专利名称：公交车收费、定位装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及车辆定位装置，更具体地说，涉及一种具有刷卡收费等 多种功能的公交车收费、定位装置。
背景技术：
公交系统作为城市交通不可缺少的重要组成部分，是一种短距离、大客 流量、分布范围广大、灵活性较差的交通形式，提高现有系统性能效率的突 破点在于实现各种操作的电子化、地理位置信息化、运营状况透明化。
现有的公交车收费装置其功能单一，仅具备简单的刷卡收费功能，不能 实现远程査询、远程报警、调度、导航等功能。所属公交车在运行的绝大部 分时间内与中心脱离联系，基本失去控制，中心无法及时准确地获得车况路 况信息，很难做到宏观把握与灵活调度。现有的一些电子收费系统由于缺乏 定位信息，只能使用单一票价的简单收费方法。穿梭于城市与郊区的长途公 交车，其行驶距离长、按里程收费，故无法使用上述系统。针对现有状况， 本实用新型拟提出一种新型系统，它使用电子货币、计算机结算、卫星定位、 无线数据传输等先进技术，基本解决公交系统的上述问题。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述功能单一、无 法集中控制、调度、运营状况不易统计的缺陷，提供一种集多种功能为一体 的公交车收费、定位装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种公交车收 费、定位装置，包括公交车载终端与公交中心服务器端，公交车载终端包括
定位导航模块、IC卡读卡器模块，公交车载终端采用GPRS网络通讯或SMS短消息通讯方式，将当前收费、实时位置和当前公交车状态信息上报给公交 中心服务器端，公交中心服务器端对公交车载终端实时监视布控并统计当前 收费信息，远程监控车辆；公交车载终端与公交车载终端直接进行信息发布、 传递，或通过公交中心服务器进行信息的发布、传递。
优选地，公交车载终端还包括IC卡读卡器模块，以实现刷卡收费，IC 卡具高度的保密性，并实现IC卡一卡通功能，其卡本身保存数据，存储当前 的用户信息；当IC卡靠近IC卡读卡器模块时，公交车载终端通过IC读卡器 读取IC卡ID号，并对IC卡密码认证及身份进行认证，当认证失败时公交 车载终端做出刷卡失败的提示；当认证通过后系统读出IC卡内用户数据信息 并根据当前收费标准进行收费计算，把收费提示给用户并记录数据到公交车 载终端，公交车载终端通过GPRS或SMS短消息方式把当前收费数据信息发 送到公交中心进行统计记录；各类收费标准通过公交中心服务器下载设置， 在公交中心服务器端上运行或脱离公交中心服务器端运行，通过GPRS或 SMS短消息上传保存的历史信息。
优选地，公交中心服务器端根据当前各个公交车载终端的信息进行合理 的调度，并规定公交车辆按线路行使，公交车载终端根据GPS当前定位信息 检测当前车辆位置状态，当检测到偏离路线时通过GPRS或SMS短消息上报 警情。
优选地，公交车载终端自身具有与公交车载终端控制模块相连接的劫警 模块、盗警模块、行驶路线检测模块，用于实时抓拍监控车内状态及偷盗事 件和用于对车辆状态检测和故障诊断报警，并用于向公交中心服务器端发出 求助与报警信息，公交中心服务器端根据不同信息发出不同的控制指令，实 现对车辆的监控跟踪。
优选地，公交车载终端还包括与公交车载终端控制模块相连接的语音通 话模块，以实现网内通话、打入打出限制、监听功能，在抢劫、报警下实现 监听，监听过程是通过主动监听或中心下发指令监听来实现的。
优选地，公交中心服务器端本身包括与公交中心服务器操作系统模块相 连接的监控调度模块、查车跟踪模块、GIS模块、GSM通讯模块、语音导航模块，当公交线路受阻不能按照正常路线行使时，公交中心服务器端下发导 航地图信息或进行语音提示导航。
优选地，公交中心服务器端还包括与公交中心服务器操作系统模块相连 接的数据库模块，用于保存各公交车辆不同时段的运营状况数据，以提供给 事后查验。
实施本实用新型的公交车收费、定位装置，具有以下有益效果本装置 集多种实用功能为一体，包括刷卡收费、车辆查询、气象信息发布、报警、 实时调度、车载电话等功能，在公交车上采用本装置，能够提高系统的性能、 实现各种操作的集成化、地理位置信息化、运营状况透明化。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中 图1A是本实用新型公交车辆定位装置的优选实施例的总体配置结构示 意图1B是本实用新型公交车辆定位装置的优选实施例的公交中心服务器 端的模块结构示意图2是本实用新型公交车辆定位装置的优选实施例的公交车载终端的模 块结构示意图。
具体实施方式
图1A是本实用新型公交车辆定位装置的优选实施例的总体配置结构示 意图。本装置包括公交车载终端100和公交中心服务器端200两个组成部分， 其中的公交车载终端100与GPS卫星300之间为无线通信连接，公交车载终 端100与公交中心服务器端200采用GSM (Global System for Mobile Communication,全球移动通《言系统)的GPRS (General Packet Radio Service, 通用分组无线业务)通信方式，GPRS是GSM Phase2.1规范实现的内容之一， 是GSM上的数据业务。全球定位系统(Global Positioning System, GPS) 具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。全球定位系统由空间部分、地面监控部分(图1中未画出此部分) 和用户接收机三大部分组成(在本实用新型中，用户接收机即为公交车载终
端100上的GPS接收机模块103，此GPS接收机模块103即是定位导航模块)。 空间部分使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座(图1中用GPS 卫星300来代表)。卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到 四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形(DOP)。地面监控 部分的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站；主控站主 要任务是收集各监控站对GPS卫星300的全部观测数据，利用这些数据计算 每颗GPS卫星300的轨道和卫星钟改正值。
图1B是本实用新型公交车辆定位装置的优选实施例的公交中心服务器 端的结构示意图。公交中心服务器端200用于将各车辆路况信息及位置信息 导入到公交中心的GIS电子地图，当公交线路受阻不能按照正常路线行使时， 公交中心服务器端下发导航地图信息或进行语音提示导航。公交中心服务器 端200由计算机、GSM通讯模块203和在计算机上运行的公交中心管理软件 组成，公交中心管理软件包括公交中心服务器操作系统201、监控调度模块 202、 GSM通讯模块203、语音导航模块204、查车跟踪模块205、数据库模 块206、 GIS模块207,数据库模块206包括大型数据库软件及GIS电子地图 数据，能保存各公交车辆的位置状态信息及收费信息，用于保存各公交车辆 不同时段的运营状况数据，以提供给事后查验，是集统计、查询、报表、打 印、监控、导航等为一体的监控管理系统。公交中心服务器操作系统201控 制与之相连接的监控调度模块202、 GSM通讯模块203、语音导航模块204、 査车跟踪模块205、数据库模块206、 GIS模块207。
图2是本实用新型公交车辆定位装置的优选实施例的公交车载终端的模 块结构示意图。如图2所示，公交车载终端100采用嵌入式系统实现，采用 LPC2220微控制器(ARM7， UCOS操作系统)为公交车载终端控制模块101 的核心，并包括与公交车载终端控制模块101相连接的GSM通讯模块109、 GPS接收机模块103、 IC卡读卡器模块102 (可采用RC530读卡器)、语音 通话模块104、劫警模块105、盗警模块106、行驶路线判断模块107、显示模块108、摄像模块110。公交车载终端控制模块101即LPC2220微控制器 负责控制与之相连接的各模块的正常工作和数据运算，从GPS接收机模块 103获取当前位置信息，通过行驶路线检测模块107检测车辆状态，通过IC 卡读卡器模块102来读取刷卡信息并进行收费计算，同时通过GSM通讯模 块109以采用SMS方式或GPRS方式与公交中心服务器端200 (参考图1) 实时交换数据。
公交车载终端100和公交中心服务器端200之间的通讯方式可以采用 SMS短消息方式，也可以采用GPRS方式。不论采取那种方式，公交车载终 端100和公交中心服务器端200之间都必须制定一套通讯协议。表1为通讯 协议格式。
表1通讯协议格式
信息字段字段说明
起始标识符c
命令类型TYPE查询、设置、控制
分隔符，
内容类别TYPE实际内容代表的含义
分隔符，
信息内容实际内容数据
结束标识符
以下结合图1A、图1B和图2，对本实用新型的优选实施例的具体实施
过程描述如下
1)、公交中心服务器端200发行IC卡
IC卡又称智能集成电路卡(Smart integatedCircuit Cad)，卡内的集成电路 包括中央处理器CPU、可编程只读存储器EEPROM、随机存储器RAM和固 化在只读存储器ROM中的卡内操作系统COS (Chip Operating System)。卡中
数据分为外部读取和内部处理部分，确保卡中数据安全可靠，卡本身具有密 码加密功能，获取卡信息需要进行密码认证，卡的使用是非常安全的。智能IC卡可用于身份识别、支付工具、加密/解密和保存用户信息。
公交中心服务器端200可对IC卡进行发行，每张卡具有唯一的ID号， IC卡内记录了相关乘客个人信息及卡上金额，并把相关发行卡信息记录到公 交中心服务器端200的数据库模块206中，公交中心服务器端200将该信息 通过GPRS或SMS短信方式发送到公交车载终端100，只有在公交车载终端 100存在该卡信息此卡才能在公交车载终端100上刷卡使用。公交中心服务 器端200还必须向公交车载终端100下载当前公交收费标准以提供刷卡收费 计算。公交中心服务器端200的数据库模块206具有卡片发行、挂失、解挂 等卡片管理功能。
2) 、公交车载终端100功能设置
公交中心服务器端200可通过GPRS或则SMS方式向公交车载终端100 设置相关功能或参数，并启动功能，实现实时监控、定时上报、跟踪上报、 点火熄火上报和历史记录上报。
3) 、公交中心服务器端200对公交车载终端100进行车辆查询 公交中心服务器200可直接通过发送查询指令向公交车载终端100査询
车辆当前地理位置及状态信息，以实时了解车辆信息。
4) 、刷卡收费
当乘客上车刷卡时，公交车载终端100通过IC卡读卡器模块102来读 取IC卡信息，读取IC卡ID号，并对IC卡密码认证及身份进行认证，当认 证失败时公交车载终端做出刷卡失败的提示，并判断该卡是否发行，是否黑 名单，是否具有在该公交车上的使用权限，根据实际情况进行语音或显示提 示。如果为黑名单便作为报警主动上报到公交中心，公交中心服务器端200 可根据当前刷卡信息进行分析处理，并可远程发送指令抓拍非法乘客的照片。 如果为正常刷卡使用，则公交车载终端IOO会自动通过显示模块108显示当 前的乘车金额和余额，同时记录当前的消费记录并通过SMS方式或者GPRS 方式主动上报到公交中心服务器端200，公交中心服务器端200将此记录存 储到数据库模块206中以备查询用，公交中心服务器端200进行统计记录； 各类收费标准通过公交中心服务器下载设置，在公交中心服务器端上运行或脱离公交中心服务器端运行，通过GPRS或SMS短消息上传保存的历史信息。
5) 、公交车载终端100的语音电话功能实现
当司机需要进行语音通话时，司机通过公交车载终端100上的语音通话 模块104的手柄直接拨打电话，可通过公交中心服务器端200设置公交车载 终端100是否允许拨出或接听，是否进行网内通话。而且在不同的公交车载 终端100之间也可进行语音通话。
6) 、警情上报功能
抢劫报警当抢劫发生时，司机可通过按压隐蔽按键以触发劫警模块105 (图2中未画出实施时应与劫警模块105相连接的隐蔽按键)，然后公交车载 终端100以SMS短消息的方式或GPRS的方式向公交中心服务器端200发送 劫警信息，公交中心服务器端200通过查车跟踪模块205下发跟踪指令对该 车辆实时跟踪，并发送监听指令给公交车载终端100进而通过启动监听模块 112来实施监听功能，以监听当前车内信息，并实现录音取证，在劫警发生 时，公交车载终端100还启动摄像模块110以进行拍照，公交车载终端100 把拍摄到的照片实时上传到公交中心服务器端200，以达到远程监视目的。
盗警公交车载终端100设置的盗警模块106检测车辆是否被盗，当车 辆被不法分子破坏时，盗警模块106被触发后，公交车载终端IOO自动启动 GPS接收机模块103进行定位，并向公交中心服务器端200上报盗警信息， 启动摄像模块IIO进行拍照以实现远程监控跟踪，同时公交车载终端控制模 块101通过与之相连接的油电控制模块111实现锁油电功能，以使被盗车辆 不能行驶。
其他警情报警包括对行驶路线检测和报警，根据当前各个公交车载终 端100的信息进行合理的调度，并规定公交车辆按线路行使。
当车辆没有按照规定路线行驶时，公交车载终端IOO上的行驶路线检测 模块107会自动将此情况检测出，并通过GSM模块主动向公交中心服务器 端200上报当前位置信息及车辆状态信息，公交中心服务器端200根据上报 的报警类型进行实时监控并记录该报警信息。
越界报警公交中心服务器端200可向公交车载终端100设置一个多边形区域，该公交车辆只能在该区域里行驶，当公交车辆行驶时，公交车载终
端100上的行驶路线检测模块107随时检测当前的行驶路线， 一旦驶出公交 中心服务器端200所设定的区域，公交车载终端100主动向公交中心服务器 端200报警。
8) 、气象、公共信息发布
公交中心服务器端200可根据当前公交车辆的不同地区发布气象信息， 并通过公交车载终端IOO上的显示模块108以文字的方式显示出当前气象信 息以提醒司机安全驾车。
9) 、调度
当某公交车辆出现故障时，公交中心服务器端200向最近的其它车辆发 出紧急调度协助信息，达到远程车辆调度功能。
10) 、导航功能
在道路、交通阻塞改道，司机对改道路段陌生情况下可通过公交中心服 务器端200实现语音导航功能，并可通过SMS信息方式向公交车载终端100 发布当前行车路线。
11) 、故障服务、医疗服务
在司机或车辆遇到故障或需要紧急医疗服务下可通过公交车载终端100 的语音通话模块104向公交中心服务器端200发出相应的服务申请，公交中 心服务器端200接收到相应的服务申请后，公交中心的工作人员可及时部署 相应的紧急措施。
权利要求1、一种公交车收费、定位装置，其特征在于，包括公交车载终端(100)与公交中心服务器端(200)，公交车载终端(100)包括定位导航模块(103)、IC卡读卡器模块(102)，公交车载终端(100)采用GPRS网络通讯或SMS短消息通讯方式，将当前收费、实时位置和当前公交车状态信息上报给公交中心服务器端(200)，公交中心服务器端(200)对公交车载终端(100)实时监视布控并统计当前收费信息，远程监控车辆；公交车载终端(100)与公交车载终端(100)直接进行信息发布、传递，或通过公交中心服务器端(200)进行信息的发布、传递。
2、 根据权利要求1所述的公交车收费、定位装置，其特征在于，公交 车载终端(100)还包括IC卡读卡器模块(102)，以实现刷卡收费，IC卡具 高度的保密性，并实现IC卡一卡通功能，其卡本身保存数据，存储当前的用 户信息；当IC卡靠近IC卡读卡器模块(102)时，公交车载终端(100)通 过IC读卡器读取IC卡ID号，并对IC卡密码认证及身份进行认证，当认证 失败时公交车载终端(100)做出刷卡失败的语音提示；当认证通过后系统读 出IC卡内用户数据信息并根据当前收费标准进行收费计算，把收费提示给用 户并记录数据到公交车载终端(100),公交车载终端(100)通过GPRS或 SMS短消息方式把当前收费数据信息发送到公交中心服务器端(200)进行 统计记录；各类收费标准通过公交中心服务器端(200)下载设置，在公交中 心服务器端(200)上运行或脱离公交中心服务器端(200)运行，通过GPRS 或SMS短消息上传保存的历史信息。
3、 根据权利要求1所述的公交车收费、定位装置，其特征在于，公交中 心服务器端(200)根据当前各个公交车载终端(100)的信息进行合理的调 度，并规定公交车辆按线路行使，公交车载终端(100)根据GPS当前定位 信息检测当前车辆位置状态，当检测到偏离路线时通过GPRS或SMS短消息 上报警情。
4、 根据权利要求1所述的公交车收费、定位装置，其特征在于，公交车载终端(100)自身具有与公交车载终端控制模块(101)相连接的劫警模块 (105)、盗警模块(106)、行驶路线检测模块(107)，用于实时抓拍监控车 内状态及偷盗事件和用于对车辆状态检测和故障诊断报警，并用于向公交中 心服务器端(200)发出求助与报警信息，公交中心服务器端(200)根据不 同信息发出不同的控制指令，实现对车辆的监控跟踪。
5、 根据权利要求1所述的公交车收费、定位装置，其特征在于，公交车 载终端(200)还包括与公交车载终端控制模块(101)相连接的语音通话模 块(104)，以实现网内通话、打入打出限制、监听功能，在抢劫、报警下实 现监听，监听过程是通过主动监听或中心下发指令监听来实现的。
6、 根据权利要求1所述的公交车收费、定位装置，其特征在于，公交中 心服务器端(200)本身包括与公交中心服务器操作系统模块(201)相连接 的监控调度模块(202)、査车跟踪模块(205)、 GIS模块(207)、 GSM通讯 模块(203)、语音导航模块(204)，当公交线路受阻不能按照正常路线行使 时，公交中心服务器端(200)下发导航地图信息或进行语音提示导航。
7、 根据权利要求1所述的公交车收费、定位装置，其特征在于，公交中 心服务器端(200)还包括与公交中心服务器操作系统模块(201)相连接的 数据库模块(206),用于保存各公交车辆不同时段的运营状况数据，以提供 给事后查验。
专利摘要本实用新型涉及一种公交车收费、定位装置，包括公交车载终端与公交中心服务器端，公交车载终端包括定位导航模块、IC卡读卡器模块，公交车载终端采用GPRS网络通讯或SMS短消息通讯方式，将当前收费、实时位置和当前公交车状态信息上报给公交中心服务器端，公交中心服务器端对公交车载终端实时监视布控并统计当前收费信息，远程监控车辆；公交车载终端与公交车载终端进行信息发布、传递，或通过公交中心服务器端进行信息的发布、传递。本装置具有刷卡收费、车辆查询、气象信息发布、报警、实时调度、车载电话等功能，采用本装置，能够提高公交系统的性能、实现各种操作的集成化、地理位置信息化、运营状况透明化。
文档编号G07B15/06GK201233616SQ20082009442
公开日2009年5月6日 申请日期2008年5月9日 优先权日2008年5月9日
发明者伟 丁, 夏明辉 申请人:深圳市赛格导航科技股份有限公司