公交車收費、定位裝置的製作方法

2023-05-27 03:36:56

專利名稱：公交車收費、定位裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及車輛定位裝置，更具體地說，涉及一種具有刷卡收費等 多種功能的公交車收費、定位裝置。
背景技術：
公交系統作為城市交通不可缺少的重要組成部分，是一種短距離、大客 流量、分布範圍廣大、靈活性較差的交通形式，提高現有系統性能效率的突 破點在於實現各種操作的電子化、地理位置信息化、運營狀況透明化。
現有的公交車收費裝置其功能單一，僅具備簡單的刷卡收費功能，不能 實現遠程査詢、遠程報警、調度、導航等功能。所屬公交車在運行的絕大部 分時間內與中心脫離聯繫，基本失去控制，中心無法及時準確地獲得車況路 況信息，很難做到宏觀把握與靈活調度。現有的一些電子收費系統由於缺乏 定位信息，只能使用單一票價的簡單收費方法。穿梭於城市與郊區的長途公 交車，其行駛距離長、按裡程收費，故無法使用上述系統。針對現有狀況， 本實用新型擬提出一種新型系統，它使用電子貨幣、計算機結算、衛星定位、 無線數據傳輸等先進技術，基本解決公交系統的上述問題。
發明內容
本實用新型要解決的技術問題在於，針對現有技術的上述功能單一、無 法集中控制、調度、運營狀況不易統計的缺陷，提供一種集多種功能為一體 的公交車收費、定位裝置。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是構造一種公交車收 費、定位裝置，包括公交車載終端與公交中心伺服器端，公交車載終端包括
定位導航模塊、IC卡讀卡器模塊，公交車載終端採用GPRS網絡通訊或SMS短消息通訊方式，將當前收費、實時位置和當前公交車狀態信息上報給公交 中心伺服器端，公交中心伺服器端對公交車載終端實時監視布控並統計當前 收費信息，遠程監控車輛；公交車載終端與公交車載終端直接進行信息發布、 傳遞，或通過公交中心伺服器進行信息的發布、傳遞。
優選地，公交車載終端還包括IC卡讀卡器模塊，以實現刷卡收費，IC 卡具高度的保密性，並實現IC卡一卡通功能，其卡本身保存數據，存儲當前 的用戶信息；當IC卡靠近IC卡讀卡器模塊時，公交車載終端通過IC讀卡器 讀取IC卡ID號，並對IC卡密碼認證及身份進行認證，當認證失敗時公交 車載終端做出刷卡失敗的提示；當認證通過後系統讀出IC卡內用戶數據信息 並根據當前收費標準進行收費計算，把收費提示給用戶並記錄數據到公交車 載終端，公交車載終端通過GPRS或SMS短消息方式把當前收費數據信息發 送到公交中心進行統計記錄；各類收費標準通過公交中心伺服器下載設置， 在公交中心伺服器端上運行或脫離公交中心伺服器端運行，通過GPRS或 SMS短消息上傳保存的歷史信息。
優選地，公交中心伺服器端根據當前各個公交車載終端的信息進行合理 的調度，並規定公交車輛按線路行使，公交車載終端根據GPS當前定位信息 檢測當前車輛位置狀態，當檢測到偏離路線時通過GPRS或SMS短消息上報 警情。
優選地，公交車載終端自身具有與公交車載終端控制模塊相連接的劫警 模塊、盜警模塊、行駛路線檢測模塊，用於實時抓拍監控車內狀態及偷盜事 件和用於對車輛狀態檢測和故障診斷報警，並用於向公交中心伺服器端發出 求助與報警信息，公交中心伺服器端根據不同信息發出不同的控制指令，實 現對車輛的監控跟蹤。
優選地，公交車載終端還包括與公交車載終端控制模塊相連接的語音通 話模塊，以實現網內通話、打入打出限制、監聽功能，在搶劫、報警下實現 監聽，監聽過程是通過主動監聽或中心下發指令監聽來實現的。
優選地，公交中心伺服器端本身包括與公交中心伺服器作業系統模塊相 連接的監控調度模塊、查車跟蹤模塊、GIS模塊、GSM通訊模塊、語音導航模塊，當公交線路受阻不能按照正常路線行使時，公交中心伺服器端下發導 航地圖信息或進行語音提示導航。
優選地，公交中心伺服器端還包括與公交中心伺服器作業系統模塊相連 接的資料庫模塊，用於保存各公交車輛不同時段的運營狀況數據，以提供給 事後查驗。
實施本實用新型的公交車收費、定位裝置，具有以下有益效果本裝置 集多種實用功能為一體，包括刷卡收費、車輛查詢、氣象信息發布、報警、 實時調度、車載電話等功能，在公交車上採用本裝置，能夠提高系統的性能、 實現各種操作的集成化、地理位置信息化、運營狀況透明化。


下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中 圖1A是本實用新型公交車輛定位裝置的優選實施例的總體配置結構示 意圖1B是本實用新型公交車輛定位裝置的優選實施例的公交中心伺服器 端的模塊結構示意圖2是本實用新型公交車輛定位裝置的優選實施例的公交車載終端的模 塊結構示意圖。
具體實施方式
圖1A是本實用新型公交車輛定位裝置的優選實施例的總體配置結構示 意圖。本裝置包括公交車載終端100和公交中心伺服器端200兩個組成部分， 其中的公交車載終端100與GPS衛星300之間為無線通信連接，公交車載終 端100與公交中心伺服器端200採用GSM (Global System for Mobile Communication,全球移動通《言系統)的GPRS (General Packet Radio Service, 通用分組無線業務)通信方式，GPRS是GSM Phase2.1規範實現的內容之一， 是GSM上的數據業務。全球定位系統(Global Positioning System, GPS) 具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。全球定位系統由空間部分、地面監控部分(圖1中未畫出此部分) 和用戶接收機三大部分組成(在本實用新型中，用戶接收機即為公交車載終
端100上的GPS接收機模塊103，此GPS接收機模塊103即是定位導航模塊)。 空間部分使用24顆高度約2.02萬千米的衛星組成衛星星座(圖1中用GPS 衛星300來代表)。衛星的分布使得在全球的任何地方，任何時間都可觀測到 四顆以上的衛星，並能保持良好定位解算精度的幾何圖形(DOP)。地面監控 部分的主要任務是取得衛星觀測數據並將這些數據傳送至主控站；主控站主 要任務是收集各監控站對GPS衛星300的全部觀測數據，利用這些數據計算 每顆GPS衛星300的軌道和衛星鐘改正值。
圖1B是本實用新型公交車輛定位裝置的優選實施例的公交中心伺服器 端的結構示意圖。公交中心伺服器端200用於將各車輛路況信息及位置信息 導入到公交中心的GIS電子地圖，當公交線路受阻不能按照正常路線行使時， 公交中心伺服器端下發導航地圖信息或進行語音提示導航。公交中心伺服器 端200由計算機、GSM通訊模塊203和在計算機上運行的公交中心管理軟體 組成，公交中心管理軟體包括公交中心伺服器作業系統201、監控調度模塊 202、 GSM通訊模塊203、語音導航模塊204、查車跟蹤模塊205、資料庫模 塊206、 GIS模塊207,資料庫模塊206包括大型資料庫軟體及GIS電子地圖 數據，能保存各公交車輛的位置狀態信息及收費信息，用於保存各公交車輛 不同時段的運營狀況數據，以提供給事後查驗，是集統計、查詢、報表、打 印、監控、導航等為一體的監控管理系統。公交中心伺服器作業系統201控 制與之相連接的監控調度模塊202、 GSM通訊模塊203、語音導航模塊204、 査車跟蹤模塊205、資料庫模塊206、 GIS模塊207。
圖2是本實用新型公交車輛定位裝置的優選實施例的公交車載終端的模 塊結構示意圖。如圖2所示，公交車載終端100採用嵌入式系統實現，採用 LPC2220微控制器(ARM7， UCOS作業系統)為公交車載終端控制模塊101 的核心，並包括與公交車載終端控制模塊101相連接的GSM通訊模塊109、 GPS接收機模塊103、 IC卡讀卡器模塊102 (可採用RC530讀卡器)、語音 通話模塊104、劫警模塊105、盜警模塊106、行駛路線判斷模塊107、顯示模塊108、攝像模塊110。公交車載終端控制模塊101即LPC2220微控制器 負責控制與之相連接的各模塊的正常工作和數據運算，從GPS接收機模塊 103獲取當前位置信息，通過行駛路線檢測模塊107檢測車輛狀態，通過IC 卡讀卡器模塊102來讀取刷卡信息並進行收費計算，同時通過GSM通訊模 塊109以採用SMS方式或GPRS方式與公交中心伺服器端200 (參考圖1) 實時交換數據。
公交車載終端100和公交中心伺服器端200之間的通訊方式可以採用 SMS短消息方式，也可以採用GPRS方式。不論採取那種方式，公交車載終 端100和公交中心伺服器端200之間都必須制定一套通訊協議。表1為通訊 協議格式。
表1通訊協議格式
信息欄位欄位說明
起始標識符c
命令類型TYPE查詢、設置、控制
分隔符，
內容類別TYPE實際內容代表的含義
分隔符，
信息內容實際內容數據
結束標識符
以下結合圖1A、圖1B和圖2，對本實用新型的優選實施例的具體實施
過程描述如下
1)、公交中心伺服器端200發行IC卡
IC卡又稱智能集成電路卡(Smart integatedCircuit Cad)，卡內的集成電路 包括中央處理器CPU、可編程只讀存儲器EEPROM、隨機存儲器RAM和固 化在只讀存儲器ROM中的卡內作業系統COS (Chip Operating System)。卡中
數據分為外部讀取和內部處理部分，確保卡中數據安全可靠，卡本身具有密 碼加密功能，獲取卡信息需要進行密碼認證，卡的使用是非常安全的。智能IC卡可用於身份識別、支付工具、加密/解密和保存用戶信息。
公交中心伺服器端200可對IC卡進行發行，每張卡具有唯一的ID號， IC卡內記錄了相關乘客個人信息及卡上金額，並把相關發行卡信息記錄到公 交中心伺服器端200的資料庫模塊206中，公交中心伺服器端200將該信息 通過GPRS或SMS簡訊方式發送到公交車載終端100，只有在公交車載終端 100存在該卡信息此卡才能在公交車載終端100上刷卡使用。公交中心服務 器端200還必須向公交車載終端100下載當前公交收費標準以提供刷卡收費 計算。公交中心伺服器端200的資料庫模塊206具有卡片發行、掛失、解掛 等卡片管理功能。
2) 、公交車載終端100功能設置
公交中心伺服器端200可通過GPRS或則SMS方式向公交車載終端100 設置相關功能或參數，並啟動功能，實現實時監控、定時上報、跟蹤上報、 點火熄火上報和歷史記錄上報。
3) 、公交中心伺服器端200對公交車載終端100進行車輛查詢 公交中心伺服器200可直接通過發送查詢指令向公交車載終端100査詢
車輛當前地理位置及狀態信息，以實時了解車輛信息。
4) 、刷卡收費
當乘客上車刷卡時，公交車載終端100通過IC卡讀卡器模塊102來讀 取IC卡信息，讀取IC卡ID號，並對IC卡密碼認證及身份進行認證，當認 證失敗時公交車載終端做出刷卡失敗的提示，並判斷該卡是否發行，是否黑 名單，是否具有在該公交車上的使用權限，根據實際情況進行語音或顯示提 示。如果為黑名單便作為報警主動上報到公交中心，公交中心伺服器端200 可根據當前刷卡信息進行分析處理，並可遠程發送指令抓拍非法乘客的照片。 如果為正常刷卡使用，則公交車載終端IOO會自動通過顯示模塊108顯示當 前的乘車金額和餘額，同時記錄當前的消費記錄並通過SMS方式或者GPRS 方式主動上報到公交中心伺服器端200，公交中心伺服器端200將此記錄存 儲到資料庫模塊206中以備查詢用，公交中心伺服器端200進行統計記錄； 各類收費標準通過公交中心伺服器下載設置，在公交中心伺服器端上運行或脫離公交中心伺服器端運行，通過GPRS或SMS短消息上傳保存的歷史信息。
5) 、公交車載終端100的語音電話功能實現
當司機需要進行語音通話時，司機通過公交車載終端100上的語音通話 模塊104的手柄直接撥打電話，可通過公交中心伺服器端200設置公交車載 終端100是否允許撥出或接聽，是否進行網內通話。而且在不同的公交車載 終端100之間也可進行語音通話。
6) 、警情上報功能
搶劫報警當搶劫發生時，司機可通過按壓隱蔽按鍵以觸發劫警模塊105 (圖2中未畫出實施時應與劫警模塊105相連接的隱蔽按鍵)，然後公交車載 終端100以SMS短消息的方式或GPRS的方式向公交中心伺服器端200發送 劫警信息，公交中心伺服器端200通過查車跟蹤模塊205下發跟蹤指令對該 車輛實時跟蹤，並發送監聽指令給公交車載終端100進而通過啟動監聽模塊 112來實施監聽功能，以監聽當前車內信息，並實現錄音取證，在劫警發生 時，公交車載終端100還啟動攝像模塊110以進行拍照，公交車載終端100 把拍攝到的照片實時上傳到公交中心伺服器端200，以達到遠程監視目的。
盜警公交車載終端100設置的盜警模塊106檢測車輛是否被盜，當車 輛被不法分子破壞時，盜警模塊106被觸發後，公交車載終端IOO自動啟動 GPS接收機模塊103進行定位，並向公交中心伺服器端200上報盜警信息， 啟動攝像模塊IIO進行拍照以實現遠程監控跟蹤，同時公交車載終端控制模 塊101通過與之相連接的油電控制模塊111實現鎖油電功能，以使被盜車輛 不能行駛。
其他警情報警包括對行駛路線檢測和報警，根據當前各個公交車載終 端100的信息進行合理的調度，並規定公交車輛按線路行使。
當車輛沒有按照規定路線行駛時，公交車載終端IOO上的行駛路線檢測 模塊107會自動將此情況檢測出，並通過GSM模塊主動向公交中心伺服器 端200上報當前位置信息及車輛狀態信息，公交中心伺服器端200根據上報 的報警類型進行實時監控並記錄該報警信息。
越界報警公交中心伺服器端200可向公交車載終端100設置一個多邊形區域，該公交車輛只能在該區域裡行駛，當公交車輛行駛時，公交車載終
端100上的行駛路線檢測模塊107隨時檢測當前的行駛路線， 一旦駛出公交 中心伺服器端200所設定的區域，公交車載終端100主動向公交中心伺服器 端200報警。
8) 、氣象、公共信息發布
公交中心伺服器端200可根據當前公交車輛的不同地區發布氣象信息， 並通過公交車載終端IOO上的顯示模塊108以文字的方式顯示出當前氣象信 息以提醒司機安全駕車。
9) 、調度
當某公交車輛出現故障時，公交中心伺服器端200向最近的其它車輛發 出緊急調度協助信息，達到遠程車輛調度功能。
10) 、導航功能
在道路、交通阻塞改道，司機對改道路段陌生情況下可通過公交中心服 務器端200實現語音導航功能，並可通過SMS信息方式向公交車載終端100 發布當前行車路線。
11) 、故障服務、醫療服務
在司機或車輛遇到故障或需要緊急醫療服務下可通過公交車載終端100 的語音通話模塊104向公交中心伺服器端200發出相應的服務申請，公交中 心伺服器端200接收到相應的服務申請後，公交中心的工作人員可及時部署 相應的緊急措施。
權利要求1、一種公交車收費、定位裝置，其特徵在於，包括公交車載終端(100)與公交中心伺服器端(200)，公交車載終端(100)包括定位導航模塊(103)、IC卡讀卡器模塊(102)，公交車載終端(100)採用GPRS網絡通訊或SMS短消息通訊方式，將當前收費、實時位置和當前公交車狀態信息上報給公交中心伺服器端(200)，公交中心伺服器端(200)對公交車載終端(100)實時監視布控並統計當前收費信息，遠程監控車輛；公交車載終端(100)與公交車載終端(100)直接進行信息發布、傳遞，或通過公交中心伺服器端(200)進行信息的發布、傳遞。
2、 根據權利要求1所述的公交車收費、定位裝置，其特徵在於，公交 車載終端(100)還包括IC卡讀卡器模塊(102)，以實現刷卡收費，IC卡具 高度的保密性，並實現IC卡一卡通功能，其卡本身保存數據，存儲當前的用 戶信息；當IC卡靠近IC卡讀卡器模塊(102)時，公交車載終端(100)通 過IC讀卡器讀取IC卡ID號，並對IC卡密碼認證及身份進行認證，當認證 失敗時公交車載終端(100)做出刷卡失敗的語音提示；當認證通過後系統讀 出IC卡內用戶數據信息並根據當前收費標準進行收費計算，把收費提示給用 戶並記錄數據到公交車載終端(100),公交車載終端(100)通過GPRS或 SMS短消息方式把當前收費數據信息發送到公交中心伺服器端(200)進行 統計記錄；各類收費標準通過公交中心伺服器端(200)下載設置，在公交中 心伺服器端(200)上運行或脫離公交中心伺服器端(200)運行，通過GPRS 或SMS短消息上傳保存的歷史信息。
3、 根據權利要求1所述的公交車收費、定位裝置，其特徵在於，公交中 心伺服器端(200)根據當前各個公交車載終端(100)的信息進行合理的調 度，並規定公交車輛按線路行使，公交車載終端(100)根據GPS當前定位 信息檢測當前車輛位置狀態，當檢測到偏離路線時通過GPRS或SMS短消息 上報警情。
4、 根據權利要求1所述的公交車收費、定位裝置，其特徵在於，公交車載終端(100)自身具有與公交車載終端控制模塊(101)相連接的劫警模塊 (105)、盜警模塊(106)、行駛路線檢測模塊(107)，用於實時抓拍監控車 內狀態及偷盜事件和用於對車輛狀態檢測和故障診斷報警，並用於向公交中 心伺服器端(200)發出求助與報警信息，公交中心伺服器端(200)根據不 同信息發出不同的控制指令，實現對車輛的監控跟蹤。
5、 根據權利要求1所述的公交車收費、定位裝置，其特徵在於，公交車 載終端(200)還包括與公交車載終端控制模塊(101)相連接的語音通話模 塊(104)，以實現網內通話、打入打出限制、監聽功能，在搶劫、報警下實 現監聽，監聽過程是通過主動監聽或中心下發指令監聽來實現的。
6、 根據權利要求1所述的公交車收費、定位裝置，其特徵在於，公交中 心伺服器端(200)本身包括與公交中心伺服器作業系統模塊(201)相連接 的監控調度模塊(202)、査車跟蹤模塊(205)、 GIS模塊(207)、 GSM通訊 模塊(203)、語音導航模塊(204)，當公交線路受阻不能按照正常路線行使 時，公交中心伺服器端(200)下發導航地圖信息或進行語音提示導航。
7、 根據權利要求1所述的公交車收費、定位裝置，其特徵在於，公交中 心伺服器端(200)還包括與公交中心伺服器作業系統模塊(201)相連接的 資料庫模塊(206),用於保存各公交車輛不同時段的運營狀況數據，以提供 給事後查驗。
專利摘要本實用新型涉及一種公交車收費、定位裝置，包括公交車載終端與公交中心伺服器端，公交車載終端包括定位導航模塊、IC卡讀卡器模塊，公交車載終端採用GPRS網絡通訊或SMS短消息通訊方式，將當前收費、實時位置和當前公交車狀態信息上報給公交中心伺服器端，公交中心伺服器端對公交車載終端實時監視布控並統計當前收費信息，遠程監控車輛；公交車載終端與公交車載終端進行信息發布、傳遞，或通過公交中心伺服器端進行信息的發布、傳遞。本裝置具有刷卡收費、車輛查詢、氣象信息發布、報警、實時調度、車載電話等功能，採用本裝置，能夠提高公交系統的性能、實現各種操作的集成化、地理位置信息化、運營狀況透明化。
文檔編號G07B15/06GK201233616SQ20082009442
公開日2009年5月6日 申請日期2008年5月9日 優先權日2008年5月9日
發明者偉 丁, 夏明輝 申請人:深圳市賽格導航科技股份有限公司