基于VLAN加油站系統設計

　　概述

　　近年隨汽車工業發展與人民生活的不斷提高，加油站的工作量日漸繁重，舊的加油機系統，將大部分操作放在加油機終端，包括很多涉及安全的操作，另外發卡系統獨立工作并未與系統連接，發卡之后還需要另行進行信息錄入，給油站工作人員帶來諸多不便，更因為系統操作上的不足，經常造成誤操作給油站經營者帶來損失。為此我們在對舊有加油系統及加油站實際需求充分調研后進行改造，并全新設計了加油站管理系統，使用虛擬局域網技術實現同一公司中不同油站之間的信息通信與同步。圖1是該加油站系統的總體框圖。

　　加油終端的改進

　　加油終端的結構框圖如圖2。

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

　　·脫機加油信息的存儲。原有加油終端僅能記錄5條最近的加油記錄，這樣加油系統的網絡出現問題期間的加油記錄就必需人工來記錄，等網絡故障排除以后再錄入系統，給整個系統操作造成麻煩。通過擴充加油終端上的信息存儲介質，并在油站管理系統中配套開發了脫機加油信息同步模塊，使得加油終端盡管在脫機狀態下仍然可以記錄近400條加油記錄，并且可以按現金加油與IC卡加油進行分類。在與服務器重新建立通信連接后可以自動上傳脫機數據，完整保存每一條加油記錄。

　　現金加油與IC卡加油，加油終端同時支持現金加油和IC卡加油的方式。為客戶提供靈活的結算方式。[1]

　　通過RS-485總線管理加油機[2][3]

　　服務器與加油終端之間以RS-485工業總線進行通信連接，RS-485標準采有用平衡式

　　發送，差分式接收的數據收發器來驅動總線，具體規格要求：

　　·接收器的輸入電阻RIN≥12kW；

　　·驅動器能輸出±7V的共模電壓；

　　·輸入端的電容≤50pF；

　　·在節點數為32個，配置了120W；的終端電阻的情況下，驅動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有關)；

　　·接收器的輸入靈敏度為200mV(即(V+)-(V-)≥0.2V，表示信號“0”；(V+)-(V-)≤-0.2V，表示信號“1”)。
 
　　因為RS-485的遠距離、多節點(32個)以及傳輸線成本低的特性，使得RS-485成為工業應用中數據傳輸的首選標準。

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

　　加油站管理系統

　　本系統對重新設計了整個加油站后臺系統，主要包括兩個模塊：加油機管理模塊和加油站系統模塊，是以兩個程序的形式存在，但共享同一數據庫，后臺數據庫采用SQL Server 2000。[4]

　　其中，加油機管理模塊主要功能：

　　·顯示一個油站中所有加油機的狀態，即加油或空閑狀態，如果正在加油則實時跟蹤顯示加油升數和金額，同時顯示是IC卡加油或現金加油；

　　·顯示油品種類加油機編號等信息；

　　·該模塊還負責“交接班”，“單價、時間的同步”和“強制關機”的功能；

　　·如果加油機曾經脫機工作，則在重新連接以后，該模塊將負責將保存在加油機終端的脫機信息同步到后臺數據庫；

　　·每一個方框代表一臺加油終端，數目是根據后臺數據庫確定的，可以在加油站系統某塊種進行添加或刪除的管理。

　　加油站系統模塊主要功能：

　　·加油用戶的管理，主要用以管理加油用戶，其中包括了對IC卡的管理，開卡，掛失，補卡，黑名單，灰名單，個人卡，單位卡等；

　　·加油機管理，主要用以添加，刪除加油機終端，對各加油機終端進行初始化等工作；

　　·賬務管理油品的進銷存管理；

　　·交接班管理油站員工實行三班倒工作制，該功能就是進行交接班管理；

　　·加油站管理因為同一公司可能會有多各加油站，這主要用以添加或刪除加油站的；

　　·各類報表打印打印各類報表，提供管理依據。

　　系統安全性設計

　　·黑名單，灰名單概念的引入。本系統引入了黑名單和灰名單兩個概念。這兩個概念是針對IC卡加油客戶的。

　　所謂黑名單就是那些報失的卡號，或某些惡意欠款，或長期灰名單客戶轉過來的卡號，這些進入黑名單的卡號如果再次實用，則加油機和后臺系統都會提示，而且將無法在各加油站加油了。

　　所謂灰名單就是那些因為在加油過程中或結帳時有爭議的卡號，會被暫時設為凍結狀態，例如加油過程中，在油槍沒有掛回原位時，系統是不會在IC卡里扣錢的，如果這時不慎將IC卡拔出，則等掛搶時，系統將無法結帳，于是就會產生一個灰名單的卡號，當這些卡號再次使用時，加油機和后臺系統均會提醒客戶及時進行處理，在客戶處理結束后，該卡號即被解凍，重新進入正常卡號序列，可以正常實用了。本系統可以對上述情況進行處理，扣除原本應該扣除的金額，并將該卡號解凍。

　　·主板密碼保護[5]

　　因為有些參數的設置也可以在加油終端主板上操作，如油品密度，價格，精度調整等，這些操作涉及操作權限，因此設計了一塊密碼板，在進行上述操作時需要將該密碼板插上才可以。在加油終端上進行如上操作時，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法進行。

　　·后臺系統安全措施

　　后臺數據庫采用Microsoft SQL Server 2000，數據庫本身即有高安全性，而加油站系統模塊也多處設計了密碼權限保護措施，而且關鍵數據庫的數據采用加密算法加以存儲，使后臺系統的安全性進一步增強。

　　通過虛擬局域網實現加油站之間的信息同步

　　VLAN(Virtual LocalVLAN(Virtual Local Area Network)又稱虛擬局域網，是指在交換局域網的基礎上，采用網絡管理軟件構建的可跨越不同網段、不同網絡的端到端的邏輯網絡。一個VLAN組成一個邏輯子網，即一個邏輯廣播域，它可以覆蓋多個網絡設備，允許處于不同地理位置的網絡用戶加入到一個邏輯子網中。

　　由于同一公司的油站一般相距較遠，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，同時為了保證資料的同步，必須在各油站之間進行通信，普通的撥號上網同步存在同步不能及時，資料上傳下載速度較慢等缺點，考察各種連接方式，我們最終采用了虛擬局域網的方案實現了各油站之間數據的同步，確保了IC卡在各油站之間通行無阻，也使得黑名單和灰名單的卡號能及時地在各油站之間更新，減少公司損失或與客戶的糾紛。

　　結語

　　本系統在原有加油機系統基礎上做了較多改進，改進后的系統在實際運作過程中反映良好，加油機終端更加穩定可靠，后臺管理系統操作更加人性化，安全性更強。

　　參考文獻：

　　1.  王卓人 IC卡技術與應用 北京：電子工業出版社  1999

　　2.  謝瑞和 串行技術大全  北京：清華大學出版社， 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 華僑大學學報 Vol.25 No.2 p206-209 2004