CN105719413B - 一种实现多终端屏幕异步显示和触摸交互的pos系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实现多终端屏幕异步显示和触摸交互的POS系统，包括具有触摸操作功能、显示功能的主机和各从机，以及云端系统；主机与各从机之间采用以太网或Wifi进行数据交互，云端系统储存有各从机和主机的信息，主机和各从机分别内置了私钥与公钥，私钥与公钥用于实现主机与从机之间的握手以及指令交互功能。通过上述技术方案使得主机与个从机之间进行连接通信，主机与从机之间分别显示收银员和客户所需的信息，且收银员、客户可以根据显示的内容分别在主机、从机的触摸显示屏上进行触摸交互，解决传统收银系统无法双屏触摸交互的问题。

Description

一种实现多终端屏幕异步显示和触摸交互的POS系统

技术领域

本发明涉及收银设备领域，具体涉及一种实现多终端屏幕异步显示和触摸交互的POS系统。

背景技术

传统基于Windows平台的收银机、POS机，采用Windows原生的分屏显示技术，可以做到收银机的客屏和商屏显示不同的内容分别供顾客和服务员观看。但由于Windows的局限性，只有商屏可以触摸操作、客屏无法触摸操作，也即无法实现店员与顾客的触摸交互。近年来基于Android的商用终端逐渐兴起。但Android原生只支持外接第二块屏幕复制显示第一块屏幕，也不支持两块屏幕同时进行触摸。

发明内容

本发明的目的就是提供一种实现多终端屏幕异步显示和触摸交互的POS系统，其具备双触摸异步显示能力。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种实现多终端屏幕异步显示和触摸交互的POS系统，其特征在于：包括具有触摸操作功能、显示功能的主机和各从机，以及云端系统(云端)；主机与各从机之间采用以太网或Wifi进行数据交互，云端系统储存有各从机和主机的信息，主机和各从机分别内置了私钥与公钥，私钥与公钥用于实现主机与从机之间的握手以及指令交互功能，主机和从机采用如下方法建立连接：

私钥和公钥为唯一配对。所有主机采用相同私钥，所有从机采用相同公钥。

S1：用户登陆主机后从云端系统获取自身的公钥、该公钥用于与云端系统验证握手信息；主机接口请求的所有请求参数采用公钥加密后发送给云端系统；云端系统获取得到接口请求后用私密解密获取请求参数内容，并与接口请求参数进行对比，如果一致，表明接口请求数据一致，反之则认为接口请求数据有被篡改过，视为非法请求，不予处理；

S2：主机启动以后，打开网络通讯功能，建立socket连接，将自身设为server端，并打开接收从机握手指令的端口；从机启动以后，打开网络通讯功能，启动socket连接功能，将自身设为client端，以自身IP地址为基础，搜索主机的IP地址和端口号建立连接；

S3：主机与从机建立连接后，从机开始组装握手指令，握手指令包括自身设备信息和软件版本信息，然后通过公钥加密后发送给主机；主机在获得从机的握手指令后先通过主机私钥解密请求参数，然后与其从机同步传输的明文请求参数比对；如果一致，则认为握手成功，反之则认为握手失败，视为非法请求，然后断开socket连接；

S4：主机和从机采用相同的指令集来实现两者之间的联动，指令由指令类型和指令内容两部分组成。

进一步的方案为：主机每隔一段时间向从机发送心跳包来判断从机的连接状况，如果发送的心跳包有应答，则从机连接正常，否则认为从机连接失败。

上述提供的技术方案，使得主机与个从机之间进行连接通信，主机与从机之间分别显示收银员和客户所需的信息，且收银员、客户可以根据显示的内容分别在主机、从机的触摸显示屏上进行触摸交互，解决传统收银系统无法双屏触摸交互的问题。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

POS系统分为主机、从机和云端系统，主机只有一台，从机有多台，主机和从机均具有触摸操作功能、显示功能，主机分别与各从机进行数据交互。主机与从机之间的物理连接采用以太网协议或Wifi协议实现。

1、公钥、私钥

公钥(Public Key)与私钥(Private Key)是通过一种算法得到的一个密钥对(即一个公钥和一个私镌)，公密是密钥对中公开的部分，私钥则是非公开的部分。公密通常用于加密会话密钥、验证数字签名，或加密可以用相应的私密解密的数据。通过这种算法得到的密钥对能保证在全世界范围内是唯一的。使用这个密钥对的时候，如果用其中一个密钥加密一段数据，必须用另一个密钥解密。

比如用公钥加密数据就必须用私钥解密，如果用私钥加密也必须用公钥解密否则解密将不会成功。

私钥加密算法使用单个私钥来加密和解密数据，由于具有密钥的任意一方都可以使用该密钥解密数据，因此必须保护密钥不被未经授的代理得到。私钥加密又称为对称加密，因为同一密钥既用于加密又用于解密。私钥加密算法非常快(与公钥算法相比)，特别适用于对较大的数据流执行加密转换。通常私钥算法(称为块密码)用于一次加密一个数据块。密码块(RC2、DES、TripleDES和Rijndael)通过加密将n字节的输入块转换为加密字节的输出块。如果要加密或解密字节序列，必须逐块进行。由于n很小(对于RC2、DES和TripleDES，n＝8字节，n＝16[默认值]，n＝24字节，对于Rijndael，n＝32)，因此必须对大于n的数据值一次加密一个块。

主机和从机在出厂前，分别在主机和从机内置了私钥与公钥。它们用于主机与从机之之间的握手以及指令交互功能。而主机会在用户登陆后，从云端获取自身的公钥。这个公钥用于与云端系统验证握手信息。在其他接口请求的时候，对所有请求参数用公钥加密后，发送给云端。云端获取得到接口请求后，用私密解密，获取请求参数内容，并与接口请求参数对比。如果一致，表明接口请求数据一致，反之则认为接口请求数据有被篡改过，视为非法请求，不予以处理。

例如:在获取设备信息接口中，请求参数为设备ID、登陆人，那么通过用公钥对其加密后，获取到相应的数据内容。以其中一台设备具体参数为例，当前设备ID为00001。其登陆人为abc，则通过公钥加密后的数据为：

o2zux4cnv98na5kjd89ghua9hsw08g7erba78bf2dkfa。然后将其以参数方式传递给云端。完整的请求如下：

https://api.web.com/v1/getDeviceInfo？Deviced＝00001&opera tor＝abc&key＝o2zux4cnv98na5kjd89ghua9hsw08g7erba78bf2dkfa

云端获取得到请求后，先取出key中的值，通过私钥对key解密后，获取得到请求信息：Deviced＝00001&operator＝abc，与接口中请求参数Deviced＝00001&operator＝abc一致，则认为是正确请求，反之则为非法请求。

2、搜索设备

主机与从机都通过网络连接，都在一个局域网内，该局域网的DHCP服务由主机自身提供，主机启动以后，打开网络通讯功能，建立socket连接，将自身设为server端，并打开特定的端口，准备接收从机握手指令。从机启动以后，打开网络通讯功能，启动socket连接功能，将自身设为client端，以自身IP地址为基础，开始搜索主机设备的IP地址和端口号。例如主机启动后，获得的IP地址是192.168.1.1，打开的端口号是80，此时从机启动后，获取的IP地址是192.168.1.3，然后以自己这个IP地址为基础，开始搜索，比如下一个要搜索的地址是:192.163.1.2，如果连接失败，则继续向下一个搜索192.168.1.1，如果连接成功，表明建立连接，并成功找到主机设备。

如果连接建立成功后超过10秒没有握手指令，主机会主动断开与从机的连接，断开后的从机如果需要再次与主机连接，则需要重新建立连接，并验证握手指令。

3、握手

握手指令为从机发送给主机，其作用在于建立主机与从机两者之间的关系，也可以理解为相互确认的过程。主机与从机建立好连接后，从机开始组装握手指令。握手指令包括自身设备信息和软件版本信息。然后通过公钥加密后发送给主机。主机在获取得到从机的握手指令后，首先通过主机私钥解密请求参数后，与其请求参数比对。如果一致，则认为握手成功，反之则认为握手失败，视为非法请求，然后断开socket连接。

握手指令的数据结构包括:设备本身MAC地址，软件的版本名称，版本号。

Public class handshokecommand{

Private final string mMac；

Private final string mVersionName

Private final string mVersionCode

}

例如：从机的MAC地址为：F1:8C:9E:83:AE:4F，本机版本号为100，版本名为：1.0.0，将两个参数通过自己公钥加密后的值为：

9zyugkk3136asnd65uxunbe7yas2dfu9ewxou3j4hhb5w，则其完整的握手请求内容为：mac:F1:8C:9E:83:AE:4F,verson:100,versonName:1.0.0,key:9zyugkk3136asnd65uxunbe7yas2dfu9ewxou3j4hhb5w。主机收到请求后，用私钥解密key值，得到的内容为：mac：F1:8C:9E:83:AE:4F,verson:100,versonName:1.0.0,与请求参数中的内容一致，则认为握手建立成功，建立socket连接。

这里虽然双方建立了socket连接关系。但主机这时不会接收和判断任何从机发送过来的数据。只有当主机将从机的mac地址参数，发送给云端验证后，才会接收从机发送的请求参数。如果云端校验失败，则断开连接，视为非法请求。

主机将从机的mac到云端验证的过程，也是通过接口请求的形式完成。也是要通过公钥对请求参数加密，然后云端对请求参数解密。这块步骤在前面有详细阐述，这里就不再解释。下面给出一个url请求连接的例子：

https//api.web.com/v1/checkDevice？DeviceType＝ClientMAC＝F1:8C:9E:83:AE:4F&key＝o2zux4cnv98na5kjd89ghua9hsw08g7erba78bf2dkfa

由于每台设备在投入使用前:都会将设备信息录入到云端，所以云端得到MAC地址后，会查询当初是否有录入过该设备信息。如果查询到该设备，则返回成功，否则返回失败。

4、连接与心跳

为了确保主机与从机之间的连接是保持畅通的，需要通过心跳机制来确保连接的有效性。因为主机与从机本身是两个不相干的设备，只是通过网络连接在了一起。从机的断电、网线拔出、机器故障，主机是无从得知。所以，需要每隔一段时间：由主机给从机发送心跳包，来判断从机连接状况。如果发送的心跳包有应答，则说明从机连接正常，否则，则认为从机连接失败。由于我们这里需要实时与从机通讯所以心跳包发送间隔为30秒一次。心跳包采取最小字节来实现。

5、指令集

主机与从机的联动，是基于主机和从机采用相同的指令集来实现的，即主机与从机互相发送的动作指令，互相都能正确识别。指令由两部分组成:指令类型和指令内容。其数据结构如下：

例如：我们要完成一个在主机的对话框中输入文字，同时，从机屏幕上能在相应的位置上显示出来。首先，我为主机和从机分别写一套软件，主机在界面中会显示一个对话框，从机在界面中则会显示一个文本框。主机与从机共同约定指令类型为l，其代表主机输入内容需要在从机上面展示。而指令内容就是对应的输入文字。比如我们在主机屏幕上录入又123456，那么，组装好的指令为type:1,content:123456。然后主机通过公钥加密后，发送给从机。关于主机公钥加密过程在上面心跳中已有解释，这里不在复述。

从机接收到指令并解密后，先取出指令类型type，这里指令类型为l，为主机输入内容需要在从机上面展示。然后再取出指令内容content，这里指令内容为123456，为需要在文本框中显示的文字。从机识别好指令后，就按照指令的内容，将文字显示在文本框中。

已定义的指令类型包括：输入指令，选择指令(选择列表项)，界面切换指令，显示指令，广告播放指令等等。根据开发阶段情况，以后还可以根据需要继续扩展。

上述提供的技术方案，使得主机与个从机之间进行连接通信，主机与从机之间分别显示收银员和客户所需的信息，且收银员、客户可以根据显示的内容分别在主机、从机的触摸显示屏上进行触摸交互，解决传统收银系统无法双屏触摸交互的问题。本发明中对于现有收银机已经具有的功能部分和收银软件的开发、安装部分不在进行叙述，本领域普通技术人员可参照现有方式进行操作，以使本发明可靠实施。

本发明应用实例：

销售类应用

1、店员在主机上输入货品编码，主机从数据库读取该编码对应的货品信息，并向从机发送展示该货品信息的指令，从机展示该货品信息。

2、顾客向店员确认购买意向后，店员在主机上确认该笔订单，主机切换至收银界面。并问从机发送结账指令，从机显示该笔订单应付金额，店员询问顾客意向支付方式(刷卡、现金或扫码支付)，并在主机上选择对应的支付方式。

3、主机按照店员选择支付方式向从机发达支付方式指令，从机展示对应的支付方式，如选择刷卡方式，则从机提示顾客将银行卡交给店员进行刷卡，店员在主机刷卡完成后，向从机发送提示输入密码指令，从机显示提示字符。顾客在密码键盘上完成刷卡后，主机切换至支付成功页面，并向从机发送支付指令，从机展示刷卡支付结果。

售票类应用

1、店员在主机上选择电影票、演出票的销售日期后，主机显示该场次的剩余可售座位信息，并向从机发送座位展示指令，从机在屏幕上将可售座位信息展示给顾客。

2、顾客在从机上进行触摸点选意向的座位号，从机向主机发送选座指令，主机屏幕上显示某座位已经被选定。店员确认顾客的选择后，在主机上点选支付。则进入与前述a)同样的支付流程。

选房类应用

店员在主机上选择酒店客房的入住时间后，主机展示当日可入住的房型。主机在向从机发送展展示房型的指令。从机展示所有可用的房型，顾客可以在从机I上点选房型并放大，选定待入住的房型后在该房型上点选确认，从机向主机发送选定房间的指令，主机将该房间锁定并进入如前述a)的支付流程。

传统的POS操作流程中，店员操作为主，对于客户的选择和确认均通过口头来完成。在传统POS以收银为主的交互场景下，这种摸式已经能够满足需求。但在现在各种互联网业务，如积分、券等越来越多的介入到线下流程中后，这种方式会导致店员和顾客的反复沟通次数增加，收银效率下降。并且容易出现错误操作或者顾客反悔的情况。并且在选座、选房这种需要顾客进行仔细挑选的情况下，顾客希望对自己做出选择前了解更多的信息，且顾客很难用语言描述清晰自己的需求和扩大选择面。本专利提供的这种交互方式可以让顾客可以更自由方便的选择自己的目标需求和明确的提交结果给店员，店员只需对顾客的选择做出确认并跳转至下一流程，减少沟通成本的同时，也减少了店员的工作量，顾客在思考和决策的过程中店员不用始终配合顾客进行待命和操作。对客户体验和店面运营效率均能够有效提升。并未后续更多需要店员和顾客进行的复杂型交互预留了足够灵活和弹性的开发平台。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在获知本发明中记载内容后，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对其作出若干同等变换和替代，这些同等变换和替代也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种实现多终端屏幕异步显示和触摸交互的POS系统，其特征在于：包括具有触摸操作功能、显示功能的主机和各从机，以及云端系统；店员操作主机进行收银，客户操作从机，主机与各从机之间采用以太网或Wifi进行数据交互，云端系统储存有各从机和主机的信息，主机和各从机分别内置了私钥与公钥，私钥与公钥用于实现主机与从机之间的握手以及指令交互功能，主机和从机采用如下方法建立连接：

S1：用户登陆主机后从云端系统获取自身的公钥、该公钥用于与云端系统验证握手信息；主机接口请求的所有请求参数采用公钥加密后发送给云端系统；云端系统获取得到接口请求后用私密解密获取请求参数内容，并与接口请求参数进行对比，如果一致，表明接口请求数据一致，反之则认为接口请求数据有被篡改过，视为非法请求，不予处理；

S2：主机启动以后，打开网络通讯功能，建立socket连接，将自身设为server端，并打开接收从机握手指令的端口；从机启动以后，打开网络通讯功能，启动socket连接功能，将自身设为client端，以自身IP地址为基础，搜索主机的IP地址和端口号建立连接；

S3：主机与从机建立连接后，从机开始组装握手指令，握手指令包括自身设备信息和软件版本信息，然后通过公钥加密后发送给主机；主机在获得从机的握手指令后先通过主机私钥解密请求参数，然后与其请求参数比对；如果一致，则认为握手成功，反之则认为握手失败，视为非法请求，然后断开socket连接；

S4：主机和从机采用相同的指令集来实现两者之间的联动，指令由指令类型和指令内容两部分组成。

2.根据权利要求1所述的实现多终端屏幕异步显示和触摸交互的POS系统，其特征在于：主机每隔一段时间向从机发送心跳包来判断从机的连接状况，如果发送的心跳包有应答，则从机连接正常，否则认为从机连接失败。