基于VLAN加油站系统设计

　　概述

　　近年随汽车工业发展与人民生活的不断提高，加油站的工作量日渐繁重，旧的加油机系统，将大部分操作放在加油机终端，包括很多涉及安全的操作，另外发卡系统独立工作并未与系统连接，发卡之后还需要另行进行信息录入，给油站工作人员带来诸多不便，更因为系统操作上的不足，经常造成误操作给油站经营者带来损失。为此我们在对旧有加油系统及加油站实际需求充分调研后进行改造，并全新设计了加油站管理系统，使用虚拟局域网技术实现同一公司中不同油站之间的信息通信与同步。图1是该加油站系统的总体框图。

　　加油终端的改进

　　加油终端的结构框图如图2。

　　·电磁阀控制。加油终端的管道阀门由原有的普通电机控制改造为电磁阀控制，电磁阀设有大小阀来控制油品流量，在定量加油快接近结束时，提前一段时间先关闭大阀，以小阀继续供油直到加油结束，可以有效减小原先直接关闭电机，高速流动的油品对加油喉管的强大冲击。提前关闭大阀的时间为可编程，这样可以设置不同的时间长度用以适用不同密度的油品引起的流量不同，使大小阀关闭的先后间隔达到理想的控制。

　　·脱机加油信息的存储。原有加油终端仅能记录5条最近的加油记录，这样加油系统的网络出现问题期间的加油记录就必需人工来记录，等网络故障排除以后再录入系统，给整个系统操作造成麻烦。通过扩充加油终端上的信息存储介质，并在油站管理系统中配套开发了脱机加油信息同步模块，使得加油终端尽管在脱机状态下仍然可以记录近400条加油记录，并且可以按现金加油与IC卡加油进行分类。在与服务器重新建立通信连接后可以自动上传脱机数据，完整保存每一条加油记录。

　　现金加油与IC卡加油，加油终端同时支持现金加油和IC卡加油的方式。为客户提供灵活的结算方式。[1]

　　通过RS-485总线管理加油机[2][3]

　　服务器与加油终端之间以RS-485工业总线进行通信连接，RS-485标准采有用平衡式

　　发送，差分式接收的数据收发器来驱动总线，具体规格要求：

　　·接收器的输入电阻RIN≥12kW；

　　·驱动器能输出±7V的共模电压；

　　·输入端的电容≤50pF；

　　·在节点数为32个，配置了120W；的终端电阻的情况下，驱动器至少还能输出电压1.5V(终端电阻的大小与所用双绞线的参数有关)；

　　·接收器的输入灵敏度为200mV(即(V+)-(V-)≥0.2V，表示信号“0”；(V+)-(V-)≤-0.2V，表示信号“1”)。

　　因为RS-485的远距离、多节点(32个)以及传输线成本低的特性，使得RS-485成为工业应用中数据传输的首选标准。

　　这里，我们使用了RS-485总线作为上位机与各加油终端的通信方式，充分考虑了加油站的工作环境以及通信成本等因素。实际应用效果也证实该方案的有效性。

　　加油站管理系统

　　本系统对重新设计了整个加油站后台系统，主要包括两个模块：加油机管理模块和加油站系统模块，是以两个程序的形式存在，但共享同一数据库，后台数据库采用SQL Server 2000。[4]

　　其中，加油机管理模块主要功能：

　　·显示一个油站中所有加油机的状态，即加油或空闲状态，如果正在加油则实时跟踪显示加油升数和金额，同时显示是IC卡加油或现金加油；

　　·显示油品种类加油机编号等信息；

　　·该模块还负责“交接班”，“单价、时间的同步”和“强制关机”的功能；

　　·如果加油机曾经脱机工作，则在重新连接以后，该模块将负责将保存在加油机终端的脱机信息同步到后台数据库；

　　·每一个方框代表一台加油终端，数目是根据后台数据库确定的，可以在加油站系统某块种进行添加或删除的管理。

　　加油站系统模块主要功能：

　　·加油用户的管理，主要用以管理加油用户，其中包括了对IC卡的管理，开卡，挂失，补卡，黑名单，灰名单，个人卡，单位卡等；

　　·加油机管理，主要用以添加，删除加油机终端，对各加油机终端进行初始化等工作；

　　·账务管理油品的进销存管理；

　　·交接班管理油站员工实行三班倒工作制，该功能就是进行交接班管理；

　　·加油站管理因为同一公司可能会有多各加油站，这主要用以添加或删除加油站的；

　　·各类报表打印打印各类报表，提供管理依据。

　　系统安全性设计

　　·黑名单，灰名单概念的引入。本系统引入了黑名单和灰名单两个概念。这两个概念是针对IC卡加油客户的。

　　所谓黑名单就是那些报失的卡号，或某些恶意欠款，或长期灰名单客户转过来的卡号，这些进入黑名单的卡号如果再次实用，则加油机和后台系统都会提示，而且将无法在各加油站加油了。

　　所谓灰名单就是那些因为在加油过程中或结帐时有争议的卡号，会被暂时设为冻结状态，例如加油过程中，在油枪没有挂回原位时，系统是不会在IC卡里扣钱的，如果这时不慎将IC卡拔出，则等挂抢时，系统将无法结帐，于是就会产生一个灰名单的卡号，当这些卡号再次使用时，加油机和后台系统均会提醒客户及时进行处理，在客户处理结束后，该卡号即被解冻，重新进入正常卡号序列，可以正常实用了。本系统可以对上述情况进行处理，扣除原本应该扣除的金额，并将该卡号解冻。

　　·主板密码保护[5]

　　因为有些参数的设置也可以在加油终端主板上操作，如油品密度，价格，精度调整等，这些操作涉及操作权限，因此设计了一块密码板，在进行上述操作时需要将该密码板插上才可以。在加油终端上进行如上操作时，主板则先读取密码板，如果读不到或密码不匹配则该操作无法进行。

　　·后台系统安全措施

　　后台数据库采用Microsoft SQL Server 2000，数据库本身即有高安全性，而加油站系统模块也多处设计了密码权限保护措施，而且关键数据库的数据采用加密算法加以存储，使后台系统的安全性进一步增强。

　　通过虚拟局域网实现加油站之间的信息同步

　　VLAN(Virtual LocalVLAN(Virtual Local Area Network)又称虚拟局域网，是指在交换局域网的基础上，采用网络管理软件构建的可跨越不同网段、不同网络的端到端的逻辑网络。一个VLAN组成一个逻辑子网，即一个逻辑广播域，它可以覆盖多个网络设备，允许处于不同地理位置的网络用户加入到一个逻辑子网中。

　　由于同一公司的油站一般相距较远，使用IC卡加油有必然要求该IC卡在同一公司的各油站之间通用，同时为了保证资料的同步，必须在各油站之间进行通信，普通的拨号上网同步存在同步不能及时，资料上传下载速度较慢等缺点，考察各种连接方式，我们最终采用了虚拟局域网的方案实现了各油站之间数据的同步，确保了IC卡在各油站之间通行无阻，也使得黑名单和灰名单的卡号能及时地在各油站之间更新，减少公司损失或与客户的纠纷。

　　结语

　　本系统在原有加油机系统基础上做了较多改进，改进后的系统在实际运作过程中反映良好，加油机终端更加稳定可靠，后台管理系统操作更加人性化，安全性更强。

　　参考文献：

　　1. 王卓人 IC卡技术与应用 北京：电子工业出版社 1999

　　2. 谢瑞和 串行技术大全 北京：清华大学出版社， 2003

　　3. 黄军，熊勇等 Delphi串口通信编程 北京：人民邮电出版社 2001

　　4. 李香敏等 SQL Server 20000编程员指南 北京：北京希望电子出版社 2000

　　5. 王佳斌，戴在平 模拟I2C总线从器件的一种方法 华侨大学学报 Vol.25 No.2 p206-209 2004