基于移動(dòng)感知平臺(tái)的公交車(chē)輛收銀系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、<p>　　基于移動(dòng)感知平臺(tái)的公交車(chē)輛收銀系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p>　　摘要：針對(duì)公交車(chē)輛在傳統(tǒng)公交停車(chē)場(chǎng)收銀管理中存在的數(shù)據(jù)采集非自動(dòng)化、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)差錯(cuò)、數(shù)據(jù)無(wú)法共享等缺點(diǎn),本文提出采用物聯(lián)感知技術(shù)構(gòu)建一種結(jié)合硬件和軟件的應(yīng)用系統(tǒng)，硬件主要是用于采集系統(tǒng)需要的公交車(chē)輛收銀行為數(shù)據(jù)，包括司機(jī)，收銀員，錢(qián)袋和車(chē)輛數(shù)據(jù)、移動(dòng)手持設(shè)備感知車(chē)輛在收銀環(huán)節(jié)中運(yùn)行的狀態(tài)信息。這些信息通過(guò)感知服務(wù)端處理后傳送到

2、點(diǎn)鈔中心，解決了車(chē)輛在收銀過(guò)程中的數(shù)據(jù)收集，并實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。 </p><p>　　關(guān)鍵字：智能公交；物聯(lián)網(wǎng)；收銀系統(tǒng) </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：TN711 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　近年來(lái)，智慧城市建設(shè)的推進(jìn)也加快了智能交通系統(tǒng)的建設(shè)和實(shí)施。公交車(chē)輛

3、的智能化作為智能交通系統(tǒng)中的重要組成部分，引起了廣泛的關(guān)注。公交車(chē)輛進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)內(nèi)需要經(jīng)過(guò)多個(gè)環(huán)節(jié)，從入場(chǎng)，安檢，收銀，洗車(chē)，加油，泊位，巡更直至出場(chǎng)，這些環(huán)節(jié)中，最關(guān)鍵的是車(chē)輛的收銀，它涉及到車(chē)輛一天的營(yíng)收情況。傳統(tǒng)的收銀是將車(chē)輛上的錢(qián)箱回收集中到收銀中心，進(jìn)行點(diǎn)鈔、復(fù)核和統(tǒng)計(jì)工作。一個(gè)錢(qián)箱每天的回收、清點(diǎn)都需要耗費(fèi)10人次以上，回收錢(qián)箱和點(diǎn)鈔工作均采用人工操作，在清點(diǎn)過(guò)程中容易出現(xiàn)金額錄入錯(cuò)誤和無(wú)法確認(rèn)錢(qián)箱的歸屬的問(wèn)題。本系統(tǒng)的提出基

4、于移動(dòng)平臺(tái)技術(shù)實(shí)現(xiàn)公交車(chē)輛收銀過(guò)程，以期減少人工操作過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，提高點(diǎn)鈔的工作效率，降低運(yùn)營(yíng)成本。最終使得該過(guò)程能被感知。 </p><p>　　物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展為本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)，系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線射頻技術(shù)，移動(dòng)感知技術(shù)，移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)感知車(chē)輛到達(dá)收銀點(diǎn)，并通過(guò)手持機(jī)獲取收銀錢(qián)箱或錢(qián)袋的信息為進(jìn)一步的點(diǎn)鈔實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫對(duì)接。 </p><p><b>　　二、關(guān)鍵技術(shù) </

5、b></p><p>　　2.1RFID系統(tǒng)的基本組成 </p><p>　　射頻識(shí)別即RFID（Radio Frequency IDentification）技術(shù)，又稱(chēng)無(wú)線射頻識(shí)別，是一種通信技術(shù)，可通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。常用的有低頻（125k~134.2K）、高頻（13.56Mhz）、超高頻，微波等技術(shù)。從結(jié)構(gòu)講

6、，RFID系統(tǒng)是一種簡(jiǎn)單的無(wú)線系統(tǒng)，只有兩個(gè)基本器件，該系統(tǒng)用于控制、檢測(cè)和跟蹤物體。系統(tǒng)由一個(gè)詢(xún)問(wèn)器（或閱讀器）和很多應(yīng)答器（或標(biāo)簽）組成，如圖1所示。 </p><p>　　RFID射頻系統(tǒng)組成部分： </p><p>　?。?）讀寫(xiě)器：可進(jìn)行電子標(biāo)簽信息的讀/寫(xiě)，接觸或感應(yīng)到電子標(biāo)簽時(shí)，發(fā)出射頻信號(hào)讀取標(biāo)簽信號(hào)，讀取到標(biāo)簽內(nèi)容后，對(duì)標(biāo)簽所標(biāo)識(shí)信息進(jìn)行解碼，將其標(biāo)識(shí)信息連帶標(biāo)簽所記錄的

7、其它相關(guān)信息統(tǒng)一上傳至數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。 </p><p>　?。?）電子標(biāo)簽或應(yīng)答器：包含芯片、內(nèi)置天線。芯片儲(chǔ)存的是具有一定格式的電子數(shù)據(jù)信息，作為被識(shí)別物件的標(biāo)識(shí)性信息并且是唯一的數(shù)據(jù)載體。內(nèi)置天線用于讀取時(shí)射頻天線間的通信。 </p><p>　?。?）天線：電子標(biāo)簽與讀寫(xiě)器之間傳輸數(shù)據(jù)的裝置。 </p><p>　?。?）應(yīng)用軟件系統(tǒng)：是應(yīng)用層軟件，主要將收集的

8、數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理，并為人們所用。 </p><p>　　圖1 RFID系統(tǒng)基本模型圖 </p><p>　　在本系統(tǒng)中，公交車(chē)輛的收銀袋和錢(qián)箱上可以嵌入這樣的RFID標(biāo)簽，標(biāo)簽采用低頻或高頻的無(wú)源芯片。該芯片可以近距離被帶有讀寫(xiě)器的手持設(shè)備讀取。 </p><p><b>　　2.2 移動(dòng)平臺(tái) </b></p><p>　

9、　讀取無(wú)源RFID標(biāo)簽的無(wú)線手持設(shè)備采用機(jī)堅(jiān)固耐用的防水防塵高工業(yè)等級(jí)設(shè)計(jì)，可承受各種環(huán)境下的日常使用，堅(jiān)固耐用的結(jié)構(gòu)；并有多種讀取方式、通訊傳輸方式可選，選讀取一維/二維條碼，支持低頻/高頻/超高頻多種協(xié)議的電子標(biāo)簽讀寫(xiě)，可支持GPRS/WIFI/Blue Tooth等多種通訊傳輸模式。 </p><p>　　無(wú)線手持設(shè)備的嵌入式操作系統(tǒng)采用Windows Mobile（簡(jiǎn)稱(chēng)：WM），它是微軟針對(duì)移動(dòng)設(shè)備而開(kāi)發(fā)

10、的操作系統(tǒng)，由Windows桌面操作系統(tǒng)上變化而來(lái)的，WM從可視化角度完全繼承了桌面操作系統(tǒng)的所有優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)需要使用目標(biāo)設(shè)備的平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)套件（SDK），Windows Mobile SDK提供了必要的模擬器、幫助文件、頭文件和庫(kù)。 </p><p><b>　　三 系統(tǒng)分析 </b></p><p>　　在傳統(tǒng)收銀流程中，車(chē)輛到達(dá)收銀室時(shí)，收銀人員采用登記簿登記

11、車(chē)輛上的收銀袋或錢(qián)箱，車(chē)輛信息，司機(jī)信息等，然后取下收銀袋或錢(qián)箱再次登記，等待點(diǎn)鈔結(jié)束后，收銀人員將收銀袋或錢(qián)箱信息，車(chē)輛信息，司機(jī)信息及點(diǎn)鈔信息合并生成車(chē)輛本次的營(yíng)收記錄。 </p><p>　　這樣的傳統(tǒng)流程可以被采用物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)的新流程替代：當(dāng)車(chē)輛到達(dá)收銀室后，收銀人員刷自身的IC卡進(jìn)入POS機(jī)上的收銀系統(tǒng)，收錄車(chē)輛收銀信息，手持無(wú)線POS機(jī)完成待換的錢(qián)袋編號(hào)收錄、司機(jī)員工卡的信息收錄；再將新的錢(qián)袋編號(hào)錄

12、入POS機(jī)；最后無(wú)線手持設(shè)備會(huì)將錢(qián)箱或錢(qián)袋編號(hào)合并車(chē)輛信息等感知數(shù)據(jù)通過(guò)公司內(nèi)部的無(wú)線局域網(wǎng)傳輸?shù)礁兄獢?shù)據(jù)中間件服務(wù)器完成收銀過(guò)程。上傳后，POS機(jī)數(shù)據(jù)歸零。同時(shí)在PC端實(shí)時(shí)更新收銀收錄信息。 </p><p>　　在新收銀流程中，系統(tǒng)需要感知車(chē)輛，司機(jī)，錢(qián)袋，收銀員四個(gè)實(shí)體的信息，也即在車(chē)輛，司機(jī)，收銀員和錢(qián)袋上需要裝備RFID標(biāo)簽，通過(guò)手持無(wú)線設(shè)備獲取四個(gè)實(shí)體的信息，設(shè)備構(gòu)架圖如圖2所示，車(chē)輛信息可以預(yù)先綁定

13、在司機(jī)卡中。 </p><p>　　圖2 新收銀流程中系統(tǒng)硬件構(gòu)架圖 </p><p><b>　　四 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) </b></p><p>　　系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可以分為移動(dòng)客戶(hù)端和感知服務(wù)端，其中移動(dòng)客戶(hù)端負(fù)責(zé)接收車(chē)輛，司機(jī)，收銀員和錢(qián)袋的RFID標(biāo)簽信息。感知服務(wù)端負(fù)責(zé)將采集到的數(shù)據(jù)加工處理傳輸?shù)近c(diǎn)鈔中心。 </p><p>

14、　　4.1 移動(dòng)客戶(hù)端的實(shí)現(xiàn) </p><p>　　移動(dòng)客戶(hù)端主要包括RFID標(biāo)簽和移動(dòng)手持設(shè)備，其中RFID標(biāo)簽嵌入到兩種介質(zhì)中，一種是卡式介質(zhì)，卡式RFID電子標(biāo)簽的芯片內(nèi)可存儲(chǔ)：公交車(chē)車(chē)輛自編號(hào)、公交線路、司機(jī)工號(hào)、點(diǎn)鈔員工號(hào)等基本資料。另一種是袋式標(biāo)簽，該標(biāo)簽標(biāo)識(shí)每個(gè)錢(qián)袋的編號(hào)，是錢(qián)袋的唯一標(biāo)志。選擇使用的無(wú)源標(biāo)簽，其具有可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、維護(hù)成本低、操作方便并在惡劣環(huán)境下也能被輕易識(shí)別等優(yōu)點(diǎn)；是通過(guò)

15、標(biāo)簽內(nèi)置天線發(fā)出的頻率再在標(biāo)簽內(nèi)部產(chǎn)生信號(hào)傳輸，有效識(shí)別距離比有源標(biāo)簽短。 </p><p>　　移動(dòng)手持設(shè)備的開(kāi)發(fā)平臺(tái)基于Windows Mobile系統(tǒng)，采用C#編程實(shí)現(xiàn)。設(shè)備加載了可以讀取高頻無(wú)源信號(hào)的讀寫(xiě)器，可以讀取接觸式的無(wú)源RFID標(biāo)簽。系統(tǒng)首先需要確認(rèn)讀卡器工作狀態(tài)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的接入是否正常，然后獲取刷卡信息， 并將刷卡信息上傳到中間件服務(wù)器。完成收銀過(guò)程。 </p><p>

16、　　4.2 感知服務(wù)端的實(shí)現(xiàn) </p><p>　　感知服務(wù)器端處于物聯(lián)網(wǎng)框架的業(yè)務(wù)代理層，它將移動(dòng)手持設(shè)備獲取的傳送的數(shù)據(jù)包解包，過(guò)濾和整合后存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。感知服務(wù)器端主要由感知代理器，代理注冊(cè)器和數(shù)據(jù)融合功能模塊組成。感知代理器是服務(wù)器端中間件的核心組件，感知代理器對(duì)應(yīng)移動(dòng)客戶(hù)端系統(tǒng)，它在代理注冊(cè)器的代理隊(duì)列中注冊(cè)，由代理注冊(cè)器維護(hù)，這樣松散耦合的設(shè)計(jì)便于添加新的子系統(tǒng)而不需要重構(gòu)整個(gè)感知服務(wù)端。感知代理器

17、采用過(guò)濾器（DECORATOR）的設(shè)計(jì)模式，把適配器發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)包傳遞給不同的過(guò)濾器，每個(gè)過(guò)濾器將數(shù)據(jù)包處理后輸出傳遞給下一個(gè)過(guò)濾器，作為下一個(gè)過(guò)濾器的輸入，重復(fù)這個(gè)過(guò)程直到處理結(jié)束。數(shù)據(jù)融合功能模塊根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)則將感知代理器處理完成的數(shù)據(jù)包整合成為點(diǎn)鈔中心需要的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。 </p><p><b>　　五 結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　本系統(tǒng)采用了物聯(lián)網(wǎng)的RF