CN111160894B - 一种基于蓝牙精定位的公交无感知支付系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于蓝牙精定位的公交无感知支付系统，包括支付调度管理模块、车载定位管理模块、站台身份鉴别模块和手机乘车APP；手机乘车APP，为乘客提供实时的路线选择和车费支付平台，将其分别生成乘客需求数据和乘客支付数据，并一同传输至车载定位管理模块和站台身份鉴别模块；支付调度管理模块，用于实时的采集公交车次及其经过站点的GPS数据；本发明能够让乘客在提前支付车费的情况下直接乘车，上、下车期间无需任何操作，并依据乘客的手机蓝牙身份ID数据进行识别，验证支付情况，发出语音报警，以提升公交的上、下客效率，大大提高了其整体运营效能，节约乘客排队上车、候车时间。

Description

一种基于蓝牙精定位的公交无感知支付系统

技术领域

本发明涉及智慧公交系统技术领域，具体为一种基于蓝牙精定位的公交无感知支付系统。

背景技术

随着信息化技术、智能化技术的不断发展与更新，智慧出行、智慧公交已成为群众生活中的一部分，公交支付除现金之外也相继出现了IC卡、二维码等多种支付方式，刷卡支付、扫码支付也给群众带来了极大的方便，并提升了支付速度，但刷卡支付、扫码支付还是会存在稍许延迟，在上、下班高峰期，将使得停车等待时间大大增加，加剧道路的拥堵状况。

且除传统的刷卡支付、扫码支付之外，现有的较为先进的支付系统有以下几种：

【一种公交车用网络支付刷卡设备CN201910680327.0】，其提出了一种IC卡和二维码扣费二合一的刷卡设备，提升了支付效率，但依然会存在稍许延迟，在上、下班高峰期，部分乘客上车后直接站在刷卡处排队等待，给后续上车的乘客带来极大不便；

而自动扣费也是近期出现的一种新的公交支付方式，【一种公交自动扣费方法CN201910554842.4】，其将wifi无线基站设置于公交上，并根据乘客的连接与断开判断其上、下车行为，但该方法存在多种缺陷，一是无法现场甄别未支付乘客，二是乘客必须将手机与网络相连接，三是wifi无线基站采用2.4GHz无线信号，其传输受环境因素影响大、覆盖范围不可控，若有人采用骑车或开车方式与公交“同行”，将造成“被扣费”的情况；

【一种基于5G通讯的公交车快速支付系统CN201910404047.7】，其采用一种特殊结构的刷卡机，同时使用5G通信连接刷卡机和后端服务器，且刷卡机为卡槽式的结构设计，提升了刷卡效率，但其本质上还是属于刷卡支付方面。

综上所述，目前还没有无操作、无感知乘车，且能够识别未交费乘客的系统，正是为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于蓝牙精定位的公交无感知支付系统，本发明能够让乘客在提前支付车费的情况下直接乘车，上、下车期间无需任何操作，并依据乘客的手机蓝牙身份ID数据进行识别，验证支付情况，发出语音报警，以提升公交的上、下客效率，大大提高了其整体运营效能，节约乘客排队上车、候车时间。

本发明所要解决的技术问题如下：

如何提供一种有效的方式，来解决现有的没有无操作、无感知乘车，且能够识别未交费乘客的系统的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于蓝牙精定位的公交无感知支付系统，包括支付调度管理模块、车载定位管理模块、站台身份鉴别模块和手机乘车APP；

所述手机乘车APP，为乘客提供实时的路线选择和车费支付平台，将其分别生成乘客需求数据和乘客支付数据，并一同传输至车载定位管理模块和站台身份鉴别模块，即依据站点蓝牙或GPS确定其搭乘的起始站点与终点站点，经支付操作后，将生成的乘客需求数据和乘客支付数据一同发送至车载定位管理模块和站台身份鉴别模块，以便鉴定与该乘客的相关信息，表征该乘客身份，实现无感知、无操作乘车；

所述手机乘车APP，提供乘客交互工作和乘客身份鉴定，其软件部分是基于安卓原生系统开发，其硬件部分则为智能手机平台，其整体系统的实现共分为三大部分，一是乘客交互乘车服务，实现移动智能终端功能，二是完成乘客身份鉴定，并同步验证和记录手机的蓝牙ID，三是乘客支付完成后，上报其自身的蓝牙ID，用于存档；

所述站台身份鉴别模块，用于实时的采集乘客的手机蓝牙身份ID数据，据此将其与实时接收到的乘客需求数据和乘客支付数据一同经匹配、绑定，以及核验提示操作，得到各类支付提示音，同时将经匹配、绑定，以及核验提示操作后的乘客的手机蓝牙身份ID数据传输至支付调度管理模块，而匹配、绑定是将乘客的手机蓝牙身份ID数据与乘客支付数据和乘客需求数据相联系，经匹配的同时还将其相互绑定，以便由核验提示操作来判断其是否出现未支付、过站等情况；

所述支付调度管理模块，用于实时的采集公交车次及其经过站点的GPS数据；

所述支付调度管理模块，在接收到实时的乘客需求数据和乘客支付数据与经匹配、绑定，以及核验提示操作后的乘客的手机蓝牙身份ID数据，则将其与公交车次及其经过站点的GPS数据相汇总、计算，得出该乘客的预测搭乘公交车次，并将与其相对应的乘客需求数据和乘客支付数据与经匹配、绑定，以及核验提示操作后的乘客的手机蓝牙身份ID数据一同发送至车载定位管理模块，即支付调度管理模块用于负责收取乘客的车费、预测搭乘公交车次并提供服务，则将乘客的支付金额、搭乘站点与其ID相结合，得到相关联的预测搭乘公交车次，并将所需信息发送至各预测搭乘公交车次；

所述支付调取管理模块经4G、5G网络与车载定位管理模块、站台身份鉴别模块和手机乘车APP相电性连接；

所述车载定位管理模块，在接收到实时的乘客需求数据和乘客支付数据与经匹配、绑定，以及核验提示操作后的乘客的手机蓝牙身份ID数据，将已支付的乘客与未支付的乘客相互区分，并将其推送至该乘客所搭乘的公交车次，再对该乘客的上、下车情况进行合法性检测操作，得到各类乘客，并将其反馈至支付调度管理模块，且当乘客到站后，还将发送到站提醒报文至手机乘车APP，而手机乘车APP则将其显示给乘客进行查看，而支付调度管理模块则将其存储至全局数据库，即车载定位管理模块用于负责对各类用户进行区分、合法性检测和到站提醒等乘客管理内容。

进一步的，所述核验提示操作的具体步骤如下：

乘客在站点完成支付或是到达站点的候车过程中，其手机将周期性的发射蓝牙定位报文，而公交上设置有蓝牙定位基站，当公交到达该站点时，则将依据蓝牙定位基站来接收此定位报文，进而精确的定位乘客位置，并判断乘客的上、下车轨迹，且还通过乘客的手机蓝牙身份ID数据与乘客需求数据和乘客支付数据，来查验该乘客的支付情况，当其已支付时，则发出提示音“该乘客已付款，请上车”，当其未支付时，则发出提示音“请支付车费”，当其费用不足，即表示过站时，则发出提示音“请补交车费”，以得到各类支付提示音，进而确保已支付乘客身份的真实性及其身份核验的准确性，且针对非法乘客能够立刻响应。

进一步的，所述支付调取管理模块与手机乘车APP相联系，给乘客提供路线选择、车费支付、常用信息管理与编辑，所述支付调取管理模块与站台身份鉴别模块相联系，获取乘客的智能设备所发送的乘客的手机蓝牙身份ID数据，所述支付调取管理模块与车载定位管理模块相联系，推送乘客的预测搭乘公交车次，以及乘客需求数据、乘客支付数据和手机蓝牙身份ID数据。

进一步的，所述支付调取管理模块提供全局的调度管理，给手机乘车APP提供后台支撑，且其硬件方面采用刀片式服务器，软件方面设计传统BS架构，一同来给手机乘车APP提供web端服务，以及将其与车载定位管理模块和站台身份鉴别模块相交互，并从软件逻辑方面来部署数据服务器、文件服务器、web服务器、调度服务器、身份认证服务器和中心控制服务器。

进一步的，所述合法性检测操作的具体步骤如下：

当任意的乘客上车时，若存在与其相对应的乘客需求数据和乘客支付数据与经匹配、绑定，以及核验提示操作后的乘客的手机蓝牙身份ID数据，以及显示为已支付的乘客，则将其认为是合法性乘客，反之则将其认为是非法性乘客并提示继续付款，以得到各类乘客。

进一步的，所述车载定位管理模块由蓝牙定位基站和嵌入式单元组成，蓝牙定位基站用于接收乘客的手机蓝牙身份ID数据并分析其方向，嵌入式单元用于对乘客与公交间的实时位置进行计算，并将其与公交车载主机进行数据交互，且蓝牙定位基站与嵌入式单元之间通过串口连接，以获取乘客的相应方向数据，并经计算确定乘客位置，且公交车载主机与嵌入式单元之间通过网口连接。

进一步的，所述蓝牙定位基站的天线布局采用九个天线阵元的矩阵式布局，各单元间的间距设置为半波长，以保证其扫描角度达到正、负六十度，且嵌入式单元采用arm芯片主控板并搭载安卓操作系统，其还通过公交车载主机的无线链路与支付调度管理模块相电性连接，以完成乘客的相关数据与状态的交互。

本发明的有益效果：

本发明能够让乘客在提前支付车费的情况下直接乘车，上、下车期间无需任何操作，并依据乘客的手机蓝牙身份ID数据进行识别，验证支付情况，发出语音报警，以提升公交的上、下客效率，大大提高了其整体运营效能，节约乘客排队上车、候车时间；

且本发明是通过手机乘车APP选择路线并提前支付车费，而在乘车过程中，则依据支付调取管理模块与车载定位管理模块一同对其进行支付核验，针对未支付车费的乘客，立即现场提示、报警，针对到站的乘客，则经手机乘车APP进行到站提醒，针对过站的乘客，则提示其补交车费；

且本发明的手机乘车APP选择的路线是经后台计算，再推送至所有可能经过的起点站点与到达站点的公交车次，以便上述公交车次来及时的对乘客进行合法性检测；

且本发明是通过感知乘客的手机蓝牙身份ID数据，识别乘客上、下车行为，并依据蓝牙技术实现乘客的精确定位、监控乘客的乘车状态；

且本发明是在站点设置蓝牙定位基站，并据此获取、验证乘客蓝牙设备的MAC地址、UUID号等信息，确保其不被伪造，以便提高登车时的身份查验真实性。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明；

图1为本发明的系统框图；

图2为本发明的内部组成结构示意图；

图3为本发明的支付调度管理模块的内部组成结构示意图；

图4为本发明的车载定位管理模块的内部组成结构示意图；

图5为本发明的蓝牙定位基站的布局示意图；

图6为本发明的乘车流程图；

图7为本发明的上、下车身份鉴定流程图；

图8为本发明的蓝牙定位基站的安装示意图。

具体实施方式

如图1-8所示，一种基于蓝牙精定位的公交无感知支付系统，包括支付调度管理模块、车载定位管理模块、站台身份鉴别模块和手机乘车APP；

手机乘车APP，为乘客提供实时的路线选择和车费支付平台，将其分别生成乘客需求数据和乘客支付数据，并一同传输至车载定位管理模块和站台身份鉴别模块，即依据站点蓝牙或GPS确定其搭乘的起始站点与终点站点，经支付操作后，将生成的乘客需求数据和乘客支付数据一同发送至车载定位管理模块和站台身份鉴别模块，以便鉴定与该乘客的相关信息，表征该乘客身份，实现无感知、无操作乘车；

手机乘车APP，提供乘客交互工作和乘客身份鉴定，其软件部分是基于安卓原生系统开发，其硬件部分则为智能手机平台，其整体系统的实现共分为三大部分，一是乘客交互乘车服务，实现移动智能终端功能，二是完成乘客身份鉴定，并同步验证和记录手机的蓝牙ID，三是乘客支付完成后，上报其自身的蓝牙ID，用于存档；

站台身份鉴别模块，用于实时的采集乘客的手机蓝牙身份ID数据，据此将其与实时接收到的乘客需求数据和乘客支付数据一同经匹配、绑定，以及核验提示操作，具体步骤如下：

乘客在站点完成支付或是到达站点的候车过程中，其手机将周期性的发射蓝牙定位报文，而公交上设置有蓝牙定位基站，当公交到达该站点时，则将依据蓝牙定位基站来接收此定位报文，进而精确的定位乘客位置，并判断乘客的上、下车轨迹，且还通过乘客的手机蓝牙身份ID数据与乘客需求数据和乘客支付数据，来查验该乘客的支付情况，当其已支付时，则发出提示音“该乘客已付款，请上车”，当其未支付时，则发出提示音“请支付车费”，当其费用不足，即表示过站时，则发出提示音“请补交车费”，以得到各类支付提示音，进而确保已支付乘客身份的真实性及其身份核验的准确性，且针对非法乘客能够立刻响应；

同时将经匹配、绑定，以及核验提示操作后的乘客的手机蓝牙身份ID数据传输至支付调度管理模块，而匹配、绑定是将乘客的手机蓝牙身份ID数据与乘客支付数据和乘客需求数据相联系，经匹配的同时还将其相互绑定，以便由核验提示操作来判断其是否出现未支付、过站等情况；

支付调度管理模块，用于实时的采集公交车次及其经过站点的GPS数据；

支付调度管理模块，在接收到实时的乘客需求数据和乘客支付数据与经匹配、绑定，以及核验提示操作后的乘客的手机蓝牙身份ID数据，则将其与公交车次及其经过站点的GPS数据相汇总、计算，得出该乘客的预测搭乘公交车次，并将与其相对应的乘客需求数据和乘客支付数据与经匹配、绑定，以及核验提示操作后的乘客的手机蓝牙身份ID数据一同发送至车载定位管理模块，即支付调度管理模块用于负责收取乘客的车费、预测搭乘公交车次并提供服务，则将乘客的支付金额、搭乘站点与其ID相结合，得到相关联的预测搭乘公交车次，并将所需信息发送至各预测搭乘公交车次；

支付调取管理模块经4G、5G网络与车载定位管理模块、站台身份鉴别模块和手机乘车APP相电性连接；

支付调取管理模块与手机乘车APP相联系，给乘客提供路线选择、车费支付、常用信息管理与编辑，支付调取管理模块与站台身份鉴别模块相联系，获取乘客的智能设备所发送的乘客的手机蓝牙身份ID数据，支付调取管理模块与车载定位管理模块相联系，推送乘客的预测搭乘公交车次，以及乘客需求数据、乘客支付数据和手机蓝牙身份ID数据；

支付调取管理模块提供全局的调度管理，给手机乘车APP提供后台支撑，且其硬件方面采用刀片式服务器，软件方面设计传统BS架构，一同来给手机乘车APP提供web端服务，以及将其与车载定位管理模块和站台身份鉴别模块相交互，并从软件逻辑方面来部署数据服务器、文件服务器、web服务器、调度服务器、身份认证服务器和中心控制服务器；

车载定位管理模块，在接收到实时的乘客需求数据和乘客支付数据与经匹配、绑定，以及核验提示操作后的乘客的手机蓝牙身份ID数据，将已支付的乘客与未支付的乘客相互区分，并将其推送至该乘客所搭乘的公交车次，再对该乘客的上、下车情况进行合法性检测操作，具体步骤如下：

当任意的乘客上车时，若存在与其相对应的乘客需求数据和乘客支付数据与经匹配、绑定，以及核验提示操作后的乘客的手机蓝牙身份ID数据，以及显示为已支付的乘客，则将其认为是合法性乘客，反之则将其认为是非法性乘客并提示继续付款，以得到各类乘客；

并将其反馈至支付调度管理模块，且当乘客到站后，还将发送到站提醒报文至手机乘车APP，而手机乘车APP则将其显示给乘客进行查看，而支付调度管理模块则将其存储至全局数据库，即车载定位管理模块用于负责对各类用户进行区分、合法性检测和到站提醒等乘客管理内容；

车载定位管理模块由蓝牙定位基站和嵌入式单元组成，蓝牙定位基站用于接收乘客的手机蓝牙身份ID数据并分析其方向，嵌入式单元用于对乘客与公交间的实时位置进行计算，并将其与公交车载主机进行数据交互，且蓝牙定位基站与嵌入式单元之间通过串口连接，以获取乘客的相应方向数据，并经计算确定乘客位置，且公交车载主机与嵌入式单元之间通过网口连接；

蓝牙定位基站的天线布局采用九个天线阵元的矩阵式布局，各单元间的间距设置为半波长，以保证其扫描角度达到正、负六十度，且嵌入式单元采用arm芯片主控板并搭载安卓操作系统，其还通过公交车载主机的无线链路与支付调度管理模块相电性连接，以完成乘客的相关数据与状态的交互；

且支付调度管理模块，采用刀片式的机架服务器，并安装有centorOS操作系统，部署有web服务、FTP文件服务和数据库服务等；

且车载定位管理模块，将蓝牙定位基站设置于公交的各出、入口顶部，蓝牙定位基站经无线网络或有线网络与公交车载主机相电性连接，公交车载主机则经无线网络与支付调度管理模块相交互；

且乘客的智能设备上安装“乘车APP”，并注册账号登录系统，达到实时更新公交站点地图、公交运行线路图的目的，据此指定起始站点与终点站点并支付车费。

一种基于蓝牙精定位的公交无感知支付系统，在工作过程中，乘客打开手机乘车APP并指定起点与终点，发起支付操作，支付完成后将相关信息发送至支付调度管理模块，同时完成对乘客的蓝牙信息与支付信息的鉴定，再由支付调度管理模块计算出所有可能的公交车次，并将乘客的蓝牙信息与支付信息相绑定一同推送至各公交车次，确保各公交车次的公交车载主机中存有合法性的乘客信息，而车载定位管理模块则依据上述的乘客信息，在乘客登车时进行匹配，未能匹配的则认为是非法乘客并提示付款，且乘客登车时的手机蓝牙将周期性的发射信号，车载定位管理模块则基于该信号实现对乘客位置和身份的统一核验；

进而可依据乘客的智能手机、蓝牙设备等进行操作，具备广泛的兼容性，无需乘客额外配置的新设备，仅需安装乘车APP或小程序；

且针对非法的乘客和车费支付不足的乘客，可立即发出警报，防止个别乘客偷漏车费，并为合法乘客提供到站提醒服务，防止其选错站点或过站；

且公交与站点均设置有相应的蓝牙设备，使其与乘客的智能终端间建立连接与强互动关系，并在此基础上可提供公交相关的增值服务，为公交网络智能化奠定了基础。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于蓝牙精定位的公交无感知支付系统，其特征在于，包括支付调度管理模块、车载定位管理模块、站台身份鉴别模块和手机乘车APP；

所述手机乘车APP，为乘客提供实时的路线选择和车费支付平台，将其分别生成乘客需求数据和乘客支付数据，并一同传输至车载定位管理模块和站台身份鉴别模块；

所述站台身份鉴别模块，用于实时的采集乘客的手机蓝牙身份ID数据，据此将其与实时接收到的乘客需求数据和乘客支付数据一同经匹配、绑定，以及核验提示操作，得到各类支付提示音，同时将经匹配、绑定，以及核验提示操作后的乘客的手机蓝牙身份ID数据传输至支付调度管理模块；

所述支付调度管理模块，用于实时的采集公交车次及其经过站点的GPS数据；

所述支付调度管理模块，在接收到实时的乘客需求数据和乘客支付数据与经匹配、绑定，以及核验提示操作后的乘客的手机蓝牙身份ID数据，则将其与公交车次及其经过站点的GPS数据相汇总、计算，得出该乘客的预测搭乘公交车次，并将与其相对应的乘客需求数据和乘客支付数据与经匹配、绑定，以及核验提示操作后的乘客的手机蓝牙身份ID数据一同发送至车载定位管理模块；

所述支付调取管理模块经4G、5G网络与车载定位管理模块、站台身份鉴别模块和手机乘车APP相电性连接；

所述车载定位管理模块，在接收到实时的乘客需求数据和乘客支付数据与经匹配、绑定，以及核验提示操作后的乘客的手机蓝牙身份ID数据，将已支付的乘客与未支付的乘客相互区分，并将其推送至该乘客所搭乘的公交车次，再对该乘客的上、下车情况进行合法性检测操作，得到各类乘客，并将其反馈至支付调度管理模块，且当乘客到站后，还将发送到站提醒报文至手机乘车APP；

所述核验提示操作的具体步骤如下：

乘客在站点完成支付或是到达站点的候车过程中，其手机将周期性的发射蓝牙定位报文，而公交上设置有蓝牙定位基站，当公交到达该站点时，则将依据蓝牙定位基站来接收此定位报文，且还通过乘客的手机蓝牙身份ID数据与乘客需求数据和乘客支付数据，来查验该乘客的支付情况，当其已支付时，则发出提示音“该乘客已付款，请上车”，当其未支付时，则发出提示音“请支付车费”，当其费用不足，即表示过站时，则发出提示音“请补交车费”，以得到各类支付提示音；

所述支付调取管理模块与手机乘车APP相联系，给乘客提供路线选择、车费支付、常用信息管理与编辑，所述支付调取管理模块与站台身份鉴别模块相联系，获取乘客的智能设备所发送的乘客的手机蓝牙身份ID数据，所述支付调取管理模块与车载定位管理模块相联系，推送乘客的预测搭乘公交车次，以及乘客需求数据、乘客支付数据和手机蓝牙身份ID数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙精定位的公交无感知支付系统，其特征在于，所述支付调取管理模块提供全局的调度管理，给手机乘车APP提供后台支撑，且其硬件方面采用刀片式服务器，软件方面设计传统BS架构，一同来给手机乘车APP提供web端服务，以及将其与车载定位管理模块和站台身份鉴别模块相交互，并从软件逻辑方面来部署数据服务器、文件服务器、web服务器、调度服务器、身份认证服务器和中心控制服务器。

3.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙精定位的公交无感知支付系统，其特征在于，所述合法性检测操作的具体步骤如下：

当任意的乘客上车时，若存在与其相对应的乘客需求数据和乘客支付数据与经匹配、绑定，以及核验提示操作后的乘客的手机蓝牙身份ID数据，以及显示为已支付的乘客，则将其认为是合法性乘客，反之则将其认为是非法性乘客并提示继续付款，以得到各类乘客。

4.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙精定位的公交无感知支付系统，其特征在于，所述车载定位管理模块由蓝牙定位基站和嵌入式单元组成，蓝牙定位基站用于接收乘客的手机蓝牙身份ID数据并分析其方向，嵌入式单元用于对乘客与公交间的实时位置进行计算，并将其与公交车载主机进行数据交互，且蓝牙定位基站与嵌入式单元之间通过串口连接，且公交车载主机与嵌入式单元之间通过网口连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于蓝牙精定位的公交无感知支付系统，其特征在于，所述蓝牙定位基站的天线布局采用九个天线阵元的矩阵式布局，各单元间的间距设置为半波长，且嵌入式单元采用arm芯片主控板并搭载安卓操作系统，其还通过公交车载主机的无线链路与支付调度管理模块相电性连接。

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