CN204833735U - 城市公共交通视障人士助乘系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了城市公共交通视障人士助乘系统，包括云平台、车载导盲终端、智能手机、用于对公交车辆进行唯一标识的车辆标签以及用于对公交站点进行唯一标识的站点标签，所述车载导盲终端和车辆标签均安装在公交车辆上，所述站点标签安装在公交站点，所述智能手机分别与车载导盲终端、车辆标签和站点标签无线连接，所述智能手机与云平台无线连接。本实用新型使得视障人士可采用智能手机读取并播报公交车辆及站点的信息，结合云平台存储的公交实时数据，通过车载导盲终端进行公交信息播报，引导视障人士乘坐公交车辆，智能化程度高，投入成本低，数据稳定性好且可靠性高，可广泛应用于公交助乘行业中。

Description

城市公共交通视障人士助乘系统

技术领域

本实用新型涉及信息导航技术领域，特别是涉及城市公共交通视障人士助乘系统。

背景技术

目前全国视障人士数量700多万人，占全世界视障人士总数的18％，另外，全国还有约1200多万弱视人群，两者总和约占全国总人口的1.5％。这部分人群受经济条件所限，同时因为公交线路相对密集，公交出行相对经济实惠，大部分视障人士首选公交出行，但是又受限于视力，视障人群的公交出行存在诸多不便。视障人群需要专人陪同和借助辅助工具例如导盲杖、导盲犬等才能出行，但是受经济和政策等因素影响，导盲犬在国内的使用率极低。

在导盲信息技术和信息系统方面，市面上常见的技术是利用超声波进行测距和障碍物规避、利用微波感知车辆或站台、利用红外进行短距离通信、定制专用手持终端控制车辆播报线路语音等，大部分信息系统都是独立运行的，无法实现智能化助乘。而且，这些方式具有以下缺点：1、因为实际运行的公交车辆和公交线路是动态变化的，变化相当频繁，利用超声波测距的方式无法适应动态变化的实际情况，容易因为数据不一致导致错误的引导。2、微波感知装置作为专用设备，一方面经济成本高、施工维护代价大、需要市电供电，另一方面可靠性不高。3、红外通信及定制专用手持终端价格高，而且推广使用难度大，随着智能手机终端的发展应用，这种方式已经逐渐被淘汰。4、现有的助乘系统大部分为封闭的系统，只是专门针对视障用户而开发的，受众面较窄，兼容性差，运维成本高。总的来说，目前的助乘系统具有智能化程度低、成本高、数据稳定性差、可靠性低等缺点。

实用新型内容

为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的是提供城市公共交通视障人士助乘系统。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：

城市公共交通视障人士助乘系统，包括云平台、车载导盲终端、智能手机、用于对公交车辆进行唯一标识的车辆标签以及用于对公交站点进行唯一标识的站点标签，所述车载导盲终端和车辆标签均安装在公交车辆上，所述站点标签安装在公交站点，所述智能手机分别与车载导盲终端、车辆标签和站点标签无线连接，所述智能手机与云平台无线连接。

进一步，所述云平台包括云端控制主机、公交信息数据库、云端语音数据库以及云端地图数据库，所述智能手机分别与云端控制主机、公交信息数据库、云端语音数据库和云端地图数据库无线连接。

进一步，所述车载导盲终端包括嵌入式处理器、第一低功耗蓝牙通信模块、通信接口模块、供电模块、功放电路以及音频编解码电路，所述嵌入式处理器分别与第一低功耗蓝牙通信模块、通信接口模块、供电模块、功放电路以及音频编解码电路连接，所述车载导盲终端通过第一低功耗蓝牙通信模块与智能手机无线连接，所述功放电路与公交车辆的外放喇叭连接。

进一步，还包括用于对车载导盲终端进行信息采集的路侧信息采集装置，所述路侧信息采集装置安装在公交维修站、加气站和/或加油站并与云平台无线连接。

进一步，所述路侧信息采集装置包括嵌入式主处理器、数据存储模块、电源电路、第三低功耗蓝牙通信模块和远程无线通信模块，所述嵌入式主处理器分别与数据存储模块、电源电路、第三低功耗蓝牙通信模块和远程无线通信模块连接，所述路侧信息采集装置通过第三低功耗蓝牙通信模块与车载导盲终端无线连接，所述路侧信息采集装置通过远程无线通信模块与云平台无线连接。

进一步，所述车辆标签和站点标签均采用低功耗蓝牙标签，所述低功耗蓝牙标签包括第二低功耗蓝牙通信模块、锂电池、防拆电路、按键模块以及天线，所述第二低功耗蓝牙通信模块分别与锂电池、防拆电路、按键模块以及天线连接。

进一步，所述低功耗蓝牙标签采用防水、防尘的工业级外壳封装。

进一步，所述智能手机还连接有骨传导耳机。

本实用新型的有益效果是：城市公共交通视障人士助乘系统，包括云平台、车载导盲终端、智能手机、用于对公交车辆进行唯一标识的车辆标签以及用于对公交站点进行唯一标识的站点标签，所述车载导盲终端和车辆标签均安装在公交车辆上，所述站点标签安装在公交站点，所述智能手机分别与车载导盲终端、车辆标签和站点标签无线连接，所述智能手机与云平台无线连接。本实用新型使得视障人士可采用智能手机读取并播报公交车辆及站点的信息，结合云平台存储的公交实时数据，通过车载导盲终端进行公交信息播报，引导视障人士乘坐公交车辆，智能化程度高，投入成本低，数据稳定性好且可靠性高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的城市公共交通视障人士助乘系统的第一结构框图；

图2是本实用新型的城市公共交通视障人士助乘系统的第二结构框图；

图3是本实用新型的城市公共交通视障人士助乘系统的低功耗蓝牙标签的结构框图；

图4是本实用新型的城市公共交通视障人士助乘系统的车载导盲终端的嵌入式处理器的电路原理图；

图5是本实用新型的城市公共交通视障人士助乘系统的车载导盲终端的嵌入式处理器的硬件看门狗电路原理图；

图6是本实用新型的城市公共交通视障人士助乘系统的车载导盲终端的嵌入式处理器的电路原理图；

图7是本实用新型的城市公共交通视障人士助乘系统的车载导盲终端的功放电路的电路原理图；

图8是本实用新型的城市公共交通视障人士助乘系统的车载导盲终端的音频编解码电路的电路原理图；

图9是图3中的天线的匹配电路图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型提供了一种城市公共交通视障人士助乘系统，包括云平台、车载导盲终端、智能手机、用于对公交车辆进行唯一标识的车辆标签以及用于对公交站点进行唯一标识的站点标签，所述车载导盲终端和车辆标签均安装在公交车辆上，所述站点标签安装在公交站点，所述智能手机分别与车载导盲终端、车辆标签和站点标签无线连接，所述智能手机与云平台无线连接。

进一步作为优选的实施方式，所述云平台包括云端控制主机、公交信息数据库、云端语音数据库以及云端地图数据库，所述智能手机分别与云端控制主机、公交信息数据库、云端语音数据库和云端地图数据库无线连接。

进一步作为优选的实施方式，所述车载导盲终端包括嵌入式处理器、第一低功耗蓝牙通信模块、通信接口模块、供电模块、功放电路以及音频编解码电路，所述嵌入式处理器分别与第一低功耗蓝牙通信模块、通信接口模块、供电模块、功放电路以及音频编解码电路连接，所述车载导盲终端通过第一低功耗蓝牙通信模块与智能手机无线连接，所述功放电路与公交车辆的外放喇叭连接。

进一步作为优选的实施方式，还包括用于对车载导盲终端进行信息采集的路侧信息采集装置，所述路侧信息采集装置安装在公交维修站、加气站和/或加油站并与云平台无线连接。

进一步作为优选的实施方式，参照图2，所述路侧信息采集装置包括嵌入式主处理器、数据存储模块、电源电路、第三低功耗蓝牙通信模块和远程无线通信模块，所述嵌入式主处理器分别与数据存储模块、电源电路、第三低功耗蓝牙通信模块和远程无线通信模块连接，所述路侧信息采集装置通过第三低功耗蓝牙通信模块与车载导盲终端无线连接，所述路侧信息采集装置通过远程无线通信模块与云平台无线连接。

进一步作为优选的实施方式，所述车辆标签和站点标签均采用低功耗蓝牙标签，参照图3，所述低功耗蓝牙标签包括第二低功耗蓝牙通信模块、锂电池、防拆电路、按键模块以及天线，所述第二低功耗蓝牙通信模块分别与锂电池、防拆电路、按键模块以及天线连接。

进一步作为优选的实施方式，所述低功耗蓝牙标签采用防水、防尘的工业级外壳封装。

进一步作为优选的实施方式，所述智能手机还连接有骨传导耳机。

以下结合一具体实施例对本实用新型做详细说明。

参照图1，一种城市公共交通视障人士助乘系统，包括云平台、车载导盲终端、智能手机、用于对公交车辆进行唯一标识的车辆标签、用于对公交站点进行唯一标识的站点标签以及用于对车载导盲终端进行信息采集的路侧信息采集装置，车载导盲终端和车辆标签均安装在公交车辆上，站点标签和路侧信息采集装置均安装在公交站点，智能手机分别与车载导盲终端、车辆标签和站点标签无线连接，智能手机和路侧信息采集装置均与云平台无线连接。视障人士可以以智能手机为中介，与云平台、车载导盲终端、车辆标签和站点标签进行信息交互，感知周边信息，结合简单的程序开发设置对应的便捷操作，则可方便视障用户获取所需的公交出行信息和服务。本实施例中，智能手机还连接有骨传导耳机，通过采用骨传导耳机为视障用户提供语音传递服务，而且不会丢失环境声音，可以同时让用户在公交车外置喇叭语音的引导下，方便地搭上所需线路的公交车。路侧信息采集装置可以采集公交车辆的信息并发送到云平台进行识别。

优选的，骨传导耳机采用JAWBONE、aftershok、松下、捷波朗、DMZER/盗梦者、摩托罗拉、贝尔顺、诺基亚、飞讯腾、爱国者、酷派等厂商的（蓝牙）骨传导耳机一种或一种以上。

站点标签和车辆标签都有唯一的编码，因此，智能手机读取到站点标签或车辆标签时，结合云平台存储的数据可以识别出对应的站点或车辆，从而进行语音播报，对视障用户进行引导。

云平台包括云端控制主机、公交信息数据库、云端语音数据库以及云端地图数据库，智能手机分别与云端控制主机、公交信息数据库、云端语音数据库和云端地图数据库无线连接，路侧信息采集装置与公交信息数据库无线连接。

公交信息数据库为基于云服务的公交车辆数据、公交线路站点数据、公交站台数据、公交运行动态数据的数据收集、处理与存储中心，该数据库包括公交动态和静态数据，公交动态数据主要指公交进出站（报站）数据，公交静态数据包括车辆数据、线路站点数据和站台数据等，运行该数据库后，可以根据智能手机的用户请求推送公交静态信息、公交动态信息和公交出行规划信息，同时保存用户数据和用户公交出行轨迹数据。公交信息数据库可直接选用已有的数据库。

云端语音数据库为第三方的基于云服务的语音数据采集、语音合成、语音及语义识别的采集、处理和存储中心，该数据库根据智能手机的用户请求，将采集的文字信息转换成语音，或者将采集的语音语义转换成文字信息，并反馈回智能手机。作为本实用新型的一种优选，所述的云端语音数据库选用讯飞语音云数据库和谷歌语音云数据库的一种或一种以上。

云端地图数据库为第三方的基于云服务的城市道路数据、地形数据、兴趣点数据的采集、处理与存储中心，该数据库可以根据智能手机的请求定位用户当前位置并显示周边道路、地形、兴趣点及公交线路路径。作为本实用新型的一种优选，所述的云端地图数据库选用高德地图云数据库、百度地图云数据库和谷歌地图云数据库中读屏软件的一种或一种以上。

智能手机采用操作系统为Android 4.3或iOS 7.0及以上的智能手机，并自带读屏软件或安装第三方开源或商用读屏软件如保意、点明、TB、星目、阳光、永德的一种及一种以上。

车载导盲终端包括嵌入式处理器、第一低功耗蓝牙通信模块、通信接口模块、供电模块、功放电路以及音频编解码电路，嵌入式处理器分别与第一低功耗蓝牙通信模块、通信接口模块、供电模块、功放电路以及音频编解码电路连接，车载导盲终端通过第一低功耗蓝牙通信模块分别与智能手机和路侧信息采集装置无线连接。功放电路与公交车辆的外放喇叭连接。第一低功耗蓝牙通信模块还分别与车辆标签和站点标签无线连接。车载导盲终端通过第一低功耗蓝牙通信模块接收智能手机发送的消息，例如触发信号，接收到触发信号后，可驱动外放喇叭通过语音播报公交车运行路线，引导视障用户上车。第一低功耗蓝牙通信模块采用的蓝牙通信芯片为Nordic、TI德州仪器、CSR等芯片厂商的（超）低功耗蓝牙芯片（蓝牙4.0及以上）的一种及一种以上。本实施例的车载导盲终端采用工业级设计，适应车载复杂环境，防震和抗电磁干扰，具有小体积、低功耗、易部署、高可靠的优点。

车载导盲终端的通信接口模块包括一个串口和一个RS485接口，主要功能是与公交车上其他车载设备连接并完成数据交互。

显然的，智能手机包括蓝牙模块和射频无线通信模块，这部分属于现有技术的内容，本申请不再赘述。

参照图2，路侧信息采集装置包括嵌入式主处理器、数据存储模块、电源电路、第三低功耗蓝牙通信模块和远程无线通信模块，嵌入式主处理器分别与数据存储模块、电源电路、第三低功耗蓝牙通信模块和远程无线通信模块连接，路侧信息采集装置通过第三低功耗蓝牙通信模块与车载导盲终端无线连接，路侧信息采集装置通过远程无线通信模块与云平台无线连接。具体的，路侧信息采集装置通过第二低功耗蓝牙通信模块与车载导盲终端的第二低功耗蓝牙通信模块无线连接。车载导盲终端通过第一低功耗蓝牙通信模块采集车辆标签和站点标签的信息并通过路侧信息采集装置发送到云平台。本实施例中，车载导盲终端是离线的设备，路侧信息采集装置是作为一种闭环运维的智能手段来使用。作为进一步改进，可以对车载导盲终端增加串口或远程通信模块使其直接与云平台连接，成为在线设备。

车辆标签和站点标签均采用低功耗蓝牙标签，参照图3，低功耗蓝牙标签包括第二低功耗蓝牙通信模块、锂电池、防拆电路、按键模块以及天线，第二低功耗蓝牙通信模块分别与锂电池、防拆电路、按键模块以及天线连接。按键模块用于切换标签工作模式，防拆电路用于检测标签的非正常拆卸、破坏，一旦非正常拆卸或破坏可采用巡检工具自动检测出来。天线用于与外部蓝牙设备例如智能手机进行通信，采用2.4G sniffer天线，具体匹配电路如图9所示。车辆标签和站点标签通过定时发射包含车辆编码或站点编码的信息，智能手机可以实时读取并识别到对应的车辆或站点。

第一低功耗蓝牙通信模块、第二低功耗蓝牙通信模块和第三低功耗蓝牙通信模块均是运行蓝牙4.0及以上版本的协议，更低功耗。

低功耗蓝牙标签采用防水、防尘的工业级外壳封装。外壳具有防水、防尘、防震和抗电磁干扰的作用，低功耗蓝牙标签具有体积小、功耗低、便于安装使用、可靠性高、防拆卸的优点，适用于各种应用场合。

嵌入式处理器采用ST公司的32位ARM嵌入式处理器，嵌入式处理器STM32电路原理图如图4所示，其外围电路包括ARM 32位的Cortex™M3 CPU内核，从256K至512K字节的闪存程序存储器，高达64K字节的SRAM，带4个片选的静态存储器控制器，多达11个定时器和13个通信接口，具有性能强劲、功耗低、抗干扰性强等特点，为了增强嵌入式系统的可靠性、稳定性，还在外围电路中增加了硬件看门狗模块SP706EN，硬件看门狗电路原理图如图5所示。

优选的，参照图6所示，第一低功耗蓝牙通信模块选用Nordic公司的nRF51822，nRF51822是一款多协议蓝牙低功耗/ 2.4GHz 专用 RF的单芯片解决方案，包括256kB 片上闪存和 16kB RAM。

参照图7所示，功放电路采用的是10W工业级芯片TDA2003，其主要功能是对输入的音频信号送进功放电路进行放大并播放。参照图8所示，音频编解码电路采用工业级音频编解码芯片YX6100，其主要功能是将嵌入式处理器发送的动态数据转换成音频信号，然后嵌入式处理器可以将转换成的音频信号和FLASH存储的固定音频数据组合送进功放电路进行放大并播放，将进站车辆所属的线路通过语音播放引导站台候车的视障用户上车。

需要注意的是，本实用新型的改进在于助乘系统的各个组成部件以及各个部件之间的连接关系，说明书中提到的任何数据传输或控制过程均是基于现有技术的数据处理水平，本实用新型并没有在数据处理方法上有任何改进，本实用新型只涉及结构上的改进，并没有涉及到方法上的改进，更不涉及任何软件上的改进。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.城市公共交通视障人士助乘系统，其特征在于，包括云平台、车载导盲终端、智能手机、用于对公交车辆进行唯一标识的车辆标签以及用于对公交站点进行唯一标识的站点标签，所述车载导盲终端和车辆标签均安装在公交车辆上，所述站点标签安装在公交站点，所述智能手机分别与车载导盲终端、车辆标签和站点标签无线连接，所述智能手机与云平台无线连接。

2.根据权利要求1所述的城市公共交通视障人士助乘系统，其特征在于，所述云平台包括云端控制主机、公交信息数据库、云端语音数据库以及云端地图数据库，所述智能手机分别与云端控制主机、公交信息数据库、云端语音数据库和云端地图数据库无线连接。

3.根据权利要求1所述的城市公共交通视障人士助乘系统，其特征在于，所述车载导盲终端包括嵌入式处理器、第一低功耗蓝牙通信模块、通信接口模块、供电模块、功放电路以及音频编解码电路，所述嵌入式处理器分别与第一低功耗蓝牙通信模块、通信接口模块、供电模块、功放电路以及音频编解码电路连接，所述车载导盲终端通过第一低功耗蓝牙通信模块与智能手机无线连接，所述功放电路与公交车辆的外放喇叭连接。

4.根据权利要求1所述的城市公共交通视障人士助乘系统，其特征在于，还包括用于对车载导盲终端进行信息采集的路侧信息采集装置，所述路侧信息采集装置安装在公交维修站、加气站和/或加油站并与云平台无线连接。

5.根据权利要求4所述的城市公共交通视障人士助乘系统，其特征在于，所述路侧信息采集装置包括嵌入式主处理器、数据存储模块、电源电路、第三低功耗蓝牙通信模块和远程无线通信模块，所述嵌入式主处理器分别与数据存储模块、电源电路、第三低功耗蓝牙通信模块和远程无线通信模块连接，所述路侧信息采集装置通过第三低功耗蓝牙通信模块与车载导盲终端无线连接，所述路侧信息采集装置通过远程无线通信模块与云平台无线连接。

6.根据权利要求1所述的城市公共交通视障人士助乘系统，其特征在于，所述车辆标签和站点标签均采用低功耗蓝牙标签，所述低功耗蓝牙标签包括第二低功耗蓝牙通信模块、锂电池、防拆电路、按键模块以及天线，所述第二低功耗蓝牙通信模块分别与锂电池、防拆电路、按键模块以及天线连接。

7.根据权利要求6所述的城市公共交通视障人士助乘系统，其特征在于，所述低功耗蓝牙标签采用防水、防尘的工业级外壳封装。

8.根据权利要求1所述的城市公共交通视障人士助乘系统，其特征在于，所述智能手机还连接有骨传导耳机。