技术领域本发明涉及公共交通工具无线计费系统及方法，特别适合但不仅限于公交车、地铁等公共交通工具的计费。
背景技术：
目前公共交通工具如公交车、地铁等，对用户的乘坐计费一般分为按次计费和按站计费两种。其中按站计费通常要在进站和出战分别进行记录，以便能判断所经站数、乘坐距离等数据，再进行相应的计费。这种方式明显会增加用户操作的繁琐程度，并且在进/出站处也需设置专门的管理人员。而且通常对进/出站的记录是通过近距离方式，如RFID、实体通行卡等，这在人流高峰期非常不适合，其一是进站记录时，离记录设备较远的用户无法进行及时记录，其二是在出站时因为需要用户逐一进行等级，庞大的人流只能排队出站，严重影响了出站效率和车站的吞吐率。
技术实现要素：
本发明提供了一种公共交通工具无线计费系统及方法，不需要固定的计费地点和相应的管理人员，实现快捷方便的进行按站计费。本发明的公共交通工具无线计费系统，包括有通过无线网络连接的设于公共交通工具上的车载收发装置、设于站点处的站台收发装置和设于控制中心的后台服务器，以及与所述车载收发装置无线连接的用户移动终端。用户移动终端与车载收发装置无线通信，用于记录用户开始计费的时间、站点等，用户通过用户移动终端与车载收发装置保持通信的方式让车载收发装置确认用户始终在计费范围和周期中。当用户出站后用户移动终端与车载收发装置断开连接，车载收发装置在设定时长内未收到用户移动终端发送的确认信息，便实时或定时将该用户移动终端最后行经的站点或终止计费时间等信息发送到后台服务器中进行对应扣费。在计费和扣费的整个过程不需要人工参与，并且各种设备之间都通过无线连接也能够实现一定范围内的数据传递。车载收发装置除了在对用户移动终端计费终止时通过无线网络实时将数据传递到后台服务器外，车载收发装置还可以与设于公共交通工具总站的且与所述后台服务器连接的总站收发装置无线连接，当无线网络不能通信时，车载收发装置将用户移动终端的数据进行保存，当公共交通工具到达总站时再通过设于公共交通工具总站的总站收发装置将数据传递到后台服务器中。进一步的，设于各站点处的站台收发装置通过无线扩展设备和链路交换设备连接为数据传输网络，并通过该数据传输网络与所述后台服务器连接。这样当公共交通工具进/出站时可以和站台收发装置通信，并通过数据传输网络传递到后台服务器，使服务器能够分析和返回更丰富的实时信息，如下站到站时间、载客空余数等。其中无线扩展设备和链路交换设备可以为设于站台收发装置内的硬件模块。优选的，所述的无线网络和无线连接均为Zigbee网络或移动通信网络(如3G网络、4G网络等)。Zigbee网络和移动通信网络能够双工传递所需的数据量，并且都能够适合一般公共交通工具一至两段车厢的距离范围。本发明还提供一种适用于上述系统的公共交通工具无线计费方法，步骤包括：a.用户通过用户移动终端接收车载收发装置发送的广播信息；b.所述用户移动终端向车载收发装置发送至少包含终端ID的心跳数据，车载收发装置保存该用户移动终端首次发送的心跳数据和当前站点名称；在心跳数据中还可以包括发送时间、终端类型等信息；所述的心跳数据指的是在用户移动终端和车载收发装置之间定时通知对方自己状态的一个自己定义的命令字，按照一定的时间间隔发送，类似于心跳，因此也称为心跳包；c.所述用户移动终端持续向所述车载收发装置发送所述的心跳数据；d.当车载收发装置超过设定时长未收到已保存心跳数据对应的用户移动终端发送新的心跳数据，无线计费系统则根据至少包含该用户移动终端的终端ID和最后所经站点的信息进行判断和对应扣费。用户移动终端信息还可以包括该用户移动终端最后所经站点的时间和/或该用户移动终端所保存的持有人信息，以适应更多功能的应用。为了更加合理的进行计费和扣费，一种优选的方式是在步骤b中，当车载收发装置保存该用户移动终端首次发送的心跳数据后，将该心跳数据通过无线网络发送至后台服务器判断该用户移动终端对应的种类和余额，如果判断到该用户移动终端对应的余额过少，则通过无线网络返回信息并由车载收发装置进行提示。这样可以及时提醒用户对用户移动终端余额充值，同时为用户移动终端设置一定的透支金额，也更加便民和人性化。步骤d中所述的判断和扣费方式的一种方式为，车载收发装置向后台服务器发送至少包含该用户移动终端的终端ID和最后所经站点的信息，并由后台服务器进行判断和对应扣费。终端ID是用户移动终端的唯一标识，通过终端ID可以在后台服务器中查询到对应用户移动终端的所有属性和信息。当公共交通工具没行经一个站点时，车载收发装置便与设于站点处的站台收发装置进行通信，确认站名、进/出站时间等。因此当车载收发装置在设定时间(如1～2分钟)内未收到用户移动终端的心跳数据，则认为用户已经离开该公共交通工具了，便将保存上一个站点信息，也即用户移动终端所行经的最后站点的信息，连同对应的终端ID一同发送到后台服务器中进行扣费。如果无线网络出现故障或因气候等原因不可使用，则步骤d中所述的判断和扣费方式可以是由车载收发装置保存至少包含该用户移动终端的终端ID和最后所经站点的信息，并通过总站收发装置将所保存的所有用户移动终端的信息发送到后台服务器中进行判断和对应扣费。无线网络是否正常可以由车载收发终端进行判断，如果无线通信失败，则自动转为保存信息。一种节约功耗的方式为，步骤a中用户通过操作用户移动终端上的控制开关接收车载收发装置发送的广播信息。例如在用户移动终端上设有开关按键，用户上车后通过开关按键激活用户移动终端，使其开始接收车载收发装置的广播信息。本发明的公共交通工具无线计费系统及方法，不需要固定的计费地点和相应的管理人员便能够实现准确、快捷、方便的按站计费和扣费，显著的降低了管理成本，明显提高了用户的便利性。以下结合实施例的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。附图说明图1为本发明公共交通工具无线计费系统的框图。图2为本发明公共交通工具无线计费方法的流程图。具体实施方式如图1所示本发明的公共交通工具无线计费系统，包括有通过Zigbee网络或移动通信网络(如3G网络)等适合一定距离范围的双工无线网络连接的设于公共交通工具上的车载收发装置、设于站点处的站台收发装置和设于控制中心的后台服务器，以及与所述车载收发装置无线连接的用户移动终端。其中设于各站点处的站台收发装置还通过无线扩展设备和链路交换设备连接为数据传输网络，并通过该数据传输网络与所述后台服务器连接，这样当公共交通工具进/出站时可以和站台收发装置通信，并通过数据传输网络传递到后台服务器，使服务器能够分析和返回更丰富的实时信息，如下站到站时间、载客空余数等。用户移动终端与车载收发装置无线通信，用于记录用户开始计费的时间、站点等，用户通过用户移动终端与车载收发装置保持通信的方式让车载收发装置确认用户始终在计费范围和周期中。当用户出站后用户移动终端与车载收发装置断开连接，车载收发装置在设定时长内未收到用户移动终端发送的确认信息，便实时或定时将该用户移动终端最后行经的站点或终止计费时间等信息发送到后台服务器中进行对应扣费。如果车载收发装置在向后台服务器发送信息时网络不通，车载收发装置则将用户移动终端的信息保存在本地，在固定的时间与设于公共交通工具总站的且与后台服务器连接的总站收发装置无线连接，将保存的所有用户移动终端的信息传输到后台服务器中进行判断和扣费。其中一种具体的计费方法如图2所示，步骤包括：a.用户通过操作用户移动终端上的开关按键激活用户移动终端，使其开始接收车载收发装置发送的广播信息；并且，当公共交通工具没行经一个站点时，车载收发装置便与设于站点处的站台收发装置进行通信，确认站名、进/出站时间等。b.所述用户移动终端向车载收发装置发送至少包含终端ID的心跳数据，车载收发装置保存该用户移动终端首次发送的心跳数据和当前站点名称，并将该心跳数据通过所述的无线网络发送至后台服务器判断该用户移动终端对应的种类和余额，如果判断到该用户移动终端对应的余额过少，则通过无线网络返回信息并由车载收发装置进行语音和/或可视提示；c.该用户移动终端持续向所述车载收发装置发送所述的心跳数据，使二者保持确认通信；d.当车载收发装置超过设定时长(如2分钟)未收到已保存心跳数据对应的用户移动终端发送新的心跳数据，则认为用户已经离开该公共交通工具了，车载收发装置便将保存上一个站点信息，也即用户移动终端所行经的最后站点的信息，连同对应的终端ID等相应信息一同通过无线网络发送到后台服务器，并由后台服务器通过终端ID查询到对应用户移动终端的所有属性和信息，进行判断和对应扣费。如果在车载收发装置向后台服务器发送信息时出现无线网络出现故障或因气候等原因不可使用的情况，则由车载收发装置判断并自动保存至少包含该用户移动终端的终端ID和最后所经站点的信息，并在固定的时间通过总站收发装置将所保存的所有用户移动终端的信息发送到后台服务器中进行判断和对应扣费。