本實用新型涉及智能交通技術領域，尤其涉及一種基于指靜脈的公交扣費裝置和城市公交系統(tǒng)。

背景技術：

目前，城市公交巴士的乘車扣費主要分為兩類：一是傳統(tǒng)的賣票員或自備零錢；二是IC卡自動扣費系統(tǒng)。傳統(tǒng)的賣票員需要隨車賣票，由于城市公交巴士沿路線停留的站點較多，賣票員未防止乘客逃票等行為，工作量大，特別是熱門線路。IC卡自動扣費系統(tǒng)能自動扣除乘客乘車費用，在很大程度減輕了人工的壓力，但不能滿足人們對安全性和便捷性的要求。

另外，申請?zhí)枮镃N 201420861116.X的實用新型專利公開了一種指紋公交扣費系統(tǒng)，屬于公交扣費技術領域，包括指紋讀取器、指紋識別處理器、第一低功耗收發(fā)器、第二低功耗收發(fā)器、顯示提示系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和用戶信息采集及充值系統(tǒng)，指紋讀取器的輸出端與指紋識別處理器的輸入端相連，指紋識別處理器的輸出端和第一低功耗收發(fā)器的輸入端相連，第一低功耗收發(fā)器的輸出端與顯示提示系統(tǒng)相連，第一低功耗收發(fā)器與第二低功耗收發(fā)器交互相連，第二低功耗收發(fā)器與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)交互相連，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的輸入端與用戶信息采集及充值系統(tǒng)輸出端相連。本申請雖然解決了IC卡安全性和便捷性不高的問題，但是指紋識別技術本身就具有以下局限性：1、對環(huán)境的要求很高，對手指的濕度、清潔度等都很敏感，臟、油、水都會造成識別不了或影響到識別的結果；2、某些人或某些群體的指紋特征少，甚至無指紋，所以難以成像；3、對于脫皮、有傷痕等低質量指紋存在識別困難、識別率低的問題, 對于一些手上老繭較多的體力勞動者等部分特殊人群的注冊和識別困難較大；4、每一次使用指紋時都會在指紋采集頭上留下用戶的指紋印痕，而這些指紋痕跡存在被用來復制指紋的可能性；5、指紋識別時的操作規(guī)范要求較高；綜上，指紋識別對于手指本身狀況、周圍環(huán)境狀況以及操作規(guī)范均具有較高要求，難以具體實現(xiàn)。

而相比于指紋識別技術，手指靜脈識別是一種利用近紅外線照射對生物體體內的靜脈進行照射，通過取得的圖像并進行認證的技術。醫(yī)學研究證明，手指靜脈的形狀具有唯一性和穩(wěn)定性，即每個人的手指靜脈圖像都不相同，同一個人不同的手指的靜脈圖像也不相同；健康成年人的靜脈形狀不再發(fā)生變化，這就為指靜脈提供了醫(yī)學依據(jù)。即，指靜脈生物特征識別相對于IC卡識別具有不易遺忘和丟失、總是隨身攜帶、不需要身外的標識物等特點，所以具有更高的安全性和便捷性；同時相對于指紋識別，指靜脈識別在多種指紋識別難以識別的情況下均能夠達到更好的效果。正是由于生物識別技術的諸多優(yōu)點，因此將指靜脈技術應用于公交扣費系統(tǒng)顯得十分迫切。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種基于指靜脈的公交扣費裝置和城市公交系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術采用IC卡刷卡扣費的方式不方便以及安全性不高、以及采用指紋識別扣費的方式對手指/周圍環(huán)境狀況和操作規(guī)范要求較高的問題。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：

一種基于指靜脈的公交扣費裝置，設置于公交車上，包括無線通信模塊、主控CPU、顯示屏和指靜脈采集傳感器，所述的指靜脈采集傳感器的輸出端與主控CPU的指靜脈數(shù)據(jù)輸入端連接，主控CPU的顯示數(shù)據(jù)輸出端與顯示屏連接，主控CPU還與無線通信模塊雙向連接。

進一步地，所述的無線通信模塊通過RS232串口與主控CPU連接；所述的指靜脈采集傳感器通過DCMI接口與主控CPU連接。

進一步地，所述的無線通信模塊為3G無線通信模塊。

進一步地，所述的裝置還包括一個IC卡讀卡器，所述的IC卡讀卡器的輸出端與主控CPU的IC卡信息輸入端連接。

進一步地，所述的IC卡讀卡器通過SPI接口與主控CPU連接。

進一步地，所述的主控CPU為微處理器。

進一步地，所述的顯示屏為觸摸顯示屏，所述的觸摸顯示屏的觸摸反饋輸出端與主控CPU連接。

進一步地，所述的裝置還包括一個聲光提示模塊，所述的聲光提示模塊的聲光信號輸入端與主控CPU連接。

進一步地，所述的聲光提示模塊通過離散量接口與主控CPU連接。

另外，本實用新型還提供一種基于指靜脈的城市公交系統(tǒng)，包括公交扣費系統(tǒng)和至少一個如上所述的公交扣費裝置，所述的公交扣費裝置通過無線通信模塊與公交扣費系統(tǒng)雙向連接。

本實用新型的有益效果是：

（1）本實用新型采用基于指靜脈的生物特征進行公交扣費，由于生物特征隨身攜帶，提高了扣費的便捷性，解決現(xiàn)有的采用IC卡識別技術容易遺忘和丟失、總是隨身攜帶的問題；同時由于手指靜脈識別對手指表面狀態(tài)、周圍環(huán)境狀態(tài)和操作規(guī)范要求不高的原因，解決現(xiàn)有的采用指紋識別技術對環(huán)境的要求很高、指紋特征少難以成像以及存在低質量指紋識別困難、識別率低的問題。

（2）本實用新型的基于指靜脈的公交扣費裝置同時集成有IC卡識別器，也可以使用傳統(tǒng)的IC卡進行扣費，用戶選擇面廣。

（3）本實用新型采用3G無線通信，將公交扣費信息發(fā)送至公交扣費系統(tǒng)，同時接收公交扣費系統(tǒng)下發(fā)的數(shù)據(jù)信息，響應速度快。

附圖說明

圖1為本實用新型裝置原理框圖；

圖2為本實用新型系統(tǒng)原理框圖；

圖中，1-無線通信模塊天線，2-無線通信模塊，3-聲光指示模塊，4-顯示屏，5-主控CPU，6-指靜脈采集傳感器，7-IC卡讀卡器，8-公交扣費系統(tǒng)天線。

具體實施方式

下面結合附圖進一步詳細描述本實用新型的技術方案，但本實用新型的保護范圍不局限于以下所述。

如圖1所示，一種基于指靜脈的公交扣費裝置，設置于公交車上，包括無線通信模塊2、主控CPU5、顯示屏4和指靜脈采集傳感器6，所述的指靜脈采集傳感器6的輸出端與主控CPU5的指靜脈數(shù)據(jù)輸入端連接，主控CPU5的顯示數(shù)據(jù)輸出端與顯示屏4連接，主控CPU5還與無線通信模塊2雙向連接。

優(yōu)選地，所述的無線通信模塊2通過RS232串口與主控CPU5連接；所述的指靜脈采集傳感器6通過DCMI接口與主控CPU5連接。

優(yōu)選地，所述的無線通信模塊2為3G無線通信模塊，用于與公交扣費系統(tǒng)進行交互，將裝置得到的信息上傳至公交扣費系統(tǒng)，接收公交扣費系統(tǒng)下發(fā)的指令。并且，所述的無線通信模塊2還包括一個無線通信模塊天線1。

優(yōu)選地，所述的裝置還包括一個IC卡讀卡器7，所述的IC卡讀卡器7的輸出端與主控CPU5的IC卡信息輸入端連接。并且，優(yōu)選地，所述的IC卡讀卡器7通過SPI接口與主控CPU5連接。

優(yōu)選地，所述的主控CPU5為微處理器，用于采集指靜脈采集傳感器6和IC卡讀卡器7的信息以及管理裝置系統(tǒng)的功能。

優(yōu)選地，所述的顯示屏4為觸摸顯示屏，所述的觸摸顯示屏的觸摸反饋輸出端與主控CPU5連接。并且，優(yōu)選地，所述的觸摸顯示屏采用觸摸LCD屏，用于顯示時間、編號、扣費等信息，也將觸摸信息反饋給主控CPU 5。

優(yōu)選地，所述的裝置還包括一個聲光提示模塊3，所述的聲光提示模塊3的聲光信號輸入端與主控CPU5連接。并且，優(yōu)選地，所述的聲光提示模塊3通過離散量接口與主控CPU5連接。其中，聲光提示模塊3用于完成提示聲音和燈光指示功能，通過接收主控CPU 5的控制信號，若是聲音提示控制信號，則驅動模塊進行聲音提示；若是燈光控制信號，則驅動模塊進行燈光提示。

在本實施例中，同一輛公交車上的每個公交上車門處，均設置有公交扣費裝置，共包括N個公交扣費裝置，其中N為大于1的自然數(shù)，這樣每個公交上的扣費裝置就是一個扣費系統(tǒng)中的一個扣費節(jié)點，并通過無線通信模塊2進行組網(wǎng)。

另外，本實用新型還提供一種基于指靜脈的城市公交系統(tǒng)，如圖2所示，包括公交扣費系統(tǒng)和至少一個如上所述的公交扣費裝置，所述的公交扣費裝置通過無線通信模塊2與公交扣費系統(tǒng)雙向連接。另外，公交扣費系統(tǒng)包括公交扣費系統(tǒng)天線8。即公交扣費裝置通過無線通信模塊天線1和與公交扣費系統(tǒng)的公交扣費系統(tǒng)天線8進行數(shù)據(jù)的傳輸。

下面以城市公交系統(tǒng)為例，分別介紹通過指靜脈識別扣費和IC卡識別扣費的具體流程：

1、系統(tǒng)上電啟動裝置，當乘客上車時，將手指放置于指靜脈采集傳感器6的檢測處，系統(tǒng)錄入指靜脈信息，顯示屏4顯示采集完成提示，同時聲光指示模塊3也給出采集完成提示，扣費裝置將采集的信息通過3G無線通信模塊上傳至公交扣費系統(tǒng)，公交扣費系統(tǒng)在接收到上傳的信息后，在指靜脈數(shù)據(jù)庫里進行匹配處理分析，若扣費成功則下發(fā)扣費成功信息至公交扣費裝置，公交扣費裝置通過顯示屏4顯示扣費成功，聲光指示模塊3給出扣費成功提示；若扣費失敗則下發(fā)扣費失敗信息至公交扣費裝置，公交扣費裝置通過顯示屏4顯示扣費失敗，聲光提示模塊3給出扣費失敗提示。

2、系統(tǒng)上電啟動裝置，當乘客上車時，將IC卡放置于IC卡讀卡器7的檢測處，系統(tǒng)錄入IC卡內信息，顯示屏4顯示采集完成提示，同時聲光指示模塊3也給出采集完成提示，扣費裝置將采集的信息通過3G無線通信模塊上傳至公交扣費系統(tǒng)，公交扣費系統(tǒng)在接收到上傳的信息后，在IC卡數(shù)據(jù)庫里進行匹配處理分析，若扣費成功則下發(fā)扣費成功信息至公交扣費裝置，公交扣費裝置通過顯示屏4顯示扣費成功，聲光提示模塊3給出扣費成功提示；若扣費失敗則下發(fā)扣費失敗信息至公交扣費裝置，公交扣費裝置通過顯示屏4顯示扣費失敗，聲光提示模塊3給出扣費失敗提示。