加油機多媒體屏管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

胡光元 畢靜

摘要：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術與人工智能的發(fā)展，加油機不再僅僅作為加油支付的工具。該文本著設備即是服務的理念，使加油機作為與客戶交互的服務界面還充當著業(yè)務信息交流的角色，該文對加油機加油支付管理操作進行了改進，設計的多媒體屏管理系統(tǒng)使司機在加油過程中不僅看到相關加油數(shù)據(jù)還能分享到來自油站的視頻廣告通知等服務信息。文中采用前后端分離技術，規(guī)劃設計了系統(tǒng)前端加油支付、視頻圖片等信息顯示功能，利用后端實現(xiàn)復雜算法和業(yè)務功能，采用消息機制實現(xiàn)前后端信息發(fā)送，并采用ftp和多線程技術實現(xiàn)播放文件的傳送和下載。文中對多媒體屏各個功能模塊的設計實現(xiàn)做了一一介紹。

關鍵詞：加油機;多媒體屏;視頻廣告;消息機制

中圖分類號：TP315? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）13-0197-03

1 背景

目前加油站發(fā)布各種信息主要是通過短信、電話通知客戶或者需要客戶到店咨詢各種業(yè)務，既給客戶需求帶來不便也不利于加油站的業(yè)務發(fā)展和提高企業(yè)形象。因此加油站需要設計良好先進的平臺來發(fā)布各種信息、宣傳自己的各種產(chǎn)品和服務。另外加油機在加油過程中通常只在顯示屏上實時顯示加油的升數(shù)、金額和單價等信息，比較單調(diào)[1]，加油時也沒有微信支付功能。多媒體加油機設計與研究除了讓加油機加油外，還完善支付功能，還讓加油機成為與客戶交互的服務系統(tǒng)，承載著提供功能性體驗、情感性體驗和社會性體驗的重要作用。文中提及的多媒體屏是一個小型嵌入式計算機即工業(yè)用平板 PC安裝在加油機上，用來作為加油機加油操作和數(shù)據(jù)信息畫面顯示終端。

2網(wǎng)絡拓撲結構

物聯(lián)網(wǎng)技術和設備智能化的快速發(fā)展，為加油站設備改造、現(xiàn)代化管理提供了技術保障，加油機不僅僅完成加油功能，支付方式電子化、設備的動態(tài)監(jiān)控、加油數(shù)據(jù)及各種相關信息最終要以界面顯示方式呈現(xiàn)給需求者，為方便查詢數(shù)據(jù)及監(jiān)控設備狀態(tài)，多個加油機和計算機等設備利用物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)技術組成網(wǎng)絡來實現(xiàn)加油站各個業(yè)務功能。加油站內(nèi)各個設備網(wǎng)絡拓撲結構如圖1所示。

站內(nèi)前置主機主要負責實時監(jiān)控多媒體加油機狀態(tài)，接收、顯示和保存加油機的加油數(shù)據(jù)，彼此相互通訊;油站管理主機對油站業(yè)務管理，包括統(tǒng)計、匯總加油數(shù)據(jù)、IC卡發(fā)放、續(xù)存等業(yè)務;多媒體加油機除了完成加油功能，還可以使用IC卡加油支付、微信支付，在加油機的多媒體屏上除了顯示加油數(shù)據(jù)還可以顯示音視頻、圖片、通知廣告等信息;多媒體服務器負責準備多媒體屏需要的文件和通知等信息，多媒體服務器與多媒體屏可以相互發(fā)送信息。

3 開發(fā)工具

Qt是一個跨平臺C++圖形用戶界面應用程序開發(fā)框架。它既可以開發(fā)GUI程序，也可用于開發(fā)非GUI程序。Qt除了用來開發(fā)圖形界面應用程序、繪制漂亮的界面（包括控件、布局、交互），還包含很多其他功能，比如多線程、訪問數(shù)據(jù)庫、圖像處理、音頻視頻處理、網(wǎng)絡通信、文件操作等，這些 Qt 都已經(jīng)內(nèi)置了[2]。Qt的qml界面編程方式非常靈活，設計出的界面簡潔大氣又非常絢麗，有很多動畫。為了使界面美觀、設計靈活方便，本文采用前后端分離技術，使用qml方式設計界面，使用Qt C++ 實現(xiàn)非界面的業(yè)務邏輯和復雜運算。

數(shù)據(jù)庫使用SQLite，它是一款輕型的數(shù)據(jù)庫，它包含在一個相對小的C庫中，它的設計目標是嵌入式的，占用資源非常的低，在嵌入式設備中，可能只需要幾百K的內(nèi)存就夠了。它能夠支持Windows/Linux/Unix等主流的操作系統(tǒng)，同時能夠跟很多程序語言相結合，處理速度較快[3]。多媒體屏是一個小型嵌入式計算機，硬盤空間較小，需要使用SQLite數(shù)據(jù)庫記錄保存播放文件和通知等信息。

4 前端界面設計

當多媒體屏運行時，顯示界面示意圖如圖2所示。

界面區(qū)域分為“視頻廣告區(qū)”“信息欄”“支付二維碼區(qū)”“通知欄”等四個主要區(qū)域。視頻廣告區(qū)在加油機空閑情況下處于全屏展示狀態(tài)，占據(jù)整個屏幕，當有加油信息和通知信息顯示時，只在默認區(qū)域顯示;信息欄顯示加油機各個狀態(tài)信息，包括插卡用戶信息、正在加油數(shù)據(jù)信息、加油結束信息、微信支付等信息;通知欄顯示通知信息，為單行滾動文字，文字信息來自多媒體服務器傳送。二維碼區(qū)為支付二維碼展示區(qū)域，此區(qū)域為客戶選擇微信支付后，后臺根據(jù)支付信息以及訂單詳情生成的二維碼，客戶使用微信掃一掃功能掃描該區(qū)域進行付款，并在信息欄中顯示支付結果。信息欄、通知欄、二維碼區(qū)這三個功能區(qū)不是一直顯示在主界面，而是根據(jù)功能需要隨時顯示出來。默認情況下整屏顯示視頻、圖形廣告。

使用Qtqml方式來完成界面的設計，圖2的布局可以用Rectangle控件實現(xiàn)， 通過Rectangle控件可設置每個區(qū)域大小、邊框顏色、背景顏色等;使用MediaPlayer控件實現(xiàn)音頻視頻播放;使用Image控件設置和顯示圖像，利用Image控件屬性可設置圖片來源、圖片填充樣式，設置動態(tài)顯示屬性來平移或旋轉圖片等，利用PropertyAnimation 可實現(xiàn)圖片動畫功能;使用可視化Text顯示文本內(nèi)容，可設置字體大小、寬度、高度、顏色等屬性，至于實現(xiàn)文本動畫狀態(tài)，可利用NumberAnimation控件實現(xiàn)文本從下往上滾動，通過不斷改變坐標Y值;使用Timer控件實現(xiàn)定時或延時功能，如設置圖片停留時長或文本顯示時長等。前端界面運行顯示流程框架如圖3所示。

前端界面程序除了規(guī)劃、設計界面顯示功能外，還利用消息機制不斷接收后端程序發(fā)送來的信息，根據(jù)接收信息的類別，信息數(shù)據(jù)顯示在畫面的不同區(qū)域。

5 后端程序實現(xiàn)

系統(tǒng)在設計時采用前后端分離技術，前端只負責渲染界面、顯示數(shù)據(jù)，后端執(zhí)行復雜算法和業(yè)務需求，并提供和保存各種數(shù)據(jù)，這樣便于系統(tǒng)維護和提升系統(tǒng)性能。在顯示界面設計好后，就要使用Qt C++設計后端程序，包括使用udp協(xié)議與下位機通訊、接收多媒體服務器傳送的通知和文件列表信息、使用多線程下載文件等。后端程序整個流程框架如圖4所示。

5.1 多媒體屏與下位機通訊

udp是一個無連接協(xié)議，傳輸數(shù)據(jù)之前源端和終端不建立連接，當它想傳送時就簡單地去抓取來自應用程序的數(shù)據(jù)，并盡可能快地把它扔到網(wǎng)絡上。在發(fā)送端，udp傳送數(shù)據(jù)的速度僅僅是受應用程序生成數(shù)據(jù)的速度、計算機的能力和傳輸帶寬的限制;在接收端，udp把每個消息段放在隊列中，應用程序每次從隊列中讀一個消息段[4]。一臺服務機可同時向多個客戶機傳輸相同的消息，也即是提供廣播和多播的功能。本系統(tǒng)有多個多媒體屏安裝在不同的加油機上，伺機等待著接收和顯示數(shù)據(jù)，在接收下位機的加油數(shù)據(jù)同時接收多媒體服務器的播放文件和通知等信息，綜合考慮選擇udp通訊方式更加有效。多媒體屏與下位機通訊協(xié)議如表1所示。

表1中XX表示機號，IDLE表示空閑，WORK表示正在加油，F(xiàn)INISH表示加油結束，NEEDPAY表示需要微信支付，PAYING表示正在等待支付，SUCCESS表示支付成功，F(xiàn)AIL表示支付失敗。

1）數(shù)據(jù)字段信息描述：ACCOUNT加油賬號，CARDNO加油卡號，REMAIN剩余余值，GRADE用戶積分，RMTYPE余值類型，VOLUME加油量，PRICE單價，MONEY加油金額，PAYMONEY實付金額，ORDERNO訂單號（騰訊微支付服務產(chǎn)生），STATIONORDER站內(nèi)訂單號，ORDERPATH支付路徑用于產(chǎn)生二維碼的數(shù)據(jù)信息，PAYCHANNEL支付渠道，00微信掃碼支付 01微信刷卡支付。

2）命令字描述：STATUS表示狀態(tài)指令字，QUERY表示查詢狀態(tài)。

5.2 多媒體屏與多媒體服務器通訊

多媒體服務器主要負責準備要在多媒體屏播放顯示的音視頻、廣告、圖片、通知等各個信息，多媒體服務器與多個多媒體屏之間采用ftp協(xié)議完成文件的傳輸，需要把多媒體服務器配置成ftp服務器[5]，新建域名、建立登錄的用戶信息、訪問的文件目錄及訪問權限等。本文在設計時充分考慮系統(tǒng)性能，避免多媒體屏實時訪問多媒體服務器，只有當播放的文件列表有更新時，多媒體服務器先采用udp協(xié)議把新的文件信息發(fā)給多個多媒體屏，多個多媒體屏收到信息后才開始連接訪問多媒體服務器按收到的信息下載文件?？紤]下載的文件會比較大，下載時采用多線程技術完成多個文件下載，每個多媒體屏下載的文件統(tǒng)一保存在本地目錄上，每個下載的文件詳細信息同時也記錄在數(shù)據(jù)庫中，播放顯示時根據(jù)數(shù)據(jù)庫中保存的記錄讀取各個已下載的文件。

6結束語

智慧加油站是加油站企業(yè)的發(fā)展方向?！霸O備即是服務”的加油機設計理念將貫穿于現(xiàn)代化加油機的外觀設計、軟件流程設計、硬件選型設計過程中[6]。多媒體加油機的出現(xiàn)把加油機當成服務系統(tǒng)給消費者帶來了全新的體驗，使消費者在加油過程中就能即時獲取油站各種業(yè)務信息，即方便了消費者，又提升了油站的服務水平。

參考文獻：

[1] 曹智軍，彭黎迎，張鵬.多媒體自助加油機的設計[J].水利電力機械，2006（6）：36-38.

[2] 朱晨冰，李建英.Qt5.12實戰(zhàn)[M].北京：清華大學出版社，2020.

[3] liuhe688.SQLite數(shù)據(jù)庫簡介[EB/OL].（2011-08-24）[2021-01-25].

[4] 陳香凝，王燁陽，陳婷婷.Windows網(wǎng)絡與通信程序設計[M].3版.北京：人民郵電出版社，2017.

[5] 溫曉軍，王小磊.Windows Server 2012 網(wǎng)絡服務器配置與管理[M].北京：人民郵電出版社，2020.

[6] 周俊峰，張材，張亮.新一代服務型多媒體加油機的技術及應用[J].中國計量，2020（2）：78-80.

【通聯(lián)編輯：謝媛媛】