CN117197906A - 基于uwb的检票数据处理方法、系统及控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能检票技术领域，本发明公开了一种基于UWB的检票数据处理方法、系统及控制器，所述方法包括：检测是否有乘客进入预检票区域；在检测到有乘客进入预检票区域之后，通过蓝牙模块检测预检票区域内的乘客蓝牙信号，并根据检测到的所有乘客蓝牙信号确定目标追踪乘客；通过UWB模块对目标追踪乘客进行追踪，并获取UWB追踪位置；根据UWB追踪位置以及乘客蓝牙信号确定目标追踪乘客进入检票区域之后，将目标追踪乘客的检票验证数据发送给检票服务器；接收检票服务器反馈的检票结果，并根据检票结果执行检票通行策略。本发明避免了网络环境差对检票过程造成的不良影响，提升了乘客检票体验和检票效率。

Description

基于UWB的检票数据处理方法、系统及控制器

技术领域

本发明涉及智能检票技术领域，具体涉及一种基于UWB的检票数据处理方法、系统及控制器。

背景技术

目前，智慧城市和智能交通已经与人们的生活息息相关，而自动化、智能化、人性化是智能交通的发展趋势。现有技术中，在智能交通的自动检票方案中，通常使用手机、智能手表、智能手环等移动终端作为验票媒介，如此，可以实现在网络状态良好的情况下顺利验票通过。该方案的不足之处在于：在地铁环境网络不稳定、较差甚至地铁运营网络瘫痪时，将无法通过移动终端的网络使用电子乘车码或者票卡等顺利完成检票。如此，将大大降低乘客检票体验，也降低了检票效率，同时，在无法顺利检票时，乘客必须求助于站务人员，也大大增加了现有站务人员的工作压力。

发明内容

本发明实施例提供一种基于UWB的检票数据处理方法、系统及控制器，所述基于UWB的检票数据处理方法可以通过蓝牙模块和UWB模块实现在无网络环境下对乘客的追踪定位，进而可以在无网络环境下完成检票，本发明避免了网络环境差对检票过程造成的不良影响，提升了乘客检票体验和检票效率。

一种基于UWB的检票数据处理方法，包括：

检测是否有乘客进入预检票区域；

在检测到有乘客进入所述预检票区域之后，通过蓝牙模块检测所述预检票区域内的乘客蓝牙信号，并根据检测到的所有所述乘客蓝牙信号确定目标追踪乘客；

通过UWB模块对所述目标追踪乘客进行追踪，并获取UWB追踪位置；

根据所述UWB追踪位置以及所述乘客蓝牙信号确定所述目标追踪乘客进入检票区域之后，将所述目标追踪乘客的检票验证数据发送给检票服务器；

接收所述检票服务器反馈的检票结果，并根据所述检票结果执行检票通行策略。

一种控制器，用于执行所述的基于UWB的检票数据处理方法。

一种基于UWB的检票数据处理系统，包括蓝牙模块、UWB模块以及用于执行上述基于UWB的检票数据处理方法的控制器，所述蓝牙模块和所述UWB模块均连接所述控制器。

本发明提供的基于UWB的检票数据处理方法、系统及控制器，本发明的基于UWB的检票数据处理方法包括：检测是否有乘客进入预检票区域；在检测到有乘客进入所述预检票区域之后，通过蓝牙模块检测所述预检票区域内的乘客蓝牙信号，并根据检测到的所有所述乘客蓝牙信号确定目标追踪乘客；通过UWB模块对所述目标追踪乘客进行追踪，并获取UWB追踪位置；根据所述UWB追踪位置以及所述乘客蓝牙信号确定所述目标追踪乘客进入检票区域之后，将所述目标追踪乘客的检票验证数据发送给检票服务器；接收所述检票服务器反馈的检票结果，并根据所述检票结果执行检票通行策略。

本发明实施例中，通过蓝牙模块和UWB模块配合实现在无网络环境下对目标追踪乘客的追踪定位，从而确定目标追踪乘客是否由预检票区域进入检票区域，进而在目标追踪乘客进入检票区域之后，在无网络环境下根据检票验证数据完成对目标追踪乘客的检票；本发明避免了网络环境差对检票过程造成的不良影响，提升了乘客检票体验和检票效率，同时也减少了站务人员的工作压力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例中基于UWB的检票数据处理系统的原理框图。

图2是本发明一实施例中基于UWB的检票数据处理方法的流程图。

图3是本发明一实施例中基于UWB的检票数据处理方法的步骤S20的流程图。

图4是本发明一实施例中基于UWB的检票数据处理方法的步骤S40的流程图。

图5是本发明另一实施例中基于UWB的检票数据处理方法的步骤S40的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实基于UWB(超宽带定位技术)的检票数据处理系统包括蓝牙模块12、UWB模块13以及用于执行基于UWB的检票数据处理方法的控制器11，所述蓝牙模块12和所述UWB模块13均连接所述控制器11。本发明基于UWB的检票数据处理系统1中，在蓝牙模块12和UWB模块13配合下，控制器11可以执行基于UWB的检票数据处理方法，进而实现在无网络环境下对目标追踪乘客的追踪定位，从而确定目标追踪乘客是否由预检票区域进入检票区域，进而在目标追踪乘客进入检票区域之后，在无网络环境下根据检票验证数据完成对目标追踪乘客的检票；本发明避免了网络环境差对检票过程造成的不良影响，提升了乘客检票体验和检票效率，同时也减少了站务人员的工作压力。

可理解地，所述基于UWB的检票数据处理系统1还包括检票设备，检票设备可以为AGM设备(自动检票机)。所述检票设备上安装有闸门，闸门在检票结果为检票未通过时保持关闭状态阻挡乘客通过；在检票结果为检票通过时切换至打开状态供乘客通过。上述闸门可以通过USB或其他连接方式与控制器11通信连接。进一步地，上述控制器11可以设置在各车站的检票设备中，亦可以独立设置在检票设备外部，并与一台或者多台检票设备通信连接。上述控制器11还与检票服务器3通信连接，以将检票验证数据发送给检票服务器3进行检票并获取其反馈的检票结果，进而执行检票通行策略。

进一步地，所述基于UWB的检票数据处理系统1还包括第一传感模块，

第一传感模块，所述第一传感模块包括至少一对第一距离传感器，每一对所述第一距离传感器均相对设置，相对设置的每一对所述第一距离传感器都会形成一个交叉感应区域，而预检票区域包括相对设置的每一对所述第一距离传感器的交叉感应区域；比如，在一台检票设备的前侧设置两对第一距离传感器时，此时，与该检票设备对应的预检票区域即为两对第一距离传感器对应的交叉传感区域所全部覆盖的区域范围。可理解地，在乘客进入第一距离传感器对应的交叉传感区域中时，第一传感模块的第一遮挡状态信号生成，此时，即认为预设检票区域中进入乘客。进一步地，检票设备中设有一个可供乘客通过的过道，其中，该过道的中间位置设有闸门(闸门在检票结果为检票未通过时保持关闭状态阻挡乘客通过；在检票结果为检票通过时切换至打开状态供乘客通过)，闸门的相对两侧分别是检票区域和检票通道，也即，检票区域和检票通道构成上述过道。其中，检票区域和预检票区域相连。也即，乘客在进行检票的过程中，必须先经过预检票区域进入检票区域，进而在检票结果为检票通过时通过处于打开状态的闸门进入并走出检票通道，完成检票。

进一步地，所述基于UWB的检票数据处理系统1还包括第二传感模块，所述第二传感模块包括间隔设置的至少两对(比如10-20对均可)第二距离传感器，每一对所述第二距离传感器均相对设置；同理，每一对第二距离传感器也会形成一个交叉感应区域，而检票通道内设有多对所述第二距离传感器，由于每一对第二距离传感器之间间隔设置，因此，每一对第二距离传感器均会对映一个距离坐标，因此，在经过检票通道时，可以根据目标追踪乘客进入的交叉感应区域确定其所处位置对应的第二距离传感器的距离坐标，进而根据该距离坐标确定其在检票通道内的具体位置，从而判定目标追踪乘客是否及时进入或走出检票通道，进而执行后续的检票通行策略。

此外，所述基于UWB的检票数据处理系统1还包括第三传感模块，所述第三传感模块包括分别设置在检票区域和检票通道内的两对漫反射传感器，两对漫反射传感器的安装高度根据需求设定(比如设定安装高度为1.2米)，主要用于配合第二传感模块检测儿童免票通过检票设备的闸门的行为，避免大人带领儿童过闸时误伤儿童。

可理解地，上述各传感模块监测到的传感信号(比如第一传感模块的第一遮挡状态信号，第二传感模块的第二遮挡状态信号，或者第三传感模块的传感信号等)，可以直接发送给控制器11，其中，控制器11中可以包含专门处理上述传感模块的传感信号的处理模块(比如检票设备的门控板逻辑控制单元，也即GUC单元，该处理单元还用于在确定要控制闸门处于开启或关闭状态时，直接控制闸门进行开启或关闭动作)，控制器11还包括连接处理模块的工控机，此时，传感信号将首先传递给该处理模块，进而由该处理单元上报给工控机，进而，工控机唤醒该检票设备对应的蓝牙模块12(蓝牙模块12在不使用时处于休眠以节约能源)，搜索识别该检票设备对应的预检票区域中的乘客蓝牙信号(也即乘客的移动终端2的蓝牙单元发出的蓝牙信号)，并对乘客蓝牙信号的信号强度进行实时检测与更新，之后，根据信号强度从强到弱的顺序，对搜索到的所有乘客蓝牙信号进行排序并生成乘客信号列表；最终将乘客信号列表中信号强度排序第一的乘客蓝牙信号确定为目标追踪乘客(也即，视为目标追踪乘客的移动终端2发出了信号强度排序第一的乘客蓝牙信号)。

之后，工控机实时或定时获取将该目标追踪乘客的乘客蓝牙信号中的蓝牙位置坐标(此时获取的蓝牙位置坐标根据目标追踪乘客的)，并将其发送给UWB模块13，其中，UWB模块13可以采集所有UWB标签(所有所述UWB标签按照预设安装规则安装在所述预检票区域以及所述检票区域内；每一个所述UWB标签对应一个UWB位置坐标)发射的UWB信号，进而根据UWB信号确定目标追踪乘客的UWB追踪位置(目标追踪乘客路过UWB标签所在位置时，将会使得该UWB标签发射至UWB模块13的UWB信号被中断，因此，可以将与被中断的UWB信号对应的UWB标签的UWB位置坐标确定为目标追踪乘客的UWB追踪位置)；因此，根据UWB模块13接收到的上述蓝牙位置坐标以及UWB模块13自己确定的UWB追踪位置(判断两者是否匹配，若匹配说明UWB模块13的UWB追踪位置判断准确，若不匹配可以进行误差校正，或者重新进行判定)可以确定所述目标追踪乘客的具体追踪位置，也即可以确定该目标追踪乘客是否从预检票区域进入检票区域。

可理解地，在对目标追踪乘客进行位置追踪，确定其进入检票区域之后，监听并接收目标追踪乘客的移动终端2的蓝牙单元通过BLE协议发送的加密检票数据(加密检票数据通过第一加密方式进行加密，第一加密方式可以为基于AES技术并通过移动终端2的预设应用程序对乘客的个人信息、扣费金额、扣费方式等进行加密以生成上述加密检票数据的加密方式，其中，AES技术是一种对称的分组加密技术)，之后对加密检票数据进行解密以及重新加密，具体地，此处可以将加密检票数据发送到RDP(实时数据协议)数据管理平台统一处理，由RDP平台对该加密检票数据进行解密和重新加密操作，进而得到检票验证数据，此时，工控机将检票验证数据发送给检票服务器3。可理解的，上述内容中，重新加密操作通过与所述第一加密方式不同的第二加密方式进行，在第一加密方式基于AES技术加密时，第二加密方式为基于DES(DES全称为Data Encryption Standard，即数据加密标准，是一种使用密钥加密的块算法)技术的加密处理方式。检票服务器3根据接收到的检票验证数据进行解密和检票验证之后，生成所述检票结果并反馈至工控机，此时，工控机可以根据检票结果执行检票通行策略。具体地，在所述检票结果为检票未通过时，执行第一通行策略，所述第一通行策略包括：控制检票设备的闸门保持关闭状态；在所述检票结果为检票通过时，执行第二通行策略，所述第二通行策略包括：控制所述检票设备的闸门切换至打开状态。

可理解地，在闸门切换至打开之后，将通过上述第二传感模块监测目标追踪乘客在检票通道内的通过情况，进而根据上述通过情况及时关闭闸门。具体地，第二传感模块可以包括16对第二距离传感器，16对第二距离传感器分别分靠近顶部和靠近底部位置安装在检票设备的两个片机(两个片机中间形成的空隙即为检票设备的过道)内侧，其中，顶部均匀间隔安装10对第二距离传感器，底部居中位置依次均匀间隔安装6对第二距离传感器。一个片机上设置每一对第二距离传感器中的发送传感器，另一个片机上设置每一对第二距离传感器中的接收传感器，每一对第二距离传感器相对设置。如此，从进入检票通道内开始，即触发第1对第二距离传感器，进而依次捕捉16对第二距离传感器的遮挡状态信号，在捕捉到顶部的第10对第二距离传感器的遮挡状态信号(顶部的第10对第二距离传感器的交叉感应区域被目标追踪乘客遮挡)后认为该目标追踪乘客已通过检票通道，如果没有捕捉到顶部的第10对第二距离传感器的遮挡状态信号，则认为没有乘客通过。

在一实施例中，如图2所示，本发明提供一种基于UWB的检票数据处理方法，包括以下步骤S10-S50：

S10、检测是否有乘客进入预检票区域；也即，本发明中，预检票区域和检票区域相连，因此，首先需要在预检票区域确定乘客进入，以在进入的乘客中确定需要追踪的目标追踪乘客之后，再在预检票区域、检票区域以及后续的检票通道中对目标追踪乘客进行持续追踪。

在一实施例中，所述步骤S10，也即所述检测是否有乘客进入预检票区域，包括：

获取设置在预设检票区域内的第一传感模块的第一遮挡状态信号；所述第一传感模块包括至少一对第一距离传感器，每一对所述第一距离传感器均相对设置，所述预检票区域包括相对设置的每一对所述第一距离传感器的交叉感应区域；比如，在一台检票设备的前侧设置两对第一距离传感器，两对第一距离传感器分别安装在检票设备的两个片机(两个片机中间形成的空隙即为检票设备的过道)的前侧，且每个片机的靠近顶部和靠近底部位置各安装1个第一距离传感器，每一对所述第一距离传感器均相对设置。此时，与该检票设备对应的预检票区域即为两对第一距离传感器对应的交叉传感区域所全部覆盖的区域范围。具体地，第一距离传感器交叉布局，以检测意图进入检票通道的乘客，在乘客进入预检票区域时，至少有一对第一距离传感器被遮挡，在理想状况下，两对第一距离传感器均被遮挡；在本实施例中，可以通过调整第一距离传感器的安装角度，使两个片机顶部的第一距离传感器和底部的第一距离传感器分别指向过道内进行交叉，且单个片机顶部与底部的第一距离传感器保持垂直方向平行，且其交叉感应区域，也即处于被感应范围的预检票区域位于片机前侧约1米距离。

在所述第一遮挡状态信号表征至少一对所述第一距离传感器被遮挡时，确认监测到有乘客进入所述预检票区域；可理解地，在乘客进入第一距离传感器对应的交叉传感区域中时，至少一对所述第一距离传感器被遮挡，此时第一传感模块的第一遮挡状态信号生成，即认为预设检票区域中进入乘客。

在所述第一遮挡状态信号表征所有所述第一距离传感器均未被遮挡时，确认并未检测到有乘客进入所述预检票区域。也即，所有所述第一距离传感器均未被遮挡，说明第一距离传感器对应的交叉传感区域中并不存在在乘客，此时第一传感模块的第一遮挡状态信号不会生成，因此认为预设检票区域中并未进入乘客。

可理解地，上述实施例中，乘客在进入预检票区域时遮挡第一距离传感器，被遮挡的第一距离传感器触发高电平信号，未被遮挡的第一距离传感器保持低电平信号，控制器11中的处理模块可以创建毫秒级别的定时任务轮询检测第一距离传感器(第二传感模块类似，后续不再额外说明)的状态变化量(ID，HP/LP)，其中，ID代表第一距离传感器对应的编号，HP代表高电平信号，LP代表低电平信号；进而，在满足至少有一对第一距离传感器被遮挡触发高电平信号时，就认为第一传感模块的第一遮挡状态信号生成，同时表示有乘客进入预检票区域。此时，处理模块会获取第一遮挡状态信号，具体地，第一遮挡状态信号可以包括上述发生变化的第一距离传感器的ID和对应的电平值，也即上述状态变化量(ID，HP/LP)。进而，处理模块将第一遮挡状态信号转换为数字信号。由于处理模块(比如GCU单元)与上位机通过RS-485串口协议通信(RS-485协议采用差分传输抗干扰能力强，传输速率较快，可理解地，处理模块与上位机亦可以使用RS-232协议通信传输)，因此处理模块可以通过上述RS-485串口协议通信将转换为数字信号的第一遮挡状态信号发送给工控机，以执行后续步骤S20。

S20、在检测到有乘客进入所述预检票区域之后，通过蓝牙模块12检测所述预检票区域内的乘客蓝牙信号，并根据检测到的所有所述乘客蓝牙信号确定目标追踪乘客；可理解的，如果乘客的移动终端2不具有蓝牙单元或没有移动终端2，或者并未打开相关的蓝牙功能，其并不能采用本发明中的基于UWB的检票数据处理方法进行检票，其依旧可以通过扫描电子乘车码或者识别有效票卡等其他方式进行检票。

在一实施例中，如图3所示，所述步骤S20中，所述通过蓝牙模块12检测所述预检票区域内的乘客蓝牙信号，并根据检测到的所有所述乘客蓝牙信号确定目标追踪乘客，包括：

S201，控制所述蓝牙模块12处于唤醒状态；在该实施例中，控制器11的工控机接收到预检票区域中的第一传感模块的第一遮挡信号之后，唤醒该检票设备对应的蓝牙模块12(蓝牙模块12在不使用时处于休眠以节约能源)。

S202，通过处于唤醒状态的所述蓝牙模块12搜索所述预检票区域内的乘客蓝牙信号；也即，在该步骤中，通过蓝牙模块12搜索识别该检票设备对应的预检票区域中的乘客蓝牙信号(也即乘客的移动终端2的蓝牙单元发出的蓝牙信号)，并对乘客蓝牙信号的信号强度进行实时检测与更新，以得到实时更新的乘客蓝牙信号。

S203，根据搜索到的所有乘客蓝牙信号生成乘客信号列表，并根据所述乘客信号列表确定所述目标追踪乘客。具体地，所述步骤S203包括：根据信号强度从强到弱的顺序，对搜索到的所有乘客蓝牙信号进行排序并生成乘客信号列表；将所述乘客信号列表中信号强度排序第一的所述乘客蓝牙信号确定为所述目标追踪乘客。也即，在得到实时更新的所有乘客蓝牙信号之后，根据乘客蓝牙信号的信号强度从强到弱的顺序，对搜索到的所有乘客蓝牙信号进行排序并生成乘客信号列表；最终将乘客信号列表中信号强度排序第一的乘客蓝牙信号确定为目标追踪乘客(也即，视为目标追踪乘客的移动终端2发出了信号强度排序第一的乘客蓝牙信号)。可理解的，乘客蓝牙信号中，包含了信号强弱、目标追踪乘客的蓝牙账户及其蓝牙位置坐标等。上述乘客蓝牙信号由移动终端2的蓝牙单元发送给蓝牙模块12。

S30、通过UWB模块13对所述目标追踪乘客进行追踪，并获取UWB追踪位置；具体地，所述步骤S30包括：

通过所述UWB模块13采集所有UWB标签发射的UWB信号；所有所述UWB标签按照预设安装规则安装在所述预检票区域以及所述检票区域内；每一个所述UWB标签对应一个UWB位置坐标；也即，可以通过UWB模块13采集所有UWB标签发射的UWB信号，在没有乘客遮挡UWB标签时，UWB模块13正常采集UWB标签发射的UWB信号而不会发生中断。而在目标追踪乘客路过UWB标签所在位置时，将会使得该UWB标签发射至UWB模块13的UWB信号被中断。

检测是否存在被中断的所述UWB信号；也即，通过监测是否存在被中断的所述UWB信号，可以初步确定目标追踪乘客当前路过与被中断的该UWB信号对应的UWB标签。

在检测到存在被中断的所述UWB信号时，将与被中断的所述UWB信号对应的所述UWB标签的UWB位置坐标确定为所述目标追踪乘客的UWB追踪位置。也即，可以将与被中断的UWB信号对应的UWB标签的UWB位置坐标确定为目标追踪乘客的UWB追踪位置。

在上述实施例中，基于UWB模块13确定UWB追踪位置，由于UWB信号具有室内短距离范围精准定位能力，因此其，在追踪监测过程中具有抗信号干扰强的特点，避免了测量噪声以及位移矢量不确定性的问题，通过UWB信号确定UWB追踪位置，可以提升所确定的UWB追踪位置所对应的位移变化量的准确性，从而在复杂环境下保证位移变化测量的稳定性，进而精确的输出目标追踪乘客的位移变化量。其中，UWB模块13在车站环境中，需要随时进行监听响应，因此，UWB模块13不设置休眠状态，而上述蓝牙模块12可以设置在检票设备中，为了节省设备资源占用，可以将蓝牙设备设置为只在存在乘客进入与其对应的预检票区域时才处于唤醒状态，其他时候处于休眠状态。在本发明中，同时使用UWB模块13和蓝牙模块12，即可解决车站环境的蓝牙信号易受电磁、障碍物等影响，部署基站等设备要求较高的问题(UWB模块13具有室内定位抗干扰能力强，成本低，功耗低等优势)，亦可以提升检票设备的集成度(蓝牙模块12具有在检票设备中集成便捷的优势)。

S40、根据所述UWB追踪位置以及所述乘客蓝牙信号确定所述目标追踪乘客进入检票区域之后，将所述目标追踪乘客的检票验证数据发送给检票服务器3；可理解地，由于当前被中断的UWB信号对应的UWB标签发射的UWB信号并不一定是被目标追踪乘客中断，也有可能是其他不是目标追踪乘客的乘客路过而中断UWB信号，因此，在本发明中，需要在步骤S40中，结合目标追踪乘客对应的蓝牙位置坐标进一步确定所述目标追踪乘客的具体追踪位置，进而确定该目标追踪乘客是否从预检票区域进入检票区域。

在一实施例中，如图4所示，所述步骤S40中，所述根据所述UWB追踪位置以及所述乘客蓝牙信号确定所述目标追踪乘客进入检票区域，包括：

S401，根据所述乘客蓝牙信号实时或定时采集所述目标追踪乘客的蓝牙位置坐标；也即，在对目标追踪乘客进行追踪的过程中，蓝牙模块12需要对接收到的目标追踪乘客的乘客蓝牙信号中的蓝牙位置坐标(BD-ADDR)进行标记，并将该标记输出至UWB模块13。

S402，在所述UWB追踪位置与所述蓝牙位置坐标匹配时，将所述UWB追踪位置记录为所述目标追踪乘客的有效追踪位置；也即，UWB模块13获取上述蓝牙位置坐标之后开启定位跟踪模式，进而将在该蓝牙位置坐标预设范围内被中断的UWB信号对应的UWB追踪位置视为与该蓝牙位置坐标匹配，进而标记绑定需要监测跟踪位移的目标追踪乘客，进而，再根据被中断的UWB信号对应的UWB追踪位置(该UWB追踪位置依旧需要与实时更新的目标追踪乘客的乘客蓝牙信号中的蓝牙位置坐标匹配)的变化作为目标追踪乘客的有效追踪位置输出。

S403，在所述有效追踪位置处于所述预检票区域内时，确定所述目标追踪乘客在所述预检票区域内；可理解地，在对有效追踪位置进行追踪，确定其进入预检票区域之后，此时认为目标追踪乘客进入预检票区域。

S404，在所述有效追踪位置离开所述预检票区域进入所述检票区域内时，确定所述目标追踪乘客进入所述检票区域。可理解地，在对有效追踪位置进行追踪，确定其离开所述预检票区域进入所述检票区域之后，此时认为目标追踪乘客进入检票区域。

进一步地，所述步骤S403之后，还包括：

在所述有效追踪位置离开所述预检票区域且并未进入所述检票区域内时，确定所述目标追踪乘客偏离所述预检票区域，并重新通过所述蓝牙模块12检测所述预检票区域内的乘客蓝牙信号，根据检测到的所有所述乘客蓝牙信号确定新的目标追踪乘客。可理解地，在对有效追踪位置进行追踪，确定其离开所述预检票区域，但并未进入所述检票区域之后，此时认为目标追踪乘客已经偏离了当前的预检票区域，此时应该放弃对当前的目标追踪乘客继续进行跟踪监测，而是重新确定新的目标追踪乘客，比如，可以重新根据搜索到的所有乘客蓝牙信号生成新的乘客信号列表，并将新的乘客信号列表中信号强度排序第一的乘客蓝牙信号确定为新的目标追踪乘客，亦可以再实际使用过程中一直持续更新上述乘客信号列表，并在乘客信号列表中去除当前的目标追踪乘客之后，将其中信号强度排序第一的乘客蓝牙信号确定为新的目标追踪乘客(也即并未去除当前的目标追踪乘客时，乘客信号列表中信号强度排序第二的乘客蓝牙信号确定为新的目标追踪乘客)。

在一实施例中，如图5所示，所述步骤S40中，所述将所述目标追踪乘客的检票验证数据发送给检票服务器3，包括：

S405，通过所述蓝牙模块12接收所述目标追踪乘客的移动终端2基于BLE协议发送的加密检票数据；所述加密检票数据通过第一加密方式进行加密；其中，在对目标追踪乘客进行位置追踪，确定其进入检票区域之后，监听并接收目标追踪乘客的移动终端2的蓝牙单元通过BLE协议发送的加密检票数据，可理解地，加密检票数据通过第一加密方式进行加密，第一加密方式可以为基于AES技术(比如AES128-ECB加密技术)并通过移动终端2的预设应用程序对乘客的个人信息、扣费金额、扣费方式等进行加密以生成上述加密检票数据的加密方式。

S406，对所述加密检票数据进行解密后，将解密之后的所述加密检票数据通过第二加密方式进行重新加密，得到所述检票验证数据；所述第二加密方式与所述第一加密方式不同；也即，在该步骤中，需要对加密检票数据进行解密以及重新加密，具体地，此处可以将加密检票数据发送到RDP(实时数据协议)数据管理平台统一处理，通过RDP平台对该加密检票数据进行解密和重新加密操作，进而得到检票验证数据。可理解的，重新加密操作通过第二加密方式进行，第二加密方式可以为基于DES技术的加密处理方式。

S407，将重新加密之后的所述检票验证数据发送至所述检票服务器3，以供所述所述检票服务器3对所述检票验证数据进行解密和检票验证之后，生成所述检票结果。也即，检票服务器3根据接收到的检票验证数据进行解密和检票验证之后，生成所述检票结果并反馈至工控机，进而，工控机可以根据检票结果执行检票通行策略。

在上述实施例中，为了保障目标追踪乘客的安全与合法保密，检票设备上搭建私有RDP数据管理平台，目标追踪乘客在RDP数据管理平台的客户端注册检票账户，并使用AES128-ECB加密技术进行加密生成加密检票数据，而RDP数据管理平台在接收控制器11发送的目标追踪乘客的加密检票数据之后，可以对其进行解密，之后再根据检票服务器3的检票规则采用3DES技术对解密之后的加密检票数据进行重新加密处理，此时，工控机将推送重新加密之后的加密检票数据至服务器检票。可理解的，通过上述内外部两种不同的交互方式采用不同的数据加密解密技术，可以有效避免未知网络设备与其他干扰源对乘客检票信息的窃取，也避免了业务交易数据的随意读取和篡改。其中，上述实施例中，系统外部数据传输使用AES加密是基于该算法在各平台易实现、安全性强、效能高，效率高及灵活的优点而设定。系统内部使用DES加密是因为其具有处理简单、速度快的有点，并且其适合对于数据平台中内部大量检票数据进行加密备份；由于上述两种加密算法的特点不一样，且由于内部数据的处理安全性要求相对不是很高，而外部数据的处理安全性要求高，且两者的使用平台不统一，因此两种加密算法不能互相调换使用位置。

S50、接收所述检票服务器3反馈的检票结果，并根据所述检票结果执行检票通行策略。具体地，所述步骤S50中，所述根据所述检票结果执行检票通行策略，包括：

在所述检票结果为检票未通过时，执行第一通行策略，所述第一通行策略包括：控制检票设备的闸门保持关闭状态；也即，若检票服务器3对于检票验证数据的验证并未成功，说明检票验证信息有误，此时目标追踪乘客不能通过闸门，因此保持闸门处于关闭状态，也即，若闸门原本已经处于关闭状态，此时继续保持其处于关闭状态即可，若闸门当前为打开状态，此时需要将其从打开状态切换至关闭状态。可理解的，此时，检票设备上的显示器或/和扬声器可以通过画面、文字以及语音等提示方式提示目标追踪乘客不通过的原因等信息。

在所述检票结果为检票通过时，执行第二通行策略，所述第二通行策略包括：控制所述检票设备的闸门切换至打开状态。具体地，若检票服务器3对于检票验证数据的验证成功，说明检票验证信息正确，检票通过，此时目标追踪乘客可以通过闸门，因此保持闸门处于打开状态，也即，若闸门原本已经处于打开状态，此时继续保持其处于打开状态即可，若闸门当前为关闭状态，此时需要将其从关闭状态切换至打开状态。可理解的，此时，检票设备上的显示器或/和扬声器可以通过画面、文字以及语音等提示方式提示目标追踪乘客通行信息。

进一步地，所述控制所述检票设备的闸门切换至打开状态之后，所述第二通行策略还包括：

获取设置在检票通道内的第二传感模块的第二遮挡状态信号，所述检票通道与所述检票区域位于所述闸门的相对两侧；所述第二传感模块包括间隔设置的至少两对第二距离传感器，每一对所述第二距离传感器均相对设置；具体地，第二传感模块可以包括16对第二距离传感器，16对第二距离传感器分别分靠近顶部和靠近底部位置安装在检票设备的两个片机(两个片机中间形成的空隙即为检票设备的过道)内侧，其中，顶部均匀间隔安装10对第二距离传感器，底部居中位置依次均匀间隔安装6对第二距离传感器。一个片机上设置每一对第二距离传感器中的发送传感器，另一个片机上设置每一对第二距离传感器中的接收传感器，每一对第二距离传感器相对设置。在目标追踪乘客遮挡其中一对第二距离传感器时，生成与该对第二距离传感器对应的第二遮挡信息，此时可以根据该第二遮挡信息确定被遮挡的该第二距离传感器所处的位置，该位置即为目标追踪乘客在检票通道中所处的位置。

根据所述第二遮挡状态信号检测所述目标追踪乘客是否在预设时长内通过所述检票通道；也即，由于第二遮挡状态信号中被遮挡的该第二距离传感器所处的位置，即为目标追踪乘客在检票通道中所处的位置。因此，可以根据上述第二遮挡状态信号确定目标追踪乘客是否依旧在检票通道中，且可以通过检票设备中的计时器记录闸门开启的时间点，进而确定其处于检票通道中的时长(闸门开启的时间点到目标追踪乘客离开检票通道的时间点之间的时间间隔)是否大于预设时长。在该实施例中，在闸门切换至打开之后，将通过上述第二传感模块监测目标追踪乘客在检票通道内的通过情况，进而根据上述通过情况及时关闭闸门。具体地，从闸门开启的时间点之后，目标追踪乘客进入检票通道内开始，即触发第1对第二距离传感器，进而依次捕捉上述16对第二距离传感器的遮挡状态信号，在捕捉到顶部的第10对第二距离传感器的遮挡状态信号(顶部的第10对第二距离传感器的交叉感应区域被目标追踪乘客遮挡)后认为该目标追踪乘客已离开检票通道，如果没有捕捉到顶部的第10对第二距离传感器的遮挡状态信号，则认为乘客一直没有离开检票通道。

若所述目标追踪乘客在所述预设时长内通过所述检票通道，则在所述目标追踪乘客通过所述检票通道时重新将所述闸门切换至关闭状态；也即，若处于检票通道中的时长小于或等于预设时长，则说明其在预设时长内通过所述检票通道，此时无需等待预设时长，只需要在其离开时关闭闸门即可，以提升乘客通过速度。

若所述目标追踪乘客在所述预设时长内并未通过所述检票通道，则在所述闸门开启所述预设时长时重新将所述闸门切换至关闭状态。也即，若处于检票通道中的时长大于预设时长，则说明其并未在预设时长内通过所述检票通道，此时，需要等待预设时长，确定其并未能顺利通过之后，才能关闭闸门，以提升乘客检票体验，避免闸门夹伤行动缓慢的乘客。

本发明实施例中，通过蓝牙模块12和UWB模块13配合实现在无网络环境下对目标追踪乘客的追踪定位，从而确定目标追踪乘客是否由预检票区域进入检票区域，进而在目标追踪乘客进入检票区域之后，在无网络环境下根据检票验证数据完成对目标追踪乘客的检票；本发明避免了网络环境差对检票过程造成的不良影响，提升了乘客检票体验和检票效率，同时也减少了站务人员的工作压力。本发明利用各传感模块的灵敏特性逐步触发不同业务处理流程，利用便于集成的蓝牙模块12通过BLE协议(具有低功耗需求以及小范围内可以共享传输的特性)实现检票验证数据的传输，通过UWB模块13和蓝牙模块12的实时位移跟踪，利用UWB信号的高响应速度与处理能力，实现了无网络信号或网络差环境下的快速、高效、可靠且便捷的自动检票，改善减少了因网络异常或无法使用流量而阻拦大批的乘客的状况出现，提升了乘客检票速率与通行体验。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

本发明还提供一种控制器11，用于执行所述的基于UWB的检票数据处理方法。关于控制器11的具体限定可以参见上文中对于基于UWB的检票数据处理方法的限定，在此不再赘述。上述控制器11中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。可理解地，上述控制器11可以设置在购票设备中，亦可以独立设置在购票设备外部，并与一台或者多台购票设备通信连接。

本发明还提供一种基于UWB的检票数据处理系统1，包括蓝牙模块12、UWB模块13以及用于执行基于UWB的检票数据处理方法的控制器11，所述蓝牙模块12和所述UWB模块13均连接所述控制器11。本发明基于UWB的检票数据处理系统1中，在蓝牙模块12和UWB模块13配合下，控制器11可以执行基于UWB的检票数据处理方法，进而实现在无网络环境下对目标追踪乘客的追踪定位，从而确定目标追踪乘客是否由预检票区域进入检票区域，进而在目标追踪乘客进入检票区域之后，在无网络环境下根据检票验证数据完成对目标追踪乘客的检票；本发明避免了网络环境差对检票过程造成的不良影响，提升了乘客检票体验和检票效率，同时也减少了站务人员的工作压力。

可理解地，基于UWB的检票数据处理系统1还可以包括检票设备，检票设备可以为AGM设备(自动检票机)。所述检票设备上安装有闸门，闸门在检票结果为检票未通过时保持关闭状态阻挡乘客通过；在检票结果为检票通过时切换至打开状态供乘客通过。上述闸门可以通过USB或其他连接方式与控制器11通信连接。进一步地，上述控制器11可以设置在各车站的检票设备中，亦可以独立设置在检票设备外部，并与一台或者多台检票设备通信连接。上述控制器11还与检票服务器3通信连接，以在接收到目标追踪乘客通过移动终端2发送的检票验证数据(进一步地，移动终端2的蓝牙单元基于BLE协议向蓝牙模块12发送数据)之后，将检票验证数据发送给检票服务器3进行检票并获取其反馈的检票结果，进而根据改检票结果执行检票通行策略。

关于基于UWB的检票数据处理系统1以及控制器11的更多具体限定可以参见上文中对于基于UWB的检票数据处理方法的限定，在此不再赘述。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种基于UWB的检票数据处理方法，其特征在于，包括：

检测是否有乘客进入预检票区域；

在检测到有乘客进入所述预检票区域之后，通过蓝牙模块检测所述预检票区域内的乘客蓝牙信号，并根据检测到的所有所述乘客蓝牙信号确定目标追踪乘客；

通过UWB模块对所述目标追踪乘客进行追踪，并获取UWB追踪位置；

根据所述UWB追踪位置以及所述乘客蓝牙信号确定所述目标追踪乘客进入检票区域之后，将所述目标追踪乘客的检票验证数据发送给检票服务器；

接收所述检票服务器反馈的检票结果，并根据所述检票结果执行检票通行策略。

2.如权利要求1所述的基于UWB的检票数据处理方法，其特征在于，所述检测是否有乘客进入预检票区域，包括：

获取设置在预设检票区域内的第一传感模块的第一遮挡状态信号；所述第一传感模块包括至少一对第一距离传感器，每一对所述第一距离传感器均相对设置，所述预检票区域包括相对设置的每一对所述第一距离传感器的交叉感应区域；

在所述第一遮挡状态信号表征至少一对所述第一距离传感器被遮挡时，确认监测到有乘客进入所述预检票区域；

在所述第一遮挡状态信号表征所有所述第一距离传感器均未被遮挡时，确认并未检测到有乘客进入所述预检票区域。

3.如权利要求1所述的基于UWB的检票数据处理方法，其特征在于，所述通过蓝牙模块检测所述预检票区域内的乘客蓝牙信号，并根据检测到的所有所述乘客蓝牙信号确定目标追踪乘客，包括：

控制所述蓝牙模块处于唤醒状态；

通过处于唤醒状态的所述蓝牙模块搜索所述预检票区域内的乘客蓝牙信号；

根据搜索到的所有乘客蓝牙信号生成乘客信号列表，并根据所述乘客信号列表确定所述目标追踪乘客。

4.如权利要求3所述的基于UWB的检票数据处理方法，其特征在于，所述根据搜索到的所有乘客蓝牙信号生成乘客信号列表，并根据所述乘客信号列表确定所述目标追踪乘客，包括：

根据信号强度从强到弱的顺序，对搜索到的所有乘客蓝牙信号进行排序并生成乘客信号列表；

将所述乘客信号列表中信号强度排序第一的所述乘客蓝牙信号确定为所述目标追踪乘客。

5.如权利要求1所述的基于UWB的检票数据处理方法，其特征在于，所述通过UWB模块对所述目标追踪乘客进行追踪，并获取UWB追踪位置，包括：

通过所述UWB模块采集所有UWB标签发射的UWB信号；所有所述UWB标签按照预设安装规则安装在所述预检票区域以及所述检票区域内；每一个所述UWB标签对应一个UWB位置坐标；

检测是否存在被中断的所述UWB信号；

在检测到存在被中断的所述UWB信号时，将与被中断的所述UWB信号对应的所述UWB标签的UWB位置坐标确定为所述目标追踪乘客的UWB追踪位置。

6.如权利要求1所述的基于UWB的检票数据处理方法，其特征在于，所述根据所述UWB追踪位置以及所述乘客蓝牙信号确定所述目标追踪乘客进入检票区域，包括：

根据所述乘客蓝牙信号实时或定时采集所述目标追踪乘客的蓝牙位置坐标；

在所述UWB追踪位置与所述蓝牙位置坐标匹配时，将所述UWB追踪位置记录为所述目标追踪乘客的有效追踪位置；

在所述有效追踪位置处于所述预检票区域内时，确定所述目标追踪乘客在所述预检票区域内；

在所述有效追踪位置离开所述预检票区域进入所述检票区域内时，确定所述目标追踪乘客进入所述检票区域。

7.如权利要求6所述的基于UWB的检票数据处理方法，其特征在于，所述确定所述目标追踪乘客在所述预检票区域内之后，还包括：

在所述有效追踪位置离开所述预检票区域且并未进入所述检票区域内时，确定所述目标追踪乘客偏离所述预检票区域，并重新通过所述蓝牙模块检测所述预检票区域内的乘客蓝牙信号，根据检测到的所有所述乘客蓝牙信号确定新的目标追踪乘客。

8.如权利要求1所述的基于UWB的检票数据处理方法，其特征在于，所述将所述目标追踪乘客的检票验证数据发送给检票服务器，包括：

通过所述蓝牙模块接收所述目标追踪乘客的移动终端基于BLE协议发送的加密检票数据；所述加密检票数据通过第一加密方式进行加密；

对所述加密检票数据进行解密后，将解密之后的所述加密检票数据通过第二加密方式进行重新加密，得到所述检票验证数据；所述第二加密方式与所述第一加密方式不同；

将重新加密之后的所述检票验证数据发送至所述检票服务器，以供所述所述检票服务器对所述检票验证数据进行解密和检票验证之后，生成所述检票结果。

9.如权利要求1所述的基于UWB的检票数据处理方法，其特征在于，所述根据所述检票结果执行检票通行策略，包括：

在所述检票结果为检票未通过时，执行第一通行策略，所述第一通行策略包括：控制检票设备的闸门保持关闭状态；

在所述检票结果为检票通过时，执行第二通行策略，所述第二通行策略包括：控制所述检票设备的闸门切换至打开状态。

10.如权利要求9所述的基于UWB的检票数据处理方法，其特征在于，所述控制所述检票设备的闸门切换至打开状态之后，所述第二通行策略还包括：

获取设置在检票通道内的第二传感模块的第二遮挡状态信号，所述检票通道与所述检票区域位于所述闸门的相对两侧；所述第二传感模块包括间隔设置的至少两对第二距离传感器，每一对所述第二距离传感器均相对设置；

根据所述第二遮挡状态信号检测所述目标追踪乘客是否在预设时长内通过所述检票通道；

若所述目标追踪乘客在所述预设时长内通过所述检票通道，则在所述目标追踪乘客通过所述检票通道时重新将所述闸门切换至关闭状态；

若所述目标追踪乘客在所述预设时长内并未通过所述检票通道，则在所述闸门开启所述预设时长时重新将所述闸门切换至关闭状态。

11.一种控制器，其特征在于，用于执行如权利要求1至10任一项所述的基于UWB的检票数据处理方法。

12.一种基于UWB的检票数据处理系统，其特征在于，包括蓝牙模块、UWB模块以及用于执行如权利要求1至10任一项所述的基于UWB的检票数据处理方法的控制器，所述蓝牙模块和所述UWB模块均连接所述控制器。