申请/专利权人：上海工程技术大学

申请日：2019-06-28

公开（公告）日：2023-10-31

公开（公告）号：CN110298429B

主分类号：G06K19/07

分类号：G06K19/07;G01S19/13;G01S19/42

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.10.31#授权;2019.11.01#实质审查的生效;2019.10.01#公开

摘要：本发明涉及一种具有自动提醒功能的单程地铁卡，包括卡片底板和包裹在卡片底板上的卡片外壳，卡片底板与卡片外壳之间设有安装在卡片底板上的微控制器、定位器和蜂鸣器，微控制器包括微处理器、快闪存储器和天线，快闪存储器和定位器分别与微处理器的第一输入端、第二输入端连接，微处理器的输出端连接至蜂鸣器。与现有技术相比，本发明结合快闪存储器、定位器、微处理器和蜂鸣器，通过比较分析当前位置MAC码、进站区MAC码和出站区MAC码，能自动提醒乘坐反方向、乘坐到站和乘坐过站，方便了乘客的地铁出行，使乘客获得更好的地铁乘车体验。

主权项：1.一种具有自动提醒功能的单程地铁卡，其特征在于，包括卡片底板6和卡片外壳7，所述卡片外壳7包裹在卡片底板6上，所述卡片底板6与卡片外壳7之间设有安装在卡片底板6上的微控制器、定位器4和蜂鸣器5，所述微控制器包括微处理器1、快闪存储器2和天线3，所述快闪存储器2和定位器4分别与微处理器1的第一输入端、第二输入端连接，所述微处理器1的输出端连接至蜂鸣器5，所述快闪存储器2用于存储及自动擦除单程地铁卡的MAC码；所述微处理器1用于计算单程地铁卡当前位置MAC码、比较当前位置MAC码并输出控制信号给蜂鸣器5；所述蜂鸣器5用于根据控制信号发出对应的响声；所述快闪存储器2设有发行区、发售区、进站区和出站区，所述进站区和出站区均连接至处理器的第一输入端，所述发行区内存储有单程地铁卡的发行区MAC码，所述发行区MAC码用于单程地铁卡的初始化操作；所述发售区内存储有单程地铁卡的发售区MAC码，所述发售区MAC码用于单程地铁卡的进出站操作；所述进站区用于记录进站区MAC码，所述进站区MAC码在单程地铁卡进站后自动擦除；所述出站区内用于记录出站区MAC码，所述出站区MAC码在单程地铁卡出站后自动擦除；所述进站区MAC码小于出站区MAC码；上述单程地铁卡的具体应用过程为：乘客在购买具有自动提醒功能的单程地铁卡之后，快闪存储器2的进站区记录进站区MAC码，并将进站区MAC码发送给微处理器1，同时出站区记录出站区MAC码，并将出站区MAC码发送给微处理器1；成功进站之后，快闪存储器2的进站区自动擦除进站区MAC码，定位器4通过北斗模块和GPS模块实时采集当前乘客所在的地理位置信息，并且将当前位置信息发送给微处理器1，由微处理器1计算当前位置MAC码，并结合进站区MAC码、出站区MAC码和当前位置MAC码进行比较分析：若当前位置MAC码小于进站区MAC码，则微处理器1判断乘客乘坐反方向，向蜂鸣器5发出第一控制信号，使蜂鸣器5响两声，提醒乘客已经乘坐反方向，需要尽快下车前往正确方向的列车；若当前位置MAC码在进站区MAC码和出站区MAC码之间，即当前位置MAC码大于进站区MAC码、且小于出站区MAC码，则微处理器1判断乘客处于正确乘车过程中，不向蜂鸣器5发出控制信号，蜂鸣器5不发出响声；若当前位置MAC码与出站区MAC码相同，则微处理器1判断乘客已经到达出站点，向蜂鸣器5发出第二控制信号，使蜂鸣器5响四声，提醒乘客已经到站，需要及时下车，成功出站后，快闪存储器2的出站区自动擦除出站区MAC码；若当前位置MAC码大于出站区MAC码，则微处理器1判断乘客乘坐过站，向蜂鸣器5发出第三控制信号，使蜂鸣器5响六声，提醒乘客已经坐过站，需要尽快下车并前往正确方向的列车，以此来减少由于一些客观因素导致坐过站的乘客时间损失和地铁内的空间资源浪费。

全文数据：一种具有自动提醒功能的单程地铁卡技术领域本发明涉及地铁交通技术领域，尤其是涉及一种具有自动提醒功能的单程地铁卡。背景技术城市轨道交通作为城市居民出行过程中最为重要的出行方式，每天负载着巨大的客流量，这使得地铁卡的需求量也十分的巨大。目前被乘客广泛使用的地铁卡主要分为两类：储值卡和单程卡，其中储值卡一般由经常乘坐地铁的乘客在使用，这些有地铁乘坐经验的乘客极少发生乘坐过站或者乘坐反方向的问题，所以不需要给予特别的提醒；单程卡则被不经常乘坐地铁的乘客使用，在使用传统单程卡的时候，由于初次乘坐地铁、不熟悉地铁乘车规则、不熟悉地铁线路站点等种种原因，并且传统的单程地铁卡没有提供乘客到站提醒的功能，因此极易发生乘坐过站或者乘坐反方向的问题，造成不好的乘坐体验。发明内容本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有自动提醒功能的单程地铁卡，能方便乘客出行，体现地铁交通设计的科技性与人性化。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种具有自动提醒功能的单程地铁卡，包括卡片底板和卡片外壳，所述卡片外壳包裹在卡片底板上，所述卡片底板与卡片外壳之间设有安装在卡片底板上的微控制器、定位器和蜂鸣器，所述微控制器包括微处理器、快闪存储器和天线，所述快闪存储器和定位器分别与微处理器的第一输入端、第二输入端连接，所述微处理器的输出端连接至蜂鸣器，所述快闪存储器用于存储及自动擦除单程地铁卡的MAC码；所述微处理器用于计算单程地铁卡当前位置MAC码、比较当前位置MAC码并输出控制信号给蜂鸣器；所述蜂鸣器用于根据控制信号发出对应的响声。优选的，所述快闪存储器设有发行区、发售区、进站区和出站区，所述进站区和出站区均连接至处理器的第一输入端，所述发行区内存储有单程地铁卡的发行区MAC码，所述发行区MAC码用于单程地铁卡的初始化操作；所述发售区内存储有单程地铁卡的发售区MAC码，所述发售区MAC码用于单程地铁卡的进出站操作；所述进站区用于记录进站区MAC码，所述进站区MAC码在单程地铁卡进站后自动擦除；所述出站区内用于记录出站区MAC码，所述出站区MAC码在单程地铁卡出站后自动擦除。优选的，所述进站区MAC码小于出站区MAC码，所述微处理器比较当前位置MAC码的具体过程为：若当前位置MAC码小于进站区MAC码，则微处理器判断乘客乘坐反方向；若当前位置MAC码大于进站区MAC码、且小于出站区MAC码，则微处理器判断乘客处于正确乘车过程中；若当前位置MAC码与出站区MAC码相同，则微处理器判断乘客已经到达出站点；若当前位置MAC码大于出站区MAC码，则微处理器判断乘客乘坐过站。优选的，所述定位器包括电源模块、GPS模块、北斗模块、信号传输模块、信号放大模块和屏蔽模块，所述电源模块的输出端分别连接至GPS模块和北斗模块的第一输入端，为GPS模块和北斗模块提供电能，所述屏蔽模块的输出端分别连接至GPS模块和北斗模块的第二输入端，用于屏蔽电子设备的电磁干扰信号，所述GPS模块的输出端和北斗模块的输出端均依次连接信号传输模块、信号放大模块，所述信号放大模块的输出端连接至微处理器的第二输入端，以对GPS模块和北斗模块采集的单程地铁卡位置信息进行放大后传输给微处理器。优选的，所述定位器设有第一区域和第二区域，所述第二区域内安装有电源模块，所述第一区域内安装有GPS模块、北斗模块、信号传输模块、信号放大模块和屏蔽模块。优选的，所述电源模为聚合物锂电池，所述GPS模块为型号是SKG08A的GPS模块，所述北斗模块为型号是SIM868的北斗模块。优选的，所述微处理器为型号是MF0ICU10的处理器芯片，所述蜂鸣器为型号是YMD-12095-I的5V有源蜂鸣器。优选的，所述卡片底板外形为圆形或方形，所述天线环绕在卡片底板的外圈。优选的，所述卡片外壳的外表面设有提醒标识，所述提醒标识用于说明蜂鸣器不同响声对应的提醒作用。优选的，所述提醒标识的具体内容包括：蜂鸣器不响，乘客处于正常乘车过程；蜂鸣器响两声，提醒乘客乘坐反方向；蜂鸣器响四声，提醒乘客已到站；蜂鸣器响六声，提醒乘客乘坐过站。与现有技术相比，本发明采用快闪存储器获取单程地铁卡的进站区MAC码和出站区MAC码、采用定位器获取单程地铁卡的当前位置信息，并由微处理器对当前位置进行MAC码计算与比较，最终通过蜂鸣器发出的响声提醒乘客是否到站、是否乘坐反方向以及是否乘坐过站；本发明充分考虑了使用单程地铁卡的乘客的特点，具有自动提醒功能，既方便了乘客的地铁出行、为乘客节约了不必要的时间成本，同时也为地铁列车节约了空间成本，使得乘客在使用城市轨道交通时有了更加良好的乘车体验。附图说明图1为实施例中单程地铁卡的结构示意图；图2为本发明单程地铁卡的内部连接示意图；图3为本发明单程地铁卡内定位器的连接示意图；图4为实施例中定位器的结构示意图；图中标记说明：1、微处理器，2、快闪存储器，3、天线，4、定位器，5、蜂鸣器，6、卡片底板，7、卡片外壳，401、第一区域，402、第二区域，403、信号传输模块，404、屏蔽模块，4011、北斗模块，4012、GPS模块，4013、信号放大模块，4021、电源模块。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。如图1所示，一种具有自动提醒功能的单程地铁卡，包括卡片底板6和卡片外壳7，卡片外壳7包裹在卡片底板6上，卡片底板6与卡片外壳7之间设有安装在卡片底板6上的微控制器、定位器4和蜂鸣器5，其中，微控制器包括微处理器1、快闪存储器2和天线3，本实施例中的卡片底板6外形为圆形，天线3环绕在卡片底板6的外圈。图2所示为单程地铁卡内部的连接示意：快闪存储器2和定位器4分别与微处理器1的第一输入端、第二输入端连接，微处理器1的输出端连接至蜂鸣器5，快闪存储器2用于存储、记录以及自动擦除单程地铁卡的MAC码，微处理器1用于计算单程地铁卡当前位置MAC码、比较当前位置MAC码并输出控制信号给蜂鸣器5，蜂鸣器5用于根据控制信号发出对应的响声；本实施例中，快闪存储器2设有发行区、发售区、进站区和出站区，进站区和出站区均连接至处理器的第一输入端，其中，发行区记录单程地铁卡的发行日期、流水号、卡片印刷类型、发行批次号、密钥版本号以及是否为纪念卡、单程卡、储值卡的发行数据信息，通过发行数据信息能够获取单程地铁卡的基本信息并且确保地铁卡不被造假，防止票卡信息被伪造而导致的运输服务费流失，发行区存储有与安全相关的发行区MAC码，发行区MAC码用于单程地铁卡的初始化操作，单程地铁卡的初始化操作的作用是对票卡的发行区写入相应的数据，同时将其他区所有字段的数据信息设置为0，发行区的数据信息大小为8Byte；发售区记录单程票发售时的票卡类型普通单程票、购票日期、有效期、购票金额、售票车站代码、售票设备编号，以保证售卡的安全性、判断票卡是否过期、方便地铁工作人员查阅销售信息，发售区存储有发售区MAC码，通过计算发售区MAC码，将返回的计算结果写入发售区相应字段，售票操作流程主要是在票卡发售区的各字段写入相应的信息，为进出站操作做准备，总共占用20Byte；进站区记录进站时间、进站编号、进站设备编号、进站模式代码以及进站区MAC码，判断进站区MAC码是否正确：如果进站区MAC码正确，转入进站流程，如果进站区MAC码不正确，则不允许进站，进站区的数据信息大小为12Byte；出站区记录出站时间、出站编号、拒绝出站代码以及出站MAC码，判断出站区MAC码是否正确：如果出站区MAC码正确，转入出站流程，如果出站区MAC码不正确，则不允许出站，出站区的数据信息大小为8Byte。并且，进站区MAC码小于出站区MAC码，微处理器1比较当前位置MAC码的具体过程为：若当前位置MAC码小于进站区MAC码，则微处理器1判断乘客乘坐反方向；若当前位置MAC码大于进站区MAC码、且小于出站区MAC码，则微处理器1判断乘客处于正确乘车过程中；若当前位置MAC码与出站区MAC码相同，则微处理器1判断乘客已经到达出站点；若当前位置MAC码大于出站区MAC码，则微处理器1判断乘客乘坐过站。如图3所示，定位器4包括电源模块4021、GPS模块4012、北斗模块4011、信号传输模块403、信号放大模块4013和屏蔽模块404，电源模块4021的输出端分别连接至GPS模块4012和北斗模块4011的第一输入端，为GPS模块4012和北斗模块4011提供电能，屏蔽模块404的输出端分别连接至GPS模块4012和北斗模块4011的第二输入端，用于屏蔽电子设备的电磁干扰信号，GPS模块4012的输出端和北斗模块4011的输出端均依次连接信号传输模块403、信号放大模块4013，信号放大模块4013的输出端连接至微处理器1的第二输入端，以对GPS模块4012和北斗模块4011采集的单程地铁卡位置信息进行放大后传输给微处理器1。本实施例中的定位器4为两端窄、中部宽的管状结构，如图4所示，定位器4设有第一区域401和第二区域402，第二区域402内安装有电源模块4021，第一区域401内安装有GPS模块4012、北斗模块4011、信号传输模块403、信号放大模块4013和屏蔽模块404，信号放大模块4013的一侧安装有北斗模块4011，信号放大模块4013的下方安装有信号传输模块403，信号传输模块403和北斗模块4011均安装在GPS模块4012的上方，GPS模块4012的下方安装有屏蔽模块404，北斗模块4011是用来定位的硬件模块，北斗是我国自行建造的卫星定位系统；GPS模块4012是美国建造的卫星定位系统用来定位的硬件模块；信号放大模块4013用于将处理好的信号放大，电源模块4021为GPS模块4012和北斗模块4011提供使用的电量。本实施例中，电源模块为聚合物锂电池，GPS模块为型号是SKG08A的GPS模块，北斗模块为型号是SIM868的北斗模块，微处理器为型号是MF0ICU10的处理器芯片，蜂鸣器为型号是YMD-12095-I的5V有源蜂鸣器，卡片外壳7为塑料外壳，卡片外壳7的外表面设有提醒标识，用于说明蜂鸣器不同响声对应的提醒作用：蜂鸣器响两声提醒乘客乘坐反方向；蜂鸣器响四声提醒乘客已到站，需要准备下车出站；蜂鸣器响六声提醒乘客乘坐过站。本实施例的具体应用过程为：乘客在购买具有自动提醒功能的单程地铁卡之后，快闪存储器的进站区记录进站区MAC码，并将进站区MAC码发送给微处理器，同时出站区记录出站区MAC码，并将出站区MAC码发送给微处理器；成功进站之后，快闪存储器的进站区自动擦除进站区MAC码，定位器通过北斗模块和GPS模块实时采集当前乘客所在的地理位置信息，并且将当前位置信息发送给微处理器，由微处理器计算当前位置MAC码，并结合进站区MAC码、出站区MAC码和当前位置MAC码进行比较分析：若当前位置MAC码小于进站区MAC码，则微处理器判断乘客乘坐反方向，向蜂鸣器发出第一控制信号，使蜂鸣器响两声，提醒乘客已经乘坐反方向，需要尽快下车前往正确方向的列车；若当前位置MAC码在进站区MAC码和出站区MAC码之间，即当前位置MAC码大于进站区MAC码、且小于出站区MAC码，则微处理器判断乘客处于正确乘车过程中，不向蜂鸣器发出控制信号，蜂鸣器不发出响声；若当前位置MAC码与出站区MAC码相同，则微处理器判断乘客已经到达出站点，向蜂鸣器发出第二控制信号，使蜂鸣器响四声，提醒乘客已经到站，需要及时下车，成功出站后，快闪存储器的出站区自动擦除出站区MAC码；若当前位置MAC码大于出站区MAC码，则微处理器判断乘客乘坐过站，向蜂鸣器发出第三控制信号，使蜂鸣器响六声，提醒乘客已经坐过站，需要尽快下车并前往正确方向的列车，以此来减少由于一些客观因素导致坐过站的乘客时间损失和地铁内的空间资源浪费。

权利要求：1.一种具有自动提醒功能的单程地铁卡，其特征在于，包括卡片底板6和卡片外壳7，所述卡片外壳7包裹在卡片底板6上，所述卡片底板6与卡片外壳7之间设有安装在卡片底板6上的微控制器、定位器4和蜂鸣器5，所述微控制器包括微处理器1、快闪存储器2和天线3，所述快闪存储器2和定位器4分别与微处理器1的第一输入端、第二输入端连接，所述微处理器1的输出端连接至蜂鸣器5，所述快闪存储器2用于存储及自动擦除单程地铁卡的MAC码；所述微处理器1用于计算单程地铁卡当前位置MAC码、比较当前位置MAC码并输出控制信号给蜂鸣器5；所述蜂鸣器5用于根据控制信号发出对应的响声。2.根据权利要求1所述的一种具有自动提醒功能的单程地铁卡，其特征在于，所述快闪存储器2设有发行区、发售区、进站区和出站区，所述进站区和出站区均连接至处理器的第一输入端，所述发行区内存储有单程地铁卡的发行区MAC码，所述发行区MAC码用于单程地铁卡的初始化操作；所述发售区内存储有单程地铁卡的发售区MAC码，所述发售区MAC码用于单程地铁卡的进出站操作；所述进站区用于记录进站区MAC码，所述进站区MAC码在单程地铁卡进站后自动擦除；所述出站区内用于记录出站区MAC码，所述出站区MAC码在单程地铁卡出站后自动擦除。3.根据权利要求2所述的一种具有自动提醒功能的单程地铁卡，其特征在于，所述进站区MAC码小于出站区MAC码，所述微处理器1比较当前位置MAC码的具体过程为：若当前位置MAC码小于进站区MAC码，则微处理器1判断乘客乘坐反方向；若当前位置MAC码大于进站区MAC码、且小于出站区MAC码，则微处理器1判断乘客处于正确乘车过程中；若当前位置MAC码与出站区MAC码相同，则微处理器1判断乘客已经到达出站点；若当前位置MAC码大于出站区MAC码，则微处理器1判断乘客乘坐过站。4.根据权利要求1所述的一种具有自动提醒功能的单程地铁卡，其特征在于，所述定位器4包括电源模块4021、GPS模块4012、北斗模块4011、信号传输模块403、信号放大模块4013和屏蔽模块404，所述电源模块4021的输出端分别连接至GPS模块4012和北斗模块4011的第一输入端，为GPS模块4012和北斗模块4011提供电能，所述屏蔽模块404的输出端分别连接至GPS模块4012和北斗模块4011的第二输入端，用于屏蔽电子设备的电磁干扰信号，所述GPS模块4012的输出端和北斗模块4011的输出端均依次连接信号传输模块403、信号放大模块4013，所述信号放大模块4013的输出端连接至微处理器1的第二输入端，以对GPS模块4012和北斗模块4011采集的单程地铁卡位置信息进行放大后传输给微处理器1。5.根据权利要求4所述的一种具有自动提醒功能的单程地铁卡，其特征在于，所述定位器4设有第一区域401和第二区域402，所述第二区域402内安装有电源模块4021，所述第一区域401内安装有GPS模块4012、北斗模块4011、信号传输模块403、信号放大模块4013和屏蔽模块404。6.根据权利要求4所述的一种具有自动提醒功能的单程地铁卡，其特征在于，所述电源模为聚合物锂电池，所述GPS模块4012为型号是SKG08A的GPS模块4012，所述北斗模块4011为型号是SIM868的北斗模块4011。7.根据权利要求1所述的一种具有自动提醒功能的单程地铁卡，其特征在于，所述微处理器1为型号是MF0ICU10的处理器芯片，所述蜂鸣器5为型号是YMD-12095-I的5V有源蜂鸣器5。8.根据权利要求1所述的一种具有自动提醒功能的单程地铁卡，其特征在于，所述卡片底板6外形为圆形或方形，所述天线3环绕在卡片底板6的外圈。9.根据权利要求1所述的一种具有自动提醒功能的单程地铁卡，其特征在于，所述卡片外壳7的外表面设有提醒标识，所述提醒标识用于说明蜂鸣器5不同响声对应的提醒作用。10.根据权利要求9所述的一种具有自动提醒功能的单程地铁卡，其特征在于，所述提醒标识的具体内容包括：蜂鸣器5不响，乘客处于正常乘车过程；蜂鸣器5响两声，提醒乘客乘坐反方向；蜂鸣器5响四声，提醒乘客已到站；蜂鸣器5响六声，提醒乘客乘坐过站。

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