一种移动感知智能支付系统的制作方法

本发明涉及智能支付技术领域，特别是针对城市地铁售票与感知支付的技术。

背景技术：

目前国内各地的地铁客运部门基本上实现了信息化管理，已经建立了比较完善的车票购买系统，引入了IC卡刷闸机读卡自动计算车费并实施扣费的支付系统。另外，对于未预先办理IC卡的客户仍会经常出现购票过程复杂、费时的情况，特别是在客流量大的节假日期间，购票难问题尤为突出。现主要地铁购票渠道主要是直接去地铁站的售票大厅购买，较为先进的支付确认数据系统通过使用者在自助购票系统上通过能展现地铁网络覆盖站点的用户界面选择目的地，进而吐出等值电子票币，用于在达到目的地后出站时进行投币回收确认并开启闸机放行。因此上述方式都是要乘车人预先掏出乘车卡或票币在进站或出站过程中主动刷卡或投币来通过闸机。该类方案在实施过程中会由于一些情况而导致通过闸口时间过长而对人群有序流动产生阻滞影像。比如，乘车人双手被占满，必须在闸口放下手中物品来拿卡刷卡；又比如乘车人预先没有把卡或币拿在手里准备好，需要在闸口找卡；还有，乘车人不小心把卡或币丢失，等等。本发明是要提供一种更为便捷的无闸机感知支付系统，能够针对乘客实际乘车轨迹进行精准计费与扣费的智能感知支付系统。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种移动感知智能支付系统。

为了解决上述问题，本发明提供了一种移动感知智能支付系统，包括终端身份信息收集模块与后台数据处理中心，所述终端身份信息收集模块包括：无线讯号接入单元，用于运行移动终端身份信息提取程序，包括天线，信号感应控制单元，数据传输接口单元；重选接入指令产生单元，用于产生并发射使得移动终端与无线讯号接入单元建立联系的切换信号，包括时钟产生电路单元，切换信号产生单元，射频功率放大单元，信号切换天线；信号处理单元，用于控制重选接入指令产生单元产生切换信号，包括数据传输处理进程，协议数据处理进程，切换信号配置进程，用户信息提取进程，其中所述切换信号配置进程控制切换信号产生单元根据网络环境参数，将所述时钟产生电路单元产生的时钟信号转化为切换信号；所述数据传输接口单元与所述数据传输处理进程完成所述无线讯号接入单元与所述信号处理单元之间的协议数据传输；

所述信号感应控制单元解调经由所述天线接收到的数字信号，转化为可识别的第一协议数据；所述协议数据处理进程根据接收到的第一协议数据，构建用于请求移动终端身份信息的第二协议数据，所述第二协议数据经由所述无线讯号接入单元发送；所述用户信息提取进程，根据移动终端对所述第二协议数据的响应，将移动终端响应的协议数据传输给所述用户信息提取进程提取移动终端身份信息，以及所述后台数据处理中心，用于依据所述用户信息提取进程分时先后获取的同一移动终端身份信息生成实际搭乘路径，并依据实际搭乘路径代表的起始站点与目的站点计算车费。

本发明所述后台数据处理中心包括存储单元，用于存储经关联处理后的移动终端身份信息与站点识别代码。针对每一移动终端身份信息，所述存储单元，用于先后分别存储经关联处理后的移动终端身份信息与站点识别代码。

本发明所述后台数据处理中心包括路径匹配管理单元依据所述每一有效移动终端身份信息对应的上述先后分别存储经关联处理后的移动终端身份信息与站点识别代码进行匹配处理，获取实际行程路径。后台数据处理中心还包括费用结算单元，用于依据拟定的车费计算程式得出完成旅程客户的实际应支付费用。

本发明所述数据传输处理进程，用于将要发送的3GPP协议数据完成调制与编码转换成数字信号；或将接收的数字信号进行解调、纠错和解码并恢复出3GPP协议数据。

本发明所述协议数据处理进程，用于实现无线讯号接入单元的信号强度为覆盖范围内最强所述协议数据处理进程，用于实现无线讯号接入单元的信号强度为覆盖范围内，即通道闸口范围内最强。

当选择闸口通道进出站时，在沿线引导进出站路径上固定设置的终端身份信息收集模块阵列同时感知到手机发射信号强度，记录每个有效移动终端携带者的终端信号强度变化反馈信息。在近距离感知情形时，感知的有效移动终端携带者辐射信号强度峰值高于远距离感知时移动终端携带者辐射信号强度。

感知辐射信号强度峰值数据，并对获取的有效感知辐射信号强度峰值数据采用双曲线取对数的量化方式。

感知辐射信号强度峰值数据，并对获取的有效感知辐射信号强度峰值数据采用双曲线取对数的量化方式。

本发明所述系统通过天线及信号控制单元实现无线讯号接入单元的信号强度为覆盖范围内最强。并通过采集单元对无线终端的信号强度进行判断，从而识别乘客将通过哪个通道的闸口，并在成功完成计费步骤后打开闸口放行乘客。

本申请发明人基于一系列实际情景环境，主张一种利用对地铁乘车区域随身携带无线终端(例如手机)对应的终端身份信息进行主动收集方式，并可实现诸多有益效果，例如，通过在每一站点设置本发明揭示的终端身份信息收集模块，且结合该方案对出行乘客行程中的前后感知，有效判断实际搭乘路径获取所需费用，无需乘客经过传统闸机刷卡/投币操作来进出站点，给乘客的整个行程带来快捷和自由的体验。

【附图说明】

图1是显示终端身份信息收集模块内部功能单元结构示意图。

图2是现实配合闸机口高精准度实施感知支付实施例的流程图。

图3是显示智能感知终端身份信息与数据关联处理的方式实施智能感知支付的流程图。

【具体实施方式】

本申请发明人基于一系列实际情景环境，主张一种利用对地铁乘车区域随身携带无线终端(例如手机)对应的终端身份信息进行主动收集方式，并可实现诸多有益效果，例如，通过在每一站点设置本发明揭示的终端身份信息收集模块，且结合该方案对出行乘客行程中的前后感知，有效判断实际搭乘路径获取所需费用，无需乘客经过传统闸机刷卡/投币确定起始站点与目的站点，乘客对整个行程体验感非常自由，快捷。

本发明提供新型移动感知智能支付系统所包含终端身份信息收集模块。

图1是显示终端身份信息收集模块内部功能单元结构示意图。其中终端身份信息收集模块主要包含有：无线讯号接入单元11，重选接入指令产生单元1212，信号处理单元13，数据库单元14。本发明的一个应用场景包括：目标移动终端，无线讯号接入单元11，重选接入指令产生单元12，运行信号处理单元13、终端控制模块以及数据库单元14系统。无线讯号接入单元11通过数据传输接口单元114与信号处理单元13相连，使用通用串行总线为通信协议。重选接入指令产生单元12和系统使用通用串行总线通信协议实现数据传输。启动操作系统，运行收费系统。

无线讯号接入单元11实现无线信号的发射和接收。包含模数转换电路单元112、信号感应控制单元113、数据传输接口单元114。

信号处理单元13工作流程总体上实现了通信流程中移动终端用户的移动用户识别码提取部分、移动终端用户身份的储存部分以及与移动终端断开连接部分。信号处理单元13包括数据传输处理进程131、协议数据处理进程132、切换信号配置进程133以及用户身份提取进程，以软件的方式完成3GPP基站的协议内容，使得设备能够完成一个基站实现的所有功能。并且在此基础上，根据3GPP协议，修改基站广播参数以及与3G终端通信的交互内容，完成与移动终端的连接与断开，并提取移动终端用户的身份信息。同时，控制重选接入指令产生单元12产生切换信号，最大化地辅助无线讯号接入单元11感应移动终端。具体实现方式包括：

数据传输处理进程131：实现USB2.0通信协议，与无线讯号接入单元11完成数字信号的收发。并进一步利用设备的计算资源完成数字信号的调制解调和纠错编解码。发送数据时，将需要发送的3GPP协议数据完成调制与编码转换成数字信号，通过USB2.0发送；接收数据时，将通过USB2.0接收到的数字信号进行解调、纠错和解码，恢复出3GPP协议数据。

协议数据处理进程132：基于开源软件的无线通信网标准协议，可以分为物理传输层、数据链路层和网络层三层。其中物理层用于提供传输比特流的物理链路。数据链路层建立无线通信网各系统之间进行消息通信所需的可靠专用数据链路。网络层是收发和处理信令消息的实体，功能最为重要。网络层又分为无线资源管理层、移动性管理层和接续管理层。无线资源管理层为移动终端建立数据传输路径和信令路径。移动性管理层处理移动终端的位置信息。接续管理层处理路由功能。除了完成基本的无线通信网协议内容外，通过对无线资源管理层参数的修改，使得无线讯号接入单元11的信号强度为其覆盖范围内最强，从而移动终端更容易发生小区重选。并在与移动终端发生小区重选的同时，提取移动终端用户的身份信息，包括移动用户识别码以及移动设备身份码。

以下是说明本发明方案在移动终端小区重选过程中协议数据处理进程132提取移动终端身份信息的流程。协议数据处理进程132构建新的系统信息，通过无线讯号接入单元11广播发送；当移动终端接收到广播的系统信息后，根据小区重选策略发起小区重选过程，在RACH(Random Access Channel)随机接入信道发送接入请求，申请SDCCH(Stand-Alone Dedicated Control Channel)独立专用控制信道；协议数据处理进程132响应接入请求，在下行信道允许接入信道。AGCH信道上向移动终端发送SDCCH信道分配信息，换言之，AGCH用于设备向随机接入成功的移动终端发送指配了的独立专用控制信道SDCCH；移动终端接入分配的SDCCH信道，发送LOCATION UPDATE REQUEST消息请求位置更新；协议数据处理进程132构建身份识别IDENTITY REQUEST消息，请求移动终端身份信息，包括移动用户识别码和移动设备身份码；移动终端响应身份请求，回送移动终端身份信息；协议数据处理进程132构建LOCATION UPDATE ACCEPT消息，允许移动终端接入。

切换信号配置进程133：用于控制产生合适的切换信号。3G协议在基站身份认证方面对无线通信网协议进行了修改，无线通信网协议在移动终端接入基站时没有进行对基站的身份认证，而3G协议在移动终端接入基站时实现了对基站的身份认证。由于无线讯号接入单元11没有与移动通信服务运营商建立通信，无法通过移动终端的基站身份认证，因此切换信号的功能就是令移动终端按照无线通信网协议所述的方式重选到无线讯号接入单元11。移动终端的小区重选流程包括：移动终端一直在测量所在小区以及周围小区的信号质量，并为其排序，选择能够提供最优的服务质量的小区。切换信号配置进程133就是根据无线讯号接入单元11所在位置附近小区的信号质量，动态地影响基站的信号质量，使得基站不足以为移动终端提供稳定的移动通信服务。因此移动终端转而重选到无线通信网基站寻求更稳定的通信服务。由于无线讯号接入单元11在协议数据处理进程132的控制下实现一个无线通信网基站的基本功能，并且提供更好的信号质量，从而实现移动终端重选到无线讯号接入单元11，而在重选过程中移动终端忽略对基站的身份认证。

用户身份提取进程：用于提取汇总移动终端的用户身份信息，主要包括移动终端用户的移动用户识别码。其中移动用户识别码可以在移动终端重选到无线讯号接入单元11时，向移动终端请求用户的移动用户识别码，然后由用户身份提取进程从协议数据处理进程132处理的协议内容中提取出用户的移动用户识别码。当提取到移动终端用户对应的移动用户识别码后，由用户身份提取进程存储入数据库模块。

数据库模块工作流程实现写入与读取移动终端用户的身份信息。数据库模块包括数据存储进程以及数据存储空间，用于方便地存储和与读取移动终端用户的身份信息，主要包括移动终端用户的移动用户识别码以及移动终端的移动设备身份码。

数据存取进程：与信号处理单元13通信，获取要存储进入数据存储空间的移动终端身份信息，或者从数据存储空间将移动终端用户的身份信息读出。

数据存储空间：以移动用户识别码，移动设备身份码格式存放移动终端身份信息。

对于主流的移动通信制式本发明设备均能适用。本发明设备并不局限于具体的通信制式。

本发明进一步揭示一种根据实际进站路线而布设的阵列式移动感知智能支付系统。通过合理空间布设的阵列式终端身份信息收集模块依序对建筑空间内移动人群实施定位。该方案作为本提案一优选实施例，是基于保留目前地铁站普遍使用的闸机通道硬件设施，可在现有地铁运营设施基础上平滑过渡，给乘客从未体验过的智能感知技术。

终端身份信息收集模块作为读头，近端识别手机用户，本申请中所述终端身份信息收集模块阵列(多台终端身份信息收集模块)布设空间信息是指预先固设的终端身份信息收集模块阵列在建筑空间内布设所形成的沿线轨迹信息。以地铁站而言，该沿线轨迹信息包含起设于地铁站入口的终端身份信息收集模块、在进站后引导进入各个地铁线路指定候车区域的引导路线上设置的多个其他终端身份信息收集模块以及在最接近各个地铁线路指定候车区域中设置的末端终端身份信息收集模块。需要说明的是，对于整个移动感知智能支付系统而言，预先在沿线轨迹固设的终端身份信息收集模块均具有唯一有效的位置信息识别码，因此后台数据处理器能够依据管理站内各个终端身份信息收集模块设备码与位置信息识别码以及各个终端身份信息收集模块感知的终端身份信息响应确定所有进站人员的移动轨迹，从而能够有效确定移动终端携带者实际位置。

优选的，在最接近各个地铁线路指定候车区域中设置的最后一个末端终端身份信息收集模块具有更高的定位精度，分辨出正要进入地铁闸口的有效移动终端携带者，0.5米以内。譬如，成功登记和定位有效移动终端携带者，开放闸口通道放行有效移动终端携带者进入；出闸时，成功定位并扣款，开放闸口通道。出入闸口可以设定其他关联动作，譬如启动后台报警。

以下将详细说明本申请如何在闸机附近精准选定潜在乘客终端身份信息的实施方式。对于同一个移动终端而言，在沿线引导进/出站路径上固设的终端身份信息收集模块阵列同时感知到手机发射信号强度，记录每个有效移动终端携带者的终端信号强度变化反馈信息，通过上述分析确认方式，识别每个有效移动终端携带者所在区域位置，并标记每个有效移动终端携带者通过闸口的特征阀值。需要说明的是，对于不同移动终端，通过闸口的特征阈值并不尽相同。本提案方案是主张对每一有效移动终端在一段时间内实施辐射信号强度采集与比较。本提案发明人通过大量实验统计发现，在实施近距离感知时，有效移动终端携带者辐射信号强度峰值要比远距离感知时移动终端携带者辐射信号强度更高。具体的，系统感知辐射信号强度峰值数据，并对获取的有效感知辐射信号强度峰值数据采用双曲线取对数的量化方式，可查阅坐标图。对于量化数据进行分析，可以得到此图中移动终端携带者与闸机身份验证区域对应的闸机位置越近，则曲线越陡；增强速度越快；越近距离估计越准确，距离为零出现峰值。举例说明，确定通关闸口有效移动终端携带者过程可选的是在3秒内(实验测试调整长短，t1/t2间隔1秒至数秒)接收到该移动终端信号强度在不断增强，计算整体过程(5秒内)变化速率、绝对变化值、之前之后有效移动终端携带者移动速度，即能判断该有效移动终端携带者正在更加靠近闸口，是此判断时刻唯一确定的准备通过闸口者。

进一步执行放行有效移动终端携带者操作。亦即经判断有效移动终端携带者信号峰值，达到阀值，闸口通道开门，唯一放行该有效移动终端携带者，同时成功扣款。

以上详细描述了针对保留目前地铁站普遍使用的闸机通道硬件设施情形下，实施精准识别真实乘客信息的感知技术。为进一步优化本申请方案，基于地铁运营实际复杂性，除以上能在瞬时内感知判断有效移动终端技术方案作为支持，对系统整体而言，仍需要在保证便利、快捷、智能的搭乘体验基础上获取完整的搭乘路径轨迹信息，以便实施对旅程费用的准确结算。

本申请还揭示另一种可不使用目前使用闸机配套设备的方式，全凭借智能感知终端身份信息与数据关联处理的方式实施智能感知支付。

请查阅图3，图3是显示智能感知终端身份信息与数据关联处理的方式实施智能感知支付的流程图。

移动终端使用者通过预先与地铁运营方委托签订免密自行付款安全协议，托管有效行程的自动扣费服务。鉴于乘客行程的随意性与不可预测性，为避免误判扣款等无效操作发生，对于已完成初次采集移动终端身份信息的乘客，本申请方案进一步在指定候车区域再次执行一次移动终端身份信息采集，并在执行此步骤时，关联该地铁站点的标的信息，优选的，管理系统会对任一地铁站点分配一唯一识别代码，(例如深圳地铁一号线世界之窗站可设为1#001)，本申请方案并不限定地铁站点的设定格式。

经关联处理后的移动终端身份信息与站点识别代码一并传递至后台数据处理中心存储备用。为方便说明，本申请以某一乘客举例说明，当乘客的移动终端身份信息与所在站点识别代码反馈至后台数据处理中心后，乘客上车并在一段有效搭乘时间后行驶至其目标站点下车。通常每一列地铁到达下一站时的时刻均是有序安排设定且可管控的。设置于该目的站点指定候车区域中的终端身份信息收集模块根据以上可管控的到站时刻表间断性启动终端身份信息收集模块。需要重点说明的是，在地铁进站的短暂停留上下乘客的时隙间，设置于该站点的终端身份信息收集模块所收集的移动终端身份信息同时包含了最终确定进站上车的乘客移动终端身份信息与在此站下车乘客的移动终端身份信息。以上在地铁进站的短暂停留上下乘客的时隙间，所有被收集的有效移动终端身份信息一并关联此到达站点的识别代码，同步回传至后台数据处理中心。

后台数据处理中心中的路径匹配管理单元依据每一有效移动终端身份信息对上述同步回传的经关联后的关联数据信息与之前存储的有效关联数据信息进行匹配处理，实质是通过任一一有效移动终端身份信息最终确定该对应乘客实际搭乘的路径的起始站点与目的站点。最后通过后台数据处理中心的费用结算单元依据拟定的车费计算程式得出完成旅程客户的实际应支付费用。

进一步，由于移动终端使用者已预先与地铁运营方委托签订免密自行付款安全协议，托管有效行程的自动扣费服务，后台数据处理中心通知用户绑定有效资金账户支付费用，该过程无需乘客参与，乘客对整个行程体验感非常自由，快捷。

作为对选择不同支付方式乘客在乘车时实际存在的多种情形的补充说明，对移动终端使用者未曾预先与地铁运营方委托签订免密自行付款安全协议的，则仍以现有进站确认与出站扣费方式进行，即刷卡/票币进站，刷卡/投票币出站的传统方式。

以上描述揭示了至少两种可选的感知支付车程费用方式，两种方式分别针对不设闸机通道区域与现有已配设闸机通道区域。两种方式均需通过终端身份信息收集模块感知搭乘者移动终端身份信息，并与站点信息实时结合的反馈置数据处理中心进行后续一系列处理。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。