任务四
毕业设计

能力要求

案例点评

交通监理及收费系统的设计与实现

摘要 分析了监理及收费系统的结构模型，着重介绍了利用IC卡实现交通监理以及收费信息管理的有效方法。通过该系统，可实现交通监理的规范化、合理化，从而提高交通监理水平。另外，本文所描述的软、硬件结构也可推广到其他的收费系统之中。

关键词 MIS交通监理 收费系统IC卡

随着计算机及通信技术的飞速发展，计算机应用已渗透到社会经济的各个领域，对社会经济的发展起着越来越重要的作用。而如何提高交警在交通监理工作中的科技含量，并使其规范化、标准化，从而消除工作中的腐败现象，仍是摆在我们面前的重要课题。虽然有的地区采用银行代收违章罚款的方式，但也只能解决部分问题，并存在某些弊端。交通监理及收费信息管理系统（以下简称TSCMIS）的实施，可使交通监理收费管理准确、及时、可靠。

TSCMIS系统是以IC卡代替现金支付手段的信息管理系统，包括IC卡管理系统和收费信息管理系统。IC卡管理系统用于卡的管理，主要包括司机卡和交警卡的发行、挂失、招领、注销以及司机卡的续交款等。收费信息管理系统用于存储和管理系统中的司机信息和处罚缴款信息，并负责完成财务报表、对账、转账等功能，以及公共信息的发布、用户通过MODEM远程拨号或直接通过Internet查询有关信息。

本文介绍了TSCMIS系统的基本结构、工作原理、软硬件接口设计方法等。

1.TSCMIS系统基本结构

TSCMIS是一个规模较大、技术复杂程度较高的系统项目，为了避免用户重复投资，确保系统具有先进性和实用性，并综合考虑Internet技术的最新发展以及传统Client/ Server结构的优势。我们本着基于开放的硬件平台、开放的软件结构以实现高性能、高可靠性、高可用性及高可维护性等系统集成原则，设计和实现了该系统。

实现该系统时可采用两种网络方案。

（1）小型交警操作器与交通监理中心之间采用无线网络方式进行数据通信，但是这种方案投资大、技术难度高、维护工作量大、操作人员素质要求高。

（2）采用分散监督，IC卡收费集中管理的方案。在第二种方案中，使用小型交警操作器在公路上流动巡逻，违章司机利用司机卡进行缴费并通过交警卡汇总；然后在交通监理中心实现集中收费管理。该方案具有投资省、维护工作量小、操作方便等特点。交通监理及收费管理系网络拓扑结构图如图1-1所示。

系统中各部件的主要功能如下：

① 主服务器——操作系统平台为WindowsNT4.0、数据库平台为SQL Server7.0。描述了选择网络操作系统和数据库服务器的标准。主服务器主要用于管理司机卡、交警卡的有关信息、记录司机违章情况及处罚金额等信息以及完成收费管理所需的各项财务报表。

② IC卡读写器——读写司机卡、交警卡中的信息。

③ 票据打印机——打印用户罚款、缴款信息。

④ 用户显示屏——交通监理中心对司机卡进行操作时，用于显示司机IC卡中的相关信息。

⑤ 操作员监视器——显示系统操作员的界面。

⑥ 小型交警操作器。

⑦ 读写司机卡、交警卡。

⑧ 显示信息——违章驾驶证号、车辆型号、车号、简要违章条例、罚款金额及扣除后司机卡中的剩余金额等。

记录罚款情况及汇总，当司机卡中金额不够付款时，临时现金收费。

2.TSCMIS系统硬件设计与实现

在系统的硬件设计中，主要是小型交警操作卡和IC卡读写器的设计。

（1）小型交警操作器

小型交警操作器主要用于交警流动巡逻，现场处理交通违章。其工作原理是：交警每次当班时，利用交警卡启动小型交警操作器；当发现违章司机后，将司机卡插入IC卡读写头，系统自动读入该司机卡的相关信息（如卡号、身份证号、驾驶证号、卡中剩余金额等），交警从自定义键盘上输入该次违章信息（如违章交通条例号、处罚信息等），并将违章信息记入司机卡中；当交警下班时，再次插入交警卡，汇总该次当班的处罚信息，并关闭小型交警操作器，小型交警操作器的IC卡读写器硬件逻辑图如图1-2所示。

① 89C51——内含4K字节PEROM和128字节RAM的MCS251系列单片机，是小型交警操作器的指挥控制中心。其中PEROM区存放监控程序，完成IC卡的读写、信息显示、语音报警、键盘操作、数据存取和保护等功能，PEROM区中还存放交通法规条例。

② RAM数据区——记录交警卡中信息以及违章司机卡信息和违章罚款等信息，其容量为8K字节的2764RAM芯片。

③ 液晶显示器——显示违章司机卡中有关信息及本次违章情况和处罚情况等。

④ 自定义键盘——用于输入违章法规条例和处罚金额等信息。

⑤ 语音接口电路——用于提示交警本次处理成功与否。

⑥ 复位及掉电保护电路——用于复位系统；当掉电时，保护RAM中有关数据；当电压过低时，发出报警信息，提示用户更换电池。

⑦ IC卡读写驱动电路——读写交警卡和司机卡，其中交警卡相当于钥匙，用于开启小型交警操作器。当交警下班时，再次将交警卡插入IC卡读写头中，用于汇总信息，集中管理。

⑧ 司机卡、交警卡——利用AT24C01 E2PROM压膜而成。AT24C01提供1024位的存储容量，可重复擦写10万次。

（2） IC卡读写器

IC卡读写器是交通监理中心用于读写司机卡、交警卡的主要设备。

① 89C51的PEROM中存放着监控程序，用于完成交警卡、司机卡的制作和读写，负责与主机的通信、显示信息和语音提示等。

② IC卡读写系统驱动电路——负责司机卡、交警卡中信息的读出、写入控制。

③ RS2232接口电路——负责IC卡读写器与主机的通信。

3．软件设计

本系统的软件包括以下三个部分。

① 小型交警操作器的监控程序。

② IC卡读写器监控程序。

③ 主服务器中收费信息管理系统。包括存储和管理系统中的司机信息和处罚缴款信息，负责完成财务报表、对账、转账等，通过Internet发布公共信息，用户通过MODEM远程拨号查询有关信息等。

（1）小型交警操作监控程序

小型交警操作器中的监控程序采用MCS251汇编语言编写，执行代码固化在89C51的PEROM中，其主要功能包括：

① 读交警卡，开启小型交警操作器，此时表示该操作器处于工作状态。

② 当读司机卡（即该司机违反某些交通法规）时，显示司机卡中的有关信息，以便验卡，并在司机卡中记录此次违章时间、违反哪条法规、处罚金额、卡中剩余金额等信息。

③ 当交警下班时，再次插入交警卡，收集此班的所有记录，以便汇总。

当司机卡（交警卡）插入小型交警操作器时，产生外中断1的中断信号，进入外中断1的服务程序。其程序流程图如图1-3所示。

该监控程序的主要功能与小型交警操作器监控程序类似，不同之处在于IC卡读写器是直接与收费信息管理系统连接的。

（2） IC卡读写监控程序

IC卡读写器监控程序具体功能包括：

① 当遇到空白卡时，根据要求制作交警卡或司机卡。

② 当遇到交警卡时，读入交警卡收集汇总的有关记录，修改信息管理系统中的有关数据。

③ 当遇到司机卡时，可追加、退还金额，打印该司机卡的有关违章罚款收据。

（3）收费信息管理系统

收费信息管理系统是基于SQL Server7. 0数据库，利用PB7. 0、VB + +、InterDev2. 0、FrontPage1. 1等工具进行开发的。该系统是基于Client/ Server和Browser/ Server相结合的计算模式进行设计实现的。由于目前在Browser/ Server结构上支持事务处理的能力不是很强，因此我们对一些实时性、可靠性和安全性强的事务处理均采用Client/ Server计算模式，并依据高性能、高可靠性、高可用性及高可维护性等系统集成原则设计和实现了该系统。

4．结语

本文所给出的交通监理及收费管理系统的体系结构简洁合理；软、硬件设计方法独特，使用效果好。所实现的系统在某市交通监理及收费过程中成功试用并一直稳定运行，带来了较好的社会效益和经济效益。由于IC卡存储信息量大、防磁防潮、保密性好，系统具有投资省、收效大等优点，所以本系统具有很好的功能扩展前景，只要对该系统稍做修改，就可应用到过桥（路）收费、加油站、无人售票车收费等场合。

参考文献

[1] 孙育才．MCS-51系列单片微型计算机及其应用[M]．南京：东南大学出版社，1989.

[2] 涂时亮，等．单片微机MCS-51用户手册[M]．上海：复旦大学出版社，1990.

[3] 何军，等．PowerBuilder7.0原理与应用开发指南[M]．北京：电子工业出版社，1997.

[4] 杨莹，刘献忠．基于Browser/Server体系结构的XFMIS设计与实现[J].计算机工程，1999 ,25（7）:103-105.

这是一篇关于现实生活中的交通监理及收费系统设计的论文。论文分析了监理及收费系统的结构模型，着重介绍了利用IC卡实现交通监理以及收费信息管理的有效方法。通过该系统，可实现交通监理的规范化、合理化，从而提高交通监理水平。全篇条理清晰，通俗易懂，具有较强的现实针对性和可行性。

知识归纳

（一）毕业设计概述

设计是一种创造性的劳动，它是人们根据客观条件以最佳方式实现具体目标的思维过程及书面表述。设计的优劣显然与设计者的知识面、对相关理论的掌握以及综合运用知识的能力密切相关。

毕业设计是学生在学习过程的最后一段时间里，在老师指导下，就某一课题，综合运用所学知识争取用最佳方式予以实现的思维过程及其书面表述。

毕业设计有工程型、科研型和理论型三种。

1．工程型毕业设计

工程设计是设计中的一种，其目的在于将技术原理转化为技术现实，或者是为将科研成果转化为生产力创造基础。因此，设计者应在毕业设计期间做出工程产品的一部分或相对完整的工程系统。此外，还应对是否污染环境、能否在市场上生存等问题做出明确的回答。

按特征不同，工程设计可划分为：产品设计、部件设计、布线设计、机房设计、网络规划、控制系统的设计、管理系统与监测系统的设计等。

2．科研型毕业设计

这一类型的设计，不一定要做出工程产品或可以实施的规范，其特点是带有探索性，以期在某个关键技术上有所突破。

3．理论型毕业设计

重点是写毕业论文，详见本节“毕业论文”部分。

我们所说的毕业设计，主要是指工程型毕业设计和科研型毕业设计。

（二）毕业设计的格式

毕业设计论文是毕业设计工作的总结和提高，和做科研开发工作一样，要有严谨求实的科学态度。毕业设计论文应有一定的学术价值和实用价值，能反映出作者所具有的专业基础知识和分析解决问题的能力。

毕业设计论文的写作方法是多种多样的，并没有一个固定的格式。一般来说，毕业设计论文的格式可以参阅前文“毕业论文的格式”。

（三）写作要求

1．毕业设计要有创新性。

2．内容资料要确实可靠。

3．语言表述要准确周密。

4．图表选用要规范标准。

实训活动

根据自己所学专业，在专业教师的指导下，完成一篇毕业设计。 Z0/kz4eAVGN8AUTUzlZ/0lkq0Tiy/kLClc8j3zIzgmeXlqn99kNo/v/n4QLsBfc3