CN108694759A - 一种闸口超声处理模块、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种闸口超声处理模块、系统和方法。该闸口超声处理模块与入站闸口连接，该闸口超声处理模块包括：超声发生单元，用于发射包含入口站台代号的第一超声波信号；超声接收单元，用于接收包含余额信息的第二超声波信号；信号处理单元，用于当判定余额信息符合预定条件时，向入站闸口发送开闸指令。本发明显著降低了硬件成本，而且加快了进出站速度。

Description

一种闸口超声处理模块、系统和方法

技术领域

本发明属于超声应用技术领域，特别是一种闸口超声处理模块、系统和方法。

背景技术

随着社会的发展，生活水平的提高，人们的口袋中有着各种各样的卡，常用的如公交卡、银行卡、各商家的会员卡等等，这些卡片众多，出行时若带着各种卡非常不方便。随着智能终端的逐步普及，手机端有取代各种卡的趋势和必要，而且很多企业已经开始着力于研发产品用手机端替代卡片。特别是在地铁、公交车等人流量较多的公共场所，用智能终端替代各种乘车卡使人们的出行更快捷方便。

现有技术中，已经有利用NFC取代公交卡的解决方案，但是普及非常慢，重要的原因之一就是NFC芯片的成本太高，手机制造商难以利用低廉成本来增加NFC芯片。再者，手机的SIM卡需要换成NFC SIM卡，给移动运营商和使用者都增加了成本，也有一些手机不支持NFC SIM。还有，NFC设备的成本也是非常高。这使得NFC取代公交卡的进程非常缓慢，也面临着不被广大乘客接受的窘境。

发明内容

本发明实施方式提出一种闸口超声处理模块、系统和方法。

本发明实施方式的技术方案如下：

一种闸口超声处理模块，该闸口超声处理模块与入站闸口连接，该闸口超声处理模块包括：

超声发生单元，用于发射包含入口站台代号的第一超声波信号；

超声接收单元，用于接收包含余额信息的第二超声波信号；

信号处理单元，用于当判定余额信息符合预定条件时，向入站闸口发送开闸指令。

在一个实施方式中，

信号处理单元，还用于发生包含入口站台代号的数字信号；

超声发生单元包含超声波发生器和数字/模拟转换器；

数字/模拟转换器，用于将包含入口站台代号的数字信号转换为包含入口站台代号的模拟信号；

超声波发生器，用于将包含入口站台代号的模拟信号转换为第一超声波信号，并发射第一超声波信号。

在一个实施方式中，

超声接收单元包含超声波接收器、滤波器和模拟/数字转换器；

超声波接收器，用于从智能终端接收包含余额信息的第二超声波信号；

滤波器，用于对所述第二超声波信号执行滤波处理；

模拟/数字转换器，用于将滤波处理后的第二超声波信号转换为数字信号。

在一个实施方式中，

闸口超声处理模块还进一步连接显示器；

显示器，用于显示余额信息。

一种闸口超声处理模块，该闸口超声处理模块与出站闸口连接，该闸口超声处理模块包括：

超声发生单元，用于发射包含出口站台代号的第三超声波信号；

超声接收单元，用于接收包含计费信息的第四超声波信号，所述计费信息是基于入口站台代号和出口站台代号被计算的；

信号处理单元，用于向出站闸口发送开闸指令。

在一个实施方式中，

信号处理单元，用于保存计费信息，所述计费信息用于核验扣费状态。

在一个实施方式中，

信号处理单元，还用于发生包含出口站台代号的数字信号；

超声发生单元包含超声波发生器和数字/模拟转换器；

数字/模拟转换器，用于将包含出口站台代号的数字信号转换为包含出口站台代号的模拟信号；

超声波发生器，用于将包含出口站台代号的模拟信号转换为第三超声波信号，并发射第三超声波信号。

在一个实施方式中，

超声接收单元包含超声波接收器、滤波器和模拟/数字转换器；

超声波接收器，用于从智能终端接收包含计费信息的第四超声波信号；

滤波器，用于对第四超声波信号执行滤波处理；

模拟/数字转换器，用于将滤波处理后的第四超声波信号转换为数字信号。

一种闸口超声处理系统，包括闸口超声处理模块和智能终端；该闸口超声处理模块布置在交通站点，该闸口超声处理模块包括：超声发生单元，用于发射包含出口站台代号的第三超声波信号；

智能终端，用于接收包含出口站台代号的第三超声波信号，基于预存的入口站台代号和出口站台代号计算计费信息，并且将计费信息发送到云端以执行扣费，其中该闸口超声处理模块布置在交通站点的天花板上或墙壁上。

一种闸口超声处理系统，包括闸口超声处理模块和智能终端；该闸口超声处理模块布置在交通站点的入站闸口；

该闸口超声处理模块，用于发射包含入口站台代号的第一超声波信号；

智能终端，用于接收第一超声波信号，存储入口站台代号，发送包含余额信息的第二超声波信号；

该闸口超声处理模块，还用于接收包含余额信息的第二超声波信号，当判定余额信息符合预定条件时，向入站闸口发送开闸指令。

一种闸口超声处理系统，包括闸口超声处理模块和智能终端；该闸口超声处理模块布置在交通站点的出站闸口；

该闸口超声处理模块，用于发射包含出口站台代号的第三超声波信号；

智能终端，用于接收第三超声波信号，基于存储的入口站台代号和出口站台代号计算计费信息，发送包含计费信息的第四超声波信号；

该闸口超声处理模块，还用于接收包含计费信息的第四超声波信号，当判定计费信息符合预定条件时，向出站闸口发送开闸指令。

一种无卡交通工具计费方法，包括：

接收包含入口站台代号的第一超声波信号；

保存入口站台代号，发送包含余额信息的第二超声波信号，其中当余额信息符合第一预定条件时，入站闸口接收到开闸指令；

接收包含出口站台代号的第三超声波信号；

基于入口站台代号和出口站台代号计算计费信息，发送包含计费信息的第四超声波信号，其中当计费信息符合第二预定条件时，出站闸口接收到开闸指令；

向云端发送计费信息，云端基于计费信息执行计费。

一种无卡交通工具计费方法，包括：

接收包含入口站台代号的第一超声波信号；

保存入口站台代号，发送包含余额信息的第二超声波信号，其中当余额信息符合第一预定条件时，入站闸口接收到开闸指令；

接收包含出口站台代号的第三超声波信号；

基于入口站台代号和出口站台代号计算计费信息，向云端发送计费信息；

云端基于计费信息执行计费。

综上所述，本发明的闸口超声处理模块与入站闸口连接，该闸口超声处理模块包括：超声发生单元，用于发射包含入口站台代号的第一超声波信号；超声接收单元，用于接收包含余额信息的第二超声波信号；信号处理单元，用于当判定余额信息符合预定条件时，向入站闸口发送开闸指令。本发明还提出了一种适用于出站闸口的闸口超声处理模块，自动缴费，支付快捷，实现自由出行。

本发明实现了无卡出行，仅需对地铁、快速公交、有轨电车等出入口的闸口进行改造，改造成本非常低。基于本发明的无卡出行系统可以根据里程计算费用，例如地铁、公交车等公共出行交通工具可以根据站台间隔即里程来计算费用。

还有，因为超声波指向性强，可实现短距离内的精确传输，因此本实用信息可以只在智能终端靠近闸口时，在闸口超声波发生器的有效短距离范围内两者之间才进行通讯。另外，本发明无需采用NFC模块，显著降低了硬件成本。

本发明还实现了开放式的出站方式，在出口处的天花板或者墙壁上安装发送出站口站台代号的闸口处理模块，智能终端接收出站口站台代号，根据进站口站台代号自动计费，从而便于快速出站。

附图说明

图1为根据本发明应用在入口站台的闸口超声处理模块的示意图。

图2为根据本发明应用在出口站台的闸口超声处理模块的示意图。

图3为根据本发明闸口系统的示范性结构图。

图4为根据本发明进站示范性流程图。

图5为根据本发明出站示范性流程图。

图6为根据本发明开放式出站的闸口处理模块的示意图。

图7根据本发明开放式出站的闸口示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本发明的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本发明的方案。但是很明显，本发明的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本发明的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。

本发明采用闸口超声处理模块结合智能终端实现智能付费进站、出站，利用智能终端代替卡实现用户自由出行。本发明可以利用智能终端乘车并支付，从而代替地铁卡或公交卡等。

本发明的优势至少包括：在智能终端与闸口之间使用超声波通讯，因为超声波指向性强，可实现短距离内的精确传输，因此可以只在智能终端靠近闸口时，在闸口超声波发生器的有效短距离范围内两者之间才进行通讯。再有，本发明无需改造智能终端，仅在智能终端上安装一个应用软件，就可以实现无卡支付，且支付方便快捷。另外，本发明仅需对地铁、快速公交、有轨电车等出入口的闸口进行改造，改造成本非常低。

基于本发明的无卡出行系统可以根据里程计算费用，例如地铁、公交车等公共出行交通工具可以根据站台间隔即里程来计算费用。用智能终端代替公交卡自动缴费，支付快捷，实现自由出行。

本发明的无卡出行系统主要包括闸口超声处理模块和智能终端上的应用程序(APP)。

图1为根据本发明应用在入口站台的闸口超声处理模块的示意图。该闸口超声处理模块与入站闸口连接。

如图1所示，该闸口超声处理模块包括：

超声发生单元，用于发射包含入口站台代号的第一超声波信号；

超声接收单元，用于接收包含余额信息的第二超声波信号；

信号处理单元，用于当判定余额信息符合预定条件时，向入站闸口发送开闸指令。

在一个实施方式中，信号处理单元，还用于发生包含入口站台代号的数字信号；超声发生单元包含超声波发生器和数字/模拟(D/A)转换器；数字/模拟转换器，用于将包含入口站台代号的数字信号转换为包含入口站台代号的模拟信号；超声波发生器，用于将包含入口站台代号的模拟信号转换为第一超声波信号，并发射所述第一超声波信号。

优选的，超声波发生器包括喇叭。

在一个实施方式中，超声接收单元包含超声波接收器、滤波器和模拟/数字转换器；超声波接收器，用于从智能终端接收包含余额信息的第二超声波信号；滤波器，用于对所述第二超声波信号执行滤波处理；模拟/数字(A/D)转换器，用于将滤波处理后的第二超声波信号转换为数字信号。

优选的，超声波接收器包括麦克风。

在一个实施方式中，闸口超声处理模块还进一步连接显示器；显示器，用于显示余额信息。

在入口处无卡出行具体实现的开闸步骤为：

步骤1、用户打开智能终端上的APP，APP判断余额是否充足，如果余额不足提醒充值，如果余额充足执行步骤2。

步骤2、用户靠近闸口，智能终端接收闸口超声处理模块的超声发生单元发送出的、带有入口站台代号的超声波信号。

步骤3、用户点击APP上的开闸按钮，智能终端发送余额信息(举例，还可以包含个人身份信息)到闸口超声处理模块的超声接收单元，闸口超声处理模块的信号处理单元根据余额信息向闸口发送开闸指令，并将个人身份信息存储于存储器中。

步骤4、闸门开闸，智能终端上的APP存储该入口站台代号，而且智能终端通过互联网连接将进站信息发送到后台云端数据库，该进站信息包括进站时间、入口站台代号和个人身份信息等。

图2为根据本发明应用在出口站台的闸口超声处理模块的示意图。该闸口超声处理模块与出站闸口连接，该闸口超声处理模块包括：

超声发生单元，用于发射包含出口站台代号的第三超声波信号；

超声接收单元，用于接收包含计费信息的第四超声波信号，所述计费信息是基于入口站台代号和出口站台代号被计算的；

信号处理单元，用于向出站闸口发送开闸指令。

在一个实施方式中，信号处理单元，用于保存计费信息，所述计费信息用于核验扣费状态。比如，信号处理单元基于计费信息核验扣费状态是否正常。

在一个实施方式中，信号处理单元，还用于发生包含出口站台代号的数字信号；超声发生单元包含超声波发生器和数字/模拟转换器；数字/模拟转换器，用于将包含出口站台代号的数字信号转换为包含出口站台代号的模拟信号；超声波发生器，用于将包含出口站台代号的模拟信号转换为所述第三超声波信号，并发射所述第三超声波信号。

在一个实施方式中，超声接收单元包含超声波接收器、滤波器和模拟/数字转换器；超声波接收器，用于从智能终端接收包含计费信息的第四超声波信号；滤波器，用于对所述第四超声波信号执行滤波处理；模拟/数字转换器，用于将滤波处理后的第四超声波信号转换为数字信号。

在应用在出站时，闸口超声处理模块的开闸步骤为：

步骤1、用户点击智能终端上的APP开闸指令，智能终端接收布置在出站口处的闸口超声处理模块中的超声发生单元发送的出口站台代号，根据存储的入口站台代号，APP计算费用。

2、智能终端的APP以超声波信号格式，发送计费信息(举例，还可以包含个人身份信息)到闸口超声处理模块中的超声接收单元。闸口超声处理模块中的存储器储存计费信息和个人身份信息。闸口超声处理模块中的信号处理单元发送开闸指令到闸口。

3、闸门打开，智能终端的APP，通过互联网连接将计费信息和出站信息发送到后台云端服务器，刷新云端数据库账户余额。该出站信息包括个人身份信息和出站时间等。

综上，为了维护公共交通运营的安全性与可靠性，在进出站时需要智能终端在联网状态，智能终端联网可以实时刷新后台账户余额。出站后如果智能终端长时间内不联网，后台将按最长里程扣费。但是，在开闸过程中智能终端与闸口之间是通过超声通讯，不需要在联网的状态下，这样可以节省进出站时间。

实际上，上述本发明的闸口超声处理模块可以安装在地铁、公交等公共出行站点的入口与出口闸口上，不需要区分出、入口硬件模块。

优选的，闸口超声处理模块包括超声发生单元、超声接收单元、信号处理单元、存储器和显示器。超声发生单元包括：超声波发生器和D/A转换器。D/A转换器从信号处理单元接收承载有站台代号的数字信号，将数字信号转换成模拟信号。超声波发生器将模拟信号调制为超声波信号，并以频率f0发射超声波信号，该超声波信号中包含有站台代号，该超声波发生器可以是一个喇叭装置。超声接收单元包括：超声波接收器、滤波器和A/D转换器。超声波接收器用来接收智能终端发送的超声波信号，该超声波信号包含余额、车费、个人身份等信息，该超声波接收器可以是一个麦克风装置。信号处理单元用智能终端发送来的超声波信号的承载内容发送到显示器显示。在入口处通过余额信息判断是否开闸，如果余额大于预设值通知闸口开闸。在出口处从接收到余额并控制超声发生单元发送站台代号信息。存储器用来存储扣费信息，便于交通公司与第三方结账，用来存储个人身份信息、进出站时间等信息。显示器可以直接用闸口原有显示器，用来显示余额和提示余额信息等。

上述闸口超声处理模块是在不联网状态下与智能终端和闸口完成扣费和开闸。智能终端进站时接收闸口超声处理模块发送的进站口站台代号。闸口超声处理模块根据智能终端向其发送的个人身份信息和余额信息控制闸口开闸。出站时，智能终端接收闸口超声处理模块发送的出站口站台代号，智能终端将计算的旅程费用、个人身份信息发送到闸口超声处理模块，闸口超声处理模块控制闸口开闸。智能终端发送的个人身份信息可以很好地维护公共安全，控制不法分子搭乘公共交通工具。在进站和出站时智能终端也可以将进站、出站信息发送到后台云端数据库。该进站、出站信息包含个人身份信息、进站或出站时间等。

本发明所提出的闸口超声处理模块结合智能终端APP，通过APP控制智能终端计算旅程费用，并在智能终端联网情况下将费用信息、个人身份信息、进出站信息等发送到后台云端数据库，从而后台可以刷新余额。智能终端安装有APP，安装环境IOS和android均可。智能终端APP中保存了所有地铁站台代号及各代号间费用计算方法。

本方案设计主要目的是由智能终端替代地铁卡，给乘客出行带来方便快捷，实现数字出行。

为了更清晰地说明本公交无卡出行系统方案，图3为根据本发明闸口系统的示范性结构图。

在图3中，01是闸口；02为装置于闸口上的闸门；03为闸口超声处理模块；04为安装有APP的智能终端。

根据上图描述本发明的无卡出行系统进站具体工作流程为：

假设闸口01安装于站台入口处：

闸口超声处理模块03中的超声发生单元以频率f0不间断地发送闸口01所处的站台代号；智能终端04打开APP判断余额是否小于预设值，如果小于提示余额不足，提醒用户充值；智能终端04接收闸口超声处理模块03所发射的带有站台代号的超声波信号。用户点击智能终端04中APP开闸按钮，智能终端04发送包含账户余额和个人身份信息到闸口超声处理模块03中的超声接收单元。闸口超声处理模块03中的信号处理单元根据个人身份信息和余额信息向闸口01的闸门02发送开闸指令并将个人身份信息存储于储存器中，如果余额不足则不开闸，并通过闸口显示器提醒余额不足。智能终端04将进站信息、个人身份信息发送到后台云端数据库。

根据上图描述本发明的无卡出行系统出站具体工作流程为：

假设闸口01安装于站台出口处闸门：

智能终端04接收闸口超声处理模块03中的超声发生单元发送的出站口站台代号；智能终端04根据存储的进站口站台代号和出站口站台代号计算费用；用户点击智能终端04中的APP开闸按钮，智能终端04通过超声波方式，发送费用信息和个人身份信息等到闸口超声处理模块03；闸口超声处理模块的存储器储存扣费信息和个人身份信息；闸口超声处理模块的信号处理单元发送开闸指令到闸口01；闸口01开闸。智能终端04将扣费信息和出站信息发送到后台云端数据库，后台刷新余额。

下面对应用本发明的进站和出站过程进行详细描述。

对于安装本超声波地铁系统的地铁站，进入地铁站时，手机端可以实现如下功能：1.乘客进入闸口时，打开移动手机上的APP，按一下APP上的开闸按钮，闸口打开；2.出闸口时，打开APP，按下出闸按钮，APP自动根据乘客的出入闸口计算乘车费用，并自动扣除费用。

本闸口的闸口超声处理模块为一个小模块，安装在闸口处，主要作用是发送带有站台代号的超声波，同时接收到手机发送的超声波信号。

本方案系统乘车有关APP的详细流程如下：乘客第一次使用APP时，需实名注册，输入身份证和验证码信息，APP自动查询多因子身份认证和信用分，根据多因子身份认证和信用分设定最高可充值额度，充值完成后即可乘坐。信用分查询可以通过芝麻信用接口查询。乘客注册信息都会保存在云端数据库中。

图4为根据本发明进站示范性流程图。

如图4所示，当乘客进入闸口时，乘客智能终端安装有应用软件，进入地铁站时，打开该应用软件，若APP中余额低于某一预设值，则提醒乘客充值。余额充足，则进入APP主界面，显示进站按钮。闸口的闸口超声处理模块一直在发送包含本站台代号的超声波，用户靠近地铁口时APP接收该超声波并开始解析，获得起始站台代号，记为A1，存储于APP中。用户按住APP界面的按钮，发送开闸手机的身份信息和余额，闸口打开，乘客进入地铁站乘车，同时，开闸手机的身份信息和开闸信息存储到闸口超声处理模块的存储器中。APP发送开闸信息后，向云端发送账户信息、时间、乘坐站点信息，该信息存储与云端数据库中，同时，云端发送确认信息，APP收到云端的确认信息后才可以发送有关出闸指令的信息。在进闸后到出闸之间任意时刻收到联网确认信息均可，未收到云端返回的确认信息时，APP会显示联网提醒信息，提醒乘客打开APP联网一次。

图5为根据本发明出站示范性流程图。

如图5所示，当用户出地铁站时，类似于用户进地铁站，用户打开APP，若进闸后能收到云端返回的确认信息，则进入出闸界面，否则，界面显示提醒用户打开网络。在出闸界面，乘客按一下出站按钮，智能终端向闸口发送身份信息，闸口接收身份信息后，打开闸口，将用户身份信息、站点代号、出闸时间都保存在闸口超声处理模块的存储器中。智能终端接收闸口超声处理模块发送的站台代号，获得出站口代号，记为A2，APP自动计算A1至A2站的乘车费用，并在余额中扣除乘车费用，然后向云端发送账户信息、时间、乘坐站点信息，该信息存储于云端数据库中，云端发送确认信息，APP收到云端的确认信息后，显示乘坐情况，如起止站点、乘坐时间、账户余额等信息。乘坐结束。云端发送的确认信息在乘坐结束后，下次乘坐前收到即可。

若出闸口后，智能终端一直没有联网，没有收到云端发送的乘坐结束信息，则下次乘坐时会要求用户联网获取后台云端发送的上次乘坐的确认信息。

对于乘客来讲，进站时打开乘车APP，余额不足时提示充值，余额充足过闸口按一下APP的开闸按钮，进站乘车。出站时打开乘车APP，同样按一下出站按钮即可出站，APP提示本次乘车信息。与刷地铁卡乘坐流程一样，非常简单、方便快捷。

另外，本发明还提出了一种开放式出站方式，结合上述进站方式，在出站时出口处采用本发明所提出的开放式出站方式。所谓开放式出站即在出站口无需再布置闸机。

一种闸口处理模块，该闸口处理模块布置在出口站台，该闸口处理模块包括：信号发生单元，用于发射包含出口站台代号的无线信号；其中所述无线信号被移动终端接收并解析以获取所述出口站台代号，而且由所述移动终端基于入口站台代号和所述出口站台代号计算计费信息。

在一个实施方式中，该闸口处理模块布置在出口站台的天花板上或墙壁上。

可见，此处提到的“闸口处理模块”仅用于，说明该闸口处理模块布置在通常安置有闸口的出口站台，实际上出站口无需再布置闸机。

优选地，包含出口站台代号的无线信号为超声波信号、蓝牙信号、WIFI信号或红外信号，等等任意类型的无线信号。

本发明的开放式出站方式中，在天花板或墙壁上安装多个信号发生器，该信号发生器可以是上述闸口超声处理模块中的超声发生单元，该超声发生单元将出站口站台代号发送到智能终端。智能终端APP根据进站站台代号和出站站台代号计算旅程费用。智能终端将费用信息发送到后台云端数据库完成自动扣费。

本发明的开放式出站方式中，进站方式采用上述进站方式，这里不再赘述。在出站时，在出站口天花板或者墙壁上安装多个信号发生器，该信号发生器可以是无卡出行系统中的超声发生单元，具体的，开放式出口信号发生模块是由信号处理器、D/A转换器和信号发生器组成。信号处理单元：控制信号发生器以一预设频率发出包含有出站口站台代号的信号；D/A转换器：将信号处理单元的数字信号转换成模拟信号传输给信号发生器；信号发生器：以一预设频率发出包含有出站口站台代号的信号。

图6为根据本发明开放式出站的闸口处理模块的示意图。

在图6中，闸口处理模块包括：

信号处理单元，用于发生包含出口站台代号的数字信号；数字/模拟转换器，用于将包含出口站台代号的数字信号转换为包含出口站台代号的模拟信号；信号发生器，用于将包含出口站台代号的模拟信号转换为无线信号，并发射无线信号。其中：无线信号被移动终端接收并解析以获取出口站台代号，而且由移动终端基于入口站台代号和出口站台代号计算计费信息。

优选的，无线信号为超声波信号、蓝牙信号、WIFI信号或红外信号，等等任意类型的无线信号，等等。

在开放式出口的信号发生硬件模块中的信号发生单元可以有多个信号发生器，如果出站口面积较大，也可以安装多套信号发生单元。信号发生单元可以通过超声波、蓝牙、WIFI等方式将出站口代号发送给智能终端。开放式出口处，信号处理器控制信号发生单元按一定频率发送出站口站台代号，智能终端接收站台代号，APP根据进站时所接收到的进站口站台代号计算旅程费用，在智能终端联网状态下，将APP扣费信息发送给后台，后台刷新余额。该后台刷新余额的过程可以与出站同时进行，也可以在出站后的一段时间内，手机网络状态较好的情况下完成扣费，如果手机一直处于断网状态，在一定的预设时间后，后台将自动按最长路线扣费。下次再乘坐地铁时，智能终端联网，智能终端将上次没结束的行程信息和扣费信息发送给后台云端数据库，云端数据库刷新账户余额。

本方案设计主要目的是在智能手机代替公交卡的基础上，在人流量较大的站口实现开放式出站。

为了更清晰地说明本公交无卡出行系统方案，具体的实施方式如下：

图7为根据本发明开放式出站的闸口示意图。在图7中，10为出站口天花板；11为闸口处理模块；12为闸口处理模块11中的信号发生器；13为后台云端数据库；04为智能终端。

首先，智能终端04接收闸口超声处理模块11中的信号发生器12所发送的出站站台代号。然后，智能终端04根据进站站台代号和出站站台代号计算费用，APP扣费；接着，智能终端04将扣费结果和出站信息发送到13云端数据库完成扣费并刷新余额。

可见，开放式出站方式结构简单，硬件成本低，不需要改装原始闸口；开放式出站方式在人流量较大的站口可以省去用户拥挤刷卡出站时间，操作简单，用户可实现一键进站自由出站。

而且，本发明的开放式出站方式也可以与传统出站方式兼容，如果用户是传统刷卡进站，出站时仍然可以在有闸口的地方刷卡出站，如果用户没有刷卡出站，直接走开放式出口出站，在预定时间内，公交公司将按最长路程扣费，并且再次刷卡进站时，闸口将无法打开，提醒到乘客到服务台扣费。

以上为本发明的一个具体实施方案，由此可以看出本发明所提出的开放式出站方式可以帮助乘客节省排队刷卡时间，并且不需要身上带各种出行卡，实现用户自由出行。

优选地，本发明还提出了一种闸口处理系统。闸口处理系统包括闸口处理模块和智能终端；该闸口处理模块布置在交通站点，该闸口处理模块包括：信号发生单元，用于发射包含出口站台代号的无线信号；智能终端，用于接收包含出口站台代号的无线信号，基于预存的入口站台代号和出口站台代号计算计费信息，并且将计费信息发送到云端以执行扣费，其中该闸口处理模块布置在交通站点的天花板上或墙壁上。

优选地，本发明还提出了一种闸口超声处理系统。闸口超声处理系统包括闸口超声处理模块和智能终端；该闸口超声处理模块布置在交通站点的入站闸口；该闸口超声处理模块，用于发射包含入口站台代号的第一超声波信号；智能终端，用于接收第一超声波信号，存储入口站台代号，发送包含余额信息的第二超声波信号；该闸口超声处理模块，还用于接收包含余额信息的第二超声波信号，当判定余额信息符合预定条件时，向入站闸口发送开闸指令。

优选地，本发明还提出了一种闸口超声处理系统。闸口超声处理系统闸口超声处理模块和智能终端；该闸口超声处理模块布置在交通站点的出站闸口；该闸口超声处理模块，用于发射包含出口站台代号的第三超声波信号；智能终端，用于接收第三超声波信号，基于存储的入口站台代号和出口站台代号计算计费信息，发送包含计费信息的第四超声波信号；

该闸口超声处理模块，还用于接收包含计费信息的第四超声波信号，当判定计费信息符合预定条件时，向出站闸口发送开闸指令。

本发明还提出了一种无卡交通工具计费方法。该方法包括：接收包含入口站台代号的第一超声波信号；保存入口站台代号，发送包含余额信息的第二超声波信号，其中当余额信息符合第一预定条件时，入站闸口接收到开闸指令；接收包含出口站台代号的第三超声波信号；基于入口站台代号和出口站台代号计算计费信息，发送包含计费信息的第四超声波信号，其中当计费信息符合第二预定条件时，出站闸口接收到开闸指令；向云端发送计费信息，云端基于计费信息执行计费。

本发明还提出了一种无卡交通工具计费方法。该方法包括：接收包含入口站台代号的第一超声波信号；保存入口站台代号，发送包含余额信息的第二超声波信号，其中当余额信息符合第一预定条件时，入站闸口接收到开闸指令；接收包含出口站台代号的第三超声波信号；基于入口站台代号和出口站台代号计算计费信息，向云端发送计费信息；云端基于计费信息执行计费。

综上所述，本发明的闸口超声处理模块与入站闸口连接，该闸口超声处理模块包括：超声发生单元，用于发射包含入口站台代号的第一超声波信号；超声接收单元，用于接收包含余额信息的第二超声波信号；信号处理单元，用于当判定余额信息符合预定条件时，向入站闸口发送开闸指令。本发明还提出了一种适用于出站闸口的闸口超声处理模块，自动缴费，支付快捷，实现自由出行。

本发明实现了无卡出行，仅需对地铁、快速公交、有轨电车等出入口的闸口进行改造，改造成本非常低。基于本发明的无卡出行系统可以根据里程计算费用，例如地铁、公交车等公共出行交通工具可以根据站台间隔即里程来计算费用。

还有，因为超声波指向性强，可实现短距离内的精确传输，因此本实用信息可以只在智能终端靠近闸口时，在闸口超声波发生器的有效短距离范围内两者之间才进行通讯。另外，本发明无需采用NFC模块，显著降低了硬件成本。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种闸口超声处理模块，其特征在于，该闸口超声处理模块与入站闸口连接，该闸口超声处理模块包括：

超声发生单元，用于发射包含入口站台代号的第一超声波信号；

超声接收单元，用于接收包含余额信息的第二超声波信号；

信号处理单元，用于当判定余额信息符合预定条件时，向入站闸口发送开闸指令。

2.根据权利要求1所述的闸口超声处理模块，其特征在于，

信号处理单元，还用于发生包含入口站台代号的数字信号；

超声发生单元包含超声波发生器和数字/模拟转换器；

数字/模拟转换器，用于将包含入口站台代号的数字信号转换为包含入口站台代号的模拟信号；

超声波发生器，用于将包含入口站台代号的模拟信号转换为第一超声波信号，并发射第一超声波信号。

3.根据权利要求1所述的闸口超声处理模块，其特征在于，超声接收单元包含超声波接收器、滤波器和模拟/数字转换器；

超声波接收器，用于从智能终端接收包含余额信息的第二超声波信号；

滤波器，用于对所述第二超声波信号执行滤波处理；

模拟/数字转换器，用于将滤波处理后的第二超声波信号转换为数字信号。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的闸口超声处理模块，其特征在于，闸口超声处理模块还进一步连接显示器；

显示器，用于显示余额信息。

5.一种闸口超声处理模块，其特征在于，该闸口超声处理模块与出站闸口连接，该闸口超声处理模块包括：

超声发生单元，用于发射包含出口站台代号的第三超声波信号；

超声接收单元，用于接收包含计费信息的第四超声波信号，所述计费信息是基于入口站台代号和出口站台代号被计算的；

信号处理单元，用于向出站闸口发送开闸指令。

6.根据权利要求5所述的闸口超声处理模块，其特征在于，

信号处理单元，用于保存计费信息，所述计费信息用于核验扣费状态。

7.根据权利要求6所述的闸口超声处理模块，其特征在于，

信号处理单元，还用于发生包含出口站台代号的数字信号；

超声发生单元包含超声波发生器和数字/模拟转换器；

数字/模拟转换器，用于将包含出口站台代号的数字信号转换为包含出口站台代号的模拟信号；

超声波发生器，用于将包含出口站台代号的模拟信号转换为第三超声波信号，并发射第三超声波信号。

8.根据权利要求6所述的闸口超声处理模块，其特征在于，超声接收单元包含超声波接收器、滤波器和模拟/数字转换器；

超声波接收器，用于从智能终端接收包含计费信息的第四超声波信号；

滤波器，用于对第四超声波信号执行滤波处理；

模拟/数字转换器，用于将滤波处理后的第四超声波信号转换为数字信号。

9.一种闸口超声处理系统，其特征在于，包括闸口超声处理模块和智能终端；该闸口超声处理模块布置在交通站点，该闸口超声处理模块包括：超声发生单元，用于发射包含出口站台代号的第三超声波信号；

智能终端，用于接收包含出口站台代号的第三超声波信号，基于预存的入口站台代号和出口站台代号计算计费信息，并且将计费信息发送到云端以执行扣费，其中该闸口超声处理模块布置在交通站点的天花板上或墙壁上。

10.一种闸口超声处理系统，其特征在于，包括闸口超声处理模块和智能终端；该闸口超声处理模块布置在交通站点的入站闸口；

该闸口超声处理模块，用于发射包含入口站台代号的第一超声波信号；

智能终端，用于接收第一超声波信号，存储入口站台代号，发送包含余额信息的第二超声波信号；

该闸口超声处理模块，还用于接收包含余额信息的第二超声波信号，当判定余额信息符合预定条件时，向入站闸口发送开闸指令。

11.一种闸口超声处理系统，其特征在于，包括闸口超声处理模块和智能终端；该闸口超声处理模块布置在交通站点的出站闸口；

该闸口超声处理模块，用于发射包含出口站台代号的第三超声波信号；

智能终端，用于接收第三超声波信号，基于存储的入口站台代号和出口站台代号计算计费信息，发送包含计费信息的第四超声波信号；

该闸口超声处理模块，还用于接收包含计费信息的第四超声波信号，当判定计费信息符合预定条件时，向出站闸口发送开闸指令。

12.一种无卡交通工具计费方法，其特征在于，包括：

接收包含入口站台代号的第一超声波信号；

保存入口站台代号，发送包含余额信息的第二超声波信号，其中当余额信息符合第一预定条件时，入站闸口接收到开闸指令；

接收包含出口站台代号的第三超声波信号；

基于入口站台代号和出口站台代号计算计费信息，发送包含计费信息的第四超声波信号，其中当计费信息符合第二预定条件时，出站闸口接收到开闸指令；

向云端发送计费信息，云端基于计费信息执行计费。

13.一种无卡交通工具计费方法，其特征在于，包括：

接收包含入口站台代号的第一超声波信号；

保存入口站台代号，发送包含余额信息的第二超声波信号，其中当余额信息符合第一预定条件时，入站闸口接收到开闸指令；

接收包含出口站台代号的第三超声波信号；

基于入口站台代号和出口站台代号计算计费信息，向云端发送计费信息；

云端基于计费信息执行计费。