专利名称：预付费、找零ic卡读写器、一卡通分系统和收费方法
技术领域：
本发明涉及一种预付费IC卡读写器、找零IC卡读写器、公共交通一卡通分系统和收费方法，具体地，涉及应用IC卡读写器对IC卡收费的系统和方法。
背景技术：
近年来，市政交通一卡通系统在各个城市发展迅速。图1中示出了上海市公共交通一卡通系统的基本结构。上海城市公共交通一卡通系统以中央清算系统为中心，连接公交、地铁、轮渡、轻轨、出租等分系统形成了一个覆盖全市的基于卡业务的计算机网络系统。如图1中所示，系统的总体架构可概括为第一层为中央清算系统；第二层为公交、地铁、轮渡、轻轨、出租的分系统结算中心或营运公司结算中心；第三层为各分系统的基层站点(数据采集点)应用系统；第四层为所有的POS机具(IC卡读写机具)；第五层为消费媒体，即公共交通非接触式IC卡。该系统基本技术指标为1)系统容量中央清算系统可以存储500万个卡片帐户，每天的交易量为500万笔，每笔交易的数据长度可达200字节；2)处理能力中央清算系统可以在5小时内完成500万笔交易的清算，并可扩充到600万笔的交易处理能力；3)IC卡的相关指标典型交易时间完成一次典型的IC卡消费交易的时间小于300毫秒；使用距离正常情况下，在距离天线0---80mm的范围内可以正常进行交易；使用寿命IC卡的写/擦周期不小于10万次，数据保存时间不小于10年。其中清算中心是对整个系统的交易数据进行清分的管理中心。统一的中央清算中心对所有的交易数据进行清分处理，将运营收益结算到对应的营运公司。清算中心还负责维护所有的卡片帐户，从一张卡片完成初始化开始，即在中央清算系统中建立了一个独立的帐户，此后该卡片的所有交易数据都将被记录和跟踪。结算中心是联系清算中心和各营运点的纽带。结算中心负责对收到的交易数据进行处理，并转发到清算中心进行清算，同时结算中心从清算中心下载系统运行参数并将参数传送到各营运点。结算中心本身还统计分析收到的所有交易记录，并产生对应行业的交易报表。在上海市公共交通一卡通系统中，交易数据的采集和转发采取了多种形式，例如公交行业是采用易于携带的红外采集装置或大容量的IC卡进行采集，一般每天采集一次，然后通过站点采集机利用PSTN发送到公交结算中心；地铁、轻轨则是通过车站计算机采集车站内所有设备的交易数据，通常交易发生后5分钟以内交易数据即可传送到车站计算机，并定时通过地铁内的专用通信线路传送到地铁结算中心；轮渡站点的各种设备连接成局域网，并接入站点计算机，可以实现交易数据的实时传送到站点计算机，并由站点计算机定时通过ISDN传送到轮渡结算中心；出租行业也是使用IC卡进行数据采集，当达到一定交易笔数后必须进行数据采集，并到附近的数据采集点将IC卡内的交易数据导入采集点的计算机。此外，上海市公共交通一卡通系统还包括充值售卡点，充值售卡点负责销售(启用)交通卡和对交通卡进行充值，并根据中央清算中心的授权，定时向中央清算中心发送交易数据，交易过程中的安全控制和密钥运算通过安全模块来完成。在上海交通卡系统中，还通过与银行的合作，开通了信用卡(借记卡)自动转帐系统，持有信用卡(借记卡)的用户可以通过自助式设备将信用卡(借记卡)帐户中的资金转存到交通卡中。
在2002年第12期的《电子世界》中，蔡凡弟发表了一篇《非接触式IC卡读写设备》的文章，其中介绍了菲利普公司销售的非接触式IC卡读写设备的结构和原理。此外，在2004年6月第25卷第6期《计算机工程与设计》中厉鲁卫等人发表了《射频识别读写设备应用设计》的论文，其主要结合对射频识别原理的分析，采用符合ISO/IEC 14443A标准的Philips公司MIFARE技术的MFRC500射频集成电路芯片、ATMEL89C51单片机芯片及辅助电子元器件等来实现射频卡读写设备的设计，具体地实现射频IC卡读写设备的各种操作接口以供射频识别系统的应用。
在2004年3月第3期《电子元件与材料》中孙克辉等人发表了《一种非接触式IC卡自动收费管理系统》，其中该非接触式IC卡自动收费管理系统由IC卡阅读器和信息管理系统两大部分组成，其中IC卡阅读器采用射频识别技术，在单片机控制下，实现感应模块和IC卡之间快速、准确的数据交换；信息管理系统则通过设计专用数据库对数据进行实时管理，该系统界面友好、操作方便、响应快(响应速度0.5s以内)、性能稳定。
张其善申请的已获授权的中国专利CN2403074Y中公开了一种智能车载IC卡读写器，其中该自动分段收费车载智能卡读写器包括智能卡读写口、控制电路、显示电路以及带有抗干扰电路的电源电路等控制电路的CPU口线接程序存储器、数据存储器、全球定位系统(GPS)的信号输出端、红外收发电路以及语音电路。GPS提供精确定位信息，将信息叠加在CPU中，实现无人值守分段收费，而且采用红外信号交换方式完成和管理中心的双向数据通信。
以下将简单描述现有的一卡通公交分系统。在现有的一卡通公交分系统中，一般在车的前门附近(入口)设置非接触式IC卡读写器，在车的后门附近(出口)设置另一非接触式IC卡读写器，当乘客甲上车时，在入口刷卡，此时非接触式IC卡读写器部分地或全部地写入起点站、起点时间、车次等信息，该起点站信息例如可以由乘务员或司机通过现有的语音报站系统触发并写入非接触式IC卡读写器，当乘客下车时，在出口刷卡，非接触式IC卡读写器可选择读取起点、起点时间、卡号、卡内余额等信息，并根据起点和终点信息，扣除相应路程的费用，该终点信息同样例如可由乘务员或司机通过现有的语音报站系统触发并写入非接触式IC卡读写器，同时，例如可将卡号、起点、起点时间、卡内余额，扣除费用，终点、终点时间等乘车信息存储到读写器的存储单元中，以供后续的结算、清算、查询等的使用。
北京市近年来也在大力发展市政交通一卡通系统，现在已经开始在轨道交通13号线和部分公交线路上试运行，并且在http//www.bjjtw.gov.cn/upload/article/attach/1110865760591.doc中制订了北京市政交通一卡通卡在轨道交通自动售检票系统中应用的技术规定(暂行)。但是，在北京大力推广市政交通一卡通的同时，也遇到了很多问题，至今为止，持卡的市民还很少。北京由于人口众多，在上下班高峰时乘坐公交、轨道交通的人很多，因此也很拥挤，而为了使用市政交通一卡通公交分系统，市政交通一卡通公司还做出了“前门进，后门出”或“后门进，前门出”等类似规定，这使得上下班高峰时，连上车都要靠挤的乘客难以操作，甚至是根本不可能从前门挤到后门再下车，客观存在的难以操作性使得一卡通的普及尤为困难。此外，由于上下班高峰时很拥挤，在入口和出口处的乘务员也一直处于紧张状态以监督乘客在上车和下车时刷卡，即使这样，也可能出现上车刷了卡而下车没有刷卡(比如忘记了)的情形，或许这可以通过锁定该卡的形式来解决该问题，但是如果是乘客无意中忘记刷卡了，那么这会耽误乘客的下次使用一卡通，因此这样的设计也不人性化。同时，我们也注意到，这种情况下的乘务员也将处于高负荷状态，由此可见，现有的市政交通一卡通系统还没有很好地解决这些客观存在的问题，并没有适应用户的用卡习惯。
发明内容
根据本发明一方面，为了尽早地发现乘客的卡内余额不足以支付本次乘车费用的情形并防止因该情形而带来的更长的停站时间，同时为了减少乘务员的配备数量或劳动强度，减少乘客在车上的刷卡次数，提供了一种公共交通一卡通分系统，其包括IC卡片；车载预付费IC卡读写器，其安装在乘客入口附近；车站找零IC卡读写器，其安装在车站上；其中，当乘客上车时，车载预付费IC卡读写器根据在其存储单元中预先存储的费用信息表和乘客的起点信息从IC卡中扣除费用，并将第一乘车信息写入IC卡中，当乘客下车时，车站找零IC卡读写器根据第一乘车信息、预先存储在存储单元中的费用信息表、乘客的终点信息对IC卡进行找零，并将此次乘客从起点到终点的乘车信息存储在车站找零IC卡读写器的存储单元中，同时对IC卡片中的第一乘车信息进行处理。通过该技术方案，可以实现上述的目的。
根据本发明另一方面，为了进一步方便乘客从任意门上下车和减轻乘务员的工作负荷，提供了一种公共交通一卡通分系统，其中在车上的所有或部分门口设置车载预付费IC卡读写器。
根据本发明另一方面，为了节省配置车站找零IC卡读写器，可以在车站找零IC卡读写器中存储经过该车站的多条公交线路的费用信息，以实现一个车站找零IC卡读写器可对乘坐不同公交线路的乘客的IC卡进行读写。优选地，为了方便乘客在车站刷卡，可以设置2个或更多可对乘坐不同公交线路的乘客的IC卡进行读写的车站找零IC卡读写器。
根据本发明另一方面，该公共交通一卡通分系统还包括一卡通分系统结算中心，其中通过以太网或RS232/485串口通信的方式将乘车信息记录传送到上位PC机，上位PC机定时将乘车信息记录传送的到分系统结算中心，或者通过易于携带的红外采集装置或大容量的IC卡采集乘车信息记录，并通过采集站传输到一卡通分系统结算中心。通过该技术方案，可以实现对乘车信息的统计分析。
根据本发明另一方面，车载预付费IC卡读写器将第一乘车信息存储在存储单元中。
根据本发明另一方面，为了尽早地发现乘客的卡内余额不足以支付本次乘车费用的情形并防止因该情形而带来的更长的停站时间，同时为了减少乘务员的配备数量或劳动强度，提供了一种公共交通一卡通分系统，其包括IC卡片；车载预付费IC卡读写器，其安装在乘客入口附近；车载出口找零IC卡读写器，其安装在乘客出口附近；其中，当乘客上车时，车载预付费IC卡读写器根据在其存储单元中预先存储的费用信息表和乘客的起点信息从IC卡中扣除费用，并将第一乘车信息写入IC卡中，当乘客下车时，车载出口找零IC卡读写器根据第一乘车信息、预先存储在存储单元中的费用信息表、乘客的终点信息对IC卡进行找零，并将此次乘客从起点到终点的乘车信息存储在车载出口找零IC卡读写器的存储单元中。
根据本发明另一方面，该公共交通一卡通分系统还包括一卡通分系统结算中心，通过易于携带的红外采集装置或大容量的IC卡采集乘车信息记录，并通过采集站传输到一卡通分系统结算中心。
根据本发明另一方面，为了防止乘客下车前在前一站提前刷卡而并不下车，可以将车载出口找零IC卡读写器安装在仅当乘客真正要下车时才方便刷卡的位置，例如车内的靠近前门左右两侧的位置，或者车外的靠近后门的左右两侧等。
根据本发明另一方面，车载预付费IC卡读写器包括存储第一乘车信息的存储单元。
根据本发明另一方面，为了尽早地发现用户的卡内余额不足以支付本次服务费用的情形，同时为了减小工作人员的配备数量或劳动强度，提供了一种公共交通一卡通分系统，其包括非接触式IC卡片；入口非接触式IC卡读写器，其安装在用户入口处；出口非接触式IC卡读写器，其安装在用户出口处；其中，当用户进入时，入口非接触式IC卡读写器根据在其存储单元中预先存储的费用信息表从非接触式IC卡中扣除费用，并将第一相关信息写入非接触式IC卡中，当用户离开时，出口非接触式IC卡读写器根据第一相关信息、预先存储在其存储单元中的费用信息表对非接触式IC卡进行找零，并将此次用户从进入到离开所接收的服务信息存储在出口非接触式IC卡读写器的存储单元中。
根据本发明另一方面，入口非接触式IC卡读写器包括存储第一乘车信息的存储单元。
根据本发明另一方面，还提供了一种公共交通一卡通收费方法，包括步骤设置预付费IC卡读写器，该预付费IC卡读写器包括预付费模块、微处理器和存储单元；设置找零IC卡读写器，该找零IC卡读写器包括找零模块、微处理器和存储单元；其中，当乘客上车或用户进入时，预付费IC卡读写器根据在其存储单元中预先存储的费用信息表和乘客或用户的起点信息从IC卡中扣除费用，并将第一乘车信息或第一相关信息写入IC卡中，当乘客下车或用户离开时，找零IC卡读写器根据第一乘车信息或第一相关信息以及预先存储在其存储单元中的费用信息表、和乘客或用户的终点信息对IC卡进行找零对IC卡进行找零，并将此次乘客从起点到终点的乘车信息或用户从进入到离开所接收的服务信息存储在找零IC卡读写器的存储单元中，同时对IC卡片中的第一乘车信息进行处理。优选地，在车上的所有或部分门口设置多个车载预付费IC卡读写器。优选地，设置1、2或更多个可对乘坐不同公交线路的乘客的IC卡进行读写的车站找零IC卡读写器，该车站找零IC卡读写器的存储单元中存储有经过该车站的多条公交线路的费用信息。优选地，还设置一卡通分系统结算中心，通过以太网或RS232/485串口通信的方式将乘车信息记录传送到上位PC机，上位PC机定时将乘车信息记录传送的到分系统结算中心；或者通过易于携带的红外采集装置或大容量的IC卡采集乘车信息记录，并通过采集站传输到一卡通分系统结算中心。优选地，所述的找零费用始终大于零或者始终大于等于零，并且其中的IC卡片为接触式或非接触式IC卡片。
根据本发明另一方面，提供了一种与车站找零IC卡读写器配合使用的车载预付费IC卡读写器，其中车载预付费IC卡读写器包括预付费模块；微处理器；数据采集接口；天线；安全模块；数据存储器，其中存储有预先生成的费用信息表；其中该预付费模块用于根据该存储单元中预先存储的费用信息表和乘客的起点信息从IC卡中扣除费用，该微处理器用于将第一乘车信息写入IC卡中。
根据本发明另一方面，提供了一种与车载预付费车IC卡读写器配合使用的车站找零IC卡读写器，其包括找零模块、微处理器；数据采集接口；天线；安全模块；数据存储器，其中存储有预先生成的费用信息表；其中找零模块用于根据来自IC卡片中的第一乘车信息判断是否已经找零，如果没有找零，那么根据预先存储在存储单元中的费用信息表和终点信息对IC卡进行找零，微处理器用于将从起点到终点的乘车信息存储在存储单元中，同时对IC卡片中的第一乘车信息进行处理。
图1是上海市公共交通一卡通系统的结构图；图2是一示例性的IC卡读写器的结构图；图3是一示例性的公交线路车站信息图；图4是当假定第8站(最后一站)为终点站时从不同起点到该终点站的费用图表；图5是分别假定物理上的最后一站即第4站和第8站为终点站时从不同起点到所假定终点站的费用图表；图6是根据本发明实施例的公共交通一卡通分系统的结构图；
图7是根据本发明实施例的公共交通一卡通分系统的结构图。
下面结合附图详细说明本发明，本发明的优点将在下面的描述中变得更加明显。
具体实施例实施例1根据本发明一优选实施例，为了尽早地发现乘客的卡内余额不足以支付本次乘车费用的情形并防止因该情形而带来的更长的停站时间，同时为了减少乘务员的配备数量或劳动强度，提供了一种公共交通一卡通分系统，例如可以应用在公共电汽车(公交)或轨道交通或其它类似系统中，参考图6，该分系统包括IC卡片；车载入口IC卡读写器(或称为车载预付费IC卡读写器)，其安装在乘客入口附近；车载出口IC卡读写器(或称为车载出口找零IC卡读写器)，其安装在乘客出口附近。其中IC卡片可以选择接触式、非接触式卡片或磁卡，其中优选符合ISO/IEC 14443A标准的非接触式IC卡卡片，例如菲利普公司的Mifair 1卡片。如图2中所示，车载入口IC卡读写器可包括预付费模块(未示出)、微处理器；数据采集接口；天线；安全模块；数据存储器，其中存储有上述预先生成的乘车收费数据信息；声光提示装置(可选)。其中该预付费模块用于根据该存储单元中预先存储的费用信息表和乘客的起点信息从IC卡中扣除费用，该微处理器用于将第一乘车信息写入IC卡中。此外，车载入口IC卡读写器还可包括输入装置例如键盘或LED显示单元等。车载出口IC卡读写器可包括找零模块(未示出)、微处理器；数据采集接口；天线；安全模块；数据存储器，其中存储有预先生成的乘车收费数据信息；声光提示装置(可选)和输入装置例如键盘或LED显示单元等，其中，找零模块用于根据来自IC卡片中的第一乘车信息判断是否已经找零，如果没有找零，那么根据预先存储在存储单元中的费用信息表对IC卡和乘客的终点信息进行找零，微处理器用于将从起点到终点的乘车信息存储在存储单元中，同时对IC卡片中的第一乘车信息进行处理。
参考图3-5，在此，假定公交387路(这里也可以是轨道交通线路或类似系统的交通线路)途经的车站有北京西站(A)、复兴门站(B)、西直门站(C)和清河站(D)，考虑到该公交387路在清河站停车休息后从清河(D)出发，途经西直门站(C)、复兴门站(B)回到北京西站(A)。如图3所示，将公交387路的一次往返看成一条线路，即A-B-C-D-D-C-B-A，并且该公交车将重复上述行车线路。为了简化说明，现在对各个车站顺序编号，则变成了1-2-3-4-5-6-7-8，每一编号都对应着物理上的一个具体车站，在此，以最后一站即第8站作为假定终点站，预先生成从每一站(即1到8站)上车到该假定终点站(第8站)的费用信息，即从第1站上车，假定到预定终点即第8站对应的费用为1.24，从第2站上车对应的费用为1.0，从第3站上车对应的费用为0.83，从第4站上车(实际上第4站是终到站，只有人下车而没有人上车，也可以理解为从第4站上车到第8站的费用)对应的费用为0.62，从第5站上车对应的费用为0.62，从第6站上车对应的费用为0.4，从第7站上车对应的费用为0.2，从第8站上车(实际上第8站是终到站，只有人下车而没有人上车，也可以理解为从第8站上车到第8站的费用)对应的费用为0。一般公共车都是同时对开，因此，与从A到D站对应，同时会有从D站开向A站的387路车辆。对于该对开的车辆而言，其途经车站编号序列变成了5-6-7-8-1-2-3-4，这里仍然假定第8站为终点站，同样使用上述生成的从每一站(即1到8站)上车到第8站的费用信息，即从第5站上车，假定到预定终点即第8站对应的费用为0.62，从第6站上车对应的费用为0.4，从第7站上车对应的费用为0.2，从第8站上车对应的费用为0，从第1站上车对应的费用为1.24，从第2站上车对应的费用为1.0，从第3站上车对应的费用为0.83，从第4站上车对应的费用为0.62。
当乘客甲从的第2站上车时，甲在车载入口IC卡读写器处刷IC卡，该车载入口IC卡读写器从IC卡中扣除上述相应的费用1.0，并在IC卡中写入起点站、起点时间、车次387和扣除费用等(第一)乘车信息，这里第一乘车信息可包括全部或部分例举的信息。这样有利于发现乘客的卡内余额是否可能足够付费，如果不能足够付费，可以采取其它方式比如人工收取费用的方式来弥补损失，这样有利于缩短停站时间，避免车辆进站后再匆忙收费，且能避免逃票的损失。此外，例如可以由乘务员或司机通过现有的语音报站系统触发并将车辆到站信息写入IC卡读写器，当然也可以由乘务员或司机直接通过输入装置例如按钮触发并将车辆到站信息从读写器的存储单元准确读出以用于后续处理，或者可以通过传感器检测车门的打开或/和关闭以此触发前述读取操作，当然考虑到车门在一个车站可能多次打开和关闭，这可以通过关门动作与下一次开门动作之间的时间差来判断是否触发，例如，当该时间差在30秒以内时，不触发，当其大于等于30秒时则触发，该时间差可根据实际的不同情况来设定，例如可以是10秒，也可以是40秒，优选在5-60秒之间。
当乘客下车时，在车载出口IC卡读写器处刷卡，IC卡读写器可选择性地读取起点、起点时间、卡号、卡内余额、起点扣除费用等信息，当IC卡片内存在起点扣除费用等相关信息记录时，查询对应该终点信息的找零费用并对IC卡片内的起点扣除费用等相关信息进行处理，例如删除或给某一参数置零等，只要能用作判断是否已经找零的依据，任何一种处理都可以，这是为了实现对于每一次预付费，仅仅做一次找零，同时为乘客找零多收取的费用，此外，例如可将卡号、起点、起点时间、卡内余额，起点扣除费用，终点找零费用，终点、终点时间等乘车信息(起点到终点的乘车信息)存储到读写器的存储单元中，以供后续的结算、清算、查询等的使用。具体地，当乘客甲在第3站下车时，找零费用为0.83(即第3站对应的费用)。在此，在车载入口IC卡读写器和车载出口IC卡读写器中例如可存储前述形成的每一站(1-8站)到假定终点站(第8站)的费用信息数据库，并通过前述的起点扣除和终点找零来实现对用户的收费。当然，本发明并不限于此，例如也可以在车载出口IC卡读写器存储各个站(1-8)站之间可能的各种收费信息，比如第2到第3站的费用，并当乘客在车载出口IC卡读写器处刷卡时，通过起点扣除费用和第2到第3站的费用计算出终点找零费用，并对用户进行找零。此外，声光提示或LED显示单元将必要的信息比如卡内余额显示给用户。
如上所述，车载入口IC卡读写器和车载出口IC卡读写器中所存储的费用信息是相同的，也都是用于查询。
对于车载出口IC卡读写器中存储的乘车信息数据，可以定期比如每天通过易于携带的红外采集装置或大容量的IC卡进行采集，并通过采集站传输到公交一卡通分系统结算中心或轨道交通一卡通分系统结算中心、一卡通清算中心。
实施例2实施例2与实施例1中的大部分相同，因此，在此省略了相同部分，仅仅对不同的部分进行详细描述。
由于实施例1中始终以第8站作为假定终点站，因此，在车载入口IC卡读写器扣除费用时，所扣除的费用始终是大于乘客实际要支付的费用，这可能导致卡内还有0.62元余额的用户从第1站上车时无法使用IC卡支付费用。为了缓解该问题，本发明提供了一种优选方式。
参考图3-5，在此，假定公交387路(这里也可以是轨道交通线路或类似系统的交通线路)途经的车站有北京西站(A)、复兴门站(B)、西直门站(C)和清河站(D)，考虑到该公交387路在清河站停车休息后从清河(D)出发，途经西直门站(C)、复兴门站(B)回到北京西站(A)。如图3所示，将公交387路的一次往返看成一条线路，即A-B-C-D-D-C-B-A，并且该公交车将重复上述行车线路。为了简化说明，现在对各个车站顺序编号，则变成了1-2-3-4-5-6-7-8，每一编号都对应着物理上的一个具体车站，在此，实际上第4站和第8站都是终点站，如图5所示，当假定物理上的终点站(第4站和第8站)为终点站时，预先生成从第1到4站分别至预定终点站即第4站的费用信息以及第5站到第8站分别至预定终点站即第8站的费用信息，并将其存储到IC卡读写器的存储单元中。具体地，从第1站上车，假定到预定终点即第4站对应的费用为0.62，从第2站上车到预定终点即第4站对应的费用为0.38，从第3站上车到预定终点即第4站对应的费用为0.21，从第4站上车到预定终点即第4站对应的费用为0，从第5站上车到预定终点即第8站对应的费用为0.62，从第6站上车到预定终点即第8站对应的费用为0.4，从第7站上车到预定终点即第8站对应的费用为0.2，从第8站上车到预定终点即第8站对应的费用为0(实际上在第4站和第8站仅有人下，而没有人上)。一般公共车都是同时对开，因此，与从A到D站对应，同时会有从D站开向A站的387路车辆。对于该对开的车辆而言，其途经车站编号序列变成了5-6-7-8-1-2-3-4，这里仍然假定物理上的终点站(第4站和第8站)为终点站，同样使用上述生成的从每一站(即1到8站)上车到第4站或第8站的费用信息，即从第5站上车，假定到预定终点即第8站对应的费用为0.62，从第6站上车对应的费用为0.4，从第7站上车对应的费用为0.2，从第8站上车对应的费用为0，从第1站上车对应的费用为0.62，从第2站上车对应的费用为0.38，从第3站上车对应的费用为0.21，从第4站上车对应的费用为0。
通过存储在存储单元中的该数据库，可以有效地解决开始提到的问题。即通过分别以物理上的终点站为假定终点，预先生成每一站与第一假定终点4或第二假定终点8之间的费用。
此外，本发明不限于以上的具体实施例，对于在起点扣除费用的多少可以采取多种不同设置，只要是通过起点扣除费用和终点找零来实现的一卡通分系统都在本发明的保护范围之内。
优选地，可以将上述生成的费用数据信息都相应增加相同的数值，例如0.1元，以使得在线路终点下车的乘客也必须刷卡来获得找零，即找零始终大于0。
优选地，如果遇到乘客在第4站、第8站或其它站下车时忘记刷卡的情形，为了不影响乘客的卡片的下次使用，可以在车载入口IC卡读写器中存储卡号、起点、起点时间、扣除费用等乘车信息，在采集车载出口IC卡读写器中存储的乘车信息的同时，也采集车载入口IC卡读写器中存储的乘车信息，通过比较入口和出口读写器中存储的乘车信息中的卡号，可以得到在下车时没有刷卡的卡片信息，这些下车时没有刷卡的卡片信息也可上传的分系统结算中心，作为收费的凭据。更简单地，可以比较入口和出口读写器中存储的乘车信息的数量，如果两者数量相等或基本相等，那么就不用额外地采集入口读写器中的乘车记录。
优选地，为了防止乘客下车前在前一站提前刷卡而并不下车，可以将车载出口IC卡读写器安装在仅当乘客真正要下车时才方便刷卡的位置，例如车内的靠近前门左右两侧的位置，或者车外的靠近后门的左右两侧等。
实施例3根据本发明一优选实施例，为了减少乘客在车上的刷卡次数和减轻乘务员的工作负荷，并因此在一定程度上缩短公共汽车的停站时间，提供了一种公共交通一卡通分系统，参考图7，该公共交通一卡通分系统包括IC卡片；车载入口IC卡读写器(或称为车载预付费IC卡读写器)，其安装在乘客入口附近；车站IC卡读写器(或称为车站找零IC卡读写器)，其安装在车站站台上。其中IC卡片可以选择接触式、非接触式卡片或磁卡，其中优选符合ISO/IEC14443A标准的非接触式IC卡卡片，例如菲利普公司的Mifair 1卡片。如图2中所示，车载入口IC卡读写器可包括预付费模块(未示出)、微处理器；数据采集接口；天线；安全模块；数据存储器，其中存储有上述预先生成的乘车收费数据信息；声光提示装置(可选)。其中该预付费模块用于根据该存储单元中预先存储的费用信息表和乘客的起点信息从IC卡中扣除费用，该微处理器用于将第一乘车信息写入IC卡中。此外，车载入口IC卡读写器还可包括输入装置例如键盘或LED显示单元等。车站IC卡读写器可包括找零模块(未示出)、微处理器；数据采集接口；天线；安全模块；数据存储器，其中存储有预先生成的乘车收费数据信息；声光提示装置(可选)和输入装置例如键盘或LED显示单元等，其中，找零模块用于根据来自IC卡片中的第一乘车信息判断是否已经找零，如果没有找零，那么根据预先存储在存储单元中的费用信息表和乘客的终点信息对IC卡进行找零，微处理器用于将从起点到终点的乘车信息存储在存储单元中，同时对IC卡片中的第一乘车信息进行处理。该处理可以为IC卡提供任何一种已找零的标记。本实施例与实施例1或2大部分相同，相同部分在此省略，这里仅仅对不同之处进行详细描述。
例如当乘客甲从的第5站上车时，甲在车载入口IC卡读写器处刷IC卡，该车载入口IC卡读写器从IC卡中扣除上述相应的费用0.62(这里假设采用实施例2中的数据)，并在IC卡中写入起点站、起点时间、车次387和扣除费用等第一乘车信息，这里第一乘车信息可以包括部分或全部的上述例举信息。这样有利于发现乘客的卡内余额是否可能足够付费，如果不能足够付费，可以采取其它方式比如人工收取费用的方式来弥补损失，这样有利于缩短停站时间，避免车辆进站后再匆忙收费，且能避免逃票的损失。优选地，车载入口IC卡读写器可以在车上的多个门口设置。
当乘客下车时，乘客不用刷卡而直接下车，下车后在车站IC卡读写器处刷卡，车站IC卡读写器可选择性地读取起点、起点时间、卡号、卡内余额、起点扣除费用等信息，当IC卡片内存在起点扣除费用等相关信息记录时，查询对应终点信息的找零费用并对IC卡片内的起点扣除费用等相关信息进行处理，例如删除或给某一参数置零等，只要能用作判断是否已经找零的依据，任何一种处理都可以，同时为乘客找零多收取的费用，例如在第7站下车时则找零0.2，同时，例如可将卡号、起点、起点时间、卡内余额，起点扣除费用，终点找零费用，终点、终点时间等乘车信息存储到读写器的存储单元中，以供后续的结算、清算、查询等的使用。在此，在车载入口IC卡读写器和车站IC卡读写器中例如可存储前述生成的每一站(1-8站)到假定终点站(第8站)的费用信息数据库，并通过前述的起点扣除和终点找零来实现对用户的收费。当然，本发明并不限于此，例如也可以在车站IC卡读写器预先存储各个站(1-8)站之间可能的各种收费信息，比如第2到第3站的费用，并当乘客在车站IC卡读写器处刷卡时，通过起点扣除费用和第2到第3站的费用计算出终点找零费用，并对用户进行找零。此外，声光提示或LED显示单元对必要的信息比如卡内余额显示给用户。
对于车站IC卡读写器中存储的乘车信息数据，可以定期比如每天通过易于携带的红外采集装置或大容量的IC卡进行采集，并通过采集站传输到公交一卡通分系统结算中心或轨道交通一卡通分系统结算中心、一卡通清算中心。
优选地，由于车站IC卡读写器的位置时固定的，因此，有利于通过以太网或RS232/485串口通信的方式将各车站IC读写器连接起来，并将乘车信息记录传送到上位PC机，上位PC机定时将乘车信息记录传送的到分系统结算中心。
实施例4实施例4与实施例2中的大部分相同，因此，在此省略了相同部分，仅仅对不同的部分进行详细描述。
为了尽早地发现用户的卡内余额不足以支付本次服务费用的情形，同时为了减小工作人员的配备数量或劳动强度，提供了一种公共交通一卡通分系统，其包括非接触式IC卡片；入口非接触式IC卡读写器，其安装在用户入口处；出口非接触式IC卡读写器，其安装在用户出口处；其中，当用户进入时，入口非接触式IC卡读写器根据在其存储单元中预先存储的费用信息表从非接触式IC卡中扣除费用，并将该第一相关信息写入非接触式IC卡中，当用户离开时，出口非接触式IC卡读写器根据第一相关信息、预先存储在其存储单元中的费用信息表对非接触式IC卡进行找零，并将此次用户从进入到离开所接收的服务信息存储在出口非接触式IC卡读写器的存储单元中。在此，第一相关信息与实施例1中的第一乘车信息类似，而入口非接触式IC卡读写器和出口非接触式IC卡读写器的结构分别与实施例3中的车载入口IC卡读写器和车站IC卡读写器的结构类似。具体地，入口非接触式IC卡读写器包括预付费模块、微处理器和存储单元，且其安装在用户入口处，其中该预付费模块用于根据该存储单元中预先存储的费用信息表从非接触式IC卡中扣除费用，该微处理器用于将第一相关信息写入非接触式IC卡中；
出口非接触式IC卡读写器，其包括找零模块、微处理器和存储单元，且其安装在用户出口处，其中找零模块用于根据第一相关信息和预先存储在存储单元中的费用信息表对非接触式IC卡进行找零，微处理器用于将用户从入口到出口所接收的服务信息存储在存储单元中，同时对非接触式IC卡片中的第一相关信息进行处理。
例如，对于高速公路的一卡通分系统，同样可以参照实施例2实现。在高速公路的一卡通分系统中，为了方便说明，假定某条高速公路设置的收费站有A、B、C和D，考虑到一条高速公路同样会有返程车道，所以将用户可能出现的所有路段的使用情况都考虑进来，即A-B-C-D-D-C-B-A。为了简化说明，现在对各个收费站顺序编号，则变成了1-2-3-4-5-6-7-8，每一编号都对应着物理上的一个具体收费站，在每一站设置IC卡读写器，当然，为了区分出口和入口，在每一站设置多个IC卡读写器以用作入口和出口IC卡读写器，在出口IC卡读写器处不用人员监督，而在入口处则需要人监督用户刷卡。这样可以减少工作人员的配置。当然，在没有出口的车站例如第1、5站也可以不设置出口IC卡读写器，在终点站例如第4站和第8站可以不设置任何IC卡读写器。此外，本实施例中可以通过网络将各个收费站点连接起来，进行数据的采集、分析。在此，整个高速公路安装的IC卡读写器分为出口IC卡读写器和入口IC卡读写器，入口IC卡读写器和出口IC卡读写器与实施例2中一样地工作。此外，在第1站的IC卡读写器中存储站1，以此类推，并且所存储的站号不用改变。
优选地，在入口IC卡读写器存储所扣除费用对应的假定路段使用记录，在用户没有在出口IC卡读写器处刷卡的情况下，可以将该假定路段使用记录作为实际的路段使用记录。
实施例5根据本发明一优选实施例，为了进一步方便乘客从任意门上下车和减轻乘务员的工作负荷，提供了一种公共交通一卡通分系统。该公共交通一卡通分系统与实施例3中的大部分内容相同，在此仅仅对不同部分进行详细描述。
车载入口IC卡读写器可以在车上的多个门口设置。例如，当车设有两个车门时，在前后门都设置车载入口IC卡读写器，这两个车载入口IC卡读写器是相同的，设置多个仅仅是为了方便乘客的使用。当然当车设有三个门时，也可以考虑设置例如3个或2个车载入口IC卡读写器。
优选地，为了节省终点站配置的车站IC卡读写器，可以在车站IC卡读写器中预先存储经过该车站的多条公交线路的收费信息，以实现一个IC卡读写器可对乘坐不同公交线路的乘客的IC卡进行读写。优选地，为了方便乘客在车站刷卡，可以设置2个或更多相同的车站IC卡读写器。
优选地，本发明提供了一种公共交通一卡通收费方法，包括步骤设置预付费IC卡读写器，该预付费IC卡读写器包括预付费模块、微处理器和存储单元；设置找零IC卡读写器，该找零IC卡读写器包括找零模块、微处理器和存储单元；其中，当乘客上车或用户进入时，预付费IC卡读写器根据在其存储单元中预先存储的费用信息表和乘客的起点信息从IC卡中扣除费用，并将第一乘车信息或第一相关信息写入IC卡中，当乘客下车或用户离开时，找零IC卡读写器根据第一乘车信息或第一相关信息以及预先存储在其存储单元中的费用信息表、乘客或用户的终点信息对IC卡进行找零，并将此次乘客从起点到终点的乘车信息或用户从进入到离开所接收的服务信息存储在找零IC卡读写器的存储单元中，同时对IC卡片中的第一乘车信息进行处理。
优选地，在车上的所有或部分门口设置多个车载预付费IC卡读写器。优选地，设置1、2或更多个可对乘坐不同公交线路的乘客的IC卡进行读写的车站找零IC卡读写器，该车站找零IC卡读写器的存储单元中存储有经过该车站的多条公交线路的费用信息。
优选地，还设置一卡通分系统结算中心，通过以太网或RS232/485串口通信的方式将乘车信息记录传送到上位PC机，上位PC机定时将乘车信息记录传送的到分系统结算中心；或者通过易于携带的红外采集装置或大容量的IC卡采集乘车信息记录，并通过采集站传输到一卡通分系统结算中心。
优选地，所述的找零费用始终大于零或者始终大于等于零，并且其中的IC卡片为接触式或非接触式IC卡片。
优选地，本发明提供了一种与车站找零IC卡读写器配合使用的车载预付费IC卡读写器，其中车载预付费IC卡读写器包括预付费模块；微处理器；数据采集接口；天线；安全模块；数据存储器，其中存储有预先生成的费用信息表；其中该预付费模块用于根据该存储单元中预先存储的费用信息表和乘客或用户的起点信息从IC卡中扣除费用，该微处理器用于将第一乘车信息或第一相关信息写入IC卡中。该车载预付费IC卡读写器不设置在车上时，可以理解为预付费IC卡读写器。
优选地，本发明提供了一种与车载预付费车IC卡读写器配合使用的车站找零IC卡读写器，其包括找零模块、微处理器；数据采集接口；天线；安全模块；数据存储器，其中存储有预先生成的费用信息表；其中找零模块用于根据来自IC卡片中的第一乘车信息或第一相关信息判断是否已经找零，如果没有找零，那么根据预先存储在存储单元中的费用信息表、乘客或用户的终点信息对IC卡进行找零，微处理器用于将从起点到终点的乘车信息或从起点到终点的相关信息存储在存储单元中，同时对IC卡片中的第一乘车信息或第一相关信息进行处理，例如“已找零”标记处理。其中该车站找零IC卡读写器不设置在车站时，可以理解为找零IC卡读写器。
本发明并不限于上述的优选实施例，在本发明的教导下，本领域普通技术人员可以做出各种变形或替换，这些都包括在本发明的范围之内。例如本发明可以与一卡通分系统结算中心、一卡通清算中心配合起来，实现整个一卡通系统。最后，在本发明中，第一乘车信息(第一相关信息)可以包括假定终点信息，也可不包括假定终点信息。
权利要求
1.一种公共交通一卡通分系统，其包括IC卡片；车载预付费IC卡读写器，其包括预付费模块、微处理器和存储单元，且其安装在乘客入口附近，其中该预付费模块用于根据该存储单元中预先存储的费用信息表和乘客的起点信息从IC卡中扣除费用，该微处理器用于将第一乘车信息写入IC卡中；车站找零IC卡读写器，其包括找零模块、微处理器和存储单元，且其安装在车站上，其中找零模块用于根据第一乘车信息、预先存储在存储单元中的费用信息表、乘客的终点信息对IC卡进行找零，微处理器用于将从起点到终点的乘车信息存储在存储单元中，同时对IC卡片中的第一乘车信息进行处理。
2.根据权利要求1所述的公共交通一卡通分系统，包括多个车载预付费IC卡读写器，其设置在车上的所有或部分门口。
3.根据权利要求1或2所述的公共交通一卡通分系统，其包括1、2或更多个可对乘坐不同公交线路的乘客的IC卡进行读写的车站找零IC卡读写器，该车站找零IC卡读写器的存储单元中存储有经过该车站的多条公交线路的费用信息。
4.一种公共交通一卡通分系统，其包括IC卡片；车载预付费IC卡读写器，其包括预付费模块、微处理器和存储单元，且其安装在乘客入口附近，其中该预付费模块用于根据该存储单元中预先存储的费用信息表和乘客的起点信息从IC卡中扣除费用，该微处理器用于将第一乘车信息写入IC卡中；车载出口找零IC卡读写器，其包括找零模块、微处理器和存储单元，且其安装在乘客出口附近，其中找零模块用于根据第一乘车信息、预先存储在存储单元中的费用信息表、乘客的终点信息对IC卡进行找零，微处理器用于将从起点到终点的乘车信息存储在存储单元中，同时对IC卡片中的第一乘车信息进行处理。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的公共交通一卡通分系统，其还包括一卡通分系统结算中心，其中通过以太网或RS232/485串口通信的方式将乘车信息记录传送到上位PC机，上位PC机定时将乘车信息记录传送的到分系统结算中心；或者通过易于携带的红外采集装置或大容量的IC卡采集乘车信息记录，并通过采集站传输到一卡通分系统结算中心。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的公共交通一卡通分系统，其中所述的找零费用始终大于零或者始终大于等于零，并且其中的IC卡片为接触式或非接触式IC卡片。
7.一种公共交通一卡通分系统，其包括非接触式IC卡片；入口非接触式IC卡读写器，其包括预付费模块、微处理器和存储单元，且其安装在用户入口处，其中该预付费模块用于根据该存储单元中预先存储的费用信息表、用户的起点信息从非接触式IC卡中扣除费用，该微处理器用于将第一相关信息写入非接触式IC卡中；出口非接触式IC卡读写器，其包括找零模块、微处理器和存储单元，且其安装在用户出口处，其中找零模块用于根据第一相关信息、预先存储在存储单元中的费用信息表、乘客的终点信息对非接触式IC卡进行找零，微处理器用于将用户从入口到出口所接收的服务信息存储在存储单元中，同时对非接触式IC卡片中的第一相关信息进行处理。
8.根据前述任一项权利要求所述的公共交通一卡通分系统，车载预付费IC卡读写器和入口非接触式IC卡读写器包括用于存储第一乘车信息或第一相关信息的存储单元，第一乘车信息和第一相关信息包括/不包括假定终点信息。
9.一种公共交通一卡通收费方法，包括步骤设置预付费IC卡读写器，该预付费IC卡读写器包括预付费模块、微处理器和存储单元；设置找零IC卡读写器，该找零IC卡读写器包括找零模块、微处理器和存储单元；其中，当乘客上车或用户进入时，预付费IC卡读写器根据在其存储单元中预先存储的费用信息表和乘客或用户的起点信息从IC卡中扣除费用，并将第一乘车信息或第一相关信息写入IC卡中，当乘客下车或用户离开时，找零IC卡读写器根据第一乘车信息或第一相关信息、预先存储在其存储单元中的费用信息表和乘客或用户的终点信息对IC卡进行找零，并将此次乘客从起点到终点的乘车信息或用户从进入到离开所接收的服务信息存储在找零IC卡读写器的存储单元中，同时对IC卡片中的第一乘车信息进行处理；其中，预付费IC卡读写器和找零IC卡读写器设置在如权利要求1-8任一项中所述的位置，并且还可具体包括权利要求3、5或6中所述限定内容的对应方法。
10.一种配合使用的预付费IC卡读写器和找零IC卡读写器，其中预付费IC卡读写器包括预付费模块；微处理器；数据采集接口；天线；安全模块；数据存储器，其中存储有预先生成的费用信息表；其中该预付费模块用于根据该存储单元中预先存储的费用信息表和乘客或用户的起点信息从IC卡中扣除费用，该微处理器用于将第一乘车信息或第一相关信息写入IC卡中；找零IC卡读写器包括找零模块、微处理器；数据采集接口；天线；安全模块；数据存储器，其中存储有预先生成的费用信息表；其中找零模块用于根据来自IC卡片中的第一乘车信息或第一相关信息判断是否已经找零，如果没有找零，那么根据预先存储在存储单元中的费用信息表、乘客或用户的终点信息对IC卡进行找零，微处理器用于将从起点到终点的乘车信息或从起点到终点的相关信息存储在存储单元中，同时对IC卡片中的第一乘车信息或第一相关信息进行“已找零”标记处理。
全文摘要
一种公共交通一卡通分系统和方法以及预付费IC卡读写器和找零IC卡读写器，其中车载预付费IC卡读写器安装在乘客入口附近；车站找零IC卡读写器安装在车站上；当乘客上车时，车载预付费IC卡读写器根据在其存储单元中预先存储的费用信息表和乘客的起点信息从IC卡中扣除费用，并将第一乘车信息写入IC卡中，当乘客下车时，车站找零IC卡读写器根据第一乘车信息、预先存储在存储单元中的费用信息表、乘客的终点信息对IC卡进行找零，并将此次乘客从起点到终点的乘车信息存储在车站找零IC卡读写器的存储单元中，同时对IC卡片中的第一乘车信息进行处理。
文档编号G07B15/06GK1825359SQ200610067169
公开日2006年8月30日 申请日期2006年4月6日 优先权日2006年4月6日
发明者易宇, 刘秋元, 刘成 申请人:刘秋元, 易宇, 刘成