CN103679518A - 一种脱联机相结合的安全便捷的公交自行车系统及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种脱联机相结合的安全便捷的公交自行车系统及实现方法，主要包括服务器、管理箱和停车柱，停车柱通过局域网与管理箱相连接，管理箱通过广域网与服务器相连接，服务器分别与网页客户端和手持机相连接；手持机用于服务人员进行无桩化临时收车，网页客户端：用于向用户提供信息查询、车辆预订或临时用户注册的自助服务。本发明的有益效果是：基于一用户多账户模型使有卡脱机租车的快捷与无卡联机租车的方便相结合，实现多方式安全便捷的租还车应用；实现网上自助开户、充值、注销；网上预约租车，实现车辆提前调度；依托现有平台的管理箱位置固定及指纹识别的不可替代性可以实现运营服务人员的巡更操作。

Description

一种脱联机相结合的安全便捷的公交自行车系统及实现方法

技术领域

本发明涉及公共交通领域，更具体说，它涉及一种脱联机相结合的安全便捷的公交自行车系统及实现方法。

背景技术

作为同城短区间非机动载人设备，自行车廉价、便捷、健身、环保、节能的特点尤为突出，是当今乃至今后更长时间人们生活中不可获缺和替代的主要交通工具之一。尤其在低碳环保的国际背景下，及解决最好一公里的国内城市困境下，我国现已有众多城市主动将自行车纳入公共交通领域，意图让公共自行车交通与公共交通“无缝对接”，破解交通末端“最后一公里”难题，达到低碳出行，美化城市。

目前的公交租还车系统主要以卡片M1、CPU卡等可进行数据储存的介质为唯一载体，通过三层网络结构实现与现有公交系统进行清算对接，其主要工作流程为：

1.停车柱作为第一环节通过RFID技术对卡片进行数据读取，通过判断金额等信息决定是否允许取还车；

2.管理箱作为第二环节在停车柱与服务器之间主要起信息传递的桥梁作用，一方用于收集停车柱租还车信息传递予服务器，另一方面用于接收服务器的查询配置指令传达予其下属的停车柱；

3.服务器作为第三环节主要用作数据统计与金额清算工作。

现有系统以卡片为用户金额的唯一载体，一旦发生租还车事件后必须对卡片进行金额同步处理，对应用扩展存在诸多限制与不便。比方说，有些城市为了方便市民出行，希望可以让万一忘记带租车卡的用户也可以通过手机、指纹等其他辅助认证方式进行临时租还车，但是由于现有系统的局限，一但出现过无卡化应用后系统服务器必须做相关记录同时必须通知系统内的所有管理箱锁定该用户的下次应用，用户下次持卡片租车时必须先到租车点的管理箱进行用户解锁与卡片金额同步操作，再加上现有的系统主要是以脱机消费联机统计清算为基础构架的，由其停车柱桩头节点与管理箱组建的局域网系统与服务器的广域网连接存在的较长的延时，因此用户一旦进行过无卡化操作，下次用卡租车就面临着在管理箱面前等待处理卡片解锁与金额同步问题，这样一来一次为了方便而提供的应急方式反而给用户的下次应用带来了诸多不便。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种脱联机相结合的安全便捷的公交自行车系统及实现方法，在原有卡片租还车模式上增加无卡化租还车模式，解决相互同步问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：这种脱联机相结合的安全便捷的公交自行车系统，主要包括服务器、管理箱和停车柱，停车柱通过局域网与管理箱相连接，管理箱通过广域网与服务器相连接，服务器分别与网页客户端和手持机相连接；其中管理箱包括管理箱通讯模块、管理箱提示模块、管理箱操作模块和管理箱识别模块，用于向服务器传递数据信息的同时对下行停车柱进行一些管控处理，管理箱操作模块用于人机交互接口进行相关操作输入，管理箱识别模块用于身份认证；停车柱包括停车柱通讯模块、停车柱提示模块、停车柱识别模块和停车柱锁柱模块,是租还车的机械部件的控制单元，停车柱识别模块通过管理箱处的识别认证进行指定停车柱编号进行开锁租车，停车柱锁控模块要用于控制停车柱锁的开闭；手持机用于服务人员进行无桩化临时收车，网页客户端：用于向用户提供信息查询、车辆预订或临时用户注册的自助服务。

这种脱联机相结合的安全便捷的公交自行车系统的实现方法，一个用户下可以同时拥护两个或多个账户，用户去公交自行车服务网点开通服务时首先肯定会开通一个卡片账户，并同时开通一个无卡账户，账户消费金额独立管理，用户在保证金的基础上可以同时向卡片或无卡账户中预存消费金额，在应用时只要在同一用户下的两个账户同时预存有消费金，卡片租还车消费时由卡片账户进行扣款，无卡租还车消费时由无卡账户进行扣款；能够临时用户注册进行无卡租还车消费，并用户可通过手持机或网页客户端向公交自行车系统服务器提前预约某个站点的车辆。

本发明的有益效果是：基于一用户多账户模型使有卡脱机租车的快捷与无卡联机租车的方便相结合，实现多方式安全便捷的租还车应用；基于系统的联机特性结合无卡化应用模型指纹、动态密钥、二维码等，实现网上自助开户、充值、注销；网上预约租车，实现车辆提前调度；依托现有平台的管理箱位置固定及指纹识别的不可替代性可以实现运营服务人员的巡更操作。

附图说明

图1是本发明的系统结构框图；

图2是本发明的功能框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述。虽然本发明将结合较佳实施例进行描述，但应知道，并不表示本发明限制在所述实施例中。相反，本发明将涵盖可包含在有附后权利要求书限定的本发明的范围内的替换物、改进型和等同物。

本系统基于服务器1、管理箱2、停车柱3、手持机4、网页客户端5这5大平台并结合一用户多账户的模型结构，可安全方便的实现常规卡片式租还车、无卡化应急租还车、临时用户注册、车辆预约、工作人员巡更等功能，可有效解决用户出门忘带卡、站点无车可租、游客临时注册、服务人员外出维护考勤等问题。停车柱通过局域网与管理箱相连接，管理箱通过广域网与服务器相连接，服务器分别与网页客户端和手持机相连接；其中管理箱包括管理箱通讯模块、管理箱提示模块、管理箱操作模块和管理箱识别模块，用于向服务器传递数据信息的同时对下行停车柱进行一些管控处理，管理箱操作模块用于人机交互接口进行相关操作输入，管理箱识别模块用于身份认证；停车柱包括停车柱通讯模块、停车柱提示模块、停车柱识别模块和停车柱锁柱模块,是租还车的机械部件的控制单元，停车柱识别模块通过管理箱处的识别认证进行指定停车柱编号进行开锁租车，停车柱锁控模块要用于控制停车柱锁的开闭；手持机用于服务人员进行无桩化临时收车，网页客户端：用于向用户提供信息查询、车辆预订或临时用户注册的自助服务。

1）服务器：主要包含数据统计、异常处理、金额清算、账户管理、身份认证、信息查询等功能；

2）管理箱：包含通讯、提示、操作、识别等功能部件，作为局域网的主管单元，用于向服务器传递数据信息的同时对下行停车柱设备进行一些管控处理；

21）管理箱通讯模块：一方面通过广域网通讯连接服务器，一方面通过局域网通讯连接停车柱，用于两个网络之间的数据传递；

22）管理箱提示模块：通过语音、屏幕显示等方式提示客户相关操作信息，包括停车点状态地图或天气预报等附加生活信息；

23）管理箱操作模块：包括机械、触摸等按键输入设备，作为人机交互接口进行相关操作输入；

24）管理箱识别模块：包括并不限于卡片读写、指纹识别、二维码识别等识别模块，主要用于身份认证；

3）停车柱：包含通讯、提示、识别、锁控等功能部件，是租还车的机械部件的主要控制单元；

31）停车柱通讯模块：通过局域网通讯跟管理箱保持实时联系；

32）停车柱提示模块：包含语音、LED指示灯等，用于提示用户租还车相关信息；

33）停车柱识别模块：包括并不限于卡片读写、指纹识别、二维码识别等识别模块，当然如果从体积、成本的角度进行考虑，此处可只配置常用的卡片读写识别模块，指纹、二维码、密码无卡辅助识别方式可通过管理箱处的识别认证进行指定停车柱编号进行开锁租车；

34）停车柱锁控模块：包括并不限于电磁铁、电机开锁模块，主要用于控制停车柱锁的开闭；

4）手持机：包含通讯、提示、识别等功能部件，主要用于服务人员进行无桩化临时收车；

5）网页客户端：用于向用户提供信息查询、车辆预订、临时用户注册等自助服务；

6）广域网：包括并不限于以太网、光纤、2G、3G等常用广域通讯网络，主要用于连接服务器与管理箱的联系；

7）局域网：包括并不限于RS485、CAN、Wifi等常用局域通讯网络，主要用于连接管理箱与停车柱的联系。

工作原理描述：

1.一用户多账户的模型描述

该模型是指一个用户下可以同时拥护两个或多个账户，比方说由于现有习惯的延续，用户去公交自行车服务网点开通服务时首先肯定会开通一个卡片包括并不限于M1卡、CPU卡等逻辑加密卡及智能存储卡账户，如有需要可以同时开通一个无卡账户，账户消费金额独立管理，用户在保证金的基础上可以同时向卡片或无卡账户中预存消费金额，当然也可以允许用户通过在租车亭站点管理箱2上自助处理同一用户下不同账户间的金额转存，在应用时只要在同一用户下的两个账户同时预存有消费金，卡片租还车消费时由卡片账户进行扣款，无卡租还车消费时由无卡账户进行扣款，由于两个账户独立运行结算可以有效解决有卡无卡两种操作模式交替使用带来的金额信息同步问题。能够临时用户注册进行无卡租还车消费，并用户可通过手持机或网页客户端向公交自行车系统服务器提前预约某个站点的车辆。

2.卡片租车工作原理描述

1）停车柱3桩头刷卡读取用户卡信息；

2）停车柱3桩头通过局域网7请求管理箱2数据库判断卡片是否已注销、挂失、拉黑，若“是”则提示“租车失败”并反回初始租车状态，若“否”则继续下一步骤；

3）停车柱3桩头根据卡片账户金额判断是否允许租车，若“是”则提示“租车失败”并反回初始租车状态，若“否”则继续下一步骤；

4）停车柱3桩头刷卡判断成功，向卡片写入租车信息，然后开锁，并且语音提示用户“请取车”，并进行是否取车成功判断，若“否”则提示“取车失败”并锁车，清除卡片租车信息，反回初始租车状态，若“是”则继续下一步骤；

5）停车柱3桩头通过局域网7向管理箱2上传租车操作记录信息；

6）管理箱2通过广域网6向服务器1上传租车操作记录信息。

3.卡片还车工作原理描述

1）停车柱3桩头识别入桩车辆信息；

2）停车柱3桩头刷卡读取用户卡信息，并进行车卡信息核对，若“失败”则提示“还车失败”并反回初始还车状态，若“成功”则闭锁继续下一步骤；

3）停车柱3桩头对用户卡扣款并修改相关租车信息；

4）停车柱3桩头通过局域网7向管理箱2上传还车操作记录信息，并提示“还车成功”；

5）管理箱2通过广域网6向服务器1上传还车操作记录信息，同时进行服务器1端的用户卡片账户金额同步。

4.无卡化租车工作原理描述

1）用户在管理箱2无卡化租车界面通过管理箱操作模块23输入用户登记时的用户唯一识别码，如身份证号或手机号等；

2）管理箱2通过广域网6向服务器1上传上一步骤输入的识别码请求识别码认证，若“失败”则提示“识别码不存在”或“账户金额不足”并反回再次输入操作状态，若“成功”则进行相关操作提示，并继续下一步骤；

3）服务器1根据用户注册时默认的无卡账户认证模式或根据用户当前在管理箱选定的认证模式向用户手机发送密码、二维码等动态认证凭证，当然如果用户在事先登记了指纹则可以直接通过指纹进行认证，真正可以做到在什么都忘带的情况也允许享受公交自行车的便捷服务；

4）用户根据管理箱2提示通过管理箱操作模块23管理箱识别模块24输入指纹或手机接收的密码、二维码等动态认证凭证，管理箱2通过广域网6向服务器1上传认证凭证信息请求身份认证，若“失败”则提示“身份认证”并反回待机操作状态，若“成功”则进行相关操作提示，并继续下一步骤；

5）管理箱2根据用户选定信息或随机指定停车柱3桩头号，通过局域网7向停车柱3桩头发命令开锁；

6）停车柱3桩头，通过局域网7接收管理箱2命令后，开锁并语音提示用户“请取车”，同时停车柱3桩头进行是否取车成功判断，若“否”则提示“取车失败”并锁车，反回初始租车状态，若“是”则继续下一步骤；

7）停车柱3桩头通过局域网7向管理箱2上传租车操作记录信息；

8）管理箱2通过广域网6向服务器1上传租车操作记录信息。

5.无卡化还车工作原理描述

1）用户在管理箱2无卡化还车界面通过管理箱操作模块23输入用户登记时的用户唯一识别码，如身份证号或手机号等；

2）管理箱2通过广域网6向服务器1上传上一步骤输入的识别码请求识别码认证，若“失败”则提示“识别码不存在”或“账户金额不足”并反回再次输入操作状态，若“成功”则进行相关操作提示，并继续下一步骤；

3）管理箱2根据用户选定信息或随机指定空闲停车柱3桩头号，通过局域网7向停车柱3桩头发命令提示“请将车辆推入锁车柱还车”；

4）停车柱3桩头识别入桩车辆信息，一旦车辆入桩识别成功则进行闭锁；

5）停车柱3桩头通过局域网7向管理箱2上传还车操作记录信息，并提示“还车成功”；

6）管理箱2通过广域网6向服务器1上传还车操作记录信息，同时进行服务器1端的用户无卡账户金额同步。

6.临时用户注册工作原理描述

1）用户通过网页客户端5按要求登记客户信息；

2）网页客户端5通过广域网7向服务器1，注册添加一个无卡账户；

3）用户通过网银转账向申请的公交自行车无卡账户提交保证并预存一定额度的消费金额；

4）服务器1通过手机短信向注册用户反馈公交自行车无卡用户识别码及相关信息；

5）临时注册用户即可使用用户识别码及手机接收的密码、二维码等动态认证凭证进行租化车，当然用户也可通过网页客户端5进行用户注销。

7.公车预约工作原理描述

1）用户可通过手机或网页客户端5向公交自行车系统服务器提前预约某个站点的车辆，如违约可进行适当的违约处理；

2）服务人员可根据预约情况进行一些车辆的合理调度。

8.巡更工作原理描述

1）所有服务人员事先在该系统平台内登记相关信息及指纹；

2）外出服务人员在管理箱2服务人员考勤界面通过管理箱操作模块23输入用户登记时的用户唯一识别码如身份证号或手机号等同时再通过管理箱识别模块24按指纹确认；

3）管理箱2通过广域网6向服务器1上传上一步骤输入的认证识别信息，若“成功”则提示“考勤成功”，若“失败”则提示“请重试”。

术语解释：

CAN：Controller Area Network控制器局域网络

RFID：Radio Frequency Identification射频识别

UART：Universal Asynchronous Receiver/Transmitter通用异步收发传输器

3G：3rd-generation第三代移动通信技术

M1：Mifare One Card一种逻辑存储卡

CPU：Central Processing Unit中央处理单元。

Claims (5)

1.一种脱联机相结合的安全便捷的公交自行车系统，其特征在于：主要包括服务器、管理箱和停车柱，停车柱通过局域网与管理箱相连接，管理箱通过广域网与服务器相连接，服务器分别与网页客户端和手持机相连接；其中管理箱包括管理箱通讯模块、管理箱提示模块、管理箱操作模块和管理箱识别模块，用于向服务器传递数据信息的同时对下行停车柱进行一些管控处理，管理箱操作模块用于人机交互接口进行相关操作输入，管理箱识别模块用于身份认证；停车柱包括停车柱通讯模块、停车柱提示模块、停车柱识别模块和停车柱锁柱模块,是租还车的机械部件的控制单元，停车柱识别模块通过管理箱处的识别认证进行指定停车柱编号进行开锁租车，停车柱锁控模块要用于控制停车柱锁的开闭；手持机用于服务人员进行无桩化临时收车，网页客户端：用于向用户提供信息查询、车辆预订或临时用户注册的自助服务。

2.一种采用如权利要求1所述的脱联机相结合的安全便捷的公交自行车系统的实现方法，其特征在于：一个用户下可以同时拥护两个或多个账户，用户去公交自行车服务网点开通服务时首先肯定会开通一个卡片账户，并同时开通一个无卡账户，账户消费金额独立管理，用户在保证金的基础上可以同时向卡片或无卡账户中预存消费金额，在应用时只要在同一用户下的两个账户同时预存有消费金，卡片租还车消费时由卡片账户进行扣款，无卡租还车消费时由无卡账户进行扣款；能够临时用户注册进行无卡租还车消费，并用户可通过手持机或网页客户端向公交自行车系统服务器提前预约某个站点的车辆。

3.根据权利要求2所述的脱联机相结合的安全便捷的公交自行车系统的实现方法，其特征在于：所述的卡片租车步骤如下：

1）停车柱的桩头刷卡读取用户卡信息；

2）停车柱的桩头通过局域网请求管理箱的数据库判断卡片是否已注销、挂失或拉黑，若“是”则提示“租车失败”并反回初始租车状态，若“否”则继续下一步骤；

3）停车柱的桩头根据卡片账户金额判断是否允许租车，若“是”则提示“租车失败”并反回初始租车状态，若“否”则继续下一步骤；

4）停车柱的桩头刷卡判断成功，向卡片写入租车信息，然后开锁，并且语音提示用户“请取车”，并进行是否取车成功判断，若“否”则提示“取车失败”并锁车，清除卡片租车信息，反回初始租车状态，若“是”则继续下一步骤；

5）停车柱的桩头通过局域网向管理箱上传租车操作记录信息；

6）管理箱通过广域网向服务器上传租车操作记录信息；

所述的卡片还车步骤如下：

1）停车柱的桩头识别入桩车辆信息；

2）停车柱的桩头刷卡读取用户卡信息，并进行车卡信息核对，若“失败”则提示“还车失败”并反回初始还车状态，若“成功”则闭锁继续下一步骤；

3）停车柱的桩头对用户卡扣款并修改相关租车信息；

4）停车柱的桩头通过局域网向管理箱上传还车操作记录信息，并提示“还车成功”；

5）管理箱通过广域网向服务器上传还车操作记录信息，同时进行服务器端的用户卡片账户金额同步。

4.根据权利要求2所述的脱联机相结合的安全便捷的公交自行车系统的实现方法，其特征在于：所述的无卡化租车步骤如下：

1）用户在管理箱的无卡化租车界面通过管理箱操作模块输入用户登记时的用户唯一识别码；

2）管理箱通过广域网向服务器上传上一步骤输入的识别码请求识别码认证，若“失败”则提示“识别码不存在”或“账户金额不足”并反回再次输入操作状态，若“成功”则进行相关操作提示，并继续下一步骤；

3）服务器根据用户注册时默认的无卡账户认证模式或根据用户当前在管理箱选定的认证模式向用户手机发送密码、指纹或二维码动态认证凭证；

4）用户根据管理箱提示通过管理箱操作模块管理箱识别模块输入指纹或手机接收的密码、指纹或二维码动态认证凭证，管理箱通过广域网向服务器上传认证凭证信息请求身份认证，若“失败”则提示“身份认证”并反回待机操作状态，若“成功”则进行相关操作提示，并继续下一步骤；

5）管理箱根据用户选定信息或随机指定停车柱的桩头号，通过局域网向停车柱桩头发命令开锁；

6）停车柱的桩头，通过局域网接收管理箱命令后，开锁并语音提示用户“请取车”，同时停车柱的桩头进行是否取车成功判断，若“否”则提示“取车失败”并锁车，反回初始租车状态，若“是”则继续下一步骤；

7）停车柱的桩头通过局域网向管理箱上传租车操作记录信息；

8）管理箱通过广域网向服务器上传租车操作记录信息；

所述的无卡化还车步骤如下：

1）用户在管理箱无卡化还车界面通过管理箱操作模块输入用户登记时的用户唯一识别码；

2）管理箱通过广域网向服务器上传上一步骤输入的识别码请求识别码认证，若“失败”则提示“识别码不存在”或“账户金额不足”并反回再次输入操作状态，若“成功”则进行相关操作提示，并继续下一步骤；

3）管理箱根据用户选定信息或随机指定空闲停车柱的桩头号，通过局域网向停车柱的桩头发命令提示“请将车辆推入锁车柱还车”；

4）停车柱的桩头识别入桩车辆信息，一旦车辆入桩识别成功则进行闭锁；

5）停车柱的桩头通过局域网向管理箱上传还车操作记录信息，并提示“还车成功”；

6）管理箱通过广域网向服务器上传还车操作记录信息，同时进行服务器端的用户无卡账户金额同步。

5.根据权利要求2所述的脱联机相结合的安全便捷的公交自行车系统的实现方法，其特征在于：所述临时用户注册步骤如下：

1）用户通过网页客户端按要求登记客户信息；

2）网页客户端通过广域网向服务器，注册添加一个无卡账户；

3）用户通过网银转账向申请的公交自行车无卡账户提交保证并预存一定额度的消费金额；

4）服务器通过手机短信向注册用户反馈公交自行车无卡用户识别码及相关信息；

5）临时注册用户即可使用用户识别码及手机接收的密码或二维码动态认证凭证进行租化车，用户也可通过网页客户端进行用户注销。

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