將要發(fā)送的消息，點擊發(fā)送按鈕，會話的消息顯示界面會顯示出發(fā)送消息的時間以及消息的內(nèi)容。

（3）退出系統(tǒng)

點擊會話主界面的關(guān)閉按鈕，出現(xiàn)消息對話框，確認關(guān)閉后即可退出系統(tǒng)。

2.3 系統(tǒng)總體架構(gòu)

系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖2所示。

系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

2.4 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計及代碼實現(xiàn)

2.4.1 局域網(wǎng)內(nèi)實現(xiàn)廣播功能

在Delphi的開發(fā)環(huán)境下，系統(tǒng)用Indy組件的此項屬性來實現(xiàn)廣播功能。具體操作如下：

首先，將選用的Indy的相關(guān)組件的Active屬性的值設(shè)為True；

然后，將選用的Indy的相關(guān)組件的BroadcastEnabled屬性的值設(shè)為True；

最后，給客戶端和服務端的Indy組件分別設(shè)置有效的端口地址。編址時要充分考慮地址的可用性，即盡量設(shè)置偏大的端口值，從而避免與一些內(nèi)部的端口地址發(fā)生沖突。

2.4.2 局域網(wǎng)內(nèi)實現(xiàn)消息收發(fā)

在Delphi的開發(fā)環(huán)境下，系統(tǒng)選用UDP協(xié)議下Indy組件實現(xiàn)消息的收發(fā)功能。結(jié)合所選擇的C/S模式和UDP協(xié)議，選用Indy組件的IdUDPServer和IdUDPClient實現(xiàn)客戶端和服務器端消息的收發(fā)。實現(xiàn)函數(shù)如下：

對于省中心（服務端）來說，直接用IdUDPServer的發(fā)送屬性實現(xiàn)消息的發(fā)送，用IdUDPServer的OnUDPRead事件實現(xiàn)消息的接收，函數(shù)格式如下：

省中心發(fā)送函數(shù)：

IdUDPServer1.Send（host，port，edit3.Text+′：′+memo2.text）；

省中心接收消息：

Procedure TForm1.IdUDPServer1UDPRead （Sender： TObject； AData： array of Byte； ABinding： TIdSocketHandle）；

對于分中心（客戶端）來說，直接用 IdUDPCliet的發(fā)送函數(shù)實現(xiàn)消息的發(fā)送，因為IdUDPClient的接收函數(shù)運行出現(xiàn)錯誤，故給分中心也添加IdUDPServer組件，并用它的OnUDPRead事件接收省中心發(fā)送的消息，函數(shù)格式如下：

分中心發(fā)送函數(shù)：

IdUDPClient1.Send（Edit3.Text+′：′+memo2.text）；

分中心接收函數(shù)：

ProcedureTForm1.IdUDPServer1UDPRead（Sender： TObject； AData： array of Byte； ABinding： TIdSocketHandle）；

2.4.3 歷史信息記錄功能

作為用于高速公路網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的信息報送系統(tǒng)，為了方便用戶查詢信息的歷史記錄，系統(tǒng)模型需要實現(xiàn)存儲信息的功能。Memo組件提供有LoadFromFile和SaveToFile方法，這兩個方法是用來加載文本文件到Memo組件和把Memo組件內(nèi)的文字數(shù)據(jù)寫入文件中，函數(shù)分別如下：

memo3.Lines.LoadFromFile（′消息記錄′）；

Memo1.Lines.SaveToFile（′消息記錄′）；

2.4.4 消息提示功能

為了使用戶及時看到信息，消息到達時，會有聲音提示用戶。Delphi中有專門用來播放聲音文件的函數(shù)，最常用的函數(shù)有PlaySound和SndPlaySound。

本系統(tǒng)模型中采用了SndplaySound函數(shù)播放格式為WAV提示音。可按下面的方式調(diào)用：

sndplaysound（′E：＼sound＼music.wav′，snd_async）； //music為程序中要播放的聲音資源；

2.5 界面設(shè)計

（1）登陸界面的設(shè)計：為了提高系統(tǒng)的安全性，因此給系統(tǒng)設(shè)置了登錄界面。在登錄界面上添加了用戶名和密碼以及確認密碼的輸入框。用戶需要在用戶名與密碼均正確的情況下才能進入系統(tǒng)的主界面。需要用到的組件有Image，Lable，Edit等。

（2）主界面的設(shè)計：主界面的設(shè)計要實現(xiàn)的功能主要是聯(lián)系人的分組顯示、添加、刪除、查找，以及即時時間的顯示，界面要簡潔明了，給用戶創(chuàng)造一個良好的系統(tǒng)環(huán)境。主要用到的組件有MainMenu，ToolBar，Combobox等。

（3）會話界面的設(shè)計：當高速公路監(jiān)控局域網(wǎng)內(nèi)的成員如總中心與分中心之間發(fā)起會話時，出現(xiàn)會話界面。會話界面的設(shè)計主要從實用性和美觀性著手，來實現(xiàn)消息的發(fā)送、顯示和查詢等主要功能。另外，添加了通過IP地址和端口來查找用戶的功能。主要控件有Memo，F(xiàn)ontDialog，OpenPictureDialog等。Memo用于消息的輸入、顯示、查詢的外觀顯示，Image用于嵌入圖片，美化界面，BitBtn用于消息的‘發(fā)送’、‘關(guān)閉’、‘清空’等按鈕的實現(xiàn)。會話界面

系統(tǒng)的會話界面

3 結(jié) 語

本文描述了高速公路網(wǎng)信息報送系統(tǒng)的設(shè)計需求，信息報送流程，在Delphi環(huán)境下系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計以及代碼實現(xiàn)。實際測試結(jié)果表明，該設(shè)計根據(jù)需求使用有關(guān)組件完成了分布式的信息報送系統(tǒng)模型的建立，可以實現(xiàn)信息的收發(fā)、存儲。

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