CN102324112A - 智能合乘计价器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及出租车合乘计价器，公开了一种智能合乘计价器，包括控制系统，所述的控制系统为PIC单片机，控制系统通过无线信号发送接收模块与交通运输管理中心进行数据信号的传输与接收，获得合乘及取消合乘授权。控制系统上连接无线付费模块、多路费用显示模块、掉电存储模块和里程传感器。本发明通过交通运输管理中心在特定时段路段授权出租车合乘时针对合乘的乘客进行分别计价，具有多屏显示价格功能，降低了单个乘客的运营成本，减轻了城市道路系统的交通拥堵，提高了出租车司机收入。

Description

智能合乘计价器

技术领域

本发明涉及出租车合乘计价器，尤其涉及一种智能合乘计价器。

背景技术

出租车行业在我国是八十年代初兴起的一项新兴行业，随着我国国民经济的高速发展，出租汽车已成为城市公共交通的重要组成部分。多年来普遍使用的计价器只具备单一的脊梁功能。目前全世界的计价器中90％为台湾所生产。现今我国生产计价器的企业有上百家，主要集中在北京、上海、沈阳和广州等地。我国第一家生产计价器的是重庆市起重机厂，最早的计价器全部采用机械齿轮构，只能完成简单的计程功能，可以说，早期的计价器就是个里程表。随着科学技术的发展，产生了第二代计价器，它采用了手摇计算机与机械结构相结合的方式，实现了半机械半电子化。此时它在计程的同时还完成计价的工作。大规模集成电路的发展又产生了第三代计价器，也就是全电子化的计价器。它的功能也在不断完善。

出租车计价器是一种专用的计量仪器，它安装在出租车上，能够连续累加，并指示出行驶中任意时刻乘客应付费用的总数，其金额值是计程和计时时间的函数。出租车计价器在最初使用时具备的主要功能是根据行驶里程计价，要求精度高，可靠性好。随着电子技术的发展以及对计价器的不断改进和完善，便产生了诸多的附加功能。例如：①LED显示功能，数码管的使用让计价器实现多屏显示功能，可同时显示各项营运数据，使乘客一目了然；②永久时钟功能，在非运营状态下，日历时钟芯片的使用使计价器可以显示永久时钟；③存储功能，可存储多项营运数据，便于查询等功能。

发明内容

本发明针对现有技术中的出租车计价器只能按照里程数，对单一乘客进行计价，导致了单个乘客运载成本高，城市道路系统负载大等缺点，提供了一种通过交通运输管理中心在特定时段路段授权出租车合乘时针对合乘的乘客进行分别计价，具有多屏显示价格功能，降低了单个乘客的运营成本，提高了车辆运输能力，减轻了城市道路系统的拥堵，提高了出租车司机收入的智能合乘计价器。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

智能合乘计价器，包括控制系统，所述的控制系统为PIC单片机，控制系统通过无线信号发送接收模块与交通运输管理中心进行数据信号的传输与接收，控制系统上连接无线付费模块、多路费用显示模块、掉电存储模块和里程传感器。计价器主要由CDMA(3G通信)模块、GPS定位模块、控制器件、信息管理中心服务器组成。计价器的控制系统利用单片机来控制，采用功能更强大的PIC单片机来实现与CDMA模块及GPS定位模块进行通信。

作为优选，所述的无线信号发送接收模块包括CDMA模块与GPS定位模块，CDMA模块为具有完整功能的CDMA移动通信模块，通过串口的方式与控制系统连接。CDMA模块和GPS定位模块用来进行和交通运输管理中心的通讯和对出租车的定位、接受交通运输管理中心在特定时段路段出对租车合乘授权，同时RFID装置中的顾客卡信息通过CDMA网络传输给交通运输管理中心。其中CDMA模块是一个具有完整功能的CDMA移动通信模块，通过串口可以实现对此模块的控制和数据传输。对此模块控制用的是AT命令方式，此模块提供AT指令接口，由PIC单片机来控制该模块工作。

作为优选，所述的控制系统上还连接有按键电路、日历时钟电路、发票打印模块、总线扩展口，里程传感器为由霍尔片、四根引线和壳体组成的霍尔元件。通过按键电路告诉计价器乘客的上下车等相关信息并传输给控制系统，日历时钟电路用来记录乘客上下车的日期以及时间间隔等相关信息传输给控制系统，乘客下车时，通过控制系统计算相应的费用，控制打印模块打印乘车发票。里程传感器采集车速信号，车速信号为脉冲信号，可以用到单片机的定时器或计数器捕获，每转一圈传送一个脉冲信号，根据此脉冲信号就可以知道相应的路程和车速。

作为优选，所述的无线付费模块为实现电子刷卡消费的RFID无线刷卡系统。PIC单片机上设有一个接口读出RFID卡的信息，并且也要通过CDMA模块把卡信息传送给交通运输管理中心，以便于乘客电子付费。

作为优选，所述的壳体通过非导磁金属、陶瓷或环氧树脂封装。

作为优选，所述的控制系统要对接收到GPS定位模块送来的数据信息以及无线付费模块RFID装置传来的卡信息进行封装且转化为CDMA模块传送数据的格式，通过CDMA网络传输至交通运输管理中心，同时也通过CDMA网络获得交通运输管理中心对特定时段路段出租车合乘授权。

本计价器采用循环扫描各个模块串口设计，当完成对这个串口的通信功能之后，再打开下一个通信模块的串口，即当扫描到那个设备时，才打开对应模块的发送或接收功能和单片机进行通信。另外，单片机留出了总线扩展口，一方面可以用于嵌入实时操作系统，另一方面可以用于在线自我编程功能来远程更新程序。为了显示交通运输管理部门发过来的允许合乘授权信号，还要增加相应的LED合乘状态显示功能。

合乘计价方法，汽车行驶一段路程的正常费用为X，当车上只有一批乘客时，计价器计价按钮按下一次，计价器的寄存器记录为1，该段路程实际费用为X₁，没有优惠；当车上有两批乘客时，计价器计价按钮按下两次，计价器的寄存器记录为2，该段路程实际费用为，优惠后的费用为aX₂；当车上有三批乘客时，计价器计价按钮共计按下三次，计价器的寄存器记录为3，该段路程实际费用为X₃，优惠后的费用为bX₃；当车上有四批乘客时，计价器计价按钮共计按下四次，计价器的寄存器记录为4，该段路程费实际费用为X₃，优惠后的用为cX₄；当乘客下车时，司机按下计价器结账按钮，计价寄存器记录减1次，乘客需要支付乘车费为各个路段所需费用之和。

作为优选，所述的合乘计价方法，还包括以下步骤：a、出租车载上第一批乘客A时，计价器计价按钮按下一次记1，计价器将载客信息发送给交通运输管理部门并开始第1路计价，第1路计价寄存器记录为1；

b、交通运输管理部门第一次发送允许合乘授权信号给计价器；

c、出租车通过CDMA模块接收到允许合乘的授权信号，合乘状态显示信号灯亮显示合，准许执行合乘功能；

d、出租车载上第二批乘客B时，计价器计价按钮按下第二次记2，计价器将载客信息发送给交通运输管理部门并增加第2路计价，第2路计价寄存器记录为2；

e、交通运输管理部门第二次发送允许合乘授权信号给计价器；

f、出租车通过CDMA模块接收到允许合乘的授权信号，合乘状态显示信号灯显示合，准许执行合乘功能；

g、出租车载上第三批乘客C时，计价器计价按钮按下第三次记3，计价器将载客信息发送给交通运输管理部门并增加第3路计价，第3路计价寄存器记录为3；

h、交通运输管理部门第三次发送允许合乘授权信号给计价器；

i、出租车通过CDMA模块接收到允许合乘的授权信号，合乘状态显示信号灯显示合，准许执行合乘功能；

j、出租车载上第四批乘客D时，计价器计价按钮按下第四次记4，计价器将载客信息发送给交通运输管理部门并增加第4路计价，第4路计价寄存器记录为4。

作为优选，所述的步骤a中计价器将载客信息发送给交通运输管理部门的同时，还通过GPS定位模块的外接天线接收GPS信号，由GPS计算出所处位置的地理信息，GPS定位模块把位置信息以固定的格式通过串口发送给单片机，单片机接收到GPS定位模块送来的数据，解析出其中有用的数据进行封装，然后以通过CDMA模块将数据传送给交通运输管理中心。

作为优选，所述的步骤b中交通运输管理部门发送允许合乘授权信号给计价器，采用CDMA无线网络向计价器发送短消息的方法，CDMA模块上网通过拨通服务商的特定号码完成，其中a、b、c大于0，小于1。

本发明通过针对合乘的乘客进行分别计价，具有多屏显示价格功能，降低了单个乘客的运营成本，减少了城市道路系统的拥堵，提高了出租车司机收入。

附图说明

图1为本发明实施例1的示意图。

1-控制系统、2-交通运输管理部门、10-状态显示模块、11-无线付费模块、12-多路费用显示模块、13-掉电存储模块、14-里程传感器按键电路、15-CDMA模块、16-GPS定位模块、17-按键电路、18-日历时钟电路、19-发票打印模块、21-交通运输管理中心。

具体实施方式

下面结合附图1与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例1

智能合乘计价器，如图1所示，包括控制系统1，所述的控制系统1为PIC单片机，控制系统1通过无线信号发送接收模块与交通运输管理中心21进行数据信号的传输与接收，控制系统1上连接无线付费模块、多路费用显示模块12、掉电存储模块13和里程传感器14、状态显示模块10。计价器主要由CDMA(3G通信)模块15、GPS定位模块16、控制器件、信息管理中心服务器组成。计价器的控制系统1利用单片机来控制，采用功能更强大的PIC单片机来实现与CDMA模块15及GPS定位模块16进行通信。

无线信号发送接收模块包括CDMA模块15与GPS定位模块16，CDMA模块15为具有完整功能的CDMA移动通信模块，通过串口的方式与控制系统1连接。CDMA模块15和GPS定位模块16用来进行和交通运输管理中心21的通讯和对出租车的定位、接受交通运输管理中心在特定时段路段出对租车合乘授权，同时RFID装置中的顾客卡信息通过CDMA网络传输给交通运输管理中心21。其中CDMA模块15是一个具有完整功能的CDMA移动通信模块，通过串口可以实现对此模块的控制和数据传输。对此模块控制用的是AT命令方式，此模块提供AT指令接口，由PIC单片机来控制该模块工作。

控制系统1上还连接有按键电路17、日历时钟电路18、发票打印模块19、总线扩展口，里程传感器为由霍尔片、四根引线和壳体组成的霍尔元件。通过按键电路告诉计价器乘客的上下车等相关信息并传输给控制系统1，日历时钟电路用来记录乘客上下车的日期以及时间间隔等相关信息传输给控制系统1，乘客下车时，通过控制系统1计算相应的费用，控制打印模块打印乘车发票。里程传感器采集车速信号，车速信号为脉冲信号，可以用到单片机的定时器或计数器捕获，每转一圈传送一个脉冲信号，根据此脉冲信号就可以知道相应的路程。

无线付费模块为实现电子刷卡消费的RFID无线刷卡系统。PIC单片机上设有一个接口读出RFID卡的信息，并且也要通过CDMA模块15把卡信息传送给交通运输管理中心21，以便于乘客电子付费。

控制系统1要对接收到GPS定位模块16送来的数据信息以及无线付费模块RFID装置传来的卡信息进行封装且转化为CDMA模块15传送数据的格式，通过CDMA网络传输至交通运输管理中心21。

本计价器采用循环扫描各个模块串口设计，当完成对这个串口的通信功能之后，打开下一个通信模块的串口，即当扫描到那个设备时，才打开对应模块的发送或接收功能和单片机进行通信。另外，单片机留出了总线扩展口，一方面可以用于嵌入实时操作系统，另一方面可以用于在线自我编程功能来远程更新程序。为了显示交通运输管理部门2发过来的允许合乘授权信号，还要增加相应的LED合乘显示功能。

合乘计价方法，汽车行驶一段路程的正常费用为X，当车上只有一批乘客时，计价器计价按钮按下一次，计价器的寄存器记录为1，该段路程费用为X₁；当车上有两批乘客时，计价器计价按钮按下两次，计价器的寄存器记录为2，该段路程费用为0.9X₂；当车上有三批乘客时，计价器计价按钮共计按下三次，计价器的寄存器记录为3，该段路程费用为0.8X₃；当车上有四批乘客时，计价器计价按钮共计按下四次，计价器的寄存器记录为4，该段路程费用为0.7X₄；当乘客下车时，司机按下计价器结账按钮，计价寄存器记录减1次，乘客需要支付乘车费为各个路段所需费用之和。为更加清楚的解释说明，本实施例中，取a＝0.9，b＝0.8，c＝0.7，

合乘计价方法，还包括以下步骤：a、出租车载上第一批乘客A时，计价器计价按钮按下一次记1，计价器将载客信息发送给交通运输管理部门2并开始第1路计价，第1路计价寄存器记录为1；

b、交通运输管理部门2第一次发送允许合乘授权信号给计价器；

c、出租车通过CDMA模块15接收到允许合乘的授权信号，合乘状态显示信号灯显示合，准许执行合乘功能；

d、出租车载上第二批乘客B时，计价器计价按钮按下第二次记2，计价器将载客信息发送给交通运输管理部门2并增加第2路计价，第2路计价寄存器记录为2；

e、交通运输管理部门2第二次发送允许合乘授权信号给计价器；

f、出租车通过CDMA模块15接收到允许合乘的授权信号，合乘状态显示信号灯显示合，准许执行合乘功能；

g、出租车载上第三批乘客C时，计价器计价按钮按下第三次记3，计价器将载客信息发送给交通运输管理部门2并增加第3路计价，第3路计价寄存器记录为3；

h、交通运输管理部门2第三次发送允许合乘授权信号给计价器；

i、出租车通过CDMA模块15接收到允许合乘的授权信号，合乘状态显示信号灯亮显示合，准许执行合乘功能；

j、出租车载上第四批乘客D时，计价器计价按钮按下第四次记4，计价器将载客信息发送给交通运输管理部门2并增加第4路计价，第4路计价寄存器记录为4。合乘状态显示信号灯亮显示满

当乘客A上车时，计价寄存器的记录为1，此时，计价器的计费按照正常模式进行直到乘客B上车，假设乘客A在乘客B上车之前，该段路程的实际乘车费用为X₁，由于该段路程只有一批乘客A在车上，故费用X₁没有优惠。当第二批乘客B上车后，此时计价存储器记录为2，乘客A从乘客B上车后，直至第三批乘客C上车或者乘客A、或乘客B下车这段时间或路程的实际费用为X₂，由于该段路程有两批乘客A、乘客B在车上，故该端路程的费用X₂有优惠，优惠后的费用为0.9X₂，如果此时乘客A下车，那么乘客A的实际乘车费为X₁+0.9X₂。(由于乘客A下车，故计价器寄存器记录数据减1，实际的计价存储器的记录为1，此后，乘客B接下来的一端路程费用按照只有一批次乘客计算，没有优惠。如果乘客B在接下来的一端路程上，没有别的乘客上车，那么乘客B剩下的路程费用就没有优惠；如果在接下来的一端路程上，又有其他乘客G上车，那么，从该乘客G上车直至乘客B或乘客G下车，或者第三名乘客H上车，这段路程，乘客B和乘客G的乘车费用享受二人拼车时的9折优惠。)接上面，如果下车的是乘客B，那么乘客B的实际乘车费为0.9X₂，乘客B下车后，计价器存储器记录减1后为1，乘客A接下来的情况同上面括号内。假如乘客A、B都没有下车，而是第三批乘客C上车，此时计价存储器记录为3，乘客A、B从乘客C上车后，直至第四批乘客D上车或者乘客A、B、C其中一人下车，这段时间或路程的实际费用为X₃，由于该段路程有三批乘客A、乘客B、乘客C在车上，故该端路程的费用X₃有优惠，该段路程优惠后的费用为0.8X₃；假如此时，第四批乘客D上车，那么从第四批乘客D上车后到乘客A、B、C、D其中任何一人下车这段路程的实际费用X₄有优惠，该段路程优惠后的费用为0.7X₄。假如下车的是乘客A，那么乘客A的实际乘车费用为X₁+0.9X₂+0.8X₃+0.7X₄，假如下车的是乘客B，那么乘客B的实际乘车费用为0.9X₂+0.8X₃+0.7X₄，假如下车的是乘客C，那么乘客C的实际乘车费用为0.8X₃+0.7X₄，假如下车的是乘客D，那么乘客D的实际乘车费用为0.7X₄。假如乘客A下车后，此时，计价存储器的记录减1为3，即车上还有3批乘客，接下来下车的是乘客B，在乘客A下车后直至乘客B下车这段路程的实际费用为X₃₁，因为该段路程车上有三批乘客，故乘车费用有优惠，该段路程的实际费用为0.8X₃₁，那么乘客B的实际乘车费用为0.9X₂+0.8X₃+0.7X₄+0.8X₃₁；如果接下来下车的是乘客C，那么乘客C的实际乘车费用为0.8X₃+0.7X₄+0.8X₃₁；如果接下来下车的是乘客D，那么乘客D的实际乘车费用为0.7X₄+0.8X₃₁。加入第二个下车的是乘客C，那么乘客C下车后，计价存储器记录再减1为2，此时车上还有乘客B和乘客D，乘客B和乘客D在车上直至其中一人下车或者又有新乘客E上车，该段路程的实际车费为X₂₁。假如此时乘客B下车，那么乘客B的实际乘车费用为0.9X₂+0.8X₃+0.7X₄+0.8X₃₁+X₂₁；假如此时乘客C下车，那么乘客C的实际乘车费用为0.8X₃+0.7X₄+0.8X₃₁+0.9X₂₁。假如先下车的是C，C下车后，计价存储器记录再减1实际为1，因此接下来的路程没有优惠，此时最后下车的是B，最后一段路程的实际费用为X₁₁，如果假设最后一段路程没有人上车，那么乘客B的实际乘车费用为0.9X₂+0.8X₃+0.7X₄+0.8X₃₁+0.9X₂₁+X₁₁。假如，在乘客B和乘客D下车前，此时新乘客E上车，此时计价存储器的记录由原来的2加1至3，假设从乘客E上车直至乘客B、D、E中的任何一人下车或者另有新人上车，该段路程的费用为X₃₂，因为此时车上有三批乘客，计价存储器的记录为3，所以该段路程的费用有优惠，实际的费用为0.8X₃₂，每个人的乘车费用为各个路段的费用之和。如果有起步价，那么只要在原来的费用上，加上合适的起步价即可。

步骤a中计价器将载客信息发送给交通运输管理部门2的同时，还通过GPS定位模块16的外接天线接收GPS信号，由GPS计算出所处位置的地理信息，GPS定位模块16把位置信息以固定的格式通过串口发送给单片机，单片机接收到GPS定位模块16送来的数据，解析出其中有用的数据进行封装，然后以通过CDMA模块15将数据传送给交通运输管理中心21。步骤b中交通运输管理部门2发送允许合乘授权信号给计价器，采用CDMA无线网络向计价器发送短消息的方法，CDMA模块15上网通过拨通服务商的特定号码完成，其中a、b、c大于0，小于1。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种智能合乘计价器，包括控制系统(1)，其特征在于：所述的控制系统(1)为PIC单片机，控制系统(1)通过无线信号发送接收模块与交通运输管理中心(21)进行数据信号的传输与接收，控制系统(1)上连接无线RFID付费模块(11)、多路费用显示模块(12)、掉电存储模块(13)和里程传感器(14)。

2.根据权利要求1所述的智能合乘计价器，其特征在于：所述的无线信号发送接收模块包括CDMA模块(15)与GPS定位模块(16)，CDMA模块(15)为具有完整功能的CDMA移动通信模块，GPS定位模块(16)提供车辆的准确位置信息，二者通过串口的方式与控制系统(1)连接。

3.根据权利要求1所述的智能合乘计价器，其特征在于：所述的控制系统(1)上还连接有按键电路(17)、日历时钟电路(18)、发票打印模块(19)、状态显示模块(10)。

4.根据权利要求1所述的智能合乘计价器，其特征在于：所述的无线RFID付费模块(11)为实现电子刷卡消费的RFID无线刷卡系统。状态显示模块(10)显示空、满、合三种状态。

5.根据权利要求3所述的智能合乘计价器，其特征在于：所述的壳体通过非导磁金属、陶瓷或环氧树脂封装，控制系统(1)要对接收到GPS定位模块(16)送来的数据信息以及无线付费模块RFID装置传来的卡信息进行打包且转化为CDMA模块(15)传送数据的格式，通过CDMA网络传输至交通运输管理中心(21)。

6.合乘计价方法，汽车行驶一段路程的正常费用为X，其特征在于：当车上只有一批乘客时，计价器计价按钮按下一次，计价器的寄存器记录为1，该段路程实际费用为X₁，没有优惠；当车上有两批乘客时，计价器计价按钮按下两次，计价器的寄存器记录为2，该段路程实际费用为，优惠后的费用为aX₂；当车上有三批乘客时，计价器计价按钮共计按下三次，计价器的寄存器记录为3，该段路程实际费用为X₃，优惠后的费用为bX₃；当车上有四批乘客时，计价器计价按钮共计按下四次，计价器的寄存器记录为4，该段路程费实际费用为X₃，优惠后的用为cX₄；当乘客下车时，司机按下计价器结账按钮，计价寄存器记录减1次，乘客需要支付乘车费为各个路段所需费用之和。

7.根据权利要求7所述的合乘计价方法，其特征在于，还包括以下步骤：

a、出租车载上第一批乘客A时，计价器计价按钮按下一次记1，计价器将载客信息发送给交通运输管理部门(2)并开始第1路计价，第1路计价寄存器记录为1；

b、交通运输管理部门(2)第一次发送允许合乘授权信号给计价器；

c、出租车通过CDMA模块接收到允许合乘的授权信号，合乘状态显示(10)信号灯显示合，准许执行合乘功能；

d、出租车载上第二批乘客B时，计价器计价按钮按下第二次记2，计价器将载客信息发送给交通运输管理部门(2)并增加第2路计价，第2路计价寄存器记录为2；

e、交通运输管理部门(2)第二次发送允许合乘授权信号给计价器；

f、出租车通过CDMA模块(15)接收到允许合乘的授权信号，合乘状态显示(10)信号灯显示合，准许执行合乘功能；

g、出租车载上第三批乘客C时，计价器计价按钮按下第三次记3，计价器将载客信息发送给交通运输管理部门(2)并增加第3路计价，第3路计价寄存器记录为3；

h、交通运输管理部门(2)第三次发送允许合乘授权信号给计价器；

i、出租车通过CDMA模块(15)接收到允许合乘的授权信号，合乘状态显示(10)信号灯显示合，准许执行合乘功能；

j、出租车载上第四批乘客D时，计价器计价按钮按下第四次记4，计价器将载客信息发送给交通运输管理部门(2)并增加第4路计价，第4路计价寄存器记录为4，合乘状态显示(10)信号灯显示满。

8.根据权利要求8所述的合乘计价方法，其特征在于，所述的步骤a中计价器将载客信息发送给交通运输管理部门(2)的同时，还通过GPS定位模块(16)的外接天线接收GPS信号，由GPS计算出所处位置的地理信息，GPS定位模块(16)把位置信息以固定的格式通过串口发送给单片机，单片机接收到GPS定位模块(16)送来的数据，解析出其中有用的数据进行封装，然后以通过CDMA模块(15)将数据传送给交通运输管理中心(21)。

9.根据权利要求8所述的合乘计价方法，其特征在于：所述的步骤b中交通运输管理部门(2)发送允许合乘授权信号给计价器，采用CDMA无线网络向计价器发送短消息的方法，CDMA模块(15)上网通过拨通服务商的特定号码完成，其中a、b、c大于0，小于1。

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