关于移动电子票务系统的开发路径与构建

　　当代社会，移动终端在人们生活中扮演越来越重要的角色。移动终端日趋普及，基于移动终端的应用也逐渐丰富。移动终端打破了传统计算机的不便携性，互联网不仅打破了地域的限制，而移动终端更是把互联网的便携带到了一个新高度。从国内目前庞大的手机群来看，移动互联网蕴藏着巨大的市场。

　　与传统互联网用户相比，手机用户有三大优势：第一，操作简单，成本低，普及率高；第二，随身携带；第三，用户具有一定信用等级。

　　因此，手机平台在多数情况下将比普通计算机有更大的发展潜力。电子商务在当今也成为了生活消费的一部分，电子商务也逐步渗透到移动互联网中。移动互联网与电子商务的结合是目前的趋势，并且人们对于在线消费的接受程度也比以往任何时期更高。

　　在传统的电子票务系统中，都还沿用老的技术和标准，一直以纸质形式存在，售票或退票仍采取人工方式完成，与当前流行的技术与电子商务模式有许多差异。移动终端把二维码技术、REST模式结合起来，设计一个更加合理、更加便捷的电子票务系统把电子票务推到一个新的高度。

　　1、移动电子支付技术（二维码技术）介绍

　　二维码 （2-dimensional bar code） 又称二维条码，是在一维条码的基础上扩展的另一种条码。通常它使用黑白矩阵图案来表示数据，但也可以有不同的变换。条形码 （bar code） 是将宽度不等的黑条和空白，按一定规则来编码排列。为了提高识别率，常见的条形码经常使用反差很大的黑白色条形图案排成平行图案。

　　二维码的前身——条形码在许多领域都有广泛应用，无论在商品、图书、银行系统都可以经常见到它的身影。根据不同的编码规则，提出的编码方案已经有多达四十余种，目前应用最为广泛的有：交叉二五码、三九码、UPC码、EAN码、128码等。我国采用的一维条码是通用商品条码，采用EAN条码结构。EAN条码是国际上通用的通用商品代码。

　　我国采用的条码是由13位数字及相应的条码符号组成，在较小的商品上也采用8位数字码及其相应的条码符号。条形码可以标出物品的产地、厂家、商品名称、生产日期等。条形码的扫描需要扫描器，扫描器利用光电原理，先利用观点转换器接受反射的光线，将明暗分明的反射光线转换成数字信号。条形码的可靠性非常强，平均出错率是1/15000字符。效率高，平均40字符每秒。

图1 一维码

图2 二维码

　　二维码能够在横向和纵向两个方向同时表达信息，因此能在很小的面积上容纳大量信息。例如商品上的条形码只能容纳十几个字符，而二维码容纳的信息量很大，最大可以容纳1850个字母，或2710个数字或1108个字节，或五百多个汉字，比普通条形码的信息容量大几十倍。

　　容错能力十分强，二维码因局部破损或污渍引起的部分无法识别也可以正常获取数据，损坏面积达30%时仍可能恢复信息。误识别率低，误码率不超过千万分之一。在许多种类的二维条码中，常用的码制有：Maxi Code，Aztec，QR Code，Vericode，Code 16K，Data Matrix，PDF417，Code 49，Han Xin Code，Ultracode等，QR Code码是1994年由日本Denso-Wave公司发明。

　　QR是来自英文[Quick Response]的缩写，表示快速反应的意思，源自发明者希望QR码能让其内容被快速解码。QR码的应用最常见于日本、韩国；目前日本最流行的条码是二维条码。QR （Quick-Response） Code是最常见的一种二维码。

表1 二维码容量和纠错等级

　　纠错水平的不同也导致信息的最大容量的不同。例如需要使用BIG5编码格式来存储汉字，选用H水平的纠错等级时。

实际容量 = 最大容量 * （1 - 纠错水平）

　　二维码可分为矩阵式二维码和堆叠式/行列式二维码。矩阵式是以矩阵的形式组成，矩阵式相应的的位置用“空”表示二进制0，用“点”表示二进制1，由“空”和“点”构成数据。堆叠式/行列式是由多行截短的一维码堆叠而成。

　　矩阵式二维码的代表编码是Data Matrix、Maxi Code、Code One、QR Code、Han Xin Code、Grid Matrix等。它是建立在计算机图像处理基础上，在一个矩形空间使用黑白像素在矩阵中不同位置分布表示数据。

　　堆叠式/行列式二维码的代表编码是Code 49、Code 16K、PDF417等。它是建立在一维码的原理基础上，编码、识别方式继承了一维码的特点，与一维码识别技术兼容，但是随着行数的增加，译码随之变得困难。

　　随着智能手机和平板电脑的普及，二维码跟一维码一样，在商业中广泛应用，并随着移动互联网的发展而蓬勃。在类似日本等发达国家和地区，二维码已经成为生活中信息交流方式之一。在台湾，二维码已经成为应用到综合所得税的报税方式之一，将二维码印在报税资料上，节约了税务机关的时间。中国也把二维码应用到火车车票上。

　　中国最大的网上支付平台——支付宝在2012年春节实现了通过二维码进行银行转账和送红包的功能，其二维码包含了转账金额、收款人等信息，并通过互联网发送至收款人，收款人使用相关软件扫描该二维码后，款项就可以转入到收款人银行账户中。

　　2、移动电子票务系统的设计与实现

　　本售票平台为了更好地采用新技术，将和传统售票业务结合起来。每个模块都是相互独立的，在模块间都是面向对象，数据交换也是面向对象，只有在业务逻辑才是面向过程。从单个模块来看，本系统采用了层次化面向对象编程方式。

　　系统在Web端与在客户端同样采用MVC的设计模式，两则区别在视图 （View） ，Web端视图为JSP页面，在客户端通过解析JSON数据生成对应的视图。

　　1. 票据生成模块

　　当订单成为已支付状态，票据生成模块会对订单进行分析。对订单中每一项商品生成票据，每项商品有一份票据。票据使用通用唯一识别码 （Universally Unique Identifier，简称UUID） 标识。

　　通用唯一识别码是一种软件建构的标准。UUID的目的是让分散式系统中的所有元素都能有唯一的识别信息，而不需要通过中用控制端来做信息的识别指定。因此可以用来创建一些不会和其他人冲突的UUID，在这种情况下就不用考虑票据信息的冲突。

　　一组UUID，是由一串16位组 （亦称128位） 的16进位数字所构成，是故UUID理论上的总数为216×8=2128，约等于3.4×1038。也就是说若每纳秒产生1兆个UUID，要花100亿年才会将所有UUID用完。

　　本系统通过使用java.util.UUID随机产生UUID，默认生成UUID的格式为18d7dfbb-f587-4c16-a60b-3ec860674f43，有实验统计表明使用该方法产的UUID重复几率大约为：

表2 产生N笔UUID后产生碰撞的几率

　　使用该方法每秒生成10亿笔UUID，100年后产生重复一次的几率是50%。

图3 订单中的二维码

　　2. 票据验证模块

　　票据验证模块识别端实现在卖家的客户端，验证阶段由服务器完成。票据验证模块提供两种服务。

　　（1） 查询票据服务；

　　（2） 查询时并使用票据。

　　票据验证过程是一个安全过程，即所有信息交换都应采用加密的方式。加密的方式可以防止票据被其他人盗取盗用，导致财产流失。

　　当商家扫描买家的票据 （二维码） 时，将二维码的信息识别成文本信息，再将此文本提交到服务器进行验证，服务器再将验证结果反馈到商家识别客户端，通过客户端播放不同的声音通知卖家该票据的状态。票据状态分为：未使用状态；已使用状态；失效状态。

　　在网络畅通的情况下，商家可以做到平均每台设备每秒处理1.5份票据，远远高于人工识别票据的速度。并且该过程是一个机械的过程，人工连续识别时会导致更高的出错率，使用卖家客户端则避免了此种错误的出现。

　　使用票据查询服务时，服务器只会使用JSON格式将数据封装，再返回给商家客户端。

　　使用票据查询并使用服务时，服务器会使用JSON格式将数据封装，同时将该票据置为已使用状态，再返回给商家客户端。为保障交易的安全，该过程不可逆，即使用票据后，票据也不可再改变成为未使用状态。

图4 验证票据流程

　　3. 客户端模块

　　1）卖家客户端

　　卖家客户端的作用主要是验证二维码，由于类似旅游景点要求验证票据的时间很短才能保障客流量。卖家客户端采用了优秀的ZXing开源类库对二维码进行识别。ZXing是一个开源Java类库用于解析多种格式的1D/2D条形码。目标是能够对QR编码、Data Matrix、UPC的1D条形码进行解码。

　　于此同时，它同样提供C++、Action Script、android、i Phone、RIM、J2ME、J2SE、j Ruby、C#等方式的类库。ZXing类库的作用主要是解码，是目前开源类库中解码能力比较强的开源框架。

　　卖家客户端通过摄像头拍取二维码，期间摄像头自动对焦。通过预览功能回调函数实时解码，解码成功后提交数据到服务器做验证，服务器再把二维码的可用状态反馈到卖家客户端，根据二维码的状态不同卖家客户端播放不同音乐。

图5 商家客户端识别二维码

　　2）买家客户端

　　买家客户端提供两种服务：

　　（1） 展示订单中的二维码；

　　（2） 浏览购买商品。

　　买家客户端可以展示订单中的二维码，当买家去到卖家实体店时，买家打开客户端，选择“我要使用二维码”功能，进入订单浏览界面，选定有效订单即可展示订单中的二维码。每张二维码的尺寸大约在2.1KB，系统也提供了二维码缓存功能，允许用户缓存二维码，这样用户就可以在网络 （WIFI） 良好的时候就把二维码下载到手机中。

　　买家客户端提供类似Web端的服务，可以完整地浏览系统中任何一件商品。也可以操作购物车，添加、删除、修改购物车中的商品数，查看订单等功能。

图6 买家客户端使用二维码流程

　　3、结语

　　基于手机终端及移动通信网络的电子票务交易系统研发 （项目201204LX124） 获得2012年广西高等学校科研项目立项，目前已经在桂林部分景点正式投入使用，并获得良好评价，随着电子商务的不断发展壮大，电子票务交易系统将会逐渐普及，有效推进信息化建设。