基于移动近场通信的智能停车系统的制作方法与工艺

文档序号:13084137阅读:177来源:国知局
技术领域本发明涉及智能停车领域,尤其涉及一种基于移动近场通信的智能停车系统。

背景技术:
随着社会发展,越来越多的车辆驶向资源有限的公共道路,因停车位数量有限,部分车辆被随意停放在路边,这无疑严重地造成市内交通出现拥挤。为了解决城市交通拥堵,以更加智能化的提供停车场信息给车辆驾驶人员,各种各样的智能化停车系统相继被不断提出。在现有的各种智能化停车系统中,智能化停车系统可以为车辆驾驶人员提供附近停车场信息、停车场的剩余停车位信息以及自动停车收费。然而,现有的智能化停车系统为车辆驾驶人员所提供的服务仍然有限,并且存在一些问题:首先,即便当前停车场有剩余停车位位,但是该停车系统不能提供匹配该待停放车辆长宽的停车位,一旦停车位过小,会致使驾驶人员花费更多的时间重新寻找合适的剩余车位;另一方面,面对大型的停车场,驾驶人员往往不熟悉停车场的出口,这也会给驾驶人员驶出停车场带来不便;另外,当前的自动停车收费过程仍然存在安全隐患,驾驶人员的支付信息容易被恶意第三方截获,窥探到支付信息,从而给驾驶人员的财产安全造成严重威胁。

技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种基于移动近场通信的智能停车系统,该智能停车系统既能够智能地提供停车位信息、导航信息给车辆驾驶人员,又可以无需人工收费,方便车辆驾驶人员利用随车携带的NFC支付终端安全、快捷地完成停车费用支付,从而提高停车场管理效率。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:基于移动近场通信的智能停车系统,其特征在于,包括停车场控制系统、停车场管理子系统、停车场导航子系统、停车场通信子系统、停车场数据存储子系统、NFC车位收费子系统、车位执行子系统和待停车辆;其中:所述停车场控制系统包括第一控制模块以及分别连接第一控制模块的第一存储模块、GIS路径规划模块、定位数据处理模块、车流量分析模块、车位剩余分析模块、巡查提示模块和第一Zigbee通信模块;所述第一存储模块连接GIS路径规划模块、定位数据处理模块、车流量分析模块、车位剩余分析模块和第一Zigbee通信模块,所述GIS路径规划模块连接定位数据处理模块和车位剩余分析模块;其中:所述GIS路径规划模块,用以根据定位数据处理模块处理过的待停车辆的定位数据以及车位剩余分析模块的剩余车位分析结果,规划形成待停车辆行驶至剩余车位位置的最佳路径,并经第一Zigbee通信模块和停车场管理子系统中的第二Zigbee通信模块发送给停车场管理子系统;所述定位数据处理模块,根据停车场管理子系统发送来的待停车辆位置数据进行处理,生成待停车辆在停车场中移动时的实时位置数据;所述车流量分析模块,根据车位执行子系统发送来的停车场出入道闸开关次数,计算停车场中各时间段内的车流量情况,并发送给第一存储模块存储;所述车位剩余分析模块,根据停车场执行子系统所发送来的车位图像,处理、分析出图像中的剩余车位个数,并发送剩余车位个数给第一控制模块;所述第一控制模块,用以控制停车场控制系统中其他各模块的启动,并同时根据车流量分析模块给出的车流量分析结果,在车流量大的时间段命令巡查提示模块启动巡查提醒,以提醒停车场的管理人员前往停车场进行巡查,疏导车辆;所述第一Zigbee通信模块,负责停车场控制系统与外界的数据传输;所述停车场管理子系统包括第二控制模块以及分别连接第二控制模块的第二存储模块、导航信息生成模块、导航信息推送模块、多个监控摄像模块和第二Zigbee通信模块;其中:所述导航信息生成模块,用以根据停车场控制系统中车位剩余分析模块所分析出来的剩余车位情况,生成自NFC车位收费子系统的停车场驶入道闸至各剩余车位位置的停车场驶入导航数据包以及自各剩余车位位置至停车场驶出道闸处的停车场驶出导航数据包,并发送停车场驶入导航数据包和停车场驶出导航数据包给导航信息推送模块;所述导航信息推送模块,用以将导航信息生成模块所生成的停车场驶入导航数据包和停车场驶出导航数据包发送至NFC车位收费子系统的第四存储模块处;所述监控摄像模块,用以拍摄停车场处的视频情况,并在保存视频至第二存储模块后,由第二Zigbee通信模块发送给停车场控制系统中的第一存储模块存储;所述停车场通信子系统包括第三控制模块以及分别连接第三控制模块的Zigbee中继通信模块、WIFI中继通信模块、LTE通信模块和频谱感知模块;其中,所述频谱感知模块,用以在监测停车场所处位置周围的空闲通信频段后,发送监测到的空闲通信频段给第三控制模块,以由第三控制模块控制LTE通信模块在各通信频段上的切换;所述NFC车位收费子系统包括第四控制模块以及分别连接第四控制模块的第四存储模块、连接第一银行系统和认证机构的NFC收费模块、车牌识别模块、红外传感器、纸质发票打印模块、电子收据生成模块和第四Zigbee通信模块;所述车牌识别模块、纸质发票打印模块和电子收据生成模块分别连接第四存储模块;所述第四存储模块连接第四Zigbee通信模块;其中:所述车牌识别模块,用以拍摄当前位置的车辆牌照号,并分别发送给第四控制模块和第四存储模块;所述红外传感器,用以在探测到有红外数据时,发送红外检测结果给第四控制模块,并由第四控制模块命令车牌识别模块启动车牌识别工作;所述纸质发票打印模块,用以根据第四控制模块的命令,打印记载有停车收费明细的发票;所述电子收据生成模块,根据第四控制模块的命令,生成记载有停车收费明细的电子收据,并经NFC收费模块发送给车辆上的NFC支付终端;所述车位执行子系统包括第五控制器以及分别连接第五控制模块的车位指示屏、车位指示灯、停车场驶入道闸、停车场驶出道闸、车位阻挡装置、车位示廓灯、车位图像采集器、第五存储模块、压电陶瓷板和蓄电器;所述车位指示灯和车位示廓灯分别连接蓄电器;其中:所述车位指示屏,用以显示停车场当前的车位剩余情况以及指示剩余车位的位置方向;所述车位指示灯,设置在剩余车位处,用以提醒当前指示灯所处位置为可停放车辆的剩余车位处;所述停车场驶入道闸,根据第五控制模块的命令进行升降,以允许或禁止外来车辆进入停车场内;所述停车场驶出道闸,根据第五控制模块的命令进行升降,以允许或禁止停车场内的车辆驶出停车场;所述车位阻挡装置,在当前车辆未付停车费用时,根据第五控制模块的命令,对欲驶出的车辆进行阻拦,以防止车辆在停车场内停车后不支付停车费用;所述车位示廓灯,根据第五控制模块的示廓命令,在有车辆驶入停车场后启动照明,以示廓出当前车位的边界情况,方便车辆有序停放以及避免车辆刮擦;所述车位图像采集器,拍摄各剩余车位处的车位图像,并发送给第五控制模块,以由第五控制模块计算该当前剩余车位的长宽度情况,并命令车位指示屏显示各剩余车位的长宽情况,方便驾驶人员根据自己车辆的长宽选择合适的停车位;所述压电陶瓷板,铺设在各停车位的下方,将车辆驶过时施加在压电陶瓷板上的压力转换为电能,并存储到蓄电器中,以供应各车位指示灯以及各车位示廓灯的照明;所述待停车辆上具有能够连接第二银行系统的NFC支付终端以及能够连接NFC车位收费子系统发送的GPS定位终端,NFC支付终端内嵌设有SIM卡;其中:所述NFC支付终端与NFC车位收费子系统中的NFC收费模块进行支付的过程必须包括如下步骤:步骤1,NFC支付终端采集、存储其合法拥有者的身份证信息,然后在预设时间段内实时采集其合法拥有者的人体磁场数据,构建其合法拥有者在各预设时间段内的人体磁场数据库,并以构建的人体磁场数据库作为其合法拥有者的身份识别信息;其中,预设的时间段包括第一预设时间段和第二预设时间段,第一预设时间段为06:00至18:00;第二预设时间段为18:00至次日06:00;步骤2,NFC支付终端采集其合法拥有者的体味数据、接收其合法拥有者的各手指所对应的指纹信息和静脉信息,构建NFC支付终端合法拥有者体味数据库以及各手指所对应的指纹信息数据库和静脉信息数据库;NFC支付终端分别赋予其合法拥有者的人体磁场具有身份识别的第一优先级、体味数据具有身份识别的第二优先级;在识别操作者是否具有合法身份过程中,第一优先级具有比第二优先级更高的识别可信度;步骤3,NFC支付终端在其触摸显示屏上显示预设个数的支付密码输入框给其合法拥有者,各支付密码输入框均分别对应着七种供任意选择的基础颜色列表;其中,基础颜色列表中的七种基础颜色分别为红色、橙色、黄色、绿色、青色、蓝色和紫色,每个支付密码输入框对应着一组支付允许色;各组支付允许色为所述七种基础颜色的任意组合;步骤4,根据触摸显示屏上各支付密码输入框对应的基础颜色列表,NFC支付终端的合法拥有者依次选取自定义种类数的基础颜色组合分别作为各支付密码输入框的支付允许色,并由NFC支付终端分别对应地存储各支付密码输入框所对应的支付允许色;NFC支付终端的合法拥有者在每个支付密码输入框中对应输入的各组支付允许色的整体组合即形成该NFC支付终端关于支付的二次确认支付密码;步骤5,NFC支付终端根据其合法拥有者的身份证信息以及关于支付的二次确认支付密码,生成表征NFC支付终端合法拥有者对该NFC支付终端合法拥有认证信息的身份认证秘钥;其中,身份认证秘钥标记为K,身份认证秘钥K的获取过程包括步骤5-1至步骤5-5:步骤5-1,NFC支付终端提取其合法拥有者的身份证信息,并分别获取其身份证信息中所有数字的身份证信息的累计和值、身份证信息的平均值以及身份证信息特征值;其中:X=Σi=1mxi,Y=1mΣi=1mxi,Z=XY;]]>X为身份证信息的累计和值,Y为身份证信息的平均值,Z为身份证信息特征值;xi为身份证中的第i个数字,m为身份证信息中所有数字的个数;步骤5-2,根据得到的身份证信息的累计和值、平均值以及身份证信息特征值,得到在预设时间段内有效的第一认证秘钥值;第一认证秘钥值标记为k,第一认证秘钥值k由如下公式得到:k3=Xt2+Yt+Z;其中,t为NFC支付终端的合法拥有者输入完毕二次确认支付密码的时刻,T1为身份认证秘钥的预设时间段的起始时刻,T2为身份认证秘钥的预设时间段的终止时刻;步骤5-3,NFC支付终端提取各支付密码输入框中对应的每组支付允许色,并计算得到各支付密码输入框中对应每组支付允许色的灰度平均值;其中,各支付密码输入框对应的一组支付允许色的灰度平均值I(n)由如下公式得到:I(n)=1JnΣj=1JnI(n,j);]]>其中,I(n)为第n个支付密码输入框所对应组的支付允许色的灰度平均值,Jn为第n个支付密码输入框中支付允许色所对应基础颜色的个数,I(n,j)为第n个支付密码输入框中第j个基础颜色的灰度值,1≤j≤Jn;步骤5-4,根据各支付密码输入框对应的一组支付允许色的灰度平均值,计算所有的支付密码输入框中支付允许色的灰度平均值I;其中:I=1NΣn=1NI(n);]]>N为所有支付密码输入框的个数,I(n)为第n个支付密码输入框所对应的一组支付允许色的灰度平均值;步骤5-5,根据得到的第一认证秘钥值k以及支付允许色灰度平均值I,得到在预设时间段内有效的身份认证秘钥,并将该身份认证秘钥存储到NFC支付终端中;身份认证秘钥标记为K,身份认证秘钥K由如下公式得到:K3=Xt2+Yt+I,t∈[T1,T2];t为NFC支付终端的合法拥有者输入完毕二次确认支付密码的时刻,T1为身份认证秘钥的预设时间段的起始时刻,T2为身份认证秘钥的预设时间段的终止时刻;步骤6,NFC支付终端发送其真实身份标识号给认证机构,由认证机构生成NFC支付终端交易用的匿名身份标识号;NFC收费模块发送其真实身份标识号给认证机构,由认证机构生成NFC收费模块交易用的匿名身份标识号;其中,NFC支付终端的真实身份标识号记为Mobileid,认证机构标记为TSM,NFC支付终端的匿名身份标识号记为Mobileaid,NFC收费模块的真实身份标识号记为PoSid,NFC收费模块的匿名身份标识号记为PoSaid;Mobileaid=sH(Mobileid),PoSaid=sH(PoSid);其中,sH(·)为哈希匿名函数;步骤7,驾驶人员预先利用NFC支付终端在第一银行系统注册其付款账户,停车场管理人员预先利用NFC收费模块在第二银行系统注册停车场收款账户;其中,NFC支付终端的付款账户记为Mobileacct,NFC收费模块的收款账户记为PoSacct;步骤8,NFC支付终端靠近NFC收费模块时,NFC收费模块发送包括待支付金额、电子收据单号、NFC收费模块匿名身份标识号、当前位置空气湿度、电子收据单号生成时间以及其与认证机构共享秘钥的交易信息给NFC支付终端;其中,该交易信息标记为EPoS,其中:EPoS=E(ReceiptNum,Price,PoSaid,RHPoS,T,KPoS-TSM);其中,ReceiptNum为NFC收费模块生成的收据单号;Price为NFC支付终端需要支付的金额,PoSaid为NFC收费模块的虚拟身份标识号,RHPoS为NFC收费模块当前位置空气湿度,T为电子收据单号生成时间,KPoS-TSM为NFC收费模块与认证机构的共享秘钥;步骤9,NFC收费模块发送包括步骤7中交易信息、NFC收费模块收款账户以及其与认证机构间的共享秘钥的认证信息给认证机构,NFC支付终端发送支付认证信息给认证机构;其中,NFC支付终端发送的支付认证信息包括其临时识别码TMSI、其与认证机构间的共享秘钥KMobile-TSM、其位置区识别码LAI、其当前位置空气湿度RHMobile、NFC支付终端付款账户Mobileacct及NFC收费模块发送的交易信息;NFC支付终端发送的支付认证信息记为EMobile;EMobile=E(ReceiptNum,Price,PoSaid,Mobileaid,RHPoS,RHMobile,T,TMSI,LAI,KMobile-TSM);步骤10,认证机构提取NFC收费模块所发送信息中的NFC收费模块匿名身份标识号,并基于认证机构中已存储的NFC收费模块真实身份标识号进行匹配判断:当认证机构利用NFC收费模块真实身份标识号以及哈希匿名函数所生成的NFC收费模块匿名身份标识号与提取的NFC收费模块匿名身份标识号匹配一致时,表明发送该认证信息的NFC收费模块可信,则认证机构执行步骤11;否则,认证机构切断与该认证信息所对应NFC收费模块之间的通信,并发送包含此NFC收费模块匿名身份标识号的警告信息给NFC支付终端;步骤11,认证机构提取NFC支付终端支付认证信息中的临时识别码和位置区识别码,并发送包括NFC支付终端临时识别码、位置区识别码以及其与移动运营商间的共享秘钥的反馈认证信息给移动运营商;其中,反馈认证信息记为EMNO,EMNO=E(TMSI,LAI,KTSM-MNO);KTSM-MNO表示认证机构与移动运营商之间的共享秘钥;步骤12,移动运营商利用其与认证机构间的共享秘钥提取反馈认证信息中的NFC支付终端临时识别码和位置区识别码,并根据NFC支付终端临时识别码检索得到对应该临时识别码的移动用户识别码后,发送包括NFC支付终端临时识别码、位置区识别码以及移动用户识别码的已认证信息给认证机构;步骤13,认证机构提取认证信息中所含有的NFC收费模块当前位置空气湿度以及支付认证信息中所含有的NFC支付终端当前位置空气湿度,并判断NFC收费模块当前位置空气湿度与NFC支付终端当前位置空气湿度之差低于预设的空气湿度差阈值时,则认证机构发送确认支付命令信息给第一银行系统;其中,所述确认支付命令信息包括需扣除金额、收据单号、收据单号生成时间、NFC支付终端支付账户、NFC收费模块收款账户以及认证机构与第一银行系统间的共享秘钥;确认支付命令信息记为EConfirm,其中,EConfirm=(Amtdedt,ReceiptNum,T,Mobileacct,PoSacct,);其中,Amtdedt为NFC支付终端支付账户应扣除的金额,为认证机构与第一银行系统间的共享秘钥,第一银行系统标记为BANK1;步骤14,第一银行系统根据认证机构所发送的确认支付命令信息以及对应的应扣除金额,在NFC支付终端的支付账户中,预扣除对应的金额,并将NFC支付终端支付账户中预扣除的金额预转移至NFC收费模块在第二银行系统的停车场收款账户中,并在完成操作后,第一银行系统发送包括扣款金额、扣款时间、银行授权扣款单号、扣款账户、收款账户以及共享秘钥的预扣款回执信息给NFC支付终端,并转至步骤14进行二次支付确认操作;步骤15,NFC支付终端采集握持该NFC支付终端人员的人体磁场强度、体味数据、手指静脉信息以及此时的时间值,并对该握持人员的身份进行鉴定判别:当NFC支付终端判断此时采集的人体磁场强度存在于NFC支付终端已存储的该时间所对应预设时间段内的人体磁场强度数据库,且此时采集的体味数据同样存储于NFC支付终端已存储的体味数据库中时,表明该握持人员为NFC支付终端的合法拥有者,则NFC支付终端执行步骤16;否则,NFC支付终端在预设时间段内拒绝该握持人员对NFC支付终端的任何操作;步骤16,NFC支付终端在其触摸显示屏显示各支付密码输入框以及对应各支付密码框的基础颜色列表,并在握持人员依次输入各组支付允许后,NFC支付终端根据该握持人员输入的各支付密码输入框中的支付允许色进行判断:当各支付密码输入框中的支付允许色与NFC支付终端在步骤4中已对应存储的支付允许色完全一致时,表明输入了正确的二次确认支付密码,则NFC支付终端执行步骤17;否则,表明输入了错误的二次确认支付密码,则NFC支付终端在预设时间段内拒绝该握持人员对NFC支付终端的任何操作;步骤17,NFC支付终端要求该握持人员输入其身份证信息,并基于该握持人员的身份证信息生成对应的身份认证秘钥K',NFC支付终端判断此时生成的身份认证秘钥K'与其已存储的身份认证秘钥K一致时,则NFC支付终端发送确认转账命令给第一银行系统;否则,NFC支付终端在预设时间段内拒绝该握持人员对该NFC支付终端的任何操作;步骤18,第一银行系统在接收到NFC支付终端所发送的支付命令后,第一银行系统转移步骤14中对应的款项给NFC收费模块的收款账户,并在第二银行系统收到第一银行系统所转移的款项后,发送包括收款金额Amtdedt、银行授权收款单号BANKTrans、收款账户PoSacct和收款时间T1的收款回执信息给NFC收费模块;收款回执信息标记为EReceipt,其中:EReceipt=E(Amtdedt,BANKTrans,PoSacct,T1)。为了进一步保证二次确认支付密码的安全,提高驾驶员使用NFC支付终端更加安全的支付停车场的停车费用,作为进一步改进,在所述步骤4中,NFC支付终端关于支付的二次确认支付密码为其合法拥有者在每个支付密码输入框中按照先后顺序依次对应输入的各组支付允许色的整体组合。与现有技术相比,本发明的优点在于:首先,该智能停车系统的停车场控制系统根据停车场的车流量情况分析出当前停车场的剩余车位情况,并且在待停放车辆进入停车场的入口时,由GIS路径规划模块规划出当前车辆行驶至剩余车位的最近路径,并推送停车场驶入导航数据包和停车场驶出导航数据包给该车辆进行自动导航,以给驾驶人员精确的停车场导引信息,节约车辆驶入和驶出的时间;其次,智能停车系统的车位执行子系统根据停车场控制系统的指令,利用车位阻挡装置阻止未缴停车费的车辆驶入,并且还可以显示出剩余车位的长宽情况及车位指示,以供车辆驾驶人员寻找匹配自己车辆长宽的剩余车位;再次,待停车辆上的NFC支付终端以其构建的人体磁场数据库作为其合法拥有者操作该NFC支付终端的身份识别信息,同时构建其合法拥有者体味数据库以及各手指所对应的静脉信息数据库,以提高NFC支付终端认证操作者合法身份的准确性;最后,NFC支付终端的合法拥有者以基础颜色为基础,设置只有合法拥有者知道的关于费用支付的二次确认支付密码,并生成在预设时间段有效的身份认证秘钥,该身份认证秘钥是基于该NFC支付终端合法拥有者的身份证信息中所有数字的累计和值、平均值、身份证信息特征值以及第一认证秘钥得到,由此提高NFC支付终端支付密码的安全性能,防止支付密码被破解,进一步增强NFC支付终端对操作者是否具有合法身份的认证准确率,提高NFC支付终端支付的安全性能。附图说明图1为本发明实施例中基于移动近场通信的智能停车系统的结构示意图。具体实施方式以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。如图1所示,本实施例中基于移动近场通信的智能停车系统,包括停车场控制系统1、停车场管理子系统2、停车场导航子系统3、停车场通信子系统4、停车场数据存储子系统5、NFC车位收费子系统6、车位执行子系统7和待停车辆8;其中:停车场控制系统1包括第一控制模块10以及分别连接第一控制模块10的第一存储模块11、GIS路径规划模块12、定位数据处理模块13、车流量分析模块14、车位剩余分析模块15、巡查提示模块16和第一Zigbee通信模块17;第一存储模块11连接GIS路径规划模块12、定位数据处理模块13、车流量分析模块14、车位剩余分析模块15和第一Zigbee通信模块17,GIS路径规划模块12连接定位数据处理模块13和车位剩余分析模块15;其中:GIS路径规划模块12,用以根据定位数据处理模块13处理过的待停车辆8的定位数据以及车位剩余分析模块15的剩余车位分析结果,规划形成待停车辆8行驶至剩余车位位置的最佳路径,并经第一Zigbee通信模块17和停车场管理子系统2中的第二Zigbee通信模块25发送给停车场管理子系统2;定位数据处理模块13,根据停车场管理子系统2发送来的待停车辆8位置数据进行处理,生成待停车辆8在停车场中移动时的实时位置数据;车流量分析模块14,根据车位执行子系统7发送来的停车场出入道闸的开关次数,计算停车场中各时间段内的车流量情况,并发送给第一存储模块11存储;车位剩余分析模块15,根据停车场执行子系统7所发送来的车位图像,处理、分析出图像中的剩余车位个数,并发送剩余车位个数给第一控制模块10;第一控制模块10,用以控制停车场控制系统1中其他各模块的启动,并同时根据车流量分析模块14给出的车流量分析结果,在车流量大的时间段命令巡查提示模块16启动巡查提醒,以提醒停车场的管理人员前往停车场进行巡查,疏导车辆;第一Zigbee通信模块17,负责停车场控制系统1与外界的数据传输;停车场管理子系统2包括第二控制模块20以及分别连接第二控制模块20的第二存储模块21、导航信息生成模块22、导航信息推送模块23、多个监控摄像模块24和第二Zigbee通信模块25;其中,导航信息生成模块22,用以根据停车场控制系统1中车位剩余分析模块15所分析出来的剩余车位情况,生成自NFC车位收费子系统6的停车场驶入道闸73至各剩余车位位置的停车场驶入导航数据包以及自各剩余车位位置至停车场驶出道闸74处的停车场驶出导航数据包,并发送停车场驶入导航数据包和停车场驶出导航数据包给导航信息推送模块23,由此可以使得驾驶人员了解停车场内的驶入口细信息和驶出口信息,方便驾驶人员及时驶出,以腾出空余车位;导航信息推送模块23,用以将导航信息生成模块22所生成的停车场驶入导航数据包和停车场驶出导航数据包发送至NFC车位收费子系统6的第四存储模块61处;监控摄像模块24,用以拍摄停车场处的视频情况,并在保存视频至第二存储模块21后,由第二Zigbee通信模块25发送给停车场控制系统1中的第一存储模块存储11;停车场通信子系统4包括第三控制模块40以及分别连接第三控制模块40的Zigbee中继通信模块41、WIFI中继通信模块42、LTE通信模块43和频谱感知模块44;频谱感知模块44,用以在监测停车场所处位置周围的空闲通信频段后,发送监测到的空闲通信频段给第三控制模块40,以由第三控制模块40控制LTE通信模块43在各通信频段上的切换;Zigbee中继通信模块41,作为数据交互的枢纽,用于实现两个Zigbee通信模块之间的数据通信;WIFI中继通信模块42,用以实现两个WIFI通信模块的数据交互;LTE通信模块43,用以将该智能停车系统中的数据传送出去;NFC车位收费子系统6包括第四控制模块60以及分别连接第四控制模块60的第四存储模块61、连接第一银行系统和认证机构的NFC收费模块62、车牌识别模块63、红外传感器64、纸质发票打印模块65、电子收据生成模块66和第四Zigbee通信模块67;所述车牌识别模块63、纸质发票打印模块65和电子收据生成模块66分别连接第四存储模块61;第四存储模块61连接第四Zigbee通信模块67;其中:车牌识别模块63,用以拍摄当前位置的车辆牌照号,并分别发送给第四控制模块60和第四存储模块61,由第四存储模块61存储当前进入停车场的车牌号;红外传感器64,用以在探测到有红外数据时,发送红外检测结果给第四控制模块60,并由第四控制模块60命令车牌识别模块63启动车牌识别工作;纸质发票打印模块65,用以根据第四控制模块60的命令,打印记载有停车收费明细的发票,以提供给对应车辆的驾驶人员;电子收据生成模块66,根据第四控制模块60的命令,生成记载有停车收费明细的电子收据,并经NFC收费模块62发送给待停放车辆8上的NFC支付终端81,从而完成电子收据的传输,以供车辆驾驶人员保留停车场的电子收费凭证;车位执行子系统7包括第五控制模块70以及分别连接第五控制模块70的车位指示屏71、车位指示灯72、停车场驶入道闸73、停车场驶出道闸74、车位阻挡装置75、车位示廓灯76、车位图像采集器77、第五存储模块78、压电陶瓷板79和蓄电器710;所述车位指示灯72和车位示廓灯76分别连接蓄电器710;其中:车位指示屏71,用以显示停车场当前的车位剩余情况以及指示剩余车位的位置方向,以供驶入停车场的车辆根据剩余车位的位置提示,前往剩余车位停车;车位指示灯72,设置在剩余车位处,用以提醒当前指示灯所处位置为可停放车辆的剩余车位处,以给驾驶人员明确灯光指示;停车场驶入道闸73,根据第五控制模块70的命令进行升降,以允许或禁止外来车辆进入停车场内;停车场驶出道闸74,根据第五控制模块70的命令进行升降,以允许或禁止停车场内的车辆驶出停车场;车位阻挡装置75,在当前车辆未付停车费用时,根据第五控制模块70的命令,对欲驶出的车辆进行阻拦,以防止车辆在停车场内停车后不支付停车费用,避免逃费行为的发生;车位示廓灯76,根据第五控制模块70的示廓命令,在有车辆驶入停车场后启动照明,以示廓出当前车位的边界情况,使得车辆驾驶员对车位边界有所了解,方便车辆有序停放以及避免车辆刮擦;车位图像采集器77,拍摄各剩余车位处的车位图像,并发送给第五控制模块70,以由第五控制模块70计算该当前剩余车位的长宽度情况,并命令车位指示屏71显示各剩余车位的长宽情况,方便驾驶人员根据自己车辆的长宽选择合适的停车位,从而有效地减少驾驶人员寻找合适长宽的车位的时间;压电陶瓷板79,铺设在各停车位的下方,将车辆驶过时施加在压电陶瓷板79上的压力转换为电能,并存储到蓄电器710中,以供应各车位指示灯72以及各车位示廓灯76的照明,从而实现绿色节能发电;待停车辆8上具有能够连接第二银行系统的NFC支付终端81以及能够连接NFC车位收费子系统6的GPS定位终端82,NFC支付终端81内嵌设有SIM卡;其中,NFC支付终端81与NFC车位收费子系统6中的NFC收费模块62进行支付的过程必须包括如下步骤:步骤1,NFC支付终端采集、存储其合法拥有者的身份证信息,然后在预设时间段内实时采集其合法拥有者的人体磁场数据,构建其合法拥有者在各预设时间段内的人体磁场数据库,并以构建的人体磁场数据库作为其合法拥有者的身份识别信息;其中,预设的时间段包括第一预设时间段和第二预设时间段,第一预设时间段为06:00至18:00;第二预设时间段为18:00至次日06:00;由于每个人身体所具有的磁场是不同的,人体磁场作为每个人独有的生物特征,其与手指指纹一样,可以作为身份识别的人体生物特征信息。人体磁场数据强度在各时间段内并非是恒定不变的,因此,在本实施例中,针对人体磁场数据情况预先设置两个时间段,即预设的时间段包括第一预设时间段和第二预设时间段,第一预设时间段为06:00至18:00;第二预设时间段为18:00至次日06:00;步骤2,NFC支付终端采集其合法拥有者的体味数据、接收其合法拥有者的各手指所对应的指纹信息和静脉信息,构建NFC支付终端合法拥有者体味数据库以及各手指所对应的指纹信息数据库和静脉信息数据库;NFC支付终端分别赋予其合法拥有者的人体磁场具有身份识别的第一优先级、体味数据具有身份识别的第二优先级;在识别操作者是否具有合法身份过程中,第一优先级具有比第二优先级更高的识别可信度;由于每个人的体味是不一样的,人体体味数据同人体磁场、指纹、面部和虹膜等生物特征一样,也具有独特的不可复制性,因此人体的体味数据同样可以用来作为身份识别的特征信息;关于人体磁场和体味数据在识别时的优先级问题,例如,当NFC支付终端判断获取的操作者的人体磁场属于其合法拥有者的磁场数据,且判断获取的体味数据不属于其合法拥有者的体味数据时,NFC支付终端终判断操作者为其合法拥有者;步骤3,NFC支付终端在其触摸显示屏上显示预设个数的支付密码输入框给其合法拥有者,各支付密码输入框均分别对应着七种供任意选择的基础颜色列表;其中,基础颜色列表中的七种基础颜色分别为红色、橙色、黄色、绿色、青色、蓝色和紫色,每个支付密码输入框对应着一组支付允许色;各组支付允许色为所述七种基础颜色的任意组合;例如,NFC支付终端在其触摸显示屏上显示3个支付密码输入框,3个支付密码输入框分别编号01输入框、02输入框和03输入框;其中:在01输入框中对应着红色、橙色、黄色、绿色、青色、蓝色和紫色七种基础颜色,在02输入框中对应着红色、橙色、黄色、绿色、青色、蓝色和紫色七种基础颜色,在03输入框中对应着红色、橙色、黄色、绿色、青色、蓝色和紫色七种基础颜色;上述3个支付密码输入框中所提供的基础颜色是相同的,该NFC支付终端的合法拥有者在01输入框中可以至少选择一种基础颜色作为该01输入框对应的一组支付允许色,比如说,单独选择红色作为一组支付允许色,也可以选择红色、橙色和黄色这三种基础颜色的组合作为该01输入框对应的一组支付允许色;同样地,02输入框及03输入框中也可以根据需要选择设置,以形成各自对应的支付允许色;例如,01输入框对应的一组支付允许色为红色、红色和黄色,02输入框对应的一组支付允许色为橙色和黄色,03输入框对应的一组支付允许色为蓝色和紫色。步骤4,根据触摸显示屏上各支付密码输入框对应的基础颜色列表,NFC支付终端的合法拥有者依次选取自定义种类数的基础颜色组合分别作为各支付密码输入框的支付允许色,并由NFC支付终端分别对应地存储各支付密码输入框所对应的支付允许色;NFC支付终端的合法拥有者在每个支付密码输入框中对应输入的各组支付允许色的整体组合即形成该NFC支付终端关于支付的二次确认支付密码;例如,在步骤3所举例说明的3个支付密码输入框中,该NFC支付终端的二次确认支付密码为三个输入框所对应各组支付允许色的整体组合,即NFC支付终端的二次确认支付密码为“红色、红色、黄色;橙色、黄色;蓝色、紫色”。另外,作为一种更加安全的支付防护方法,NFC支付终端的二次确认支付密码为其合法拥有者在每个支付密码输入框中按照先后顺序依次对应输入的各组支付允许色的整体组合;也就是说,各种基础颜色的先后顺序也对二次确认支付密码的设定具有限定作用,即便各组支付允许色中选择的基础颜色一致,但是只要基础颜色输入的先后顺序不对,则同样不能通过NFC支付终端关于二次确认支付密码的认证;例如,NFC支付终端的合法拥有者自己设定的二次确认支付密码为“红色、红色、黄色;橙色、黄色;蓝色、紫色”,如果有人,包括该NFC支付终端的合法拥有者,输入的二次确认支付密码为“红色、黄色、红色;橙色、黄色;蓝色、紫色”,则该人员仍旧不能通过NFC支付终端的安全支付认证,NFC支付终端不会开启支付响应,这样可以有效地保证NFC支付终端的支付密码信息;由于各支付密码输入框中所对应的每组支付允许色为该NFC支付终端的合法拥有者自己设置的,且每组支付允许色中的颜色为NFC支付终端的合法拥有者任意随机设置的,因此最终的支付允许色只有该NFC支付终端的合法拥有者知悉,其他人员是难以猜测或破解得到正确的支付允许色的,由此提高了NFC支付终端的二次确认支付密码的安全性能,也增强了NFC支付终端对其操作人员是否具有合法身份的认证准确率;步骤5,NFC支付终端根据其合法拥有者的身份证信息以及关于支付的二次确认支付密码,生成表征NFC支付终端合法拥有者对该NFC支付终端合法拥有认证信息的身份认证秘钥;其中,身份认证秘钥标记为K,身份认证秘钥K的获取过程包括步骤5-1至步骤5-5:步骤5-1,NFC支付终端提取其合法拥有者的身份证信息,并分别获取其身份证信息中所有数字的身份证信息的累计和值、身份证信息的平均值以及身份证信息特征值;其中:X=Σi=1mxi,Y=1mΣi=1mxi,Z=XY;]]>X为身份证信息的累计和值,Y为身份证信息的平均值,Z为身份证信息特征值;xi为身份证中的第i个数字,m为身份证信息中所有数字的个数;例如,NFC支付终端所对应合法拥有者张三的18位身份证信息包括17位数字以及一个字母X,则上述信息中对应的m=17;由于每个人的身份证信息是唯一的,则在该步骤4-1中计算得到的累积和值、身份证信息平均值以及身份证信息特征值也是唯一的,从而可以利用所得各对应数值作为身份识别的特征值,避免其他非法人员伪造身份信息,以非法方式操作NFC支付终端的支付程序;步骤5-2,根据得到的身份证信息的累计和值、平均值以及身份证信息特征值,得到在预设时间段内有效的第一认证秘钥值;第一认证秘钥值标记为k,第一认证秘钥值k由如下公式得到:k3=Xt2+Yt+Z;其中,t为NFC支付终端的合法拥有者输入完毕二次确认支付密码的时刻,T1为身份认证秘钥K的预设时间段的起始时刻,T2为身份认证秘钥K的预设时间段的终止时刻;此处通过设置身份认证秘钥的预设时间段起始时刻和终止时刻,可以使得最终生成的身份认证秘钥受到预设有效时间段的限制,一旦超过了预设的有效时间段,则该身份认证秘钥即使正确,NFC支付终端也不认可操作者的合法身份,以此再次确保NFC支付终端的二次确认支付密码的安全,杜绝非安全、非合法人员操作NFC支付终端的支付程序;步骤5-3,NFC支付终端提取各支付密码输入框中对应的每组支付允许色,并计算得到各支付密码输入框中对应每组支付允许色的灰度平均值;其中,各支付密码输入框对应的一组支付允许色的灰度平均值I(n)由如下公式得到:I(n)=1JnΣj=1JnI(n,j);]]>其中,I(n)为第n个支付密码输入框所对应组的支付允许色的灰度平均值,Jn为第n个支付密码输入框中支付允许色所对应基础颜色的个数,I(n,j)为第n个支付密码输入框中第j个基础颜色的灰度值,1≤j≤Jn;例如,NFC支付终端显示出了3个支付密码输入框,分别编号为01号支付密码输入框、02号支付密码输入框和03号支付密码输入框,则n=3;在01号支付密码输入框中所对应一组支付允许色为红色、红色和黄色,在02号支付密码输入框中所对应一组支付允许色为橙色和黄色,在03号支付密码输入框中所对应一组支付允许色为蓝色和紫色,则J1=3,即01号支付密码输入框中支付允许色所对应基础颜色的个数为3,I(1,1)为01号支付密码输入框中第一个红色这个基础颜色所对应的灰度值,I(1,2)为01号支付密码输入框中第二个红色这个基础颜色所对应的灰度值,I(1,3)为01号支付密码输入框中第三个黄色这个基础颜色所对应的灰度值,01号支付密码输入框对应的一组支付允许色的灰度平均值对应地,I(2,1)为02号支付密码输入框中第一个橙色这个基础颜色所对应的灰度值,I(2,2)为02号支付密码输入框中黄色这个基础颜色所对应的灰度值,02号支付密码输入框对应的一组支付允许色的灰度平均值I(3,1)为03号支付密码输入框中第一个蓝色这个基础颜色所对应的灰度值,I(3,2)为03号支付密码输入框中紫色这个基础颜色所对应的灰度值,03号支付密码输入框对应的一组支付允许色的灰度平均值步骤5-4,根据各支付密码输入框对应的一组支付允许色的灰度平均值,计算所有的支付密码输入框中支付允许色的灰度平均值I;其中:I=1NΣn=1NI(n);]]>N为所有支付密码输入框的个数,I(n)为第n个支付密码输入框所对应的一组支付允许色的灰度平均值;结合步骤5-3中关于01号支付密码输入框、02号支付密码输入框和03号支付密码输入框的说明,所有的支付密码输入框中支付允许色的灰度平均值为步骤5-5,根据得到的第一认证秘钥值k以及支付允许色灰度平均值I,得到在预设时间段内有效的身份认证秘钥,并将该身份认证秘钥存储到NFC支付终端中;身份认证秘钥标记为K,身份认证秘钥K由如下公式得到:K3=Xt2+Yt+I,t∈[T1,T2];t为NFC支付终端的合法拥有者输入完毕二次确认支付密码的时刻,T1为身份认证秘钥的预设时间段的起始时刻,T2为身份认证秘钥的预设时间段的终止时刻;此步骤的身份认证秘钥K由有效时间段、NFC支付终端合法拥有者的身份证信息以及所有支付密码输入框中支付允许色的灰度平均值处理得到,而支付允许色的灰度平均值又是利用NFC支付终端合法拥有者自己唯一设置的,这些参数使得最终得到的该身份认证秘钥K是唯一的,操作者如果不是该NFC支付终端的合法拥有者,则该操作者是难以破解获取的,从而再次保证了NFC支付终端对合法人员身份的认证,以保证NFC支付终端的支付安全;步骤6,NFC支付终端发送其真实身份标识号给认证机构,由认证机构生成NFC支付终端交易用的匿名身份标识号;NFC收费模块发送其真实身份标识号给认证机构,由认证机构生成NFC收费模块交易用的匿名身份标识号;其中,NFC支付终端的真实身份标识号记为Mobileid,认证机构标记为TSM,NFC支付终端的匿名身份标识号记为Mobileaid,NFC收费模块的真实身份标识号记为PoSid,NFC收费模块的匿名身份标识号记为PoSaid;Mobileaid=sH(Mobileid),PoSaid=sH(PoSid);sH(·)为哈希匿名函数;步骤7,驾驶人员预先利用NFC支付终端在第一银行系统注册其付款账户,停车场管理人员预先利用NFC收费模块在第二银行系统注册停车场收款账户;其中,NFC支付终端的付款账户记为Mobileacct,NFC收费模块的收款账户记为PoSacct;步骤8,NFC支付终端靠近NFC收费模块时,NFC收费模块发送包括待支付金额、电子收据单号、NFC收费模块匿名身份标识号、当前位置空气湿度、电子收据单号生成时间以及其与认证机构共享秘钥的交易信息给NFC支付终端;其中,该交易信息标记为EPoS,其中:EPoS=E(ReceiptNum,Price,PoSaid,RHPoS,T,KPoS-TSM);ReceiptNum为NFC收费模块生成的收据单号;Price为NFC支付终端需要支付的金额,PoSaid为NFC收费模块的虚拟身份标识号,RHPoS为NFC收费模块当前位置空气湿度,T为电子收据单号生成时间,KPoS-TSM为NFC收费模块与认证机构的共享秘钥;POS结算终端与认证机构两者之间的共享秘钥KPoS-TSM只有POS结算终端、认证机构知悉,其他第三方,包括NFC支付终端、非法用户终端均不能获取到该共享秘钥KPoS-TSM,以此保证POS结算终端的信息安全;POS结算终端在与NFC支付终端交易时,NFC支付终端只能获取到POS结算终端的匿名身份标识号PoSaid,这样可以保证POS结算终端不会被其他非法第三方冒充进行试图与认证机构、NFC支付终端发送支付交易信息,从而保证了POS结算终端的信息安全;步骤9,NFC收费模块发送包括步骤7中交易信息、NFC收费模块收款账户以及其与认证机构间的共享秘钥的认证信息给认证机构,NFC支付终端发送支付认证信息给认证机构;其中,NFC支付终端发送的支付认证信息包括其临时识别码TMSI、其与认证机构间的共享秘钥KMobile-TSM、其位置区识别码LAI、其当前位置空气湿度RHMobile、NFC支付终端付款账户Mobileacct及NFC收费模块发送的交易信息;NFC支付终端发送的支付认证信息记为EMobile;EMobile=E(ReceiptNum,Price,PoSaid,Mobileaid,RHPoS,RHMobile,T,TMSI,LAI,KMobile-TSM);步骤10,认证机构提取NFC收费模块所发送信息中的NFC收费模块匿名身份标识号,并基于认证机构中已存储的NFC收费模块真实身份标识号进行匹配判断:当认证机构利用NFC收费模块真实身份标识号以及哈希匿名函数所生成的NFC收费模块匿名身份标识号与提取的NFC收费模块匿名身份标识号匹配一致时,表明发送该认证信息的NFC收费模块可信,则认证机构执行步骤11;否则,认证机构切断与该认证信息所对应NFC收费模块之间的通信,以保证认证机构一端的信息安全,并发送包含此NFC收费模块匿名身份标识号的警告信息给NFC支付终端;步骤11,认证机构提取NFC支付终端支付认证信息中的临时识别码和位置区识别码,并发送包括NFC支付终端临时识别码、位置区识别码以及其与移动运营商间的共享秘钥的反馈认证信息给移动运营商;其中,反馈认证信息记为EMNO,EMNO=E(TMSI,LAI,KTSM-MNO);KTSM-MNO表示认证机构与移动运营商之间的共享秘钥;步骤12,移动运营商利用其与认证机构间的共享秘钥提取反馈认证信息中的NFC支付终端临时识别码和位置区识别码,并根据NFC支付终端临时识别码检索得到对应该临时识别码的移动用户识别码后,发送包括NFC支付终端临时识别码、位置区识别码以及移动用户识别码的已认证信息给认证机构;步骤13,认证机构提取认证信息中所含有的NFC收费模块当前位置空气湿度以及支付认证信息中所含有的NFC支付终端当前位置空气湿度,并判断NFC收费模块当前位置空气湿度与NFC支付终端当前位置空气湿度之差低于预设的空气湿度差阈值时,则认证机构发送确认支付命令信息给第一银行系统;其中,所述确认支付命令信息包括需扣除金额、收据单号、收据单号生成时间、NFC支付终端支付账户、NFC收费模块收款账户以及认证机构与第一银行系统间的共享秘钥;确认支付命令信息记为EConfirm,其中:EConfirm=(Amtdedt,ReceiptNum,T,Mobileacct,PoSacct,);其中,Amtdedt为NFC支付终端支付账户应扣除的金额,为认证机构与第一银行系统间的共享秘钥,第一银行系统标记为BANK1;POS结算终端当前位置空气湿度数据,表征了POS结算终端当前所处环境中的空气环境情况,在同一位置的空气湿度值相同,即在NFC的通信距离内,POS结算终端与NFC支付终端两者获取的当前位置空气湿度数据位于预设的误差范围之内,因此可以利用空气湿度的不可伪装性,即利用同一位置下空气湿度值相同的这一特点来对是否为同一位置进行确定,从而可以进一步确定两者交易行为的安全性;步骤14,第一银行系统根据认证机构所发送的确认支付命令信息以及对应的应扣除金额,在NFC支付终端的支付账户中,预扣除对应的金额,并将NFC支付终端支付账户中预扣除的金额预转移至NFC收费模块在第二银行系统的停车场收款账户中,并在完成操作后,第一银行系统发送包括扣款金额、扣款时间、银行授权扣款单号、扣款账户、收款账户以及共享秘钥的预扣款回执信息给NFC支付终端,并转至步骤14进行二次支付确认操作;步骤15,NFC支付终端采集握持该NFC支付终端人员的人体磁场强度、体味数据、手指静脉信息以及此时的时间值,并对该握持人员的身份进行鉴定判别:当NFC支付终端判断此时采集的人体磁场强度存在于NFC支付终端已存储的该时间所对应预设时间段内的人体磁场强度数据库,且此时采集的体味数据同样存储于NFC支付终端已存储的体味数据库中时,表明该握持人员为NFC支付终端的合法拥有者,则NFC支付终端执行步骤16;否则,NFC支付终端在预设时间段内拒绝该握持人员对NFC支付终端的任何操作;步骤16,NFC支付终端在其触摸显示屏显示各支付密码输入框以及对应各支付密码框的基础颜色列表,并在握持人员依次输入各组支付允许后,NFC支付终端根据该握持人员输入的各支付密码输入框中的支付允许色进行判断:当各支付密码输入框中的支付允许色与NFC支付终端在步骤4中已对应存储的支付允许色完全一致时,表明输入了正确的二次确认支付密码,则NFC支付终端执行步骤17;否则,表明输入了错误的二次确认支付密码,则NFC支付终端在预设时间段内拒绝该握持人员对NFC支付终端的任何操作;步骤17,NFC支付终端要求该握持人员输入其身份证信息,并基于该握持人员的身份证信息生成对应的身份认证秘钥K',NFC支付终端判断此时生成的身份认证秘钥K'与其已存储的身份认证秘钥K一致时,则NFC支付终端发送确认转账命令给第一银行系统;否则,NFC支付终端在预设时间段内拒绝该握持人员对该NFC支付终端的任何操作;步骤18,第一银行系统在接收到NFC支付终端所发送的支付命令后,第一银行系统转移步骤14中对应的款项给NFC收费模块的收款账户,并在第二银行系统收到第一银行系统所转移的款项后,发送包括收款金额Amtdedt、银行授权收款单号BANKTrans、收款账户PoSacct和收款时间T1的收款回执信息给NFC收费模块;收款回执信息标记为EReceipt,其中,EReceipt=E(Amtdedt,BANKTrans,PoSacct,T1)。
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