CN108234517A - 一种基于离线二维码票卡的地铁乘车离线处理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于离线二维码票卡的地铁乘车离线处理系统及方法，所述系统包括APP后台、清分服务器、位于不同地铁站点的闸机终端和不同用户的客户端APP；所述清分服务器分别与APP后台和每一个闸机终端连接，所述APP后台分别与各个APP客户端连接；所述方法包括授权签名数据生成更新步骤、授权签名数据获取步骤、二维码票卡生成步骤、二维码票卡出示步骤、二维码票卡校验步骤、进出站信息获取步骤、交易数据匹配步骤和交易数据结算推送步骤。本发明支持APP客户端的离线生码和闸机终端的离线校验，使得二维码票卡的生成和校验不受通讯网络限制，为用户地铁乘车带来了很大便利。

Description

一种基于离线二维码票卡的地铁乘车离线处理系统及方法
技术领域
本发明涉及地铁乘车，特别是涉及一种基于离线二维码票卡的地铁乘车离线处理系统的离线处理方法。
背景技术
地铁是沿着地面铁路系统的形式逐步发展形成的一种用电力牵引的快速大运量城市轨道交通模式，其线路通常敷设在地下隧道内。随着现在社会的发展，地铁已经成为了现代社会必不可少的交通工具，地铁的运行，减缓了交通阻塞，作为交通工具，也是最快捷的一种，不会出现拥堵的情况。
就目前而言，地铁主要通过站点购买临时票或用户自己办理的长期射频卡，来进行进出站时的闸机通道控制和费用结算；但是站点购买临时票时，往往进行排队，浪费乘客大量时间，利用射频卡刷卡进出站的方式，相比与购买临时票而言，具有一定的便利性，但是，用户乘车时，常有忘带射频卡的情况，并且射频卡容易遗失，这就为乘客进行地铁乘车带来了很大不便。
当今社会，移动智能设备（手机、APP等）已经逐渐成为人们生活中必不可缺的物品，结合智能移动设备进行地铁乘车校验，既能够避免乘车购票的问题，也能够避免射频卡遗失的问题，通过二维码进行的地铁乘车支付的方式已经逐渐开始使用，但是，目前利用二维码进行的乘车时，往往通过安装在手机上的乘车APP，设置进出站的站点，向后台服务器发起乘车申请，由后台服务器生成二维码，分别发送给用户的乘车APP以及对应站点的闸机，乘客改变出站站点时，还需要进行更改，并且，该种二维码乘车方式要求用户的乘车APP以及站点的闸机终端必须保持与后台服务器的连接；在用户手机信号较弱，或是闸机终端网络中断时，无法进行二维码乘车验证，用户乘车依然存在不便。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于离线二维码票卡的地铁乘车离线处理系统及方法，支持APP客户端的离线生码和闸机终端的离线校验，使得二维码票卡的生成和校验不受通讯网络限制，为用户地铁乘车带来了很大便利。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于离线二维码票卡的地铁乘车离线处理系统，包括APP后台、清分服务器、位于不同地铁站点的闸机终端和不同用户的客户端APP；所述清分服务器分别与APP后台和每一个闸机终端连接，所述APP后台分别与各个APP客户端连接；
所述APP客户端用于供用户进行账号注册登录，并在账号注册登录后从APP后台在线获取授权签名数据，以便离线生成二维码票卡，在用户进站和出站时，供闸机终端进行识别；具体地，所述APP客户端包括：客户端通讯模块，用于与APP后台建立通讯网络，实现信号传输；账号注册/登录模块，用于与APP后台交互，注册或登录地铁二维码乘车的用户账户；授权数据获取模块，用于从APP后台获取离线生成二维码票卡的授权签名数据；离线生码模块，用于根据获取的授权签名数据和用户账户信息，离线生成二维码票卡；客户端存储模块，用于对生成的二维码票卡进行保存；显示模块，用于对生成的二维码票卡进行展示，以便于用户进出地铁站时，供闸机终端进行扫描。
所述闸机终端用于对客户端APP提供的二维码票卡进行离线扫描识别，据此实现地铁站点闸机通道的控制，并记录用户进站或出站时二维码票卡所对应的账户信息，与闸机终端所在的站点信息一并传输给清分服务器；具体地，所述闸机终端包括二维码读卡器、工控主机、闸门驱动器、终端通讯模块和终端存储模块，所述二维码读卡器用于在用户进站或出站时，扫描用户提供的二维码票卡，二维码读卡器的输出端与工控主机连接，所述工控主机分别与闸门驱动器、终端通讯模块和终端存储模块连接，所述终端通讯模块与清分服务器连接；所述终端存储模块中保存有二维码发码公钥以及闸机终端所在的站点信息；所述工控主机，在接收到二维码读卡器扫描到的二维码数据后，利用终端存储模块中保存的二维码发码公钥，对二维码数据进行签名验证，离线判断用户身份的合法性，并据此控制闸门驱动器的工作；同时从二维码数据中识别出用户账户信息，在用户进站或出站时，对用户账户信息与闸机终端所在的站点信息进行缓存，在终端通讯模块与清分服务器连通后，将用户账户信息与闸机终端所在的站点信息一起传输给清分服务器。
所述清分服务器，用户根据接收到的账户信息，对用户的进出站数据进行交易匹配，将匹配后的交易数据提交到APP后台；具体地，所述清分服务器包括：服务端通讯模块，用于与闸机终端和APP后台之间建立通讯网络，实现数据传输；交易数据匹配模块，用于根据接收到的账户信息，对用户进出站的数据进行匹配，得到每一个用户所对应的进站站点和出站站点，作为交易数据传输给APP后台。
所述APP后台，用于为APP客户端生成授权签名数据，并实现APP客户端的账户管理，同时接收来自清分服务器的数据，完成账户的扣费操作，将扣费信息推送给对应用户的APP客户端。具体地，所述的APP后台包括：后台通讯模块，用于与APP客户端和清分服务器之间建立通讯网络，实现数据传输；账号管理模块，用于与APP客户端交互，完成账号注册、登录、验证的管理；后台存储模块，用于保存二维码发码公钥；授权数据生成模块，用于根据二维码发码公钥，为APP客户端生成离线生码的授权签名数据，并设定授权签名数据的使用期限和使用次数；账务管理模块，用于在接收到来自清分服务器的交易数据后，计算地铁乘车费用，对用户账户进行扣费结算，将扣费信息推送给对应用户的APP客户端。
所述的一种基于离线二维码票卡的地铁乘车离线处理系统的离线处理方法，包括以下步骤：
S1.授权签名数据生成更新：APP后台根据二维码发码公钥，为APP客户端生成离线生码的授权签名数据，并定期更新；具体地，所述步骤S1中包括以下子步骤：APP后台根据二维码发码公钥，为APP客户端生成离线生码的授权签名数据；APP后台为授权签名数据设置有效期限；APP后台为授权签名数据设置使用次数；APP后台定期对授权签名数据、及其有效期限和使用次数进行更新。
S2.授权签名数据获取：APP客户端定期联网与APP后台建立连接，从APP后台获取授权签名数据；
S3.二维码票卡生成：APP客户端根据用户账户信息和获取的授权签名数据，离线生成二维码票卡；具体地，所述步骤S3包括以下子步骤：APP客户端判断授权签名数据是否在有效期限内，若否，不予生成二维码票卡，并提醒用户授权签名数据已超出有效期限，若是，APP客户端判断授权签名数据的使用次数是否小于设置的使用次数，若授权签名数据的使用次数小于设置的使用次数，根据用户账户信息和获取的授权签名数据，离线生成二维码票卡，若授权签名数据的使用次数不小于设置的使用次数，不予生成二维码票卡，并提醒用户授权签名数据已超出设置的使用次数。
S4.二维码票卡出示：用户在地铁乘车进站和出站时，将生成的二维码票卡展示给闸机终端；
S5.二维码票卡校验：闸机终端扫描二维码票卡得到二维码数据，并利用内部预置的二维码发码公钥对二维码数据进行签名验证，离线判断用户身份是否合法，并在用户身份合法时开启闸机通道；
S6.进出站信息获取：闸机终端根据扫描到的二维码信息，识别出用户账户信息，将用户账户信息和闸机终端所对应的站点信息进行缓存，并在闸机终端与清分服务器连通时，将用户账户信息和闸机终端所对应的站点信息上传到清分服务器；
S7.交易数据匹配：清分服务器根据接收到的账户信息，对用户的进出站数据进行交易匹配，将匹配后的交易数据提交到APP后台；
S8.交易数据结算推送：APP后台根据接收到的交易数据，计算地铁乘车费用，对用户账户进行扣费结算，将扣费信息推送给对应用户的APP客户端。
其中，在步骤S1之前，还包括注册登录步骤：用户通过APP客户端与APP后台交互进行账号注册和账号登录。
本发明的有益效果是：本发明支持APP客户端的离线生码和闸机终端的离线校验，使得二维码票卡的生成和校验不受通讯网络限制，为用户地铁乘车带来了很大便利，并且通过清分服务器能够匹配用户账户信息和对应的进出站站点作为交易数据，传输到APP后台进行扣费操作，无需在生码时设置进出站的站点，用户行程变动时也无需进行更改站点，简化了用户在客户端APP的操作，为用户带来了很大便利。
附图说明
图1为本发明的系统原理框图；
图2为本发明的系统具体架构示意图；
图3为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种基于离线二维码票卡的地铁乘车离线处理系统，包括APP后台、清分服务器、位于不同地铁站点的闸机终端和不同用户的客户端APP；所述清分服务器分别与APP后台和每一个闸机终端连接，所述APP后台分别与各个APP客户端连接；
所述APP客户端用于供用户进行账号注册登录，并在账号注册登录后从APP后台在线获取授权签名数据，以便离线生成二维码票卡，在用户进站和出站时，供闸机终端进行识别；具体地，所述APP客户端包括：客户端通讯模块，用于与APP后台建立通讯网络，实现信号传输；账号注册/登录模块，用于与APP后台交互，注册或登录地铁二维码乘车的用户账户；授权数据获取模块，用于从APP后台获取离线生成二维码票卡的授权签名数据；离线生码模块，用于根据获取的授权签名数据和用户账户信息，离线生成二维码票卡；客户端存储模块，用于对生成的二维码票卡进行保存；显示模块，用于对生成的二维码票卡进行展示，以便于用户进出地铁站时，供闸机终端进行扫描。
在本申请的实施例中，所述APP客户端由安装有乘车APP的移动智能设备（一般为手机，也可以是iPad等）来实现。如图2所示，所述闸机终端用于对客户端APP提供的二维码票卡进行离线扫描识别，据此实现地铁站点闸机通道的控制，并记录用户进站或出站时二维码票卡所对应的账户信息，与闸机终端所在的站点信息一并传输给清分服务器；具体地，所述闸机终端包括二维码读卡器、工控主机、闸门驱动器、终端通讯模块和终端存储模块，所述二维码读卡器用于在用户进站或出站时，扫描用户提供的二维码票卡，二维码读卡器的输出端与工控主机连接，所述工控主机分别与闸门驱动器、终端通讯模块和终端存储模块连接，所述终端通讯模块与清分服务器连接；所述终端存储模块中保存有二维码发码公钥以及闸机终端所在的站点信息；所述工控主机，在接收到二维码读卡器扫描到的二维码数据后，利用终端存储模块中保存的二维码发码公钥，对二维码数据进行签名验证，离线判断用户身份的合法性，并据此控制闸门驱动器的工作，实现闸机通道控制；同时从二维码数据中识别出用户账户信息，在用户进站或出站时，对用户账户信息与闸机终端所在的站点信息进行缓存，在终端通讯模块与清分服务器连通后，将用户账户信息与闸机终端所在的站点信息一起传输给清分服务器。
所述清分服务器，用户根据接收到的账户信息，对用户的进出站数据进行交易匹配，将匹配后的交易数据提交到APP后台；具体地，所述清分服务器包括：服务端通讯模块，用于与闸机终端和APP后台之间建立通讯网络，实现数据传输；交易数据匹配模块，用于根据接收到的账户信息，对用户进出站的数据进行匹配，得到每一个用户所对应的进站站点和出站站点，作为交易数据传输给APP后台。
所述APP后台，用于为APP客户端生成授权签名数据，并实现APP客户端的账户管理，同时接收来自清分服务器的数据，完成账户的扣费操作，将扣费信息推送给对应用户的APP客户端。具体地，所述的APP后台包括：后台通讯模块，用于与APP客户端和清分服务器之间建立通讯网络，实现数据传输；账号管理模块，用于与APP客户端交互，完成账号注册、登录、验证的管理；后台存储模块，用于保存二维码发码公钥；授权数据生成模块，用于根据二维码发码公钥，为APP客户端生成离线生码的授权签名数据，并设定授权签名数据的使用期限和使用次数；账务管理模块，用于在接收到来自清分服务器的交易数据后，计算地铁乘车费用，对用户账户进行扣费结算，将扣费信息推送给对应用户的APP客户端。
如图3所示，所述的一种基于离线二维码票卡的地铁乘车离线处理系统的离线处理方法，包括以下步骤：
S1.授权签名数据生成更新：APP后台根据二维码发码公钥，为APP客户端生成离线生码的授权签名数据，并定期更新；具体地，所述步骤S1中包括以下子步骤：APP后台根据二维码发码公钥，为APP客户端生成离线生码的授权签名数据；APP后台为授权签名数据设置有效期限；APP后台为授权签名数据设置使用次数；APP后台定期对授权签名数据、及其有效期限和使用次数进行更新。
S2.授权签名数据获取：APP客户端定期联网与APP后台建立连接，从APP后台获取授权签名数据；
S3.二维码票卡生成：APP客户端根据用户账户信息和获取的授权签名数据，离线生成二维码票卡；具体地，所述步骤S3包括以下子步骤：APP客户端判断授权签名数据是否在有效期限内，若否，不予生成二维码票卡，并提醒用户授权签名数据已超出有效期限，若是，APP客户端判断授权签名数据的使用次数是否小于设置的使用次数，若授权签名数据的使用次数小于设置的使用次数，根据用户账户信息和获取的授权签名数据，离线生成二维码票卡，若授权签名数据的使用次数不小于设置的使用次数，不予生成二维码票卡，并提醒用户授权签名数据已超出设置的使用次数。
S4.二维码票卡出示：用户在地铁乘车进站和出站时，将生成的二维码票卡展示给闸机终端；
S5.二维码票卡校验：闸机终端扫描二维码票卡得到二维码数据，并利用内部预置的二维码发码公钥对二维码数据进行签名验证，离线判断用户身份是否合法，并在用户身份合法时开启闸机通道；
S6.进出站信息获取：闸机终端根据扫描到的二维码信息，识别出用户账户信息，将用户账户信息和闸机终端所对应的站点信息进行缓存，并在闸机终端与清分服务器连通时，将用户账户信息和闸机终端所对应的站点信息上传到清分服务器；
S7.交易数据匹配：清分服务器根据接收到的账户信息，对用户的进出站数据进行交易匹配，将匹配后的交易数据提交到APP后台；
S8.交易数据结算推送：APP后台根据接收到的交易数据，计算地铁乘车费用，对用户账户进行扣费结算，将扣费信息推送给对应用户的APP客户端。
其中，在步骤S1之前，还包括注册登录步骤：用户通过APP客户端与APP后台交互进行账号注册和账号登录。
本发明中，APP后台根据二维码发码公钥为APP客户端生成授权签名数据，APP客户端注册或登录后，定时联网以实现从APP客户端获取授权签名数据，基于授权签名数据和用户账户信息可以离线生成二维码票卡；而闸机终端中也保存有二维码发码公钥，故闸机终端即使断网时也能够对二维码票卡进行签名验证，以实现闸机通道的控制，故本发明能够支持APP客户端的离线生码和闸机终端的离线校验，使得二维码票卡的生成和校验不受通讯网络限制，为用户地铁乘车带来了很大便利；同时，本发明能够通过清分服务器能够匹配用户账户信息和对应的进出站站点作为交易数据，传输到APP后台进行扣费操作，无需在生码时设置进出站的站点，用户行程变动时也无需进行更改站点，简化了用户在APP客户端的操作，为用户带来了很大便利。

Claims (9)

1.一种基于离线二维码票卡的地铁乘车离线处理系统，其特征在于：包括APP后台、清分服务器、位于不同地铁站点的闸机终端和不同用户的客户端APP；所述清分服务器分别与APP后台和每一个闸机终端连接，所述APP后台分别与各个APP客户端连接；
所述APP客户端用于供用户进行账号注册登录，并在账号注册登录后从APP后台在线获取授权签名数据，以便离线生成二维码票卡，在用户进站和出站时，供闸机终端进行识别；
所述闸机终端用于对客户端APP提供的二维码票卡进行离线扫描识别，据此实现地铁站点闸机通道的控制，并记录用户进站或出站时二维码票卡所对应的账户信息，与闸机终端所在的站点信息一并传输给清分服务器；
所述清分服务器，用户根据接收到的账户信息，对用户的进出站数据进行交易匹配，将匹配后的交易数据提交到APP后台；
所述APP后台，用于为APP客户端生成授权签名数据，并实现APP客户端的账户管理，同时接收来自清分服务器的数据，完成账户的扣费操作，将扣费信息推送给对应用户的APP客户端。
2.根据权利要求1所述的一种基于离线二维码票卡的地铁乘车离线处理系统，其特征在于：所述APP客户端包括：
客户端通讯模块，用于与APP后台建立通讯网络，实现信号传输；
账号注册/登录模块，用于与APP后台交互，注册或登录地铁二维码乘车的用户账户；
授权数据获取模块，用于从APP后台获取离线生成二维码票卡的授权签名数据；
离线生码模块，用于根据获取的授权签名数据和用户账户信息，离线生成二维码票卡；
客户端存储模块，用于对生成的二维码票卡进行保存；
显示模块，用于对生成的二维码票卡进行展示，以便于用户进出地铁站时，供闸机终端进行扫描。
3.根据权利要求1所述的一种基于离线二维码票卡的地铁乘车离线处理系统，其特征在于：所述闸机终端包括二维码读卡器、工控主机、闸门驱动器、终端通讯模块和终端存储模块，所述二维码读卡器用于在用户进站或出站时，扫描用户提供的二维码票卡，二维码读卡器的输出端与工控主机连接，所述工控主机分别与闸门驱动器、终端通讯模块和终端存储模块连接，所述终端通讯模块与清分服务器连接；
所述终端存储模块中保存有二维码发码公钥以及闸机终端所在的站点信息；
所述工控主机，在接收到二维码读卡器扫描到的二维码数据后，利用终端存储模块中保存的二维码发码公钥，对二维码数据进行签名验证，离线判断用户身份的合法性，并据此控制闸门驱动器的工作；同时从二维码数据中识别出用户账户信息，在用户进站或出站时，对用户账户信息与闸机终端所在的站点信息进行缓存，在终端通讯模块与清分服务器连通后，将用户账户信息与闸机终端所在的站点信息一起传输给清分服务器。
4.根据权利要求1所述的一种基于离线二维码票卡的地铁乘车离线处理系统，其特征在于：所述清分服务器包括：
服务端通讯模块，用于与闸机终端和APP后台之间建立通讯网络，实现数据传输；
交易数据匹配模块，用于根据接收到的账户信息，对用户进出站的数据进行匹配，得到每一个用户所对应的进站站点和出站站点，作为交易数据传输给APP后台。
5.根据权利要求1所述的一种基于离线二维码票卡的地铁乘车离线处理系统，其特征在于：所述的APP后台包括：
后台通讯模块，用于与APP客户端和清分服务器之间建立通讯网络，实现数据传输；
账号管理模块，用于与APP客户端交互，完成账号注册、登录、验证的管理；
后台存储模块，用于保存二维码发码公钥；
授权数据生成模块，用于根据二维码发码公钥，为APP客户端生成离线生码的授权签名数据，并设定授权签名数据的使用期限和使用次数；
账务管理模块，用于在接收到来自清分服务器的交易数据后，计算地铁乘车费用，对用户账户进行扣费结算，将扣费信息推送给对应用户的APP客户端。
6.根据权利要求1~5中任意一项所述的一种基于离线二维码票卡的地铁乘车离线处理系统的离线处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.授权签名数据生成更新：APP后台根据二维码发码公钥，为APP客户端生成离线生码的授权签名数据，并定期更新；
S2.授权签名数据获取：APP客户端定期联网与APP后台建立连接，从APP后台获取授权签名数据；
S3.二维码票卡生成：APP客户端根据用户账户信息和获取的授权签名数据，离线生成二维码票卡；
S4.二维码票卡出示：用户在地铁乘车进站和出站时，将生成的二维码票卡展示给闸机终端；
S5.二维码票卡校验：闸机终端扫描二维码票卡得到二维码数据，并利用内部预置的二维码发码公钥对二维码数据进行签名验证，离线判断用户身份是否合法，并在用户身份合法时开启闸机通道；
S6.进出站信息获取：闸机终端根据扫描到的二维码信息，识别出用户账户信息，将用户账户信息和闸机终端所对应的站点信息进行缓存，并在闸机终端与清分服务器连通时，将用户账户信息和闸机终端所对应的站点信息上传到清分服务器；
S7.交易数据匹配：清分服务器根据接收到的账户信息，对用户的进出站数据进行交易匹配，将匹配后的交易数据提交到APP后台；
S8.交易数据结算推送：APP后台根据接收到的交易数据，计算地铁乘车费用，对用户账户进行扣费结算，将扣费信息推送给对应用户的APP客户端。
7.根据权利要求6所述的一种基于离线二维码票卡的地铁乘车离线处理系统的离线处理方法，其特征在于：在步骤S1之前，还包括注册登录步骤：用户通过APP客户端与APP后台交互进行账号注册和账号登录。
8.根据权利要求6所述的一种基于离线二维码票卡的地铁乘车离线处理系统的离线处理方法，其特征在于：所述步骤S1中包括以下子步骤：
APP后台根据二维码发码公钥，为APP客户端生成离线生码的授权签名数据；
APP后台为授权签名数据设置有效期限；
APP后台为授权签名数据设置使用次数；
APP后台定期对授权签名数据、及其有效期限和使用次数进行更新。
9.根据权利要求6所述的一种基于离线二维码票卡的地铁乘车离线处理系统的离线处理方法，其特征在于：所述步骤S3包括以下子步骤：
APP客户端判断授权签名数据是否在有效期限内，若是，进入下一步，若否，不予生成二维码票卡，并提醒用户授权签名数据已超出有效期限；
APP客户端判断授权签名数据的使用次数是否小于设置的使用次数，若是，根据用户账户信息和获取的授权签名数据，离线生成二维码票卡，若否，不予生成二维码票卡，并提醒用户授权签名数据已超出设置的使用次数。
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