自動售貨機作為一種新型的便民設備,正逐漸被消費者接受。近年來,人們逐漸意識到售貨機系統的不完善：對于實時運行狀態不能及時了解，也不能及時進行補貨操作，影響了機器的正常運行，為運營商和消費者都帶來很大不便。為此有人提出了將售貨機進行聯網監控的想法，通過分析無線網絡通信的特點，以及對售貨機的應用需求的分析，使用無線數據傳輸模塊以及關系型數據庫的結合，構建智能售貨機遠程管理平臺。

 一、系統架構

 選擇合適的硬件搭建售貨機的監控平臺，達到在廣域網上的穩定連接，能夠遠程監控到各售貨機的運行和售貨情況，方便遠程終端獲取缺貨信息進行補貨，保證維護人員實時了解當前售貨運行的各項指標。

 設計監控系統總體架構，分析應用需求，設計并實現了服務端的監控程序：使用圖形界面動態模擬了售貨機的售貨狀態，以及便捷的生產缺貨清單方案，為實際加貨操作提供了方便。

售貨機與刷卡板的串口通信，設計通信流程，使得在具備刷卡功能的同時能夠在消費成功后將相關售貨數據傳送到服務器，以及需要定時的對售貨機的狀態進行反饋到監控平臺。

 采用合適的消息封裝格式以及合理的應答措施，使得無線網絡連接穩定，實時更新售貨機的狀態信息和售貨信息，網絡故障時，采用短信方式通知服務器。

 在發送端將傳輸數據采用合適的加密算法以及相關密鑰進行加密處理，已達到信息的安全傳輸。

二、軟件平臺架構

基于無線2G/3G/4G通信模塊的自動售貨機監控系統由自動售貨機終端、無線2G/3G/4G網絡以及后臺服務系統組成。

總體架構圖如下所示：

 整個系統分為兩大部分：售貨機的監控系統主要用于獲取售貨機終端的實時數據并存儲和管理這些數據。查詢系統負責在網絡上向消費者公布售貨機售貨和消費者信息等。

 監控平臺：將售貨機終端作為客戶端，客戶端的職責是采集每個售貨機的運行狀態數據與售貨數據，向服務器保持通信，并根據服務器下發的命令做出相關操作。服務器接收客戶端發送的各類數據信息，分類進行處理，將狀態與報警信號顯示到監控界面，銷售數據存入數據庫，并應要求從數據庫讀取歷史數據。

 無線數據通信模塊：為使得自動售貨機更加信息化智能化，管理更加便捷化，新型的自動售貨機信息管理系統正在解決這一問題，系統利用2G/3G/4G無線通信技術，將自動售貨機當前運營的數據，包括系統狀態、系統故障、料道故障、缺貨情況、銷售數據通過安裝在自動售貨機上的無線網絡模塊遠程傳輸到售貨機網絡服務器，運營人員可以在任何一臺聯網的電腦上掌握售貨機的這些信息，實現自動售貨機的大規模運營和網絡化管理。

 監控系統采用C/S（客戶端/服務器）分布體系結構。利用兩端硬件環境，將任務分別分配到服務器和客戶端上，并且通過監控服務器來進行數據的處理，以及完成客戶端與數據庫之間的通信，這樣既減輕了客戶端的負擔，也增強了系統的安全性。

 查詢系統：查詢系統采用B/S（瀏覽器/服務器）分布體系結構。B/S是一種Saas服務模式，主要事務邏輯都由WWW瀏覽器通過服務器完成，減輕客戶端的負擔。其次，WEB服務器將可擴展標記語言（XML）作為基本的表示數據，客戶端只配置瀏覽器，具有良好的擴展能力和跨平臺性。

 用戶使用手機或者PC機通過瀏覽器訪問WEB服務器，查詢售貨機位置、余貨以及消費記錄。

 三、系統各模塊結構和功能介紹

 售貨機的交易操作流程是：先通過鍵盤或者其他人機界面進行選貨和確認，然后開啟硬幣機、機以及刷卡設備，進行資金支付，支付完成后完成出貨，出貨成功，檢查網絡連接，統計交易數據進行處理并發送至服務器。在無交易情況下，根據服務器的要求定時報告運行狀況信息，在狀態超出警告范圍時需要主動向上發起報告。

 按照功能劃分，總體可分為以下功能模塊：

 人機交互：包括鍵盤，LCD屏幕等，支持用戶選貨確認，以及提醒用戶操作指示和顯示運行狀態。目前很多售貨機制造商都采用大屏幕的觸屏顯示代替傳統功能單一的顯示屏和鍵盤，將兩者功能進行合并，而且在功能性和娛樂性上有了很大提高。

 外圍設備：實現硬幣機、機的交互，以及對控制出貨的螺旋電機進行控制操作。此處的通信使用MDB/ICP協議。

 存儲模塊：在售貨機內部也有存放銷售以及狀態信息的存儲模塊，防止在網絡故障時交易信息的丟失，以及對網絡恢復時刻進行補發。

 刷卡以及通信設備：刷卡以及通信設備就是本文詳述的部分，作用是使用刷卡支付代替現金交易支付功能，同時通過網絡通信實現數據統計與狀態監控。

 其中的售貨機終端指的是刷卡和通信設備。售貨機終端包括售貨機主板、刷卡微控制單元（MCU）、無線2G/3G/4G模塊以及RF_UIM板。刷卡板MCU作為連接售貨機主板與無線2G/3G/4G模塊以及RF_UIM板的橋梁，擔負著刷卡與數據傳輸的重要作用。使用射頻卡取代現金交易，使交易更便捷進行，增加了消費記錄的可讀性。

 售貨機上電是MCU初始化無線2G/3G/4G模塊，向模塊發送AT指令，通過內置的TCP/IP協議棧撥號并向服務器地址和端口發起網絡連接。當消費且出貨成功后，向MCU發送消費數據，經過MCU的處理，將銷售數據通過2G/3G/4G網絡上傳到監控服務器。

 MCU定時采集本售貨機的運行狀況，向上匯報。在接收到應答確認之前不清除發送數據，等待與下次的數據整合合成一條向上發送，防止因為服務器的工作中斷而丟失消息數據。

 對于售貨機的應用，已經成為零售業的未來趨勢，而售貨機的網絡化消費和網絡化管理已成為售貨機行業的必然趨勢，人們通過自己投幣自動取貨，不受時間和地點限制，方便快捷地買到需要的飲料、食品等。自動售貨機通過無線通信模塊不僅可以補充人力資源不足的缺陷，而且可以實現24小時無人售貨的遠程管理平臺，可以更省力，運營資本少，擁有多種優勢。