基于移動感知平臺的公交車輛收銀系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

1、<p>　　基于移動感知平臺的公交車輛收銀系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)</p><p>　　摘要：針對公交車輛在傳統(tǒng)公交停車場收銀管理中存在的數(shù)據(jù)采集非自動化、數(shù)據(jù)統(tǒng)計差錯、數(shù)據(jù)無法共享等缺點,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)需要的公交車輛收銀行為數(shù)據(jù)，包括司機，收銀員，錢袋和車輛數(shù)據(jù)、移動手持設(shè)備感知車輛在收銀環(huán)節(jié)中運行的狀態(tài)信息。這些信息通過感知服務(wù)端處理后傳送到

2、點鈔中心，解決了車輛在收銀過程中的數(shù)據(jù)收集，并實現(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>　　中圖分類號：TN711 文獻標(biāo)識碼：A </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　近年來，智慧城市建設(shè)的推進也加快了智能交通系統(tǒng)的建設(shè)和實施。公交車輛

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。公交車輛進入停車場內(nèi)需要經(jīng)過多個環(huán)節(jié)，從入場，安檢，收銀，洗車，加油，泊位，巡更直至出場，這些環(huán)節(jié)中，最關(guān)鍵的是車輛的收銀，它涉及到車輛一天的營收情況。傳統(tǒng)的收銀是將車輛上的錢箱回收集中到收銀中心，進行點鈔、復(fù)核和統(tǒng)計工作。一個錢箱每天的回收、清點都需要耗費10人次以上，回收錢箱和點鈔工作均采用人工操作，在清點過程中容易出現(xiàn)金額錄入錯誤和無法確認錢箱的歸屬的問題。本系統(tǒng)的提出基

4、于移動平臺技術(shù)實現(xiàn)公交車輛收銀過程，以期減少人工操作過程中出現(xiàn)錯誤，提高點鈔的工作效率，降低運營成本。最終使得該過程能被感知。 </p><p>　　物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展為本系統(tǒng)的實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)，系統(tǒng)通過無線射頻技術(shù)，移動感知技術(shù)，移動互聯(lián)技術(shù)感知車輛到達收銀點，并通過手持機獲取收銀錢箱或錢袋的信息為進一步的點鈔實現(xiàn)了無縫對接。 </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>　　射頻識別即RFID（Radio Frequency IDentification）技術(shù)，又稱無線射頻識別，是一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機械或光學(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)是一種簡單的無線系統(tǒng)，只有兩個基本器件，該系統(tǒng)用于控制、檢測和跟蹤物體。系統(tǒng)由一個詢問器（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>　?。?）讀寫器：可進行電子標(biāo)簽信息的讀/寫，接觸或感應(yīng)到電子標(biāo)簽時，發(fā)出射頻信號讀取標(biāo)簽信號，讀取到標(biāo)簽內(nèi)容后，對標(biāo)簽所標(biāo)識信息進行解碼，將其標(biāo)識信息連帶標(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。芯片儲存的是具有一定格式的電子數(shù)據(jù)信息，作為被識別物件的標(biāo)識性信息并且是唯一的數(shù)據(jù)載體。內(nèi)置天線用于讀取時射頻天線間的通信。 </p><p>　?。?）天線：電子標(biāo)簽與讀寫器之間傳輸數(shù)據(jù)的裝置。 </p><p>　　（4）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，公交車輛的收銀袋和錢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源芯片。該芯片可以近距離被帶有讀寫器的手持設(shè)備讀取。 </p><p><b>　　2.2 移動平臺 </b></p><p>　

9、　讀取無源RFID標(biāo)簽的無線手持設(shè)備采用機堅固耐用的防水防塵高工業(yè)等級設(shè)計，可承受各種環(huán)境下的日常使用，堅固耐用的結(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，可支持GPRS/WIFI/Blue Tooth等多種通訊傳輸模式。 </p><p>　　無線手持設(shè)備的嵌入式操作系統(tǒng)采用Windows Mobile（簡稱：WM），它是微軟針對移動設(shè)備而開發(fā)

10、的操作系統(tǒng)，由Windows桌面操作系統(tǒng)上變化而來的，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。系統(tǒng)開發(fā)需要使用目標(biāo)設(shè)備的平臺軟件開發(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。 </p><p><b>　　三 系統(tǒng)分析 </b></p><p>　　在傳統(tǒng)收銀流程中，車輛到達收銀室時，收銀人員采用登記簿登記

11、車輛上的收銀袋或錢箱，車輛信息，司機信息等，然后取下收銀袋或錢箱再次登記，等待點鈔結(jié)束后，收銀人員將收銀袋或錢箱信息，車輛信息，司機信息及點鈔信息合并生成車輛本次的營收記錄。 </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)車輛到達收銀室后，收銀人員刷自身的IC卡進入POS機上的收銀系統(tǒng)，收錄車輛收銀信息，手持無線POS機完成待換的錢袋編號收錄、司機員工卡的信息收錄；再將新的錢袋編號錄

12、入POS機；最后無線手持設(shè)備會將錢箱或錢袋編號合并車輛信息等感知數(shù)據(jù)通過公司內(nèi)部的無線局域網(wǎng)傳輸?shù)礁兄獢?shù)據(jù)中間件服務(wù)器完成收銀過程。上傳后，POS機數(shù)據(jù)歸零。同時在PC端實時更新收銀收錄信息。 </p><p>　　在新收銀流程中，系統(tǒng)需要感知車輛，司機，錢袋，收銀員四個實體的信息，也即在車輛，司機，收銀員和錢袋上需要裝備RFID標(biāo)簽，通過手持無線設(shè)備獲取四個實體的信息，設(shè)備構(gòu)架圖如圖2所示，車輛信息可以預(yù)先綁定

13、在司機卡中。 </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)實現(xiàn) </b></p><p>　　系統(tǒng)實現(xiàn)可以分為移動客戶端和感知服務(wù)端，其中移動客戶端負責(zé)接收車輛，司機，收銀員和錢袋的RFID標(biāo)簽信息。感知服務(wù)端負責(zé)將采集到的數(shù)據(jù)加工處理傳輸?shù)近c鈔中心。 </p><p>

14、　　4.1 移動客戶端的實現(xiàn) </p><p>　　移動客戶端主要包括RFID標(biāo)簽和移動手持設(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：公交車車輛自編號、公交線路、司機工號、點鈔員工號等基本資料。另一種是袋式標(biāo)簽，該標(biāo)簽標(biāo)識每個錢袋的編號，是錢袋的唯一標(biāo)志。選擇使用的無源標(biāo)簽，其具有可靠性高、使用壽命長、維護成本低、操作方便并在惡劣環(huán)境下也能被輕易識別等優(yōu)點；是通過

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)生信號傳輸，有效識別距離比有源標(biāo)簽短。 </p><p>　　移動手持設(shè)備的開發(fā)平臺基于Windows Mobile系統(tǒng)，采用C#編程實現(xiàn)。設(shè)備加載了可以讀取高頻無源信號的讀寫器，可以讀取接觸式的無源RFID標(biāo)簽。系統(tǒng)首先需要確認讀卡器工作狀態(tài)和無線網(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。完成收銀過程。 </p><p>

16、　　4.2 感知服務(wù)端的實現(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，它將移動手持設(shè)備獲取的傳送的數(shù)據(jù)包解包，過濾和整合后存儲到數(shù)據(jù)庫中。感知服務(wù)器端主要由感知代理器，代理注冊器和數(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，感知代理器對應(yīng)移動客戶端系統(tǒng)，它在代理注冊器的代理隊列中注冊，由代理注冊器維護，這樣松散耦合的設(shè)計便于添加新的子系統(tǒng)而不需要重構(gòu)整個感知服務(wù)端。感知代理器

17、采用過濾器（DECORATOR）的設(shè)計模式，把適配器發(fā)送來的數(shù)據(jù)包傳遞給不同的過濾器，每個過濾器將數(shù)據(jù)包處理后輸出傳遞給下一個過濾器，作為下一個過濾器的輸入，重復(fù)這個過程直到處理結(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)包整合成為點鈔中心需要的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。 </p><p><b>　　五 結(jié)束語 </b></p><p>　　本系統(tǒng)采用了物聯(lián)網(wǎng)的RF