基于轨道交通大读写器的集成乘客票务处理设备的制作方法

1.本发明涉及票务设备技术领域，具体地，涉及一种基于轨道交通大读写器的集成乘客票务处理设备。


背景技术：

2.票务处理终端包含闸机、半自动售票机、自动售票机，是作为整个afc系统中一个重要的节点，负责各类支付凭证的销售，进站、出站、充值、异常票务处理等工作。现有的票务处理终端业务以工控机为核心，控制着乘客显示屏、操作员显示屏、读写器、二维码读头、人脸识别模块、打印机等部件，来完成业务过程。
3.现有的票务处理机存在以下的诸多的弊端：
4.1、各类外置设备接口太多采购成本高。票务处理终端组成部件多且复杂。工控机，读写器，二维码读头、操作员显示屏，人脸识别模块等组成，模块采购成本高，而且每一个部件的功能单一。
5.2、不同种类设备软件、硬件不统一。票务处理终端支付凭证业务处理主要由工控机负责，不同设备不同厂家的硬件以及软件不同，由此带来故障点增多，通过线缆连接各个部件，线缆的连接不可靠影响票务处终端的稳定运行，提高了运行维护的成本。同时，由于不同设备软件不同，随着业务软件改造，工作量较大成本较高。


技术实现要素：

6.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于轨道交通大读写器的集成乘客票务处理设备。
7.根据本发明提供的一种基于轨道交通大读写器的集成乘客票务处理设备，包括：轨道交通大读写器，读写器天线，二维码读头以及人脸识别模块；所述读写器天线与轨道交通大读写器连接，用于收发数据，二维码读头与轨道交通大读写器连接，用于实现二维读取功能，所述人脸识别模块与轨道交通大读写器连接，用于实现人脸识别功能，所述轨道交通大读写器与afc系统后台连接，实现票务数据交互。
8.优选的，所述轨道交通大读写器包括：处理器、存储器、rtc时钟、电子标识、视觉人机接口、听觉人机接口、通讯接口以及sam卡座；
9.所述处理器作为计算单元，处理系统任务；
10.所述存储器用于存储系统软件和数据；
11.所述rtc时钟带备份电池，支持实时时钟；
12.所述电子标识用于身份识别；
13.所述视觉人机接口用于连接视觉指示设备，包括电源指示灯、系统运行指示灯、用户指示灯以及数码管；
14.所述听觉人机接口连接内置蜂鸣器，用于发出声响提示处理结果；
15.所述通讯接口包括usb串行通信接口，rs232接口以及rj45网络接口；
16.所述sam卡座用于安装sam卡。
17.优选的，所述系统软件包括数据接口层、业务逻辑层、票卡业务层以及硬件驱动层；
18.所述数据接口层包括上位机数据转换模块，用于为轨道交通大读写器内部的业务逻辑层和外部接口进行数据转换，适配不同的外部接口标准；
19.所述业务逻辑层处理票卡业务的逻辑判断和数据组织与记录，包括主控单元、专项业务和通用业务；所述主控单元主要根据数据接口层传入的数据进行业务识别，并根据业务识别的结果来调用专项业务及通用业务模块的函数接口；所述专用业务模块只包含每种设备类型个性化内容，通用模块则包括除个性化内容外的其余通用内容；
20.所述票卡业务层负责控制车票的各种读写业务；
21.所述硬件驱动层包括读写器硬件控制模块，用于驱动各组成硬件。
22.优选的，所述专项业务包括票价解析子模块、黑名单解析子模块、日志服务子模块以及卡驱动子模块，每个子模块包含了该业务类型的全部业务逻辑及函数接口，处理业务时，主控单元将根据需要来调用相应的模块的函数接口；
23.所述专项业务包括agm子模块、tvm子模块以及bom子模块，每个子模块中包含了该设备类型的全部业务逻辑及函数接口，处理业务时，主控单元将根据读写器初始化时设置的设备类型来调用相应的模块的函数接口。
24.优选的，所述软件系统包括票卡识别步骤和人脸识别步骤；所述票卡识别步骤通过二维码读头获取乘客二维码图像，通过票务处理设备分析二维码并完成支付操作，将支付结果上传至afc后台系统；所述人脸识别步骤通过人脸识别模块获取乘客人脸数据，乘客票务处理设备将人脸数据上传至afc后台比对，乘客票务处理设备根据比对结果执行相应操作，将交易数据上传至afc后台。
25.优选的，所述票卡识别步骤包括：
26.步骤s6.1：根据支付凭证建立票务处理设备与乘客的连接；
27.步骤s6.2：连接成功后通过二维码读头获取乘客手机界面，判断是否为二维码业务，若是，则选择处理的码类型；若否，则转移至其他业务流程；
28.步骤s6.3：通过二维码读头对二维码进行验证，进行业务的判断，向乘客提示异常原因以及后续处理动作和需要支付的费用，判断乘客是否确认，若是，则执行步骤s6.4，若否，则断开连接；
29.步骤s6.4：根据业务判断是否需要操作乘客手机拉起支付接口，若是，则拉起乘客手机支付接口或直接实体卡扣费，若否，则执行步骤s6.6；
30.步骤s6.5：判断乘客是否支付完成，若是，则由afc后台返回支付结果，并执行步骤s6.6；若否，则退出；
31.步骤s6.6：二维码后台业务处理支付结果，并上传tp数据，乘客票务处理设备推送电子票据，乘客手机退出交易，通过afc后台接收tp数据。
32.优选的，所述人脸识别步骤包括：
33.步骤s7.1：通过乘客票务处理设备的人脸识别模块获取乘客面部信息，判断人脸数据质量是否满足要求，若是，则执行步骤s7.2；若否，则执行步骤s7.3；
34.步骤s7.2：通过乘客票务处理设备将人脸数据发送至afc后台系统，执行步骤
s7.5；
35.步骤s7.3：通过乘客票务处理设备做出提示，包括请靠近屏幕、请正对屏幕；
36.步骤s7.4：乘客阅读提示，并根据提示调整站位或角度，通过乘客票务处理设备判断调整后的人脸数据质量是否满足要求，若否，至执行步骤s7.3，若是，则执行步骤s7.2；
37.步骤s7.5：通过afc后台系统进行人脸比对，并返回比对结果至乘客票务处理设备；
38.步骤s7.6：通过乘客票务处理设备判断人脸比对是否通过，若是，则人脸模块显示屏显示“可通过”，打开闸门，通行结束，并执行步骤s7.7；若否，则人脸模块显示屏提示“人脸比对不通过”，闸门关闭；
39.步骤s7.7：通过乘客票务处理设备将交易数据上传至afc后台系统，由afc后台系统接收交易数据并结束。
40.优选的，所述软件系统包括票卡识别模块和人脸识别模块；所述票卡识别模块通过二维码读头获取乘客二维码图像，通过票务处理设备分析二维码并完成支付操作，将支付结果上传至afc后台系统；所述人脸识别模块通过人脸识别模块获取乘客人脸数据，乘客票务处理设备将人脸数据上传至afc后台比对，乘客票务处理设备根据比对结果执行相应操作，将交易数据上传至afc后台。
41.优选的，所述票卡识别模块包括：
42.模块m9.1：根据支付凭证建立票务处理设备与乘客的连接；
43.模块m9.2：连接成功后通过二维码读头获取乘客手机界面，判断是否为二维码业务，若是，则选择处理的码类型；若否，则转移至其他业务流程；
44.模块m9.3：通过二维码读头对二维码进行验证，进行业务的判断，向乘客提示异常原因以及后续处理动作和需要支付的费用，判断乘客是否确认，若是，则执行模块m9.4，若否，则断开连接；
45.模块m9.4：根据业务判断是否需要操作乘客手机拉起支付接口，若是，则拉起乘客手机支付接口或直接实体卡扣费，若否，则执行模块m9.6；
46.模块m9.5：判断乘客是否支付完成，若是，则由afc后台返回支付结果，并执行模块m9.6；若否，则退出；
47.模块m9.6：通过二维码后台业务处理支付结果，并上传tp数据，乘客票务处理设备推送电子票据，乘客手机退出交易，通过afc后台接收tp数据。
48.优选的，所述人脸识别模块包括：
49.模块m10.1：通过乘客票务处理设备的人脸识别模块获取乘客面部信息，判断人脸数据质量是否满足要求，若是，则执行模块m10.2；若否，则执行模块m10.3；
50.模块m10.2：通过乘客票务处理设备将人脸数据发送至afc后台系统，执行模块m10.5；
51.模块m10.3：通过乘客票务处理设备做出提示，包括请靠近屏幕、请正对屏幕；
52.模块m10.4：令乘客阅读提示，并根据提示调整站位或角度，通过乘客票务处理设备判断调整后的人脸数据质量是否满足要求，若否，至执行模块m10.3，若是，则执行模块m10.2；
53.模块m10.5：通过afc后台系统进行人脸比对，并返回比对结果至乘客票务处理设
备；
54.模块m10.6：通过乘客票务处理设备判断人脸比对是否通过，若是，则通过人脸模块显示屏显示“可通过”，打开闸门，通行结束，并执行模块m10.7；若否，则通过人脸模块显示屏提示“人脸比对不通过”，闸门关闭；
55.模块m10.7：通过乘客票务处理设备将交易数据上传至afc后台系统，由afc后台系统接收交易数据并结束。
56.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
57.1、本设备精简和集成票务处理设备，集成度高，故障点少，成本更低；通过统一读写器软件、硬件，对减少备品备件成本，以及后续软件改造成本。
58.2、本设备创新性的实现乘客与票务处理设备之间数据互联；实现线下业务线上处理，电子票据实时推送；更便捷，更快速，拉近与乘客间的距离。
59.3、本设备可由乘客自助处理，节省人力成本，且占用空间小，可批量部署。
60.4、具备专门的维护功能，可维护性好、门槛低。多种不同设备可兼容使用，兼容性好、扩展方便。减少了交易数据的转发，减少了数据丢失可能，保障了数据的完整性。
附图说明
61.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
62.图1为本发明实施例集成乘客票务处理设备的组成结构图；
63.图2为本发明实施例采用app后台处理的二维码乘车业务流程图；
64.图3为本发明实施例采用第三方渠道后台处理的二维码乘车业务流程图；
65.图4为本发明实施例互联网乘车业务逻辑图；
66.图5为本发明实施例系统软件模块图；
67.图6为本发明实施例中票卡识别步骤流程图；
68.图7为本发明实施例中人脸识别步骤流程图。
具体实施方式
69.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
70.本发明介绍了一种集成乘客票务处理设备，本技术方案依托于互联网技术的高速发展，以及二维码、nfc、人脸识别等新的支付的应用普及，票务处理终端组件，增强读写器功能，将其作为整个业务的控制核心，将原有的票卡识别、二维码识别、人脸识别以及工控机支付凭证软件处理功能全部集中到大读写器。并实现与乘客实体卡、nfc手机、二维码、人脸识别进行业务交互。不需要另行在上位机(工控机连接外设设备)处理业务，便于硬件、软件的统一管理。
71.参照图1，本设备包括：轨道交通大读写器，读写器天线，二维码读头以及人脸识别模块；所述读写器天线与轨道交通大读写器连接，用于收发数据，二维码读头与轨道交通大
读写器连接，用于实现二维读取功能，所述人脸识别模块与轨道交通大读写器连接，用于实现人脸识别功能，所述轨道交通大读写器与afc系统后台连接，实现票务数据交互。
72.轨道交通大读写器包括：处理器、存储器、rtc时钟、电子标识、视觉人机接口、听觉人机接口、通讯接口以及sam卡座；所述处理器作为计算单元，处理系统任务；所述存储器用于存储系统软件和数据；所述rtc时钟带备份电池，支持实时时钟；所述电子标识用于身份识别；所述视觉人机接口用于连接视觉指示设备，包括电源指示灯、系统运行指示灯、用户指示灯以及数码管；所述听觉人机接口连接内置蜂鸣器，用于发出声响提示处理结果；所述通讯接口包括usb串行通信接口，rs232接口以及rj45网络接口；所述sam卡座用于安装sam卡。
73.本设备的技术参数如下：
74.使用基于arm a17架构的嵌入式操作平台(os)，能支持更高性能的处理器和更高容量的存储器，处理性能及容量较arm9单片机读写器有大幅提升。
75.增加网络接口，对于参数、程序等文件可通过网络直接下载给读写器，通讯速率较以往传统的串口通信有大幅提高，能有效减少交互上的延缓，加快读写器的响应速率，交互信息量大的时候效果尤为明显。
76.票卡处理业务完全下移，减少与上位机的交互过程，减少交易出错几率。
77.可通过网络直接获取读写器的日志和窥看读写器内部交易文件及参数文件等等。
78.使用网络协议支持并行通信，改变以前串行通信的单一局面，提高并发业务处理效率。
79.读写器内部软件采用分层设计思想，秉承职责单一原则，划分各大业务处理模块，提高处理效率，减少问题分析难度，控制升级风险。
80.改变以前链式报文串的落后接入方式，给ecu提供结构化编程的接口api，更便于ecu软件开发人员直接使用，大大降低接入难度和增加数据输入的有效性。
81.对通卡及轨道等票卡处理的核心业务进行专属模块规划，在不影响业务处理的前提下，可有效的对车票结构规划进行保密，进一步增加交易的安全性。
82.能够支持互联网 下的新技术的应用，如二维码刷码技术、银联oda技术等。
83.硬件参数如下表所示：
[0084][0085][0086]
本设备的接口说明如下表所示：
[0087]
名称定义power12v电源输入
reset物理复位按钮com1工控机接口(一路232),兼容485或422com2两路串口ant1射频天线1(主天线)usb双层usb(一路为otg，一路为host)lan11000m网口
ꢀꢀ
ant2射频天线2(无源天线)i/o可控io口vga视频输出接口lan2预留网口ant3预留有源天线口
[0088]
轨道交通大读写器软件增加票务处理业务软件。并增加相关的接口，实现与乘客手机端app或者小程序的交互控制。
[0089]
①
应用场景
[0090]
依托互联网实现轨道交通二维码购票、扫码过闸乘车业务，结合地铁实际情况，实现以下业务目标：半自动售票机互联网被扫支付、二维码扫码过闸乘车。
[0091]
半自动售票机互联网支付：半自动售票机票务人员在需要乘客支付时，询问乘客的支付方式，如果乘客选用互联网方式，点击互联网支付按钮后使用二维码扫描模块扫描乘客手机中的微信、支付宝等app的付款二维码进行扣款。
[0092]
二维码乘车：乘客可以直接使用轨道交通app、微信、支付宝和银联手机app乘车二维码实现进、出站，先乘车后付费，提升乘客出行体验，缓解现场购票、充值压力。
[0093]
②
业务流程
[0094]
半自动售票机互联网支付业务场景下，读写器通过二维码扫描模块读取到乘客手机的付款二维码，不同的支付机构在二维码中注入的信息规则不一致，需要发送至对应的服务器根据其编码规则解析。
[0095]
二维码乘车业务场景下，电子票在手机中展现的形式是动态二维码，读写器通过读取二维码与手机建立通信连接，完成车票的读取、识别、认证及其他相关票务的作业。
[0096]
操作步骤如下：
[0097]
第一步：通过手机app获取动态二维码电子票乘车凭证(仅在规定时间内有效)；
[0098]
第二步：持二维码进行刷闸操作完成进出站乘车。参照图2和图3所示；
[0099]
互联网乘车业务逻辑下，自动检票机读写器通过二维码扫描模块扫描app展示的乘车二维码，检验二维码的有效性，向互联网服务平台发送出站申请，互联网平台接收申请后，进行行程控制验证站许可反馈给自动检票机。
[0100]
自动检票机接收到进出站许可后，进行判断：如果不允许进出站，流程结束；如果允许进出站，闸门开门完成进出站，将进出站交易反馈给互联网服务平台。参照图4所示。
[0101]
本设备的系统软件包括数据接口层、业务逻辑层、票卡业务层以及硬件驱动层，参照图5所示。
[0102]
上位机数据转换模块负责为读写器内部的业务逻辑层与读写器外部接口进行数
据转换，便于适应各种不同的外部接口标准。
[0103]
业务逻辑层负责处理票卡的业务逻辑判断及数据组织与记录，包含主控单元、专项业务和通用业务三大部分。
[0104]
主控单元主要根据数据接口层传入的数据进行业务识别，并根据业务识别的结果来调用专项业务及通用业务模块的函数接口。专用业务模块只包含每种设备类型个性化内容，通用模块则包含了除个性化内容外的其他通用内容，两者以一种互补的形式存在。
[0105]
专项业务模块以设备类型分为了agm、tvm、bom三个子模块，每个子模块中包含了该设备类型的全部业务逻辑及函数接口，处理业务时，主控单元将根据读写器初始化时设置的设备类型来调用相应的模块的函数接口。
[0106]
通用业务模块以业务类型分为了票价解析、黑名单解析、日志服务及卡驱动四个子模块，每个子模块中包含了该业务类型的全部业务逻辑及函数接口，处理业务时，主控单元将根据需要来调用相应的模块的函数接口。
[0107]
票卡业务层，负责控制车票的各种读写业务，目前主要分为轨道车票和重庆通卡两个模块，其中轨道发行的车票由acc车票模块负责，重庆通卡公司发行的车票由重庆通卡模块负责，后期可扩展其他发卡方。轨道车票模块只针对轨道发行的单程票进行车票读写处理，当读写器识别到所读到的车票的发行商代码为轨道，则调用该模块对当前车票进行处理。重庆通卡模块只针对重庆通卡公司发行的储值票进行车票读写处理，当读写器识别到所读到的车票的发行商代码为重庆通卡公司，则调用该模块对当前车票进行处理。其他发卡方模块预留
[0108]
本设备在系统软件上包括：票卡识别步骤和人脸识别步骤；所述票卡识别步骤通过二维码读头获取乘客二维码图像，通过票务处理设备分析二维码并完成支付操作，将支付结果上传至afc后台系统；所述人脸识别步骤通过人脸识别模块获取乘客人脸数据，乘客票务处理设备将人脸数据上传至afc后台比对，乘客票务处理设备根据比对结果执行相应操作，将交易数据上传至afc后台。
[0109]
更为详细的，参照图6，所述票卡识别步骤包括：
[0110]
步骤s6.1：根据支付凭证建立票务处理设备与乘客的连接；
[0111]
步骤s6.2：连接成功后通过二维码读头获取乘客手机界面，判断是否为二维码业务，若是，则选择处理的码类型；若否，则转移至其他业务流程；
[0112]
步骤s6.3：通过二维码读头对二维码进行验证，进行业务的判断，向乘客提示异常原因以及后续处理动作和需要支付的费用，判断乘客是否确认，若是，则执行步骤s6.4，若否，则断开连接；
[0113]
步骤s6.4：根据业务判断是否需要操作乘客手机拉起支付接口，若是，则拉起乘客手机支付接口或直接实体卡扣费，若否，则执行步骤s6.6；
[0114]
步骤s6.5：判断乘客是否支付完成，若是，则由afc后台返回支付结果，并执行步骤s6.6；若否，则退出；
[0115]
步骤s6.6：二维码后台业务处理支付结果，并上传tp数据，乘客票务处理设备推送电子票据，乘客手机退出交易，通过afc后台接收tp数据。
[0116]
更为详细的，参照图7，所述人脸识别步骤包括：
[0117]
步骤s7.1：通过乘客票务处理设备的人脸识别模块获取乘客面部信息，判断人脸
数据质量是否满足要求，若是，则执行步骤s7.2；若否，则执行步骤s7.3；
[0118]
步骤s7.2：通过乘客票务处理设备将人脸数据发送至afc后台系统，执行步骤s7.5；
[0119]
步骤s7.3：通过乘客票务处理设备做出提示，包括请靠近屏幕、请正对屏幕；
[0120]
步骤s7.4：乘客阅读提示，并根据提示调整站位或角度，通过乘客票务处理设备判断调整后的人脸数据质量是否满足要求，若否，至执行步骤s7.3，若是，则执行步骤s7.2；
[0121]
步骤s7.5：通过afc后台系统进行人脸比对，并返回比对结果至乘客票务处理设备；
[0122]
步骤s7.6：通过乘客票务处理设备判断人脸比对是否通过，若是，则人脸模块显示屏显示“可通过”，打开闸门，通行结束，并执行步骤s7.7；若否，则人脸模块显示屏提示“人脸比对不通过”，闸门关闭；
[0123]
步骤s7.7：通过乘客票务处理设备将交易数据上传至afc后台系统，由afc后台系统接收交易数据并结束。
[0124]
本设备在系统软件上还包括：票卡识别模块和人脸识别模块。
[0125]
所述票卡识别模块通过二维码读头获取乘客二维码图像，通过票务处理设备分析二维码并完成支付操作，将支付结果上传至afc后台系统。票卡识别模块包括：
[0126]
模块m9.1：根据支付凭证建立票务处理设备与乘客的连接；
[0127]
模块m9.2：连接成功后通过二维码读头获取乘客手机界面，判断是否为二维码业务，若是，则选择处理的码类型；若否，则转移至其他业务流程；
[0128]
模块m9.3：通过二维码读头对二维码进行验证，进行业务的判断，向乘客提示异常原因以及后续处理动作和需要支付的费用，判断乘客是否确认，若是，则执行模块m9.4，若否，则断开连接；
[0129]
模块m9.4：根据业务判断是否需要操作乘客手机拉起支付接口，若是，则拉起乘客手机支付接口或直接实体卡扣费，若否，则执行模块m9.6；
[0130]
模块m9.5：判断乘客是否支付完成，若是，则由afc后台返回支付结果，并执行模块m9.6；若否，则退出；
[0131]
模块m9.6：通过二维码后台业务处理支付结果，并上传tp数据，乘客票务处理设备推送电子票据，乘客手机退出交易，通过afc后台接收tp数据。
[0132]
所述人脸识别模块通过人脸识别模块获取乘客人脸数据，乘客票务处理设备将人脸数据上传至afc后台比对，乘客票务处理设备根据比对结果执行相应操作，将交易数据上传至afc后台。人脸识别模块包括：
[0133]
模块m10.1：通过乘客票务处理设备的人脸识别模块获取乘客面部信息，判断人脸数据质量是否满足要求，若是，则执行模块m10.2；若否，则执行模块m10.3；
[0134]
模块m10.2：通过乘客票务处理设备将人脸数据发送至afc后台系统，执行模块m10.5；
[0135]
模块m10.3：通过乘客票务处理设备做出提示，包括请靠近屏幕、请正对屏幕；
[0136]
模块m10.4：令乘客阅读提示，并根据提示调整站位或角度，通过乘客票务处理设备判断调整后的人脸数据质量是否满足要求，若否，至执行模块m10.3，若是，则执行模块m10.2；
[0137]
模块m10.5：通过afc后台系统进行人脸比对，并返回比对结果至乘客票务处理设备；
[0138]
模块m10.6：通过乘客票务处理设备判断人脸比对是否通过，若是，则通过人脸模块显示屏显示“可通过”，打开闸门，通行结束，并执行模块m10.7；若否，则通过人脸模块显示屏提示“人脸比对不通过”，闸门关闭；
[0139]
模块m10.7：通过乘客票务处理设备将交易数据上传至afc后台系统，由afc后台系统接收交易数据并结束。
[0140]
在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0141]
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。