專利名稱：乘坐公交車分段自動扣費的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明涉及一種公交車自動扣費方法和系統(tǒng)，特別涉及一種基于藍牙和RFID的乘坐公交車分段自動扣費的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
公交，是公共交通的簡稱，公共交通工具指所有提供交通服務(wù)的運輸工具，包括城市公共汽車，城市軌道交通、以及城市間的汽車和軌道交通等。公交以其快捷、方便、經(jīng)濟實惠等優(yōu)點成為現(xiàn)代化的城市不可缺少的一部分。為了維持城市公共交通設(shè)施的繼續(xù)運轉(zhuǎn)，需要對乘坐公共交通工具的人進行收費，而由于每個人乘坐的距離不同，享受的服務(wù)也不同，所以有必要對享受不同里程服務(wù)的人收取不同的費用，以最大限度的彰顯出現(xiàn)代社會的公平性。然而由于公共交通工具每天涉及的客流量非常大，這就為現(xiàn)在城市交通的收費提出了很大的難題。以公汽為例來說明目前公交收費出現(xiàn)的一系列的難題，但是本發(fā)明的自動扣費系統(tǒng)和方法不僅僅能應(yīng)用于公汽上，還可以應(yīng)用在其他的公共交通工具上。目前在對乘坐公汽的人進行收費的方法有以上幾種:人工售票。人工售票的缺點有以下幾點:(1)成本高，一個大中型城市一年支付給售票員工資高達到上億元。

(2)服務(wù)質(zhì)量不到位、亂收費和錯收費現(xiàn)象時有出現(xiàn)。(3)盡管有人工售票，但是還是會出現(xiàn)虛報乘坐的距離的情況發(fā)生。刷無源RFID公交卡的方式。目前刷無源RFID公交卡有兩種模式，一種是一次性收費，只需要上車刷卡，無論你坐多遠，費用都是固定的，這種收費模式雖然簡單、方便，不用配備售票員，減少了運營成本，但是由于每個人乘坐的距離不同，而收費的價格卻是一樣的，這樣顯然有失公平，而且在對車票定價時很難，定的過高，乘客難以接受，定的過低，會導致運營成本難以收回。另外一種是分段收費，目前全國在深圳和北京采用了刷公交卡分段收費的模式，深圳的收費方式依然是人工劃卡收費，只是收取的不是現(xiàn)金，而是采用從公交卡扣費，這種收費方式和人工售票的方式實質(zhì)上是沒有區(qū)別的，也具有人工售票的很多缺點。北京的收費方式是上車刷卡，下車刷卡，通過一種系統(tǒng)來計算上車刷卡和下車刷卡的距離，從而對乘坐不同距離的人收取不同的費用，此種系統(tǒng)需要配合司機的手動報站器才能使用。這種收費方式的缺點在于，乘客上車的時候刷了卡，下車的時候沒有刷卡，或者是上車沒有刷卡，下車刷卡，或者是上下車都沒有刷卡，為了對乘客的刷卡行為進行監(jiān)督和提醒，還需要配備乘務(wù)人員，這無疑也增加了人工成本；同時乘客如果出現(xiàn)忘記刷卡，只刷一次的現(xiàn)象，則會被收取全段的乘車費用，這樣顯然有失公平。不僅如此，由于給購買、退卡以及給公交卡充值的網(wǎng)點有限，所以導致顧客在使用時非常不方便。自動投幣。這種收費方式也只能一次性收費不能分段收費，而且由于其不設(shè)找零，所以乘客在乘坐的時候非常不方便。而且由于沒有設(shè)置真假硬幣驗幣裝置，導致出現(xiàn)很多假幣，嚴重損害了公交公司的利益。
所以要減少公交的運營成本，就需要減少降低人工成本，采用自動分段收費的方式。為了解決乘坐公交車分段自動扣費的難題，人們想出了很多辦法。但是都不能提出一種成本低廉而且高效的實現(xiàn)乘坐公交車分段自動扣費的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出了一種基于藍牙和RFID的乘坐公交車分段自動扣費的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明所述的RFID是指無源RFID，其感應(yīng)的方式可為多種，其工作頻率也可為多種，但是最好是不要和藍牙的工作頻率相接近。本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:本發(fā)明提供一種乘坐公交車分段自動扣費的方法，其特征在于，該方法包括:獲取公交車在任一時刻的地理位置坐標；位于公交車上信號并且覆蓋整個車廂的車載藍牙設(shè)備搜索其信號覆蓋范圍內(nèi)的藍牙模塊，并獲取該藍牙模塊的藍牙識別碼；獲取車載藍牙設(shè)備第一次搜索到一藍牙模塊的時刻以及最后一次搜索到該藍牙模塊的時刻；計算車載藍牙設(shè)備第一次到最后一次搜索同一藍牙模塊時間段內(nèi)公交車行駛的距離；將搜索到的藍牙模塊的藍牙識別碼以及該藍牙模塊隨公交車行駛的距離發(fā)送給遠程服務(wù)器；

找出與所述藍牙識別碼相綁定的代表乘客身份的扣費賬戶；根據(jù)藍牙模塊隨公交車行駛的距離計算與該距離對應(yīng)的乘車費用，并從與該藍牙模塊的藍牙識別碼相對應(yīng)的賬戶中扣費。每一公交車上的車載藍牙設(shè)備具有一個唯一的設(shè)備地址，該方法進一步包括:將藍牙模塊的藍牙識別碼、該藍牙模塊隨公交車行駛的距離以及該公交車上的車載藍牙設(shè)備的設(shè)備地址發(fā)送給遠程服務(wù)器；根據(jù)所述的藍牙識別碼、公交車行駛的距離以及設(shè)備地址計算出乘車費用。該方法進一步包括:將合法的RFID標簽與藍牙模塊通過電性號連接起來并且封裝在一起；將該藍牙模塊的藍牙識別碼與代表乘客身份的扣費賬戶相綁定；通過RFID讀取器對RFID標簽的合法性進行驗證，并通過聲音或者視覺信號作出指示。該方法進一步包括:只有在藍牙模塊開啟時，RFID標簽才能通過RFID讀取器的合法性驗證；所述藍牙模塊通過一按鍵由人為開啟。車載藍牙設(shè)備向藍牙模塊發(fā)送尋呼指令，當藍牙模塊超過一定的時間沒有收到車載藍牙設(shè)備發(fā)送的尋呼指令時，關(guān)閉藍牙模塊。通過RFID讀取器讀取RFID標簽中存儲的藍牙識別碼；比較RFID讀取器讀取的藍牙識別碼與車載藍牙設(shè)備搜索到的藍牙識別碼是否相同；計算車載藍牙設(shè)備第一次到最后一次搜索到具有RFID讀取器讀取的藍牙識別碼的藍牙模塊時間段內(nèi)公交車行駛的距離。將該公交卡藍牙模塊藍牙識別碼發(fā)送給遠程服務(wù)器驗證該藍牙模塊藍識別碼對應(yīng)的賬戶信息；遠程服務(wù)器向車載無線遠程通信設(shè)備發(fā)送所述的藍牙模塊對應(yīng)的賬戶信息；通過車載藍牙設(shè)備將所述藍牙模塊對應(yīng)的賬戶信息發(fā)送給藍牙模塊；將藍牙模塊對應(yīng)的賬戶信息存儲在RFID標簽中以供下一次車載RFID讀取器對RFID標簽中存儲的藍牙模塊對應(yīng)的賬戶信息的合法性進行驗證。本發(fā)明還提供一種乘坐公交車分段自動扣費的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:為乘客所攜帶的藍牙模塊；設(shè)置于公交車上的GPS定位裝置，用于獲取公交車在任一時刻時的地理位置坐標；設(shè)置于公交車上并且覆蓋整個車廂的的車載藍牙設(shè)備，用于其信號覆蓋范圍內(nèi)的藍牙模塊，并獲取該藍牙模塊的藍牙識別碼；設(shè)置于公交車上的計時裝置，用于獲取車載藍牙設(shè)備第一次搜索到一藍牙模塊的時刻以及最后一次搜索到該藍牙模塊的時刻；設(shè)置于公交車上的處理裝置，用于計算車載藍牙設(shè)備第一次到最后一次搜索同一藍牙模塊時間段內(nèi)公交車行駛的距離；設(shè)置于公交車上的無線信號傳輸裝置，用于將搜索到的藍牙模塊的藍牙識別碼以及該藍牙模塊隨公交車行駛的距離發(fā)送給遠程服務(wù)器；遠程服務(wù)器，用于找出與所述藍牙識別碼相綁定的代表乘客身份的扣費賬戶，并根據(jù)藍牙模塊隨公交車行駛的距離計算與該距離對應(yīng)的乘車費用，并從與該藍牙模塊的藍牙識別碼相對應(yīng)的賬戶中扣費。將藍牙模塊的藍牙識別碼、該藍牙模塊隨公交車行駛的距離以及該公交車上的車載藍牙設(shè)備的設(shè)備地址發(fā)送給遠程服務(wù)器；根據(jù)所述的藍牙識別碼、公交車行駛的距離以及設(shè)備地址計算出乘車費用。該系統(tǒng)還包括:位于公交車上的RFID讀取器；為乘客所攜帶的RFID標簽，所述RFID標簽與藍牙模塊通過電性號連接起來并且封裝在一起；所述RFID讀取器讀取RFID標簽中的數(shù)據(jù)并且對RFID標簽的合法性進行驗證，并通過聲音或者視覺信號作出指示。所述RFID標簽與藍牙模塊共同連接一控制芯片，藍牙模塊還與一供電模塊連接，控制芯片、供電模塊與RFID標簽、藍牙模塊封裝在一起所述公交卡上設(shè)置一按鍵，用于開啟藍牙模塊；所述公交卡還包括控制芯片，所述車載藍牙設(shè)備還向藍牙模塊發(fā)送尋呼指令，控制芯片獲取藍牙模塊接收到尋呼指令并分析，當藍牙模塊超過一定的時間沒有收到車載藍牙設(shè)備發(fā)送的尋呼指令時，控制芯片控制供電模塊停止向藍牙模塊供電。
通過RFID讀取器讀取RFID標簽中存儲的藍牙識別碼；比較RFID讀取器讀取的藍牙識別碼與車載藍牙設(shè)備搜索到的藍牙識別碼是否相同；計算車載藍牙設(shè)備第一次到最后一次搜索到具有RFID讀取器讀取的藍牙識別碼的藍牙模塊時間段內(nèi)公交車行駛的距離。無線信號傳輸裝置將該公交卡藍牙模塊藍牙識別碼發(fā)送給遠程服務(wù)器驗證該藍牙模塊藍識別碼對應(yīng)的賬戶信息；遠程服務(wù)器向車載無線遠程通信設(shè)備發(fā)送所述的藍牙模塊對應(yīng)的賬戶信息；通過車載藍牙設(shè)備將所述藍牙模塊對應(yīng)的賬戶信息發(fā)送給藍牙模塊；控制芯片將藍牙模塊對應(yīng)的賬戶信息存儲在RFID標簽中以供下一次車載RFID讀取器對RFID標簽中存儲的藍牙模塊對應(yīng)的賬戶信息的合法性進行驗證。本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于:相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明將已注冊的藍牙模塊作為合法的藍牙模塊，當乘客攜帶有合法的藍牙模塊上車時，合法的藍牙模塊即可作為乘客身份識別的工具，同時藍牙信號覆蓋整個車廂，這樣當乘客攜帶藍牙模塊進入車廂即可識別到乘客上車，而當車載藍牙設(shè)備檢測不到藍牙模塊的藍牙信號時即可識別到乘客已下車，計算乘客上車和下車這個時間段內(nèi)車輛行進的距離即可對乘客進行分段收費，而且整個過程，乘客非常無需刷兩次RFID卡即可實現(xiàn)分段收費，使用方便，同時縮短了乘客上下車的時間。通過遠程的服務(wù)器計算乘車費用能夠方便用戶通過互聯(lián)網(wǎng)或者其他遠程的方式對扣費賬戶進行充值、查詢以及數(shù)據(jù)修改，能夠節(jié)省后期乘車RFID公交卡的管理成本以及整個乘坐公交車分段自動扣費系統(tǒng)的運營成本。通過設(shè)置RFID讀取器對與乘客身份綁定的RFID標簽進行驗證，并且將RFID讀取器設(shè)置于公交車前門的門口，在乘客上車的時候通過將RFID標簽貼近RFID讀取器進行識另IJ，從而能夠準確的判斷出乘客有沒有攜帶合法的藍牙模塊，避免乘客逃票的現(xiàn)象出現(xiàn)。同時刷RFID公交卡上車已經(jīng)成為了乘客乘坐交通工具刷卡的習慣，本發(fā)明雖然借用了 RFID標簽對乘客進行監(jiān)督和識別的功能，但是其實質(zhì)的扣費是通過綁定識別藍牙模塊的藍牙識別碼來實現(xiàn)的，在不改變?nèi)藗兊氖褂昧晳T的基礎(chǔ)上，自動形成分段扣費，所以本發(fā)明是對現(xiàn)有的刷一次RFID公交卡的升級，在不改變乘客使用習慣的情況下，具有升級簡單，升級成本較低的優(yōu)點。將RFID標簽與藍牙模塊綁定，其共同連接一控制芯片，在藍牙模塊檢測不到車載藍牙設(shè)備發(fā)出的尋呼信號后關(guān)閉藍牙模塊，方便了對藍牙模塊進行管理，避免乘客在上車后將藍牙模塊進行手動關(guān)閉藍牙模塊的問題，同時能夠節(jié)省藍牙模塊的用電量，而只有在藍牙模塊開啟時，RFID標簽才能通過RFID讀取器的合法性驗證，能夠促使乘客在乘車之前通過按鍵手動打開藍牙模塊。將RFID標簽與藍牙綁定在一起，使得RFID讀取器能夠通過識別RFID標簽來識別藍牙模塊的藍牙識別碼，從而能夠快速準確的對合法的乘客進行識別，防止乘客逃票的問題出現(xiàn)，而且識別速度快，效率高。通過將藍牙模塊的藍牙識別碼直接存儲在RFID標簽中，通過車載藍牙設(shè)備直接讀取藍牙模塊的藍牙識別碼，識別出真正為乘坐公交車的用戶所攜帶的藍牙模塊，避免的錯誤計費的問題，同時也減少了車載處理裝置處理數(shù)據(jù)的任務(wù)量，節(jié)省了無線信號傳輸裝
置數(shù)據(jù)流量。通過RFID的快速識別能力，能夠快速識別出乘客所攜帶的車卡的合法性，同時將藍牙模塊的藍牙識別碼對應(yīng)的賬戶信息寫入到RFID標簽中，能夠非常快速的通過RFID讀取器識別出乘客的乘車扣費賬戶的合法性(比如是否欠費)信息，避免了通過網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，而導致識別太慢的問題，方便了乘客上車的速度。

圖1為本發(fā)明乘坐公交車分段自動扣費方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明乘坐公交車分段自動扣費系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。
具體實施方式為了使發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及最優(yōu)的實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的最優(yōu)的實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用來限定本發(fā)明。實施例1本發(fā)明的原理如下:在公交車上設(shè)置車載藍牙設(shè)備，該車載藍牙設(shè)備定時或不定時(不定時的情況在于下面所述的該車載藍牙設(shè)備會根據(jù)公交車的行進速度進行搜索頻率的調(diào)整)的搜索其藍牙信號范圍內(nèi)的藍 牙模塊，并且獲取該藍牙模塊的藍牙識別碼。所述車載藍牙設(shè)備定時搜索藍牙模塊的時間間隔在本實施例中為3s，實際上可以設(shè)定在Is 60s，搜索的頻率過高會加大系統(tǒng)的負擔，搜索的頻率過低會導致計時的準確率會下降。通過采用合適的天線以及合適的藍牙信號發(fā)射功率，可以將車載藍牙設(shè)備的藍牙信號覆蓋整個車廂。由于藍牙信號是非定向的，而且會出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，所以可以允許部分的藍牙信號外泄到公交車的車廂外，但是不能過多。在公交車上設(shè)置GPS導航裝置，用于獲取每一時刻公交車的地理位置坐標的信息，在公交車上還設(shè)置一計時裝置，該計時裝置用于獲取車載藍牙設(shè)備第一次搜索到一乘客攜帶的藍牙模塊(該藍牙模塊實際上的乘客攜帶的例如手機、藍牙耳機、藍牙鑰匙等藍牙設(shè)備內(nèi)的藍牙模塊)的時刻，并且從GPS導航裝置獲取與該時刻對應(yīng)的公交車的地理位置坐標信息，在乘客乘坐公交車隨公交車不斷行進的過程中，車載藍牙設(shè)備不斷的搜索其信號范圍內(nèi)的藍牙模塊，由于乘客一直在公交車上，所以其一直會搜索到藍牙模塊(除信號暫時中斷外)，直到乘客攜帶著藍牙模塊下車，離開車載藍牙設(shè)備的信號覆蓋范圍，則車載藍牙設(shè)備不再查詢到藍牙模塊的藍牙識別碼，當車載藍牙設(shè)備不再查詢到藍牙模塊的藍牙識別碼時，則認為乘客攜帶藍牙模塊下車，通過計時裝置計算車載藍牙設(shè)備搜索不到藍牙模塊的時刻，將該時刻算作乘客下車的時刻，或者將在搜索不到藍牙模塊時的上一次(即最后一次)搜索到藍牙模塊的時刻作為乘客下車的時刻，通過該時刻從GPS導航裝置中獲取與該時刻對應(yīng)的公交車的地理位置坐標信息。為了防止車載藍牙設(shè)備的藍牙信號暫時中斷導致搜索不到還位于車上的藍牙模塊而導致車載藍牙設(shè)備錯誤判斷的問題，需要設(shè)置車載藍牙設(shè)備在連續(xù)3次(其他次數(shù)也可以)搜索不到乘客攜帶的藍牙模塊時，即認為該乘客攜帶藍牙模塊已經(jīng)下車，這時，將車載藍牙設(shè)備最后一次搜索到乘客攜帶的藍牙模塊的時刻作為乘客下車的時刻是比較準確的。在公交車上還設(shè)置有處理裝置，所述處理裝置用于計算車載藍牙設(shè)備第一次搜索到乘客攜帶的藍牙模塊到最后一次搜索到乘客攜帶的藍牙模塊時間段內(nèi)公交車行駛的距離。由于公交車是按照固定線路行駛的，所以根據(jù)公交車的地理位置坐標，很容易可以計算出公交車行駛過的車站數(shù)，從而可以很容易的知道公交車行駛的距離，同時，公交車只有在到站的時候才會停車，所以根據(jù)車載藍牙設(shè)備最后一次搜索到乘客攜帶的藍牙模塊時公交車所處的地理位置坐標，很容易知道乘客是在哪一站下車的。公交車上還設(shè)置有無線信號傳輸裝置，用于將藍牙模塊的藍牙識別碼以及該藍牙模塊隨公交車行駛的距離發(fā)送給遠程服務(wù)器。所述無線信號傳輸裝置可以有多種，如WLAN、WIFI等無線信號傳輸，還可以通過GSM通訊信號或者3G通訊信號傳輸，當然隨著3G通訊技術(shù)的發(fā)展，采用3G無線信號傳輸數(shù)據(jù)有著成本低廉，數(shù)據(jù)傳輸速率快的優(yōu)點。每一個藍牙識別碼均是事先注冊好并且開設(shè)有與該藍牙識別碼相對應(yīng)的扣費賬戶的，藍牙模塊的藍牙識別碼實際上就乘客身份識別碼，通過藍牙模塊的藍牙識別碼可對乘客的身份進行鑒別。一個藍牙模塊的藍牙識別碼只能對應(yīng)一個扣費賬戶，一個扣費賬戶可以對應(yīng)多個藍牙模塊。遠程服務(wù)器根據(jù)藍牙模塊隨公交車行駛的距離計算與該距離對應(yīng)的乘車費用，并從與該藍牙模塊的藍牙識別碼相對應(yīng)的賬戶中扣取與該距離相應(yīng)費用。公交車行駛的距離實際上就是等于公交車行駛過的車站的數(shù)量。通過上述的方法可以實現(xiàn)對乘客乘車自動扣費，理想的情況下，如果每一個乘坐公交車的人都攜帶有代表其身份的藍牙模塊，而且在整個過程中保持藍牙模塊一直處于開啟狀態(tài)，則能夠使得乘客在上下車過程中都不需要將公交卡拿出來，也無需從公交車的前門上車，乘客直接上車和下車即可實現(xiàn)自動扣費，從而無需乘務(wù)員對乘客進行分段收費，而且上下車的速度大大加快，提高了公交車的行車速度。但是實際生活中，不可能每一個乘客都會攜帶有代表其身份的藍牙模塊(有可能忘記帶，或者是故意不帶)，沒有攜帶藍牙模塊的乘客對難以對其收費，如果不能準確的區(qū)分出哪一個乘客攜帶有代表其身份的藍牙模塊，哪一位乘客沒有攜帶，則會出現(xiàn)逃票嚴重以及收費不公平不合理的問題。另外一種情況是，乘客攜帶有例如藍牙手機、藍牙耳機、藍牙鑰匙等包含藍牙模塊的裝置，但是這些裝置的藍牙模塊的藍牙識別碼沒有在服務(wù)器進行注冊，沒有與扣費賬戶綁定的藍牙模塊，是不能對其進行扣費的。還有一種情況是，如果藍牙模塊是乘客可以隨意開啟和關(guān)閉的，則有的乘客會在上車后不久，將藍牙模塊的關(guān)閉，導致車載藍牙設(shè)備檢測不到藍牙模塊的藍牙信號，則會導致系統(tǒng)誤認為乘客已經(jīng)下車，這樣就會出現(xiàn)乘坐距離比較遠的乘客少扣費的問題。要解決上述問題，就需要準確的判斷出每一個剛上車的乘客是否攜帶有合法的藍牙模塊，本發(fā)明提出了結(jié)合現(xiàn)有的RFID技術(shù)進行近距離識別的原理，對每一個剛上車的乘客攜帶的藍牙模塊進行識別，并且對其合法性進行驗證。具體的:
在公交車的前門(實際上，設(shè)置在后門也可以，設(shè)置在前門是為了方便駕駛員對乘客刷RFID標簽進行監(jiān)督，如果后門也設(shè)置的話，就需要增加乘務(wù)員進行監(jiān)督，這樣就會增加人力成本，不過，如果乘客較自覺或者乘客互相監(jiān)督的話，則不用增加進行乘務(wù)員監(jiān)督也可以)設(shè)置RFID讀取器，乘客攜帶有合法的RFID標簽，該合法的RFID標簽?zāi)軌蛲ㄟ^RFID讀取器進行合法性驗證，為了能夠快速的識別乘客攜帶的RFID標簽是否合法，只能通過公交車上本身的RFID讀取器進行驗證，不能將RFID標簽中的ID發(fā)送給服務(wù)器進行驗證，所以需要借助合適的加密算法進行驗證，這一識別技術(shù)在現(xiàn)有的RFID技術(shù)中已經(jīng)很成熟，在此不再贅述。對RFID標簽進行識別后，如果將藍牙模塊與RFID標簽進行綁定，即可通過對RFID標簽的合法性驗證來驗證藍牙模塊的合法性，為了避免乘客將藍牙模塊與RFID標簽分開，需要將藍牙模塊與RFID標簽進行電性連接，同時物理封裝在一起，當乘客將藍牙模塊與RFID標簽進行分離時，會導致RFID標簽損壞，無法取得合法性的驗證。當然，與RFID標簽封裝在一起的藍牙模塊的藍牙識別碼需要與代表乘客身份的扣費賬戶相綁定，如此才能通過識別藍牙模塊的藍牙識別碼來實現(xiàn)自動扣費。由于藍牙模塊工作需要電源對其進行供電，所以還需要將電源模塊(主要采用電池供電)與RFID標簽、藍牙模塊封裝在一起，制作成一個公交卡，該公交卡的大小與現(xiàn)有的身份證大小相同，但是厚度比證件卡要稍厚，目的是為了容納模型的電池。為了方便人們對公交卡的攜帶，避免公交卡進水而導致藍牙模塊和RFID標簽損壞，需要將藍牙模塊、電源模塊和RFID標簽密封在一個塑料殼體內(nèi)，不設(shè)置對電源模塊進行充電的接口，所以為了保證電源模塊對藍牙模塊的供電時間，就需要采用相應(yīng)的節(jié)電技術(shù)，本發(fā)明的藍牙模塊采用超低功率藍牙模塊(Wibree)，同時，所述RFID標簽與藍牙模塊共同連接一控制芯片，在車載藍牙設(shè)備搜索到藍牙模塊后，隨即從查詢狀態(tài)轉(zhuǎn)入尋呼狀態(tài)，車載藍牙設(shè)備定時(較優(yōu)的設(shè)計為I 3分鐘)向藍牙模塊發(fā)送尋呼指令，當藍牙模塊超過一定的時間(較優(yōu)的設(shè)計是5 10分鐘)沒有收到車載藍牙設(shè)備發(fā)送的尋呼指令時，控制芯片控制電源模塊停止向藍牙模塊供電。如此設(shè)計，使得藍牙模塊位于車載藍牙設(shè)備的信號覆蓋范圍內(nèi)才會開啟，而且也是在乘客將RFID標簽靠近RFID讀取器時才會開啟，也即是只有真正的乘客乘車的時候才會開啟藍牙模塊，而不乘車的時候，藍牙模塊是不會開啟的，這樣就極大的節(jié)約了電源，延長了電源的使用壽命。藍牙模塊的關(guān)閉可以自動完成，不能手動完成，而藍牙模塊的開啟卻可以通過手動完成，例如可以在公交卡上設(shè)置一按鍵，該按鍵用于產(chǎn)生開啟藍牙模塊的觸發(fā)信號，乘客在上車之前先通過按壓按鍵開啟藍牙模塊，為了避免乘客故意不開啟藍牙模塊的問題，所以需要設(shè)計只有在藍牙模塊開啟后，RFID標簽才能通過RFID讀取器的合法性驗證，藍牙模塊開啟后，車載藍牙設(shè)備即能夠搜索到該藍牙模塊的藍牙信號。由于藍牙信號無方向性及其信號強度不穩(wěn)定性，車載藍牙設(shè)備的藍牙信號不可能完全只存在于公交車的車廂內(nèi)，其不可避免的會泄漏到公交車外，在實際運營中可能會出現(xiàn)這樣的情況:一種是人們攜帶有藍牙手機駕車與公交車同行過一定的路程之后，由于車載藍牙設(shè)備能夠搜索到藍牙手機的藍牙信號，即使藍牙手機沒有在公交車上，但是本系統(tǒng)也會識別為藍牙手機位于公交車上并且隨公交車一同行進，本系統(tǒng)將會對藍牙手機隨公交車行進的距離進行計算，并且將其發(fā)送給遠程的服務(wù)器，即使藍牙手機的藍牙識別碼沒有在服務(wù)器中進行注冊，不會造成誤扣費的問題，但是這樣一來卻會浪費了無線信號傳輸裝置與遠程服務(wù)器通訊的流量，同時增加系統(tǒng)的處理數(shù)據(jù)的負擔。為了避免公交車上的車載藍牙設(shè)備識別到非注冊過的藍牙模塊的識別碼，所述RFID標簽中還存儲有藍牙模塊的藍牙識別碼；RFID讀取器讀取RFID標簽中存儲的藍牙識別碼并發(fā)送給處理裝置；處理裝置將車載藍牙設(shè)備搜索到的藍牙識別碼與RFID讀取器讀取的藍牙識別碼進行比較；找出車載藍牙設(shè)備搜到到的與RFID讀取器讀取的藍牙識別碼相同的藍牙識別碼，計算具有該藍牙識別碼的藍牙模塊被車載藍牙設(shè)備第一次搜索到時公交車所處的地理位置，同時獲取該藍牙模塊被車載藍牙設(shè)備最后一次搜索到公交車所處的地理位置，進一步計算具有RFID讀取器讀取的藍牙識別碼的藍牙模塊被車載藍牙設(shè)備第一次到最后一次搜索到的時間段內(nèi)公交車行駛的距離。對所述RFID標簽的合法性的驗證不僅包括驗證標簽的信息，是否被合法注冊，還包括驗證與該RFID標簽綁定的藍牙模塊的藍牙識別碼是否被合法注冊，該藍牙識別碼所對應(yīng)的賬戶是否處于正常狀態(tài)(包括是否過期以及欠費等情況)，而由于設(shè)置于公交卡內(nèi)的藍牙模塊的藍牙識別碼所對應(yīng)的賬戶信息存儲于遠程服務(wù)器中，所以如果由網(wǎng)絡(luò)將該藍牙識別碼對應(yīng)的賬戶信息傳輸?shù)焦卉嚿?，顯然會出現(xiàn)速度過慢的情況，不利于快速準確的識別出合法乘車的用戶。所以需要通過無線信號傳輸裝置以及藍牙信號將藍牙識別碼對應(yīng)的賬戶信息傳輸給藍牙模塊，并且將其存儲在RFID標簽中，才能實現(xiàn)快速準確識別合法乘車的用戶，避免出現(xiàn)逃票的問題。依據(jù)于上述原理，如圖1所示，本發(fā)明提出了一種乘坐公交車分段自動扣費的方法，該方法包括:S1:將合法的RFID標簽與藍牙模塊通過電性號連接起來并且封裝在一起；S2:將藍牙模塊的藍牙識別碼與代表乘客身份的扣費賬戶相綁定；S3:獲取公交卡上的按鍵按壓信號，控制藍牙模塊開啟；S4:通過RFID讀取器對RFID標簽的合法性進行驗證，并通過聲音或者視覺信號作出指示；S5:獲取公交車在任一時刻的地理位置坐標；S6:搜索車載藍牙設(shè)備信號覆蓋范圍內(nèi)的藍牙模塊，并獲取藍牙模塊的藍牙識別碼；S7:通過RFID讀取器讀取RFID標簽中存儲的藍牙模塊的藍牙識別碼；S8:將該公交卡藍牙模塊藍牙識別碼發(fā)送給服務(wù)器驗證該藍牙模塊藍識別碼對應(yīng)的賬戶信息；S9:遠程服務(wù)器向車載無線遠程通信設(shè)備發(fā)送所述的藍牙模塊對應(yīng)的賬戶信息；SlO:通過車載藍牙設(shè)備將所述藍牙模塊對應(yīng)的賬戶信息發(fā)送給藍牙模塊；Sll:將藍牙模塊對應(yīng)的賬戶信息存儲在RFID標簽中以供下次車載RFID讀取器對RFID標簽的合法性進行驗證；S12:將車載藍牙設(shè)備獲取到的藍牙識別碼與RFID讀取器讀取的藍牙識別碼進行比較；
S13:找出車載藍牙設(shè)備搜到到的與RFID讀取器讀取的藍牙識別碼相同的藍牙識別碼；S14:獲取具有該藍牙識別碼的藍牙模塊被車載藍牙設(shè)備第一次搜索到的時刻；S15:車載藍牙設(shè)備向藍牙模塊發(fā)送尋呼指令，藍牙模塊獲取車載藍牙設(shè)備發(fā)送的尋呼指令后發(fā)送應(yīng)答指令；S16:獲取具有該藍牙識別碼的藍牙模塊被車載藍牙設(shè)備最后一次搜索到的時刻；S17:計算車載藍牙設(shè)備第一次到最后一次搜索到該藍牙模塊的時間段內(nèi)公交車行駛的距離；S18:將該藍牙模塊的藍牙識別碼、車載藍牙設(shè)備的設(shè)備地址以及該藍牙模塊隨公交車行駛的距離發(fā)送給遠程服務(wù)器；S19:根據(jù)藍牙模塊隨公交車行駛的距離、公交車上的車載藍牙設(shè)備的設(shè)備地址以及藍牙模塊的藍牙識別碼計算與該距離對應(yīng)的乘車費用，并從與該藍牙模塊的藍牙識別碼相綁定的賬戶中扣費；在實際運營中，乘客有可能會出現(xiàn)坐車坐反的問題，或者出現(xiàn)搞錯車站而坐過車或者提前下車的問題，而發(fā)生這種情況時，乘客不得不重新選擇另外一輛公交車乘坐，對于這種情況，需要對每一條公交線路的每一輛公交車進行標記，而每一輛車上均設(shè)置有至少一個車載藍牙設(shè)備，通過分析車載藍牙設(shè)備的設(shè)備地址即可知道該乘客乘坐的是哪一輛公交車，再通過分析每一輛公交車行進的線路以及乘客重新選擇另一輛公交車來判斷乘客是否坐反車、坐過車或者提前下車的情況，并且能夠根據(jù)乘客乘坐公交車行進的最終距離(即從最初始發(fā)站到最終停留站)來進行扣費，能夠避免乘客被冤枉扣費的情況發(fā)生。所以需要對乘客乘坐的公交車進行標記，將車載藍牙設(shè)備的設(shè)備地址與乘客轉(zhuǎn)乘另外一輛公交車之間停頓的時間以及相間的距離一起上傳給服務(wù)器，由服務(wù)器對乘客的乘車情況進行分析，從而計算出相應(yīng)的費用。S20:當藍牙模塊超過一定的時間沒有收到車載藍牙設(shè)備發(fā)送的尋呼指令時，關(guān)閉藍牙模塊。同樣，依據(jù)于上述原理，如圖2所示，本發(fā)明提供一種乘坐公交車分段自動扣費的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:乘客手中的公交卡21，該公交卡包括RFID標簽211、藍牙模塊212、與RFID標簽和藍牙模塊212連接的控制芯片213、對藍牙模塊和控制芯片供電的電源模塊214以及觸發(fā)藍牙模塊開啟的按鍵215，控制芯片213獲取按鍵215的按壓信號，從而控制電源模塊214向藍牙模塊212的供電；位于公交車上的RFID讀取器22，用于讀取RFID標簽中的數(shù)據(jù)并且對RFID標簽的合法性進行驗證，并通過聲音或者視覺信號作出指示；設(shè)置于公交車上的GPS定位裝置23，用于獲取公交車在任一時刻的地理位置坐標；設(shè)置于公交車上的車載藍牙設(shè)備24，用于定時搜索車載藍牙設(shè)備信號覆蓋范圍內(nèi)的藍牙模塊，并獲取藍牙模塊的藍牙識別碼；設(shè)置于公交車上的計時裝置25，用于獲取車載藍牙設(shè)備第一次搜索到合法藍牙模塊的時刻以及最后一次搜索到該藍牙模塊的時刻；設(shè)置于公交車上的處理裝置26，用于計算車載藍牙設(shè)備第一次到最后一次搜索到同一合法藍牙模塊的時間段內(nèi)公交車行駛的距離；設(shè)置于公交車上的無線信號傳輸裝置27，用于將合法藍牙模塊的藍牙識別碼、車載藍牙設(shè)備的設(shè)備地址以及該藍牙模塊隨公交車行駛的距離發(fā)送給遠程服務(wù)器；遠程服務(wù)器28，用于根據(jù)藍牙模塊隨公交車行駛的距離、公交車上的車載藍牙設(shè)備的設(shè)備地址以及藍牙模塊的藍牙識別碼計算與該距離對應(yīng)的乘車費用，并從與該藍牙模塊的藍牙識別碼相綁定的賬戶中扣費；所述遠程服務(wù)器還用于將藍牙模塊的藍牙識別碼與乘客乘車的扣費賬戶相綁定，綁定后的藍牙模塊為合法的藍牙模塊。所述RFID標簽211中還存儲有藍牙模塊的藍牙識別碼；RFID讀取器22讀取RFID標簽中存儲的藍牙識別碼并發(fā)送給處理裝置25 ;處理裝置25將車載藍牙設(shè)備24搜索到的藍牙識別碼與RFID讀取器22讀取的藍牙識別碼進行比較；找出車載藍牙設(shè)備24搜到到的與RFID讀取器22讀取的藍牙識別碼相同的藍牙識別碼，計算具有該藍牙識別碼的藍牙模塊被車載藍牙設(shè)備第一次搜索到時公交車所處的地理位置，同時獲取該藍牙模塊212被車載藍牙設(shè)備24最后一次搜索到公交車所處的地理位置，進一步計算具有RFID讀取器22讀取的藍牙識別碼的藍牙模塊212被車載藍牙設(shè)備第一次到最后一次搜索到的時間段內(nèi)公交車行駛的距離。車載藍牙設(shè)備24向藍牙模塊212發(fā)送尋呼指令，當藍牙模塊212超過一定的時間沒有收到車載藍牙設(shè)備24發(fā)送的尋呼指令時，關(guān)閉藍牙模塊212。所述車載RFID讀取器22包括音視頻信號指示裝置221，車載RFID讀取器22驗證RFID標簽的合法性后，所述音視頻信號指示裝置221給出相對應(yīng)的音視頻信號。車載無線遠程通信設(shè)備25將該公交卡藍牙模塊藍牙識別碼發(fā)送給遠程服務(wù)器30驗證該藍牙模塊藍識別碼對應(yīng)的賬戶信息；遠程服務(wù)器30向車載無線遠程通信設(shè)備25發(fā)送所述的藍牙模塊對應(yīng)的賬戶信息；通過車載藍牙設(shè)備24將所述藍牙模塊對應(yīng)的賬戶信息發(fā)送給藍牙模塊12 ；公交卡的控制模塊13將藍牙模塊12對應(yīng)的賬戶信息存儲在RFID標簽11中以供下次車載RFID讀取器對RFID標簽的合法性進行驗證。為了使得藍牙模塊工作時的功率更小，可在車廂內(nèi)合理設(shè)置車載藍牙設(shè)備的天線，使得乘客所攜帶的藍牙模塊與車載藍牙設(shè)備的距離更近，使得藍牙模塊在工作時發(fā)射功率更低，如此則使得給藍牙模塊供電的供電模塊使用壽命更長，在正常使用情況下，使用壽命可達5年，使得本發(fā)明的商用化前景更加廣闊?？傊?，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種乘坐公交車分段自動扣費的方法，其特征在于，該方法包括: 獲取公交車在任一時刻的地理位置坐標； 位于公交車上信號并且覆蓋整個車廂的車載藍牙設(shè)備搜索其信號覆蓋范圍內(nèi)的藍牙模塊，并獲取該藍牙模塊的藍牙識別碼； 獲取車載藍牙設(shè)備第一次搜索到一藍牙模塊的時刻以及最后一次搜索到該藍牙模塊的時刻； 計算車載藍牙設(shè)備第一次到最后一次搜索同一藍牙模塊時間段內(nèi)公交車行駛的距離； 將搜索到的藍牙模塊的藍牙識別碼以及該藍牙模塊隨公交車行駛的距離發(fā)送給遠程服務(wù)器； 找出與所述藍牙識別碼相綁定的代表乘客身份的扣費賬戶； 根據(jù)藍牙模塊隨公交車行駛的距離計算與該距離對應(yīng)的乘車費用，并從與該藍牙模塊的藍牙識別碼相對應(yīng)的賬戶中扣費。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乘坐公交車分段自動扣費的方法，其特征在于，每一公交車上的車載藍牙設(shè)備具有一個唯一的設(shè)備地址，該方法進一步包括: 將藍牙模塊的藍牙識別碼、該藍牙模塊隨公交車行駛的距離以及該公交車上的車載藍牙設(shè)備的設(shè)備地址發(fā)送給遠程服務(wù)器； 根據(jù)所述的藍牙識別碼、公交車行駛的距離以及設(shè)備地址計算出乘車費用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的乘坐公交車分段自動扣費的方法，其特征在于，該方法進一步包括: 將合法的RFID標簽與藍牙模塊通過電性號連接起來并且封裝在一起； 將該藍牙模塊的藍牙識別碼與代表乘客身份的扣費賬戶相綁定； 通過RFID讀取器對RFID標簽的合法性進行驗證，并通過聲音或者視覺信號作出指示。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的乘坐公交車分段自動扣費的方法，其特征在于，該方法進一步包括: 只有在藍牙模塊開啟時，RFID標簽才能通過RFID讀取器的合法性驗證； 所述藍牙模塊通過一按鍵由人為開啟。
車載藍牙設(shè)備向藍牙模塊發(fā)送尋呼指令，當藍牙模塊超過一定的時間沒有收到車載藍牙設(shè)備發(fā)送的尋呼指令時，關(guān)閉藍牙模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的乘坐公交車分段自動扣費的方法，其特征在于， 通過RFID讀取器讀取RFID標簽中存儲的藍牙識別碼； 比較RFID讀取器讀取的藍牙識別碼與車載藍牙設(shè)備搜索到的藍牙識別碼是否相同；計算車載藍牙設(shè)備第一次到最后一次搜索到具有RFID讀取器讀取的藍牙識別碼的藍牙模塊時間段內(nèi)公交車行駛的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的乘坐公交車分段自動扣費的方法，其特征在于， 將該公交卡藍牙模塊藍牙識別碼發(fā)送給遠程服務(wù)器驗證該藍牙模塊藍識別碼對應(yīng)的賬戶信息； 遠程服務(wù)器向車載無線遠程通信設(shè)備發(fā)送所述的藍牙模塊對應(yīng)的賬戶信息； 通過車載藍牙設(shè)備將所述藍牙模塊對應(yīng)的賬戶信息發(fā)送給藍牙模塊；將藍牙模塊對應(yīng)的賬戶信息存儲在RFID標簽中以供下一次車載RFID讀取器對RFID標簽中存儲的藍牙模塊對應(yīng)的賬戶信息的合法性進行驗證。
7.—種乘坐公交車分段自動扣費的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括: 為乘客所攜帶的藍牙模塊； 設(shè)置于公交車上的GPS定位裝置，用于獲取公交車在任一時刻時的地理位置坐標；設(shè)置于公交車上并且覆蓋整個車廂的的車載藍牙設(shè)備，用于其信號覆蓋范圍內(nèi)的藍牙模塊，并獲取該藍牙模塊的藍牙識別碼； 設(shè)置于公交車上的計時裝置，用于獲取車載藍牙設(shè)備第一次搜索到一藍牙模塊的時刻以及最后一次搜索到該藍牙模塊的時刻； 設(shè)置于公交車上的處理裝置，用于計算車載藍牙設(shè)備第一次到最后一次搜索同一藍牙模塊時間段內(nèi)公交車行駛的距離； 設(shè)置于公交車上的無線信號傳輸裝置，用于將搜索到的藍牙模塊的藍牙識別碼以及該藍牙模塊隨公交車行駛的距離發(fā)送給遠程服務(wù)器； 遠程服務(wù)器，用于找出與所述藍牙識別碼相綁定的代表乘客身份的扣費賬戶，并根據(jù)藍牙模塊隨公交車行駛的距離計算與該距離對應(yīng)的乘車費用，并從與該藍牙模塊的藍牙識別碼相對應(yīng)的賬戶中扣費。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的乘坐公交車分段自動扣費的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括: 位于公交車上的RFID讀取器； 為乘客所攜帶的RFID標簽，所述RFID標簽與藍牙模塊通過電性號連接起來并且封裝在一起； 所述RFID讀取器讀取RFID標簽中的數(shù)據(jù)并且對RFID標簽的合法性進行驗證，并通過聲音或者視覺信號作出指示。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的乘坐公交車分段自動扣費的系統(tǒng)，其特征在于， 所述RFID標簽與藍牙模塊共同連接一控制芯片，藍牙模塊還與一供電模塊連接，控制芯片、供電模塊與RFID標簽、藍牙模塊封裝在一起所述公交卡上設(shè)置一按鍵，用于開啟藍牙模塊； 所述公交卡還包括控制芯片，所述車載藍牙設(shè)備還向藍牙模塊發(fā)送尋呼指令，控制芯片獲取藍牙模塊接收到尋呼指令并分析，當藍牙模塊超過一定的時間沒有收到車載藍牙設(shè)備發(fā)送的尋呼指令時，控制芯片控制供電模塊停止向藍牙模塊供電。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的乘坐公交車分段自動扣費的系統(tǒng)，其特征在于， 無線信號傳輸裝置將該公交卡藍牙模塊藍牙識別碼發(fā)送給遠程服務(wù)器驗證該藍牙模塊藍識別碼對應(yīng)的賬戶信息； 遠程服務(wù)器向車載無線遠程通信設(shè)備發(fā)送所述的藍牙模塊對應(yīng)的賬戶信息； 通過車載藍牙設(shè)備將所述藍牙模塊對應(yīng)的賬戶信息發(fā)送給藍牙模塊； 控制芯片將藍牙模塊對應(yīng)的賬戶信息存儲在RFID標簽中以供下一次車載RFID讀取器對RFID標簽中存儲的藍牙模塊對應(yīng)的賬戶信息的合法性進行驗證。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于藍牙和RFID的乘坐公交車分段自動扣費的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明將已注冊的藍牙模塊作為合法的藍牙模塊，當乘客攜帶有合法的藍牙模塊上車時，合法的藍牙模塊即可作為乘客身份識別的工具，同時藍牙信號覆蓋整個車廂，這樣當乘客攜帶藍牙模塊進入車廂即可識別到乘客上車，而當車載藍牙設(shè)備檢測不到藍牙模塊的藍牙信號時即可識別到乘客已下車，計算乘客上車和下車這個時間段內(nèi)車輛行進的距離即可對乘客進行分段收費，而且整個過程，乘客非常無需刷兩次RFID卡即可實現(xiàn)分段收費，使用方便，同時縮短了乘客上下車的時間。
文檔編號H04B5/00GK103186926SQ201110445049
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者王筱雨, 馮林 申請人:王筱雨