多功能计价终端的制作方法

本实用新型属于城市交通领域出租车管理与服务技术领域，具体涉及一种多功能计价终端。

背景技术：

出租汽车是城市综合交通运输体系的组成部分，是城市公共交通的补充，在解决公众出行方面发挥了重要作用，为公众提供了方便的、门到门的服务。出租汽车在为人民群众出行提供便利的同时，又带来一些新情况、新问题，比如存在出租汽车车辆无资质、驾驶员无资质、线上线下不一致等情况，缺乏在线实名认证的方式，难以满足人民群众对于平安出行的需求。

此外，现有的计价器设备只具有运营计价的功能，实现的功能单一，占用的空间大，集成度低，仅仅具备单次计价的功能，不支持多种渠道支付，不具备营运数据采集存储、安全报警、拍照、录音、视频等功能，已无法满足行业监管和服务的需求。如果另外增加一个智能服务终端设备，计价器与新增设备之间还需要通过可靠的连接，外置的线路复杂，安装、维护不方便，还容易受到人为损坏，车辆中控台空间有限，新增设备有些还需要悬挂安装在车辆前挡风玻璃处，会影响驾驶员的视线。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种多功能计价终端，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种多功能计价终端，所述多功能计价终端安装到车辆中控台的1DIN的空间内，包括集成到一体的计价器、ETC数据读写天线、智能服务终端、显示屏和供电电源；

所述计价器包括辅助CPU、ETC车载单元、车辆状态检测器、安全读写ESAM装置、非接触式IC卡读写器、接触式IC卡读写器、打印装置、时钟电路、数据存储器、空重车转换装置和第1连接接口；

所述辅助CPU分别与所述车辆状态检测器、所述安全读写ESAM装置、所述非接触式IC卡读写器、所述接触式IC卡读写器、所述打印装置、所述时钟电路、所述数据存储器、所述空重车转换装置和所述第1连接接口连接；所述辅助CPU与所述ETC车载单元的一端连接，所述ETC车载单元的另一端与所述ETC数据读写天线连接；

所述智能服务终端包括主控CPU、摄像装置、定位装置、通话装置、录音装置、存储装置、无线通信装置和第2连接接口；所述主控CPU分别与所述摄像装置、所述定位装置、所述通话装置、所述录音装置、所述存储装置、所述无线通信装置和所述第2连接接口连接；

所述计价器的第1连接接口和所述智能服务终端的第2连接接口相连；所述供电电源分别与所述计价器和所述智能服务终端连接；所述显示屏与所述智能服务终端连接。

优选的，所述第1连接接口和所述第2连接接口均为UART接口；

所述非接触式IC卡读写器为具有13.56MHZ射频的近场通信功能，支持TYPEA、TYPEB两种制式，用于读取交通运输从业人员从业资格证、交通一卡通和/或银联卡的读卡器；

所述接触式IC卡读写器为用于驱动计价器参数设置卡片和ETC PSAM卡的读取的读卡器。

优选的，所述无线通信装置包括2G无线通信装置、3G无线通信装置、4G无线通信装置、5G无线通信装置、蓝牙无线通信装置和/或wifi无线通信装置。

优选的，所述摄像装置包括4路摄像头，分别为：前向摄像头、人脸识别摄像头、车厢摄像头和后备箱摄像头；

其中：

所述前向摄像头安装在出租汽车后视镜上，镜头朝前设置；

所述人脸识别摄像头安装于靠近驾驶座，便于识别驾驶员人脸的位置；

所述车厢摄像头，安装在出租汽车倒车后视镜上，镜头朝后设置；

所述后备箱摄像头，安装于出租汽车后备箱内部。

优选的，所述车辆状态检测器包括基于CAN总线的车辆工况检测器、脉冲信号检测器、车门/后备箱状态检测器、车辆电瓶电压检测传感器、胎压监测器以及电源状态检测电路。

优选的，所述ETC车载单元采用车载供电电源供电。

优选的，所述辅助CPU通过UATR方式与打印装置进行连接；所述主控CPU通过蓝牙方式与摄像装置、打印装置进行连接；所述多功能计价终端通过蓝牙方式与手机连接。

优选的，所述供电电源采用宽电压高效率的DC-DC集成电路，包括5V供电接口、3.3V供电接口和3.8V供电接口；所述5V供电接口与所述打印装置电性连接；所述3.3V供电接口与所述辅助CPU电性连接；所述3.8V供电接口与所述主控CPU电性连接。

优选的，所述供电电源包括：主用电池、备用电池、电池切换电路、主用电池电压检测电路、基准电压发生器、比较器以及驱动电路；

所述主用电池和所述备用电池分别连接到所述电池切换电路的输入端子；所述电池切换电路的输出端子与用电负载连接；其中，所述主用电池电压检测电路的一端与所述主用电池的检测端子连接，所述主用电池电压检测电路的另一端与所述比较器的第一输入端连接；所述比较器的第二输入端与所述基准电压发生器连接；所述比较器的输出端通过所述驱动电路连接到所述电池切换电路的控制端。

本实用新型提供的多功能计价终端具有以下优点：

(1)多功能计价终端采用双CPU架构设计，由于计价器和智能服务终端设计为两个功能模块，因此，系统扩展性强、使用灵活方便，可单独对计价器和智能服务终端进行维护；

(2)计价器和智能服务终端高度集成到一起，形成多功能智能计价终端，具体的，可以将核心电路压缩集成到车辆中控台的1DIN的空间内，结构压缩，占用的空间变小，设备高度集成，适用的车型普遍，便于设备安装和维护，可通过嵌入式的方式放入到车辆的中控台，成本较低；

(3)通过计价器实现出租汽车计价功能、交通运输从业人员从业资格证读取、交通一卡通和/或银联卡付费等功能，首次实现出租车计价器ETC支付，还能实现出租汽车发票打印等功能；

(4)实现计价器辅助CPU与车辆状态检测器连接，实现发动机转速、油耗、冷却液温度、刹车状态、油门状态、离合踏板状态、行驶速度、行驶里程、车辆工况、脉冲信号、车门/后备箱状态、车辆电瓶电压、胎压以及电源状态等信息采集，便于对车辆进行诊断，保证行车安全；

(5)通过智能服务终端实现显示、定位、导航、实时路况、通信、录音、视频、驾驶员身份识别及动态查岗等，具有功能多样的优点，可全面满足现代出租车驾驶员的使用需求；

(6)显示屏可显示银联、支付宝、微信二维码、手机聚合支付等多种支付界面，还集成扫码摄像头，实现B2C扫描等电子支付功能，支付过程可实现秒付，不需要输入价格。显示屏还可提供导航地图显示、实时路况播报、驾驶提醒功能及显示实时计价的金额、设备自检等信息，还支持出租汽车电召订单抢应。

(7)安装4个摄像头，分别用于出租车行驶记录、驾驶员人脸识别、车厢内监控、后备箱监控等，实现车内外全视角监控；

(8)多功能计价终端可采用蓝牙、wifi等方式与手机通讯连接，摄像装置可通过蓝牙、wifi等方式与手机通讯连接，从而将车辆的状态解析到手机上。

(9)基于传统的摄像头，实现视频信息抽帧上传，监控驾驶员的行为，为系统实现对驾驶员的行为分析提供图像信息。

附图说明

图1为本实用新型提供的多功能计价终端的结构原理框图；

图2为本实用新型提供的多功能计价终端的主控CPU及其外围电路的连接关系图；

图3为摄像装置安装位置示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了解决现有技术存在的相关问题，研发了多功能计价终端，是一种在车辆中控台有限的空间内高度集成，在1DIN的空间中实现嵌入式安装的多功能计价终端，具有计价、打印、显示、导航、实时路况、电子支付、定位、通信、录音、通话、拍照、视频、驾驶员身份识别及动态查岗、车辆状态检测等功能，具备低成本、低功耗、集成度高、体积小、安全的优点。

本实用新型提供一种多功能计价终端，涉及城市交通领域出租车智能服务系统，可应用于巡游出租汽车和网约预约出租汽车，参考图1和图2，多功能计价终端安装到车辆中控台的1DIN的空间内，包括集成到一体的计价器、ETC数据读写天线、智能服务终端、显示屏和供电电源；计价器和智能服务终端之间通过接口通信连接。显示屏与智能服务终端连接。供电电源分别与计价器和智能服务终端连接。

下面对各部件分别详细说明：

(1)计价器

计价器包括辅助CPU、ETC车载单元、车辆状态检测器、安全读写ESAM装置、非接触式IC卡读写器、接触式IC卡读写器、打印装置、空重车转换装置、时钟电路、数据存储器和第1连接接口；所述辅助CPU分别与所述车辆状态检测器、所述安全读写ESAM装置、所述非接触式IC卡读写器、所述接触式IC卡读写器、所述打印装置、所述空重车转换装置、所述时钟电路、所述数据存储器和所述第1连接接口连接；所述辅助CPU与所述ETC车载单元的一端连接，所述ETC车载单元的另一端与所述ETC数据读写天线连接。

实际应用中，作为一种具体实现方式，辅助CPU可采用STM32单片机，非接触式IC卡读写器为用于读取交通运输从业人员从业资格证、交通一卡通和/或银联卡的读卡器；接触式IC卡读卡器为用于驱动计价器参数设置卡片和ETC卡片的读卡器。接触式IC卡读写器为用于驱动计价器参数设置卡片和ETC PSAM卡的读取的读卡器。

第1连接接口可采用UART接口，用于与智能服务终端通信连接；辅助CPU具体可通过IIC接口、UART接口、SPI接口、I/O接口等接口，与上述各外围电路连接。

计价器与车辆状态检测器中的脉冲信号检测器或基于CAN总线的车辆工况检测器匹配，采集车辆速度和里程，具有计价的基本功能。另外，具有以下功能：

1)通过安装非接触式IC卡读写器，实现对交通运输从业人员从业资格证证件的读取，在驾驶员上班签到时进行驾驶员身份的核验；非接触式IC卡读写器还实现对公交一卡通、手机NFC、银联卡等的读取，从而支持公交一卡通、手机NFC、银联闪付等支付方式。

2)通过连接打印装置，可在营运结束时，实现发票打印功能，作为消费凭证，还可以通过蓝牙方式实现与外置打印装置的连接，实现发票打印。

3)通过安装数据存储器，可以在营运结束后，存储营运数据；驾驶员下班签退后，存储当班汇总数据。

4)通过第1连接接口，可以在营运结束后，将营运数据传输给智能服务终端，再由智能服务终端上传给后台管理系统。

5)安全读写ESAM装置存放有基于道路运输行业统一的对称和非对称双重加密传输密钥，具有防破解结构，将密钥灌装在ESAM芯片中，硬件方式实现对数据的加解密。

6)通过安装ETC车载单元和匹配的ETC数据读写天线，实现ETC数据的读写功能。ETC车载单元采用车载供电电源供电，不采用太阳能或电池等方法供电，因此，不需要更换电池，保持设备供电的稳定性。具体的，通过计价器的卡座，插入智能卡调整计价器参数，也可以插入ETC卡，实现ETC读卡器功能。其中，ETC数据读写天线可采用5.8G无线射频收发天线。

7)安装车辆状态检测器，车辆状态检测器包括基于CAN总线的车辆工况检测器、脉冲信号检测器、车门/后备箱状态检测器、车辆电瓶电压检测传感器、胎压监测器以及电源状态检测电路。其中，基于CAN总线的车辆工况检测器所检测的工况数据包括发动机转速、油耗、冷却液温度、刹车状态、油门状态、离合踏板状态、行驶速度和行驶里程。

其原理为：通过车辆状态检测器检测行车速度和行驶里程，当车辆超速、驾驶超时情况发生时进行提醒；通过车辆电瓶电压检测传感器检测车辆电瓶电压状态，当车辆电瓶电压不足时，进行提醒。

(2)智能服务终端

智能服务终端包括主控CPU、摄像装置、定位装置、通话装置、录音装置、存储装置、无线通信装置和第2连接接口；所述主控CPU分别与所述摄像装置、所述定位装置、所述通话装置、所述录音装置、所述存储装置、所述无线通信装置和所述第2连接接口连接；计价器的第1连接接口和智能服务终端的第2连接接口相连。实际应用中，作为一种具体实现方式，主控CPU可采用MSM8909单片机；第2连接接口可采用UART接口。

主控CPU具体可通过IIC接口、UART接口、SPI接口、3.5mm音频连接器等接口，实现与上述外围设备的连接。智能服务终端配置Led指示灯、通话MIC、通话扬声器、耳机插孔USB接口等，方便驾驶员使用。

对于智能服务终端，具有以下功能：

1)通过安装定位装置，定位装置具体可通过主控CPU内置的多模卫星定位装置实现，实现对车辆当前位置采集的功能。

2)通过安装无线通信装置，具体可通过主控CPU内置的2G无线通信装置、3G无线通信装置、4G无线通信装置、5G无线通信装置、蓝牙无线通信装置和/或wifi无线通信装置，实现智能服务终端和后台管理系统之间的通信。

3)通过安装存储装置，具体可通过主控CPU内置的FLASH实现，实现应用数据及工作日志的保存。

4)通过安装通话装置，具体可通过配备的扬声器和mic采用运营商语音通道或IP方式实现通话功能，实现驾驶员打电话的功能。

5)通过安装录音装置，可在需求时触发录音，存储录音数据，并上传录音文件到后台管理系统。

6)通过安装摄像装置，实现照片抓拍或视频录制的功能。

参考图3，摄像装置包括4路摄像头，分别为：前向摄像头1、人脸识别摄像头2、车厢摄像头3和后备箱摄像头4；

其中：

所述前向摄像头安装在出租汽车后视镜上，镜头朝前设置，可用于实现车辆行驶记录及前向主动安全功能；

所述人脸识别摄像头安装于靠近驾驶座，便于识别驾驶员人脸的位置，用于实现驾驶员身份识别和驾驶员驾驶行为分析、不规范行为检测等功能。在驾驶员上班签到时，人脸识别摄像头采集签到驾驶员的人脸信息，传输到后台管理系统，进行实时在线验证。在重车有乘客的情况下，人脸识别摄像头监控驾驶员的行为，发现驾驶员存在吸烟、疲劳驾驶、分心驾驶时，及时上传到后台管理系统，进行报警提醒。

所述车厢摄像头，安装在出租汽车倒车后视镜上，镜头朝后设置，用于实现出租汽车客流识别和车内监控，具备红外夜视功能，主要用于在报警、求助、投诉时采集车内图像信息，为打击针对出租汽车司机的犯罪、认定投诉时的违法行为等提供证据，在紧急情况或乘客投诉的情况下自动拍照，有警情发生时，可将图像或视频传输到后台管理系统；

所述后备箱摄像头，安装于出租汽车后备箱内部，用于实现失物查找，为失物查找提供证据和线索；

在设备显示屏右侧刷卡处还集成扫码摄像头，可实现银联二维码、支付宝二维码、微信二维码、手机聚合支付等多种B2C扫码支付功能。可实现秒付，不需要输入价格。

7)主控CPU还支持出租车电召功能。

8)主控CPU还可连接报警器，具体的，可以在车门、后备箱安装有传感器，实现防盗和丢东西的功能。

由此可见，智能服务终端实现出租车定位监控、无线通信、通话、录音、视频、数据存储、收费、驾驶员身份识别及动态查岗等多种功能。

(3)显示屏

显示屏可采用全面屏或触摸屏。显示屏和智能服务终端连接，用于显示智能服务终端和计价器的相关数据。

例如，显示屏在非运营状态下实现地图显示、导航、实时路况播报、提醒功能，在营运状态显示计价的金额，导航和实时路况的语音播报，还可以显示智能服务终端的设备自检参数，即：通过显示屏明确表示多功能计价设备当前主要状态。

显示屏还支持出租汽车电召订单抢应。

(4)供电电源

供电电源分别与计价器和智能服务终端连接。

供电电源采用宽电压高效率的DC-DC集成电路，并设计为多路输出，包括5V供电接口、3.3V供电接口和3.8V供电接口；5V供电接口与打印装置电性连接；3.3V供电接口与辅助CPU电性连接；3.8V供电接口与主控CPU电性连接。

对于供电电源，为降低能耗，可采用分级电源管理：在非载客营运状态下，将摄像装置等外围设备关闭或使之进入低功耗工作状态，当车辆熄火后，智能服务终端向后台管理系统发送车辆熄火信号并自动进入休眠状态。智能服务终端在休眠状态下应关闭除无线通讯、卫星定位之外其他不必要设备，卫星定位在需要上传时自动唤醒。在休眠期间，数据上传频率可由后台管理系统远程设置或者按照初始化时设置的参数自动持续降低数据上传频率；在电瓶欠压报警后，转由备用电池供电。

本实用新型还提供一种具体的供电电源结构，提高供电冗余性。供电电源包括：主用电池、备用电池、电池切换电路、主用电池电压检测电路、基准电压发生器、比较器以及驱动电路；

主用电池和备用电池分别连接到电池切换电路的输入端子；电池切换电路的输出端子与用电负载连接；其中，主用电池电压检测电路的一端与主用电池的检测端子连接，主用电池电压检测电路的另一端与比较器的第一输入端连接；比较器的第二输入端与基准电压发生器连接；比较器的输出端通过驱动电路连接到电池切换电路的控制端。

其工作原理为：正常情况下，对电池切换电路进行控制，通过主用电池供电；在供电过程中，通过主用电池电压检测电路检测主用电池电压情况，并发送给比较器的一端；基准电压发生器产生的基准电压发送到比较器的另一端，如果主用电池电压高于基准电压，则比较器输出0信号，对电池切换电路不动作，继续由主用电池供电；当主用电池电压低于基准电压，则比较器输出1信号，从而通过驱动电路对电池切换电路进行控制，自动转为由备用电池供电。由此实现主备电池自动切换的功能。

其中，主用电池可以为车载自带常用电源，当主用电池电压过低时，表明主用电池出现故障，此时自动切换为备用电池供电，从而保证智能计价终端的正常使用。

本实用新型提供的多功能计价终端具有以下优点：

(1)多功能计价终端采用双CPU架构设计，由于计价器和智能服务终端设计为两个功能模块，因此，系统扩展性强、使用灵活方便，可单独对计价器和智能服务终端进行维护；

(2)计价器和智能服务终端高度集成到一起，形成多功能智能计价终端，具体的，可以将核心电路压缩集成到车辆中控台的1DIN的空间内，结构压缩，占用的空间变小，设备高度集成，适用的车型普遍，便于设备安装和维护，可通过嵌入式的方式放入到车辆的中控台，成本较低；

(3)通过计价器实现出租汽车计价功能、交通运输从业人员从业资格证读取、交通一卡通和/或银联卡付费等功能，首次实现出租车计价器ETC支付，还能实现出租汽车发票打印等功能；

(4)实现计价器辅助CPU与车辆状态检测器连接，实现发动机转速、油耗、冷却液温度、刹车状态、油门状态、离合踏板状态、行驶速度、行驶里程、车辆工况、脉冲信号、车门/后备箱状态、车辆电瓶电压、胎压以及电源状态等信息采集，便于对车辆进行诊断，保证行车安全；

(5)通过智能服务终端实现显示、定位、导航、实时路况、通信、录音、视频、驾驶员身份识别及动态查岗等，具有功能多样的优点，可全面满足现代出租车驾驶员的使用需求；

(6)显示屏可显示银联、支付宝、微信二维码、手机聚合支付等多种支付界面，还集成扫码摄像头，实现B2C扫描等电子支付功能，支付过程可实现秒付，不需要输入价格。显示屏还可提供导航地图显示、实时路况播报、驾驶提醒功能及显示实时计价的金额、设备自检等信息，还支持出租汽车电召订单抢应。

(7)安装4个摄像头，分别用于出租车行驶记录、驾驶员人脸识别、车厢内监控、后备箱监控等，实现车内外全视角监控；

(8)多功能计价终端可采用蓝牙、wifi等方式与手机通讯连接，摄像装置可通过蓝牙、wifi等方式与手机通讯连接，从而将车辆的状态解析到手机上。

(9)基于传统的摄像头，实现视频信息抽帧上传，监控驾驶员的行为，为系统实现对驾驶员的行为分析提供图像信息。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。