CN103544297A - 基于二维码技术的公交集成信息控制***及方法 - Google Patents

基于二维码技术的公交集成信息控制***及方法 Download PDF

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Abstract

一种物联网智能交通***领域的基于二维码技术的公交信息管理***及方法，包括：设置于公交车内的移动信息终端、与之无线连接且设置于公交车外的集成信息实时数据库和服务器，移动信息终端与GPS卫星相连并实时更新当前GPS坐标信息，移动信息终端与服务器相连并传输信息包，服务器与集成信息实时数据库相连并传输用户查询请求信息，移动信息终端与集成信息实时数据库之间传输查询信息结果；本发明利用公交车内贴在座位后面的静态二维码端口以及手机GPS定位，提供给出行乘客实时到站预测等丰富动态的出行生活信息，架起公交公司和用户之间的信息沟通桥梁，帮助乘客合理规划出行安排，弥补传统手段的不足，提高居民出行效率，使交通更顺畅。

Description

基于二维码技术的公交集成信息控制***及方法
技术领域
本发明涉及的是一种物联网智能交通***领域的***，具体是一种基于二维码技术的公交信息控制***及方法。
背景技术
二维码是按一定规律在平面上分布黑白相间的图形来记录数据符号信息的某种特定的几何图形，广泛应用与商业行业中，用来传递信息或作为平台入口等等。与传统的一维条形码相比，其特点是储存量大、保密性高、追踪性高、成本便宜等，在交通领域具有较大应用潜力，包括交通调查、集成交通信息采集、服务平台建设等。
现有技术领域研究的焦点主要集中于两个方面：二维码用于公交乘车交费的研究和公交车站牌上的移动二维码研究。
在二维码用于公交乘车交费研究方面，Kang et al.(2009)将网络平台、二维码、Wap技术有效的结合起来,构成一个更加合理、更加方便的电子票务***。最后设计了一个网络平台,主要的技术核心是二维码的选择和图片的生成。二维码是一种具有大容量、可靠性高、防伪度强等特点的条形码,研究提供的二维码BMP格式生成算法,具有生成速度快、图片体积小等特点,同时该算法所生成的二维码图片,不但可以在各类网络浏览器中正常显示,还支持用户在终端对生成的二维码图片下载保存与在线打印。
Pan et al.(2012)讨论研究使用手机二维码在公共交通中充当付费中介的方法，通过公交公司和地铁公司与移动运营商之间的合作，推广该技术在公共交通中的运用，乘客通过手机短信获取相关面额的二维码，费用在其话费中扣除。通过安装在公交车上和地铁站入口处的识别终端，乘客刷取手机接收的二维码完成购票手续，极大地方便乘客的出行。
在公交车站牌上的移动二维码研究方面，有些城市都已经投入应用。在杭州，公交二维码是杭州公交集团和杭州三网科技有限公司联合推出的公共出行二维码信息查询***，这是目前国内二维码技术在公交领域的首次应用。有了它，就像随身带了张杭州公交地图，到哪里坐什么车都清清楚楚。通过在全市公交车站、公共自行车站等布设的二维条码，用户可以通过下载并安装专门的条码识别应用软件，利用手机自带的摄像头拍码即可到达指定的网址，每个公交站点都有不同的二维码，只要一拍就可以看到一张用户所在的区域地图，并可以随时随地获取周边餐饮、娱乐、道路、公交信息和换乘信息。2011年，全杭州市9000余个公交站点和自行车站点都在逐步布设二维码。出现在城市各个角落的二维码，逐步构成了随时随地上网的入口。二维码日平均访问量达到5.9万人次，最高值已突破8万人次/天，月访问总量突破百万。该项目还在第九届中国信息港论坛颁奖典礼“优秀成果奖”中荣获了国家级金奖。而在石家庄，2012年石家庄市已完成二维码公交信息化试点工程，作为国内首座引入此项工程的城市，石家庄也成为公交信息化的标杆城市。石家庄公交总公司从2011年下半年开始推行i码公交公共服务平台，在公交站牌、公交车内设置二维码，乘客用手机拍摄二维码即可获得公交线路信息等多项公共服务信息。进一步的应用则包括站站查询、无声报警、公交票卡充值等。目前，该工程已覆盖全石家庄市公交站点和公交车。
然而，二维码用于公交乘车交费方面的研究并不能给乘客提供公交等方面的信息；在公交车站牌上的移动二维码研究方面，站牌二维码推送的信息都很有限，一般为站点附近商业信息和首末班车时间等静态信息，更无法帮助已经上车的乘客，这样的二维码并没起到真正的效用。
经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN203055173，公开日2013-07-10，公开了一种“基于RFID和二维码的智能公交查询***”，包括车载终端、公交服务器和公交站台，车载终端通过阅读公交站台的RFID电子标签进行车辆行驶信息的实时采集并经处理后通过无线网络向公交服务器传输数据，公交服务器接收数据后进行信息处理、存储并提供查询服务，公交站台的二维码可提供现场智能公交查询途径。但该现有技术与本发明相比的缺陷和不足在于：①该技术只能在公交车站进行信息更新，信息更新不及时。而且如果在某一站无人上下车公交车不停靠时则无法进行信息传输；②公交站点环境复杂，高峰时期人流大，这会影响到RFID数据传输；③该技术服务对象仅仅针对在车站等车的乘客，对于已经上车的乘客没有帮助。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于二维码技术的公交集成信息控制***及方法，利用公交车内贴在座位后面的静态二维码端口以及手机GPS定位，提供给出行乘客实时到站预测等丰富动态的出行生活信息，架起公交公司和用户之间的信息沟通桥梁，帮助乘客合理规划出行安排，弥补传统手段的不足，提高居民出行效率，使交通更顺畅。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种基于二维码技术的公交集成信息控制***包括：设置于公交车内的移动信息终端、与之无线连接且设置于公交车外的集成信息实时数据库和服务器，其中：移动信息终端与GPS卫星相连并实时更新当前GPS坐标信息，移动信息终端与服务器相连并传输信息包，服务器与集成信息实时数据库相连并传输用户查询请求信息，移动信息终端与集成信息实时数据库之间传输查询信息结果。
所述的信息包由当前GPS坐标信息和用户查询请求信息组成。
所述的查询信息结果是指：交通信息、环境信息或生活信息中的任一或其组合。
所述的信息标签为二维码QR码实现，该信息标签由：10位的安全验证码、20位的车辆信息码以及50位的拓展码组成，其中：车辆信息码进一步由8位的车次信息、8位的首末班车时间以及4位的车型ID组成，具体如下：
表1
码位（共80位） 长度 功能 注释
[0]～[9] 10 安全验证码 防伪
[10]～[17] 8 车次信息 无
[18]～[25] 8 首末班车时间 如0600～2230
[26]～[29] 4 车型ID 表示车辆型号
[30]～[79] 50 拓展码 拓展加入新功能
所述的车次信息是用来检索数据库的关键信息，一个车次对应一条线路；
所述的拓展码用于在未来拓展并且加入新功能。
所述的移动信息终端包括：信息采集单元、二维码解码单元、安全验证单元、用户请求单元、GPS芯片和地图单元，其中：信息采集单元与二维码解码单元相连并传输初始二维码信息，二维码解码单元与安全验证单元相连并传输解码信息，GPS芯片与地图单元相连并传输确切位置信息，地图单元与用户请求单元相连并传输用户需要的地图信息。
所述的地图单元包括：MapActivity单元、MapView单元、MapController单元，其中：MapActivity单元与底层网络相连并传输显示叠层信息，MapView单元显示地图，而MapController单元与用户请求单元相连，控制地图的移动、缩放。
所述的集成信息实时数据库内置交通信息、环境信息以及生活信息。
本发明涉及上述***的控制方法，包括以下步骤：
步骤1、通过移动信息终端对设置于公交车上的信息标签进行视频采集后进行解码，把二维码图像转换成为二位编码形式，得到二维码信息；
步骤2、当二维编码通过安全验证，二位编码就会再度解码，并获得其中的车辆信息；
步骤3、将步骤2得到的车辆信息连同移动信息终端的GPS芯片所采集到的当前GPS坐标信息、用户查询请求信息组成信息包，通过无线方式发送至服务器；
步骤4、服务器端对步骤3中产生的信息包进行解析，获得移动信息终端当前所在确切位置信息和车辆使用情况信息，并且把用户查询请求信息输出至集成信息实时数据库；
步骤5、信息实时数据库根据步骤4中产生的用户查询请求信息，并最后通过无线方式将查询信息结果输出至移动信息终端，通过移动信息终端显示在移动信息终端屏幕上，完成信息的交互。
技术效果
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
1）穿梭二维码的设计。开发集成信息服务平台可以让静态二维码端口与GPS定位有效结合，架构公交公司和乘客间的快捷桥梁。
2）拓展位的设计。在平台上添加新功能时，只需在小范围调整编码，***即可方便更新。平台模块的开发拓展更具有可行性。
3）防伪验证码的设计。验证码不符合的二维码就无法链接到数据库，页面会显示连接错误，这样可以保证乘客扫码时的安全性。
4）个性化的用户定制。拓展码的设计使得公交公司可以根据用户需求增加或减少服务模块。比如，在现有的手机客户端中为客户提供了“公交自行车租赁”定制。此外还有多语言功能等拓展。
附图说明
图1为本发明整体逻辑图。
图2为实施例中交通信息分类示意图。
图3为实施例中手机显示页面示意图。
图4为实施例中莘庄镇-路况查询示意图。
图5为实施例中手机显示页面示意图。
图6为实施例中手机显示页面图示意图。
图7为实施例中手机显示页面示意图。
图8为实施例中Android手机“启用GPS卫星”设置选项示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
本实施例以上海市虹桥枢纽4路公交为试验线路，集成公交线路周边的交通生活信息，利用二维码储存量大、保密性高、追踪性高、成本便宜等特性，搭建公交公司和乘客的沟通桥梁。达到弥补传统查询手段的不足，优化出行决策，提高出行效率，证实二维码技术在公共交通领域的应用可行性的目的。
如图1所示，本实施例包括：设置于公交车内的移动信息终端、与之无线连接且设置于公交车外的集成信息实时数据库和服务器，其中：移动信息终端与GPS卫星相连并实时更新当前GPS坐标信息，移动信息终端与服务器相连并传输信息包，服务器与集成信息实时数据库相连并传输用户查询请求信息，移动信息终端与集成信息实时数据库之间传输查询信息结果。
该***通过以下方式实现实时管理：
步骤1、通过移动信息终端对设置于公交车上的信息标签进行视频采集后进行解码，把二维码图像转换成为二位编码形式，得到二维码信息；
步骤2、当二维编码通过安全验证，二位编码就会再度解码，并获得其中的车辆信息；
步骤3、将步骤2得到的车辆信息连同移动信息终端的GPS芯片所采集到的当前GPS坐标信息、用户查询请求信息组成信息包，通过无线方式发送至服务器；
步骤4、服务器端对步骤3中产生的信息包进行解析，获得移动信息终端当前所在确切位置信息和车辆使用情况信息，并且把用户查询请求信息输出至集成信息实时数据库；
步骤5、信息实时数据库根据步骤4中产生的用户查询请求信息，并最后通过无线方式将查询信息结果输出至移动信息终端，通过移动信息终端显示在移动信息终端屏幕上，完成信息的交互。
具体用户使用时，首先使用安卓手机下载本发明的客户端，然后打开客户端并扫描贴在公交车座位背后的二维码，进入页面后，乘客将看到交通信息、车辆信息、环境信息、生活和个性化四个选项。
如图2所示，若选择交通信息，乘客又会看到到站查询、路况查询、换乘查询三个选项。选择到站查询，屏幕会出现下一站距离和当前速度两个内容，提供给乘客用来估计预到达时间。若选择路况查询，手机将以地图直观显示当前位置周边1公里内的道路通畅情况，这有助于乘客有效预计到达目的地时间。若选择换乘查询，手机上将直接显示乘客即将要达到的站点，以及以后所有站点的名称及附近地标。点击其中一个站点名称，手机将会显示每一个站点的周边的换乘线路，换乘地点，运营时间，发车间隔时间和路经站点，这可以使乘客提高换乘效率。
到站查询：由于城市道路地面情况复杂，充满不确定性，无法准确地估计出到达站点时间。因此，到站信息仅包括下一站距离和车辆当前速度两个指标，提供给乘客用来估计预到达时间。以虹桥4路中沪闵路春申路站点至莘庄站点为例，建立数据库表如下：
Figure BDA0000404204750000061
再根据算法算出下一站距离和车辆当前速度，手机显示如图3所示。
路况查询：在数据库上给出道路名称，起点、终点经纬度，终点经纬度，交通状况，采用地图呈现，红色为严重拥堵，绿色为顺畅，黄色为一般拥堵。乘客若选择路况查询，手机将以地图直观显示当前位置周边1公里内的道路通畅情况，这有助于乘客有效预计到达目的地时间。虹桥枢纽4路全程途经6个乡镇/街道社区，在每一个镇中选取一个典型站点为例，建立6个数据库。以莘庄镇莘庄站点查询为例，如图4所示。手机页面显示如下表：
ID 马路 起点经度 起点纬度 终点经度 终点纬度 交通状况
1 七莘路 东经E121°22′ 北纬N31°06′ 东经E121°22′ 北纬N31°06′ 顺畅
2 沪闵公路 东经E121°22′ 北纬N31°06′ 东经E121°22′ 北纬N31°06′ 一般拥堵
3 沪闵公路 东经E121°22′ 北纬N31°06′ 东经E121°22′ 北纬N31°06′ 一般拥堵
4 莘松路 东经E121°22′ 北纬N31°06′ 东经E121°22′ 北纬N31°06′ 拥堵
5 莘松路 东经E121°22′ 北纬N31°06′ 东经E121°22′ 北纬N31°06′ 一般拥堵
6 沪闵公路 东经E121°22′ 北纬N31°06′ 东经E121°22′ 北纬N31°06′ 通畅
7 沪闵公路 东经E121°22′ 北纬N31°06′ 东经E121°22′ 北纬N31°06′ 通畅
8 莘建路 东经E121°22′ 北纬N31°06′ 东经E121°22′ 北纬N31°06′ 顺畅
9 莘建路 东经E121°22′ 北纬N31°06′ 东经E121°22′ 北纬N31°06′ 一般拥堵
10 莘建东路 东经E121°22′ 北纬N31°06′ 东经E121°22′ 北纬N31°06′ 一般拥堵
11 莘建东路 东经E121°22′ 北纬N31°06′ 东经E121°22′ 北纬N31°06′ 拥堵
这些数据于2013年3月8日实地采集,实际应用中，这些信息需由公交公司/运营者提供，数据库将会实时更新。
换乘查询：给出虹桥枢纽4路的各停靠车站和附近标志性建筑，可帮助游客或者不熟悉的乘客节约时间。选择换乘查询，手机上将直接显示乘客即将要达到的站点，以及以后所有站点的名称及周边地标。下表给出以沪闵路春申路站点至莘庄站点为例的数据库，
手机显示如图5所示。当乘客选择图5中的某个站点，手机屏幕将会显示此站点周边的换乘线路和地点。以选择莘庄站为例，换乘查询数据库如下表所示：
Figure BDA0000404204750000072
手机界面如图6所示。当乘客选择某条线路，手机屏幕将会显示此换乘线路的运营时间，发车间隔时间以及路经站点，以提高换乘效率。以116线路为例，数据库如下表所示：
Figure BDA0000404204750000081
手机显示页面如图7所示。
若选择车辆信息，手机将会显示所在的车辆名称、车辆信息、首末班车时间、车主信息、公交牌照等信息。
若选择环境信息，屏幕中将显示气象台发布的中心城区实时气象信息、PM2.5指数以及空气质量指数。
所述的环境信息主要分为气象查询、空气质量、生活指数三方面。来源为上海气象局的信息发布平台。如果公交部门可以和气象局合作，直接共享气象局发布的信息，则可以提供乘客更加便捷准确的第一手生活气象信息。①气象台发布的气温、相对湿度、紫外线等级等中心城区实时气象信息每小时刷新一次。除当天气象查询，还提供最近五天天气查询。②五个常用生活指数分别是体感、晾晒、中暑、火险、晚锻炼指数。每个指数都有4等级，用直观颜色条表示。指数更贴近生活，且比较通俗易懂。这类指数预报恰巧是天气查询手机软件较少涵盖的内容。③空气质量的预报。空气质量指数（AQI,air quality index）不同等级对健康影响情况以及建议采取的措施都是不同的。与交通信息类似，按照虹桥枢纽4路途径的6个镇，对每个镇的空气质量情况进行预报。
若选择生活，屏幕将显示五个常用生活指数，分别是体感、晾晒、中暑、火险、晚锻炼指数。每个指数都有4等级，用直观颜色条表示。指数更贴近生活，且比较通俗易懂。这类指数预报恰巧是天气查询手机软件较少涵盖的内容。
若选择个性化，将会出现“公交自行车租赁”定制、多语言功能等拓展功能。

Claims (6)

1.一种基于二维码技术的公交集成信息控制***，其特征在于，包括：设置于公交车内的移动信息终端、与之无线连接且设置于公交车外的集成信息实时数据库和服务器，其中：移动信息终端与GPS卫星相连并实时更新当前GPS坐标信息，移动信息终端与服务器相连并传输信息包，服务器与集成信息实时数据库相连并传输用户查询请求信息，移动信息终端与集成信息实时数据库之间传输查询信息结果；
所述的信息包由当前GPS坐标信息和用户查询请求信息组成；
所述的查询信息结果是指：交通信息、环境信息或生活信息中的任一或其组合；
所述的信息标签为二维码QR码实现；
所述的集成信息实时数据库内置交通信息、环境信息以及生活信息。
2.根据权利要求1所述的***，其特征是，所述的信息标签由：10位的安全验证码、20位的车辆信息码以及50位的拓展码组成，其中：车辆信息码进一步由8位的车次信息、8位的首末班车时间以及4位的车型ID组成。
3.根据权利要求2所述的***，其特征是，所述的车次信息是用来检索数据库的关键信息，一个车次对应一条线路；
所述的拓展码用于在未来拓展并且加入新功能。
4.根据权利要求1所述的***，其特征是，所述的移动信息终端包括：信息采集单元、二维码解码单元、安全验证单元、用户请求单元、GPS芯片和地图单元，其中：信息采集单元与二维码解码单元相连并传输初始二维码信息，二维码解码单元与安全验证单元相连并传输解码信息，GPS芯片与地图单元相连并传输确切位置信息，地图单元与用户请求单元相连并传输用户需要的地图信息。
5.根据权利要求4所述的***，其特征是，所述的地图单元包括：MapActivity单元、MapView单元、MapController单元，其中：MapActivity单元与底层网络相连并传输显示叠层信息，MapView单元显示地图，而MapController单元与用户请求单元相连，控制地图的移动、缩放。
6.一种根据上述任一权利要求所述***的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、通过移动信息终端对设置于公交车上的信息标签进行视频采集后进行解码，把二维码图像转换成为二位编码形式，得到二维码信息；
步骤2、当二维编码通过安全验证，二位编码就会再度解码，并获得其中的车辆信息；
步骤3、将步骤2得到的车辆信息连同移动信息终端的GPS芯片所采集到的当前GPS坐标信息、用户查询请求信息组成信息包，通过无线方式发送至服务器；
步骤4、服务器端对步骤3中产生的信息包进行解析，获得移动信息终端当前所在确切位置信息和车辆使用情况信息，并且把用户查询请求信息输出至集成信息实时数据库；
步骤5、信息实时数据库根据步骤4中产生的用户查询请求信息，并最后通过无线方式将查询信息结果输出至移动信息终端，通过移动信息终端显示在移动信息终端屏幕上，完成信息的交互。
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