Programação 2ºSemestre MEEC /2011. Programação 2º Semestre 2010/2011 Enunciado do projecto

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1 Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores Programação 2º Semestre 2010/2011 Enunciado do projecto O projecto a desenvolver pelos alunos consistirá numa sistema de monitorização, controlo e facturação de portagens. 1 Introdução Com a introdução da cobrança de portagens em estradas não desenhadas para tal, os sistemas de controlo e facturação dos percursos realizados pelos veículos são de difícil implementação: a criação das praças de portagem é, em muitos casos, difícil e de custos elevados e o uso do emissor da Via Verde não está totalmente difundido. Assim, o uso de sistemas de reconhecimento de matrículas permite a cobrança dos percursos realizados pelos veículos que circulam nessas auto-estradas. O sistema a implementar recebe informação da passagem de veículos pelas portagens, acede a uma tabela com os custos e no fim de cada dia emite uma listagem com os valores a cobrar. O sistema lê inicialmente de um ficheiro a matriz de custos entre portagens e lê continuamente de um canal as mensagens referentes às passagem de viaturas, armazenando numa lista os dados referentes a essas viaturas. No fim do dias esses dados são usados para criar o ficheio de facturação. 2 Arquitectura O sistema final será composto por várias aplicações, uma será desenvolvidas pelos alunos, outras fornecidas pelo corpo docente: Aplicação de facturação (desenvolvida pelo alunos) Gestor do Canal de Comunicação (fornecido) Portagens (fornecidos) Portagem 1 Portagem 2 /tmp/canal_1 Aplicação de facturação Back-end Consola Portagem n Gestor do canal portagens backup 1/13

2 Em cada portagem está instalado um sistema de reconhecimento de matrículas que envia pelo canal a notificação da passagem de um veículo. Todas as portagens enviam estas mensagens pelo mesmo canal. Todas estas mensagens são enviadas em formato de texto, como se descreverá mais adiante. A aplicação principal lerá continuamente do canal e dependendo do tipo de informação recebida (entrada, saída do veículos) assim executará determinadas acções. Em paralelo com a leitura das mensagens do canal, a aplicação também permitirá a resposta a comandos dados pelo operador. 3 Gestor do Canal (fornecido) O canal a usar é um tipo especial de ficheiro que permite a comunicação entre diversas aplicações a executar na mesma máquina. Várias aplicações podem escrever neste ficheiro especial, mas só uma o pode ler. De modo a facilitar a criação do canal é fornecida uma aplicação (gest_canal) que permite a criação e eliminação deste ficheiro especial. Só depois de garantida a existência do canal se pode começar a usar as outras aplicações. 4 Portagens (fornecidos) Em cada portagem estão instalados sistemas de reconhecimento de matrículas que detectam a entrada ou saída de veículos das autos estradas. Associado a cada portagem existe uma aplicação especiais que envia para um canal pré existente a informação acerca das viatura que por aí passam: sentido da passagem (entrada ou saída) matrícula nome da portagem hora data Exemplos de mensagens enviadas por uma portagem: VIATURA ENTRADA AA A5_ VIATURA SAIDA AA A1_ O formato destas mensagens será definido na secção 7. 5 Aplicação de Facturação (implementar pelos alunos) Esta aplicação lê a informação enviada pelas portagens, armazena-a, processa-a e responde aos 2/13

3 pedidos efectuados pelo operador. Durante todo o seu período e sem intervenção do utilizador a componente de back-end realizará o seguinte: Registo automático da passagem de viaturas; Registo do valor a cobrar ao proprietário (quando a viatura sai da auto-estrada); Criação da listagem para efeitos de facturação; Criação do ficheiro de backup. Simultaneamente, esta aplicação deverá ler os comandos dados pelo utilizador na consola: Impressão das listagens de viaturas em transito nas auto-estradas Impressão das estatísticas de tráfego entre portagens Impressão de um gráfico de tráfego de uma portagem 5.1 Valores a cobrar Aquando da inicialização da aplicação, é lido um ficheiro com os dados das portagens. Esta informação será usada para calcular o valor a cobrar aos proprietários dos veículos e para a criação do gráfico. O ficheiro chama-se portagens.dat e tem o seguinte formato: portagens.dat numero_portagens dados_portagem dados_portagem INICIO Nome_portagem Numero FIM Numero custo Coordenada_x Coordenada_y O ficheiro começa com a indicação do número de portagens, sempre menor ou igual a 200. Para cada portagem,o ficheiro contém uma linha (começada por INICIO) contendo o nome da 3/13

4 portagem e o número. Após esta linha, aparece o custo da viagem entre essa e todas as outras portagens possíveis. As linha que começam com a palavra FIM correspondem ao fim do percurso (com o custo correspondente). Após a apresentação dos custos associados à portagem, aparece uma linha com as coordenadas da mesma (valores reais positivos). O nome das portagens é formado por uma palavra (começada por uma letra e contendo letras e dígitos) seguido por um underscore ( _ ) seguido de um número inteiro positivo. O tamanho máximo dos nomes das portagens é de 10 caracteres. Custo é um real positivo. Este sistema apenas comporta informação de, no máximo, 200 portagens. Esta matriz de valores deverá ser lida no início do programa e armazenada em memória para posterior consulta A cada portagem está associado um número inteiro maior ou igual a zeros que zero. Não podem existir duas portagens com números identificadores iguais. Aquando da leitura deste ficheiro deverá ser aberta uma janela gráfica com o desenho das ligações entre portagens. 5.2 Passagem de uma viatura Sempre que uma viatura passa numa portagem, esta envia uma mensagem que é lida e processada pela aplicação de facturação. Quando a viatura entra numa auto-estrada, é registada a sua entrada (hora, dia, e numero da portagem). Quando uma viatura sai da auto-estrada é cobrado o valor correspondente à viagem entre a portagem de entrada e de saída. O valor correspondente ao percurso foi lido no início da aplicação (secção 5.1) Os dados das viaturas devem ser armazenados numa lista. Se ainda não existir nenhum registo com informação acerca dessa viatura, o mesmo deverá ser criado e inserido na lista. 5.3 Mudança de dia As mensagens enviadas pelas portagens contêm informação acerca do dia a que se referem. Sempre que muda o dia (recepção de uma mensagem com uma data diferente), deverá ser escrito um ficheiro com os dados de facturação. O nome deste ficheiro segue o seguinte formato: dia-mes-ano.fact (sendo criado um ficheiro com nomes distintos para cada dia) Os dados estão organizados do seguinte modo: 4/13

5 ficheiro de facturação matricula custo_total De modo a reduzir a quantidade de dados armazenados, após a escrita do ficheiro com os dados de facturação, os registos correspondentes aos veículos que não se encontram nesse momento em transito numa qualquer auto-estrada são eliminados. 5.4 Ficheiro de backup Durante a execução da aplicação de facturação deverá existir um ficheiro de backup (chamado backup.txt), que, em caso de falha da aplicação, permitirá a recuperação dos dados. Este ficheiro deverá conter as mensagens recebidas desde o início do dia: Sempre que passa uma viatura, a mensagem recebida deverá ser escrita neste ficheiro Sempre que muda o dia este ficheiro deverá ser limpo. Após a limpeza diária, deverão ser re-escritos os dados referentes às viaturas em trânsito. Este ficheiro é lido no início da aplicação e deverá ser actualizado durante a sua execução. O formato dos dados deste ficheiro é semelhante ao das mensagens do canal. 5.5 Comandos do operador O operador pode dar diversos comando na consola: TRANSITO FACTURACAO ESTATISTICA GRAFICO Apresenta-se de seguida a sintaxe de cada um dos comandos possíveis Comando TRANSITO Para executar este comando o operador deverá escrever no teclado a palavra TRANSITO (sem nenhum argumento). Este comando imprime uma lista das viaturas que se encontram nesse momento a circular na autoestrada: aquelas que passaram por uma portagem de entrada, mas que ainda não saíram Comando FACTURACAO Para executar este comando o operador deverá escrever no teclado a palavra FACTURACAO (sem 5/13

6 nenhum argumento). Este comando imprime uma lista dos valores cobrados às viaturas que nesse dia já passaram nas auto-estradas. Esta listagem é impressa no écran, mas segue o mesmo formato que o do ficheiro de facturação (Secção 5.3 ) Comando ESTATISTICA Para executar este comando o operador deverá escrever no teclado a palavra ESTATISTICA (sem nenhum argumento). Este comando imprime para cada uma das portagens o seguinte: Número total de viaturas que passaram nessa portagem no dia actual; Listagem das portagens de origem e destino (com indicação do número de viaturas que efectuaram esses trajectos no dia actual) Exemplo: A5_1 50 A5_2 25 A5_6 12 A9_1-10 A9_5 3 A5_2 40 A5_1 25 A5_ Comando ESTATISTICA (parcial) Para executar este comando o operador deverá escrever no teclado a palavra ESTATISTICA seguida do nome de uma portagem. Este comando imprime para a auto-estrada indicada o seguinte: Número total de viaturas que por lá passaram; Listagem das portagens de origem e destino (com indicação do número de viaturas que por efectuaram esse trajecto). 6/13

7 5.5.5 Comando GRAFICO (parcial) Para executar este comando o operador deverá escrever no teclado a palavra GRAFICO seguida do nome de uma portagem. Este comando desenha um mapa num ficheiro, contendo linhas a unir a portagem indicada e todas as outras de onde foi gerado tráfego (por onde entraram/saíram viaturas que passaram nesta portagem). A grossura de cada linhas deve ser proporcional ao tráfego representado. 6 Informação armazenada Os dados referentes aos custos de trajectos entre portagens deverão ser armazenados num vector ou matriz. Os dados referentes às viaturas que circulam nas auto-estradas deverão ser armazenados numa lista dinâmica. Quando se recebe uma mensagem enviada por uma portagem, dever-se-á verificar a existência de um registo associado ao veículo. Se tal registo não existir, deverá ser criado e inserido na lista. No fim do dia os registos dos veículos que circularam nesse dia, deverão ser removidos da lista. Deverão, no entanto, manter-se os registos dos veículos que ainda circulam numa auto-estrada (entraram num dia e sairão no seguinte). Para cada veículo deverá ser armazenado o custo total acumulado e a portagem de entrada (caso estejam em trânsito). Não é necessário armazenar o histórico de viagens de uma viatura. 7 Mensagens permitidas no canal No canal apenas passam mensagens enviadas pelas portagens. Estas mensagens seguem o seguinte formato: Mensagem VIATURA VIATURA ENTRADA SAIDA Matrícula Nome_auto_estrada Hora Data 7/13

8 Este é também o formato da informação armazenada no ficheiro de backup (secção 5.2 ) 8 Robustez Devido ao facto desta aplicação interagir com elementos externos (portagens, ficheiros de backup e o próprio utilizador) é necessário garantir que os dados lidos e originados externamente não comprometem o funcionamento da aplicação. Assim, a aplicação de facturação deverá ser robusta, de modo a garantir o correcto funcionamento caso os ficheiros estejam corrompidos, caso receba mensagens incorrectas (mal formatadas, ou com informação em falta), e caso o utilizador se engane na escrita dos comandos. Os alunos deverão decidir quais as acções que o programa deve tomar caso encontre algum erro (nos ficheiros, nas mensagens, ou nos comandos dados pelo utilizador) 8.1 Leitura do mapa.dat Durante a leitura dos ficheiros, o programa deverá verificar se este segue as regras descritas neste documento. Se o ficheiro tiver erros, a aplicação deverá tomar medidas adequadas, por exemplo: ignorar linha incorrecta, ou tentar recuperar desse erro. 8.2 Leitura do canal As mensagens permitidas (e seu formato) foram anteriormente descritas. Qualquer mensagem que não siga o formato apresentado, deve ser ignorada. Os alunos devem decidir que fazer quando uma mensagem está mal formada. É necessário verificar se os percurso efectuados pelas viaturas são válidos, mostrado uma mensagem de erro na consola caso se detecta algum dos casos seguintes: Entrar numa auto-estrada sem ter saído anteriormente (entra duas vezes seguidas); Sair duma auto-estrada sem ter entrado anteriormente (sair duas vezes seguidas); Efectuar um percurso impossível (entra e sair em portagens sem ligação). 8.3 Leitura dos comandos do utilizador Também os utilizadores se podem enganar, pelo que os comandos lidos a partir do teclado devem ser verificados e validados. A aplicação deverá tomar uma acção caso um comando dado não exista ou esteja mal formado. 9 Entrega Intermédia Para a entrega intermédia os alunos deverão desenvolver as seguintes funcionalidades: 8/13

9 Leitura do ficheiro backup.dat, com verificação do formato do mesmo e indicação dos erros possíveis e aí existentes. Leitura do ficheiro portagens.dat, com verificação do formato do mesmo e indicação dos erros possíveis e aí existentes. Implementação de um esqueleto da aplicação em que são lidas simultaneamente mensagens do canal (sem verificação) e comandos na consola (com verificação e indicação dos erros) Na entrega intermédia os alunos deverão entregar 3 aplicações distintas, cada uma correspondente a cada um dos itens atrás apresentados. 9/13