苗金鳳 趙學(xué)臣 孫傳強(qiáng)

摘要：文章針對(duì)自助終端管理中存在的管理困難問題，設(shè)計(jì)自助終端管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以對(duì)各種型號(hào)的自助終端設(shè)備實(shí)行集中遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)管控，使自助終端設(shè)備管理人員能夠及時(shí)有效地對(duì)自助終端客戶端軟件進(jìn)行升級(jí)和可配置化的硬件部件調(diào)換，保證不同硬件使用的可插拔式管理，方便對(duì)各個(gè)終端設(shè)備的實(shí)時(shí)管控。為此，綜合采用了基于Web方式的集中化數(shù)據(jù)管理和基于Windows方式的硬件控制框架，實(shí)現(xiàn)對(duì)終端設(shè)備端軟件及硬件的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制，便于系統(tǒng)的軟硬件管理和調(diào)試。實(shí)證運(yùn)行表明，本系統(tǒng)具有良好的易用性和可擴(kuò)展性，已在多家醫(yī)院及高校機(jī)構(gòu)推廣使用。

關(guān)鍵詞：.net;自助終端設(shè)備;軟件管理

中圖分類號(hào)：TP3? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2022）25-0096-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)） 標(biāo)識(shí)碼（OSID） ：

隨著國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)和數(shù)字化領(lǐng)域的不斷發(fā)展，自助終端設(shè)備改變和影響著我們的生活，很多地方都會(huì)使用到自助終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)類似存儲(chǔ)信息、打印、查詢、支付等多種服務(wù)功能，目前應(yīng)用領(lǐng)域比較廣泛。

醫(yī)療服務(wù)領(lǐng)域中，引入了大量的自助終端設(shè)備，因操作與使用方法簡(jiǎn)單便捷推動(dòng)了醫(yī)療衛(wèi)生技術(shù)的快速進(jìn)步，截止到2015年8月底，全國(guó)醫(yī)院中配置自助終端的投入數(shù)量超過(guò)了30000家。假如每家醫(yī)院配置3-5臺(tái)自助終端設(shè)備，如查詢機(jī)、掛號(hào)機(jī)、叫號(hào)機(jī)等，根據(jù)發(fā)展趨勢(shì)，至2022年醫(yī)療領(lǐng)域的自助終端數(shù)量將累計(jì)超過(guò)30萬(wàn)臺(tái)。自助終端在為企業(yè)節(jié)省勞動(dòng)力的同時(shí)方便了用戶的應(yīng)用需求，提升了用戶辦理業(yè)務(wù)的效率。自助終端極大地改變了人們的生活和工作方式，但隨著社會(huì)需求的不斷發(fā)展和自助終端的升級(jí)和進(jìn)步，自助服務(wù)終端也要隨著社會(huì)的發(fā)展而隨之變革[1]。

隨著自助終端在各行各業(yè)的不斷普及，自助終端的數(shù)量不斷增加，在提供服務(wù)的同時(shí)也加大了設(shè)備維護(hù)的成本。自助終端設(shè)備以24小時(shí)服務(wù)為特點(diǎn)，人工不可能長(zhǎng)時(shí)間駐守在設(shè)備周邊，且作為損耗品自助終端的電子設(shè)備部件日益復(fù)雜，自助終端設(shè)備的硬件和軟件不穩(wěn)定的情況時(shí)有發(fā)生，現(xiàn)階段很多情況只能通過(guò)人工的方式逐臺(tái)進(jìn)行設(shè)備維護(hù)，人工成本較高，而且各種硬件設(shè)備不滿足可插拔式應(yīng)用。如何高效、便捷、自動(dòng)化、中心化地對(duì)自助服務(wù)終端進(jìn)行維護(hù)是當(dāng)前一個(gè)亟待解決的問題。

1 主要內(nèi)容及貢獻(xiàn)

基于.Net Core技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了自助終端設(shè)備的管控系統(tǒng)部分，通過(guò)該系統(tǒng)可以對(duì)N臺(tái)終端設(shè)備集中式或分布式的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制，從而可以提高自助終端的維護(hù)效率，降低企業(yè)維護(hù)自助終端的人工成本，以便自助終端管理人員更高效地進(jìn)行設(shè)備維護(hù)。

本設(shè)計(jì)解決的問題，主要分為以下幾個(gè)方面：

①針對(duì)設(shè)備軟件方面的維護(hù)，通過(guò)控制中心可以直接對(duì)一臺(tái)或多臺(tái)終端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制，實(shí)時(shí)監(jiān)控終端設(shè)備的工作狀態(tài)，及時(shí)進(jìn)行自助終端客戶端軟件升級(jí)、掛起、系統(tǒng)重啟等操作。

②針對(duì)設(shè)備硬件方面的維護(hù)，終端設(shè)備存在多種不同型號(hào)，通過(guò)遠(yuǎn)控中心可集中對(duì)各類型號(hào)的終端設(shè)備信息進(jìn)行維護(hù)。

③可配置化的硬件部件調(diào)換，在某硬件部件更換不同型號(hào)后，通過(guò)遠(yuǎn)控配置方式實(shí)現(xiàn)快速驅(qū)動(dòng)切換，保證不同硬件使用的可插拔式應(yīng)用。

本文組織結(jié)構(gòu)如下：

首先，本文討論并分析了基于.Net的自助終端設(shè)備管控系統(tǒng)的整體框架設(shè)計(jì)，通過(guò)概要分析與需求分析闡述系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)以及系統(tǒng)的功能構(gòu)架，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)在于使用的易操作性、功能的穩(wěn)定性等幾個(gè)重要方面。

其次，根據(jù)上述系統(tǒng)架構(gòu)確定最終設(shè)計(jì)方案，對(duì)自助終端設(shè)備管控系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)關(guān)鍵模塊給出詳細(xì)的分析。

最后，對(duì)自助終端設(shè)備管控系統(tǒng)做出工作總結(jié)和展望。

2 需求分析

2.1 系統(tǒng)總體需求

通過(guò)對(duì)自助終端管理人員工作流程的了解和調(diào)研，對(duì)基于.Net的自助終端設(shè)備管控系統(tǒng)有了初步的設(shè)計(jì)框架，最終確定業(yè)務(wù)功能需求：管理員的注冊(cè)登錄、設(shè)備硬件管理、軟件管理（包括升級(jí)、重啟、掛起） 。

該系統(tǒng)的用戶主要針對(duì)自助終端維護(hù)管理人員，在管理人員完成注冊(cè)登錄之后，可以通過(guò)控制中心查看所有型號(hào)的客戶終端，對(duì)設(shè)備基本信息進(jìn)行管理，對(duì)設(shè)備狀態(tài)可進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控;可實(shí)時(shí)對(duì)終端軟件進(jìn)行升級(jí)、鎖定，對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行重啟、掛起等操作;通過(guò)硬件管理可對(duì)每臺(tái)客戶終端硬件部件進(jìn)行管理，在進(jìn)行硬件部件的更換時(shí)，可以通過(guò)遠(yuǎn)控配置方式實(shí)現(xiàn)快速驅(qū)動(dòng)切換，如圖1所示。

2.2 硬件控制需求

硬件管理模塊主要功能：對(duì)客戶終端硬件部件信息的管理和各硬件部件驅(qū)動(dòng)的管理。因涉及設(shè)備能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，所以要保證信息的準(zhǔn)確性。硬件管理功能模塊共包括兩個(gè)部分：一是對(duì)設(shè)備硬件部件信息的添加、修改、查詢和刪除;二是對(duì)硬件驅(qū)動(dòng)的遠(yuǎn)程更換、添加、刪除、查詢等。

2.3 軟件管理需求

軟件管理模塊是針對(duì)自助終端客戶端軟件的操作，這個(gè)模塊需要做到遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)的控制，著重于客戶終端反應(yīng)的及時(shí)性。軟件管理可以實(shí)時(shí)監(jiān)控自助終端客戶端軟件的工作狀態(tài)，及時(shí)進(jìn)行軟件部分的重啟、升級(jí)和掛起等操作，主要功能包括系統(tǒng)升級(jí)、系統(tǒng)掛起和系統(tǒng)重啟等。

2.4 實(shí)時(shí)通信需求

使用Web Socket、Server Sent Events和Long Polling作為底層傳輸方式，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器端與自助終端客戶端軟件之間的即時(shí)通信，操控系統(tǒng)底層及硬件控制，當(dāng)接收到消息后由自助終端客戶端軟件（Web頁(yè)面） 實(shí)時(shí)完成變更并生效。實(shí)現(xiàn)暫停服務(wù)、客戶端升級(jí)、驅(qū)動(dòng)切換等功能。

3 詳細(xì)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)技術(shù)選型

基于.Net Core的自助終端設(shè)備管控系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)和C/S架構(gòu)相結(jié)合的方式，該系統(tǒng)架構(gòu)擁有總體成本低、維護(hù)方便、分布性強(qiáng)、開發(fā)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)擴(kuò)展容易、維護(hù)和升級(jí)方式簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

采用跨平臺(tái)高性能開源框架ASP .Net core框架，是體系結(jié)構(gòu)更精簡(jiǎn)的模塊化框架。.Net core 完全作為NuGet包提供，借助NuGet包可以將應(yīng)用優(yōu)化減少到只包含必須的依賴項(xiàng)，提升了安全性，保證了高性能性。

本系統(tǒng)綜合使用ASP .Net Core WebAPI框架和Winform進(jìn)行開發(fā)，使用C#程序語(yǔ)言和SQL Sever數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)Postman對(duì)WebAPI接口進(jìn)行功能測(cè)試，采用VUE Element UI框架進(jìn)行用戶交互以及前端頁(yè)面展示，采用Winform實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)硬件的操縱，可部署于Windows Server 2003及以上版本服務(wù)器。

3.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)自助終端維護(hù)的業(yè)務(wù)分析，將該系統(tǒng)主要?jiǎng)澐譃樵O(shè)備管理、設(shè)備組成部件管理和終端客戶端軟件三個(gè)模塊。其中設(shè)備管理可以對(duì)不同型號(hào)的終端進(jìn)行工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)遠(yuǎn)程控制中心對(duì)設(shè)備進(jìn)行集中管控。在終端設(shè)備更換不同型號(hào)的硬件部件時(shí)，可通過(guò)遠(yuǎn)控中心實(shí)現(xiàn)快速驅(qū)動(dòng)切換，確保終端設(shè)備的可插拔式應(yīng)用。

系統(tǒng)采用前后端分離的模式。后端通過(guò)接口或者API返回前端所需要的數(shù)據(jù)[2];前端負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)和HTML頁(yè)面融合并渲染展示。該方式具有職責(zé)分離、分工明確的優(yōu)勢(shì)，可提高開發(fā)效率實(shí)現(xiàn)高內(nèi)聚低耦合，減少后端服務(wù)器的負(fù)載壓力，降低維護(hù)成本，代碼重構(gòu)及可維護(hù)性增強(qiáng)，保證了后臺(tái)的高并發(fā)、高可用、高性能，使前端更好地追求頁(yè)面表現(xiàn)、速度流暢、高兼容性等[3]。

3.3 模塊設(shè)計(jì)

3.3.1 硬件部件管理設(shè)計(jì)

硬件部件信息管理模塊主要針對(duì)自助機(jī)組成的各種硬件部件管理，如讀卡器、發(fā)卡器、支付設(shè)備等。

1） 讀卡器硬件基本信息詳細(xì)設(shè)計(jì)，該模塊主要由Models.CardReader.cs讀卡器實(shí)體類、讀卡器抽象接口類、Service.CardReaderService.cs讀卡器業(yè)務(wù)邏輯處理類、ModelsDTO.CardReaderDTO數(shù)據(jù)傳輸類以及相關(guān)前端文件共同實(shí)現(xiàn)。

2） 發(fā)卡器硬件基本信息詳細(xì)設(shè)計(jì)，該模塊主要由Models. CardDispenser.cs發(fā)卡器實(shí)體類、發(fā)卡器抽象接口類、Service. CardDispenserService.cs發(fā)卡器業(yè)務(wù)邏輯處理類、ModelsDTO.CardDispenserDTO數(shù)據(jù)傳輸類以及相關(guān)前端文件共同實(shí)現(xiàn)。

3） 自助終端硬件基本信息詳細(xì)設(shè)計(jì)，該模塊主要由Models. Info.cs自助終端實(shí)體類、自助終端抽象接口類、Service. InfoService.cs自助終端業(yè)務(wù)邏輯處理類、ModelsDTO. InfoDTO數(shù)據(jù)傳輸類以及相關(guān)前端文件共同實(shí)現(xiàn)。

3.3.2 軟件信息管理設(shè)計(jì)

軟件信息管理功能主要通過(guò)SignalR技術(shù)搭建實(shí)時(shí)通訊的環(huán)境，通過(guò)軟件管理，可以實(shí)時(shí)地通過(guò)服務(wù)器實(shí)時(shí)地進(jìn)行消息通知和方法的調(diào)用，實(shí)現(xiàn)通過(guò)管控中心對(duì)自助終端客戶端軟件實(shí)時(shí)進(jìn)行暫停服務(wù)、客戶端升級(jí)、驅(qū)動(dòng)切換等并生效。

3.3.3 實(shí)時(shí)命令控制設(shè)計(jì)

在該模塊中，采用Winform應(yīng)用程序作為框架，將基于Web自助業(yè)務(wù)功能邏輯嵌入到Winform中，充分將Winform程序和Web程序的優(yōu)勢(shì)結(jié)合，從而構(gòu)建成一個(gè)適應(yīng)性更加廣泛、功能更加強(qiáng)大的混合式開發(fā)框架模式。然后通過(guò)SignalR會(huì)將變動(dòng)信息即時(shí)地發(fā)送給助自助終端客戶端軟件，當(dāng)接收到消息后由自助終端客戶端軟件（Web頁(yè)面） 完成變更并生效。

軟件信息管理模塊基于SignalR庫(kù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的管控。管理員首先要選擇軟件管理的相關(guān)選項(xiàng)，然后服務(wù)器直接向客戶端發(fā)送相應(yīng)指令，客戶端接收到指令，做出響應(yīng)并向服務(wù)器返回相應(yīng)結(jié)果。具體方法設(shè)計(jì)如下：

①在服務(wù)器端定義對(duì)應(yīng)的Hub類;②在客戶端定義Hub類所對(duì)應(yīng)的Proxy類;③在客戶端與服務(wù)器端間長(zhǎng)連接（Connection） 的建立，用于實(shí)時(shí)消息通信;④服務(wù)器端可基于SignalR主動(dòng)向?yàn)g覽器端發(fā)起命令發(fā)送，對(duì)特定客戶端或所有客戶端發(fā)送指令，客戶端做出響應(yīng)。

4 總結(jié)及展望

本文主要針對(duì)自助服務(wù)終端軟硬件的管控進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)，使用ASP.Net Core WebAPI框架作為程序的主框架，采用前后端分離的模式，通過(guò)WebAPI實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在前后端的傳值[4-5]，采用SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持，采用基于Vue.js的Elment UI設(shè)計(jì)前端界面，對(duì)用戶更友好，在保證了易用性的基礎(chǔ)上，同時(shí)兼顧系統(tǒng)的高可靠性和后期可維護(hù)性。

本文對(duì)越來(lái)越普遍的自助終端的維護(hù)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，對(duì)設(shè)備維護(hù)過(guò)程存在的痛點(diǎn)與不足進(jìn)行了分析，并且針對(duì)這些痛點(diǎn)在本系統(tǒng)中進(jìn)行了有效的解決與改善。現(xiàn)階段基于.Net Core的自助終端設(shè)備管控系統(tǒng)基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了需求分析中的主要內(nèi)容。同時(shí)本系統(tǒng)在實(shí)時(shí)性、可用性、易用性等方面都達(dá)到了良好的效果，在一定程度上解決了當(dāng)前自助終端維護(hù)工作中存在的工作量大、耗時(shí)長(zhǎng)等諸多痛點(diǎn)。本系統(tǒng)可以為當(dāng)前自助終端維護(hù)人員的工作進(jìn)行服務(wù)，在節(jié)省工作人員的時(shí)間和精力的基礎(chǔ)上，可以在一定程度上推動(dòng)目前自助終端維護(hù)方式的變革。

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【通聯(lián)編輯：張薇】