自動(dòng)售貨機(jī)作為一種新型的便民設(shè)備,正逐漸被消費(fèi)者接受。近年來(lái),人們逐漸意識(shí)到售貨機(jī)系統(tǒng)的不完善：對(duì)于實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)不能及時(shí)了解，也不能及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)貨操作，影響了機(jī)器的正常運(yùn)行，為運(yùn)營(yíng)商和消費(fèi)者都帶來(lái)很大不便。為此有人提出了將售貨機(jī)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的想法，通過(guò)分析無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信的特點(diǎn)，以及對(duì)售貨機(jī)的應(yīng)用需求的分析，使用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊以及關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)合，構(gòu)建智能售貨機(jī)遠(yuǎn)程管理平臺(tái)。
一、系統(tǒng)架構(gòu)
選擇合適的硬件搭建售貨機(jī)的監(jiān)控平臺(tái)，達(dá)到在廣域網(wǎng)上的穩(wěn)定連接，能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控到各售貨機(jī)的運(yùn)行和售貨情況，方便遠(yuǎn)程終端獲取缺貨信息進(jìn)行補(bǔ)貨，保證維護(hù)人員實(shí)時(shí)了解當(dāng)前售貨運(yùn)行的各項(xiàng)指標(biāo)。
設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)總體架構(gòu)，分析應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了服務(wù)端的監(jiān)控程序：使用圖形界面動(dòng)態(tài)模擬了售貨機(jī)的售貨狀態(tài)，以及便捷的生產(chǎn)缺貨清單方案，為實(shí)際加貨操作提供了方便。
售貨機(jī)與刷卡板的串口通信，設(shè)計(jì)通信流程，使得在具備刷卡功能的同時(shí)能夠在消費(fèi)成功后將相關(guān)售貨數(shù)據(jù)傳送到服務(wù)器，以及需要定時(shí)的對(duì)售貨機(jī)的狀態(tài)進(jìn)行反饋到監(jiān)控平臺(tái)。
采用合適的消息封裝格式以及合理的應(yīng)答措施，使得無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接穩(wěn)定，實(shí)時(shí)更新售貨機(jī)的狀態(tài)信息和售貨信息，網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，采用短信方式通知服務(wù)器。
在發(fā)送端將傳輸數(shù)據(jù)采用合適的加密算法以及相關(guān)密鑰進(jìn)行加密處理，已達(dá)到信息的安全傳輸。
二、軟件平臺(tái)架構(gòu)
基于無(wú)線2G/3G/4G通信模塊的自動(dòng)售貨機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)由自動(dòng)售貨機(jī)終端、無(wú)線2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)以及后臺(tái)服務(wù)系統(tǒng)組成。
總體架構(gòu)圖如下所示：
整個(gè)系統(tǒng)分為兩大部分：售貨機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)主要用于獲取售貨機(jī)終端的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)和管理這些數(shù)據(jù)。查詢系統(tǒng)負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)上向消費(fèi)者公布售貨機(jī)售貨和消費(fèi)者信息等。
監(jiān)控平臺(tái)：將售貨機(jī)終端作為客戶端，客戶端的職責(zé)是采集每個(gè)售貨機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)與售貨數(shù)據(jù)，向服務(wù)器保持通信，并根據(jù)服務(wù)器下發(fā)的命令做出相關(guān)操作。服務(wù)器接收客戶端發(fā)送的各類數(shù)據(jù)信息，分類進(jìn)行處理，將狀態(tài)與報(bào)警信號(hào)顯示到監(jiān)控界面，銷售數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，并應(yīng)要求從數(shù)據(jù)庫(kù)讀取歷史數(shù)據(jù)。
無(wú)線數(shù)據(jù)通信模塊：為使得自動(dòng)售貨機(jī)更加信息化智能化，管理更加便捷化，新型的自動(dòng)售貨機(jī)信息管理系統(tǒng)正在解決這一問(wèn)題，系統(tǒng)利用2G/3G/4G無(wú)線通信技術(shù)，將自動(dòng)售貨機(jī)當(dāng)前運(yùn)營(yíng)的數(shù)據(jù)，包括系統(tǒng)狀態(tài)、系統(tǒng)故障、料道故障、缺貨情況、銷售數(shù)據(jù)通過(guò)安裝在自動(dòng)售貨機(jī)上的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊遠(yuǎn)程傳輸?shù)绞圬洐C(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，運(yùn)營(yíng)人員可以在任何一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的電腦上掌握售貨機(jī)的這些信息，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)的大規(guī)模運(yùn)營(yíng)和網(wǎng)絡(luò)化管理。
監(jiān)控系統(tǒng)采用C/S（客戶端/服務(wù)器）分布體系結(jié)構(gòu)。利用兩端硬件環(huán)境，將任務(wù)分別分配到服務(wù)器和客戶端上，并且通過(guò)監(jiān)控服務(wù)器來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，以及完成客戶端與數(shù)據(jù)庫(kù)之間的通信，這樣既減輕了客戶端的負(fù)擔(dān)，也增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性。
查詢系統(tǒng)：查詢系統(tǒng)采用B/S（瀏覽器/服務(wù)器）分布體系結(jié)構(gòu)。B/S是一種Saas服務(wù)模式，主要事務(wù)邏輯都由WWW瀏覽器通過(guò)服務(wù)器完成，減輕客戶端的負(fù)擔(dān)。其次，WEB服務(wù)器將可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言（XML）作為基本的表示數(shù)據(jù)，客戶端只配置瀏覽器，具有良好的擴(kuò)展能力和跨平臺(tái)性。
用戶使用手機(jī)或者PC機(jī)通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)WEB服務(wù)器，查詢售貨機(jī)位置、余貨以及消費(fèi)記錄。
三、系統(tǒng)各模塊結(jié)構(gòu)和功能介紹
售貨機(jī)的交易操作流程是：先通過(guò)鍵盤或者其他人機(jī)界面進(jìn)行選貨和確認(rèn)，然后開啟硬幣機(jī)、紙幣機(jī)以及刷卡設(shè)備，進(jìn)行資金支付，支付完成后完成出貨，出貨成功，檢查網(wǎng)絡(luò)連接，統(tǒng)計(jì)交易數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并發(fā)送至服務(wù)器。在無(wú)交易情況下，根據(jù)服務(wù)器的要求定時(shí)報(bào)告運(yùn)行狀況信息，在狀態(tài)超出警告范圍時(shí)需要主動(dòng)向上發(fā)起報(bào)告。
按照功能劃分，總體可分為以下功能模塊：
人機(jī)交互：包括鍵盤，LCD屏幕等，支持用戶選貨確認(rèn)，以及提醒用戶操作指示和顯示運(yùn)行狀態(tài)。目前很多售貨機(jī)制造商都采用大屏幕的觸屏顯示代替?zhèn)鹘y(tǒng)功能單一的顯示屏和鍵盤，將兩者功能進(jìn)行合并，而且在功能性和娛樂(lè)性上有了很大提高。
外圍設(shè)備：實(shí)現(xiàn)硬幣機(jī)、紙幣機(jī)的交互，以及對(duì)控制出貨的螺旋電機(jī)進(jìn)行控制操作。此處的通信使用MDB/ICP協(xié)議。
存儲(chǔ)模塊：在售貨機(jī)內(nèi)部也有存放銷售以及狀態(tài)信息的存儲(chǔ)模塊，防止在網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)交易信息的丟失，以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)刻進(jìn)行補(bǔ)發(fā)。
刷卡以及通信設(shè)備：刷卡以及通信設(shè)備就是本文詳述的部分，作用是使用刷卡支付代替現(xiàn)金交易支付功能，同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與狀態(tài)監(jiān)控。
其中的售貨機(jī)終端指的是刷卡和通信設(shè)備。售貨機(jī)終端包括售貨機(jī)主板、刷卡微控制單元（MCU）、無(wú)線2G/3G/4G模塊以及RF_UIM板。刷卡板MCU作為連接售貨機(jī)主板與無(wú)線2G/3G/4G模塊以及RF_UIM板的橋梁，擔(dān)負(fù)著刷卡與數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾饔谩Ｊ褂蒙漕l卡取代現(xiàn)金交易，使交易更便捷進(jìn)行，增加了消費(fèi)記錄的可讀性。
售貨機(jī)上電是MCU初始化無(wú)線2G/3G/4G模塊，向模塊發(fā)送AT指令，通過(guò)內(nèi)置的TCP/IP協(xié)議棧撥號(hào)并向服務(wù)器地址和端口發(fā)起網(wǎng)絡(luò)連接。當(dāng)消費(fèi)且出貨成功后，向MCU發(fā)送消費(fèi)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)MCU的處理，將銷售數(shù)據(jù)通過(guò)2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)上傳到監(jiān)控服務(wù)器。
MCU定時(shí)采集本售貨機(jī)的運(yùn)行狀況，向上匯報(bào)。在接收到應(yīng)答確認(rèn)之前不清除發(fā)送數(shù)據(jù)，等待與下次的數(shù)據(jù)整合合成一條向上發(fā)送，防止因?yàn)榉⻊?wù)器的工作中斷而丟失消息數(shù)據(jù)。
對(duì)于售貨機(jī)的應(yīng)用，已經(jīng)成為零售業(yè)的未來(lái)趨勢(shì)，而售貨機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化消費(fèi)和網(wǎng)絡(luò)化管理已成為售貨機(jī)行業(yè)的必然趨勢(shì)，人們通過(guò)自己投幣自動(dòng)取貨，不受時(shí)間和地點(diǎn)限制，方便快捷地買到需要的飲料、食品等。自動(dòng)售貨機(jī)通過(guò)無(wú)線通信模塊不僅可以補(bǔ)充人力資源不足的缺陷，而且可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)無(wú)人售貨的遠(yuǎn)程管理平臺(tái)，可以更省力，運(yùn)營(yíng)資本少，擁有多種優(yōu)勢(shì)。