預付費、找零ic卡讀寫器、一卡通分系統及其實現方法

專利名稱：預付費、找零ic卡讀寫器、一卡通分系統及其實現方法
技術領域：
本發明涉及一種預付費IC卡讀寫器、找零IC卡讀寫器、公共交通一卡通分系統和及其實現方法，具體地，涉及應用IC卡讀寫器和IC卡實現公共交通一卡通分系統的方法。
背景技術：
近年來，市政交通一卡通系統在各個城市發展迅速。圖1中示出了上海市公共交通一卡通系統的基本結構。上海城市公共交通一卡通系統以中央清算系統為中心，連接公交、地鐵、輪渡、輕軌、出租等分系統形成了一個覆蓋全市的基于卡業務的計算機網絡系統。如圖1中所示，系統的總體架構可概括為第一層為中央清算系統；第二層為公交、地鐵、輪渡、輕軌、出租的分系統結算中心或營運公司結算中心；第三層為各分系統的基層站點(數據采集點)應用系統；第四層為所有的POS機具(IC卡讀寫機具)；第五層為消費媒體，即公共交通非接觸式IC卡。該系統基本技術指標為1)系統容量中央清算系統可以存儲500萬個卡片帳戶，每天的交易量為500萬筆，每筆交易的數據長度可達200字節；2)處理能力中央清算系統可以在5小時內完成500萬筆交易的清算，并可擴充到600萬筆的交易處理能力；3)IC卡的相關指標典型交易時間完成一次典型的IC卡消費交易的時間小于300毫秒；使用距離正常情況下，在距離天線0---80mm的范圍內可以正常進行交易；使用壽命IC卡的寫/擦周期不小于10萬次，數據保存時間不小于10年。其中清算中心是對整個系統的交易數據進行清分的管理中心。統一的中央清算中心對所有的交易數據進行清分處理，將運營收益結算到對應的營運公司。清算中心還負責維護所有的卡片帳戶，從一張卡片完成初始化開始，即在中央清算系統中建立了一個獨立的帳戶，此后該卡片的所有交易數據都將被記錄和跟蹤。結算中心是聯系清算中心和各營運點的紐帶。結算中心負責對收到的交易數據進行處理，并轉發到清算中心進行清算，同時結算中心從清算中心下載系統運行參數并將參數傳送到各營運點。結算中心本身還統計分析收到的所有交易記錄，并產生對應行業的交易報表。在上海市公共交通一卡通系統中，交易數據的采集和轉發采取了多種形式，例如公交行業是采用易于攜帶的紅外采集裝置或大容量的IC卡進行采集，一般每天采集一次，然后通過站點采集機利用PSTN發送到公交結算中心；地鐵、輕軌則是通過車站計算機采集車站內所有設備的交易數據，通常交易發生后5分鐘以內交易數據即可傳送到車站計算機，并定時通過地鐵內的專用通信線路傳送到地鐵結算中心；輪渡站點的各種設備連接成局域網，并接入站點計算機，可以實現交易數據的實時傳送到站點計算機，并由站點計算機定時通過ISDN傳送到輪渡結算中心；出租行業也是使用IC卡進行數據采集，當達到一定交易筆數后必須進行數據采集，并到附近的數據采集點將IC卡內的交易數據導入采集點的計算機。此外，上海市公共交通一卡通系統還包括充值售卡點，充值售卡點負責銷售(啟用)交通卡和對交通卡進行充值，并根據中央清算中心的授權，定時向中央清算中心發送交易數據，交易過程中的安全控制和密鑰運算通過安全模塊來完成。在上海交通卡系統中，還通過與銀行的合作，開通了信用卡(借記卡)自動轉帳系統，持有信用卡(借記卡)的用戶可以通過自助式設備將信用卡(借記卡)帳戶中的資金轉存到交通卡中。
在2002年第12期的《電子世界》中，蔡凡弟發表了一篇《非接觸式IC卡讀寫設備》的文章，其中介紹了菲利普公司銷售的非接觸式IC卡讀寫設備的結構和原理。此外，在2004年6月第25卷第6期《計算機工程與設計》中厲魯衛等人發表了《射頻識別讀寫設備應用設計》的論文，其主要結合對射頻識別原理的分析，采用符合ISO/IEC 14443A標準的Philips公司MIFARE技術的MFRC500射頻集成電路芯片、ATMEL89C51單片機芯片及輔助電子元器件等來實現射頻卡讀寫設備的設計，具體地實現射頻IC卡讀寫設備的各種操作接口以供射頻識別系統的應用。
在2004年3月第3期《電子元件與材料》中孫克輝等人發表了《一種非接觸式IC卡自動收費管理系統》，其中該非接觸式IC卡自動收費管理系統由IC卡閱讀器和信息管理系統兩大部分組成，其中IC卡閱讀器采用射頻識別技術，在單片機控制下，實現感應模塊和IC卡之間快速、準確的數據交換；信息管理系統則通過設計專用數據庫對數據進行實時管理，該系統界面友好、操作方便、響應快(響應速度0.5s以內)、性能穩定。
張其善申請的已獲授權的中國專利CN2403074Y中公開了一種智能車載IC卡讀寫器，其中該自動分段收費車載智能卡讀寫器包括智能卡讀寫口、控制電路、顯示電路以及帶有抗干擾電路的電源電路等控制電路的CPU口線接程序存儲器、數據存儲器、全球定位系統(GPS)的信號輸出端、紅外收發電路以及語音電路。GPS提供精確定位信息，將信息疊加在CPU中，實現無人值守分段收費，而且采用紅外信號交換方式完成和管理中心的雙向數據通信。
以下將簡單描述現有的一卡通公交分系統。在現有的一卡通公交分系統中，一般在車的前門附近(入口)設置非接觸式IC卡讀寫器，在車的后門附近(出口)設置另一非接觸式IC卡讀寫器，當乘客甲上車時，在入口刷卡，此時非接觸式IC卡讀寫器部分地或全部地寫入起點站、起點時間、車次等信息，該起點站信息例如可以由乘務員或司機通過現有的語音報站系統觸發并寫入非接觸式IC卡讀寫器，當乘客下車時，在出口刷卡，非接觸式IC卡讀寫器可選擇讀取起點、起點時間、卡號、卡內余額等信息，并根據起點和終點信息，扣除相應路程的費用，該終點信息同樣例如可由乘務員或司機通過現有的語音報站系統觸發并寫入非接觸式IC卡讀寫器，同時，例如可將卡號、起點、起點時間、卡內余額，扣除費用，終點、終點時間等乘車信息存儲到讀寫器的存儲單元中，以供后續的結算、清算、查詢等的使用。
北京市近年來也在大力發展市政交通一卡通系統，現在已經開始在軌道交通13號線和部分公交線路上試運行，并且在http://www.bjjtw.gov.cn/upload/article/attach/1110865760591.doc中制訂了北京市政交通一卡通卡在軌道交通自動售檢票系統中應用的技術規定(暫行)。但是，在北京大力推廣市政交通一卡通的同時，也遇到了很多問題，至今為止，持卡的市民還很少。北京由于人口眾多，在上下班高峰時乘坐公交、軌道交通的人很多，因此也很擁擠，而為了使用市政交通一卡通公交分系統，市政交通一卡通公司還做出了“前門進，后門出”或“后門進，前門出”等類似規定，這使得上下班高峰時，連上車都要靠擠的乘客難以操作，甚至是根本不可能從前門擠到后門再下車，客觀存在的難以操作性使得一卡通的普及尤為困難。此外，由于上下班高峰時很擁擠，在入口和出口處的乘務員也一直處于緊張狀態以監督乘客在上車和下車時刷卡，即使這樣，也可能出現上車刷了卡而下車沒有刷卡(比如忘記了)的情形，或許這可以通過鎖定該卡的形式來解決該問題，但是如果是乘客無意中忘記刷卡了，那么這會耽誤乘客的下次使用一卡通，因此這樣的設計也不人性化。同時，我們也注意到，這種情況下的乘務員也將處于高負荷狀態，由此可見，現有的市政交通一卡通系統還沒有很好地解決這些客觀存在的問題，并沒有適應用戶的用卡習慣。

發明內容
根據本發明一方面，為了盡早地發現乘客的卡內余額不足以支付本次乘車費用的情形并防止因該情形而帶來的更長的停站時間，同時為了減少乘務員的配備數量或勞動強度，減少乘客在車上的刷卡次數，提供了一種公共交通一卡通分系統，其包括IC卡片；車載預付費IC卡讀寫器，其包括預付費模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在乘客入口附近，其中該預付費模塊用于從IC卡中扣除預付費用，該微處理器用于將第一乘車信息寫入IC卡中；車站找零IC卡讀寫器，其包括找零模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在車站上，找零模塊至少判斷IC卡是否沒有找零，如果還沒有找零，則對IC卡進行找零，該微處理器用于將從起點到終點的乘車信息存儲在存儲單元中，同時對IC卡片進行“已找零”標記。優選地，還可以考慮車次和/或檢驗碼參數，以實現在一個找零IC卡讀寫器上對在該車站下車的所有乘客進行找零。
根據本發明另一方面，還提供了了一種公共交通一卡通分系統，其包括非接觸式IC卡片；入口非接觸式IC卡讀寫器，其包括預付費模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在用戶入口處，該預付費模塊用于從IC卡中扣除預付費用，該微處理器用于將第一相關信息寫入IC卡中；出口非接觸式IC卡讀寫器，其包括找零模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在用戶出口處，找零模塊至少判斷IC卡是否沒有找零，如果還沒有找零，則對IC卡進行找零，微處理器用于將從起點到終點的相關信息存儲在存儲單元中，同時對IC卡片進行“已找零”標記。
根據本發明另一方面，所述的公共交通一卡通分系統還包括一卡通分系統結算中心，其中通過以太網或RS232/485串口通信的方式將乘車信息記錄傳送到上位PC機，上位PC機定時將乘車信息記錄傳送到到分系統結算中心；或者通過易于攜帶的紅外采集裝置或大容量的IC卡采集乘車信息記錄，并通過采集站傳輸到一卡通分系統結算中心。
根據本發明另一方面，本發明還提供了一種配合使用的找零IC卡讀寫器和預付費IC卡讀寫器，其中預付費IC卡讀寫器，其包括預付費模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在乘客入口附近，其中該預付費模塊用于從IC卡中扣除預付費用，該微處理器用于將第一乘車信息寫入IC卡中；找零IC卡讀寫器，其包括找零模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在車站上，找零模塊至少判斷IC卡是否沒有找零，如果還沒有找零，則對IC卡進行找零，該微處理器用于將從起點到終點的乘車信息存儲在存儲單元中，同時對IC卡片進行“已找零”標記。優選地，還可以考慮車次和/或校驗碼等參數。
根據本發明另一方面，所述預付費用A為max(x，a+d)，所述找零費用為max(x，a+d)-min{max[R(x-y)，a]，b}，其中x為起點站對應的費用，y為終點站對應的費用，函數R為收費標準函數，a為起步價格，b為最高限價，d為常數且d大于等于0；或者所述預付費用A為max(x，a+d)，所述找零費用為A-min{max[R(A-y)，a]，b}，其中x為起點站對應的費用信息，y為終點站對應的費用信息，函數R為收費標準函數，a為起步價格，b為最高限價，d為最小找零值且d大于等于0。


圖1是上海市公共交通一卡通系統的結構圖；圖2是一示例性的IC卡讀寫器的結構圖；圖3是一示例性的公交線路車站信息圖；圖4是當假定第8站(最后一站)為終點站時從不同起點到該終點站的費用圖表；圖5是分別假定物理上的最后一站即第4站和第8站為終點站時從不同起點到所假定終點站的費用圖表；圖6是根據本發明實施例的公共交通一卡通分系統的結構圖；圖7是根據本發明實施例的公共交通一卡通分系統的結構圖；圖8是根據本發明實施例的725次車每站到假定終點站的距離表；圖9是根據本發明生成的725次車的費用以及檢驗碼數據表；圖10是根據本發明實現預付費模塊的示例性流程圖；圖11是根據本發明實現車載找零IC卡讀寫器中的找零模塊的示例性流程圖；圖12是根據本發明實現車站找零IC卡讀寫器中的找零模塊的示例性流程圖；圖13是根據本發明優選實施例的費用及檢驗碼數據表。
下面結合附圖詳細說明本發明，本發明的優點將在下面的描述中變得更加明顯。
具體實施例實施例1根據本發明一優選實施例，為了盡早地發現乘客的卡內余額不足以支付本次乘車費用的情形并防止因該情形而帶來的更長的停站時間，同時為了減少乘務員的配備數量或勞動強度，提供了一種公共交通一卡通分系統，例如可以應用在公共電汽車(公交)或軌道交通或其它類似系統中，參考圖6，該分系統包括IC卡片；車載入口IC卡讀寫器(或稱為車載預付費IC卡讀寫器)，其安裝在乘客入口附近；車載出口IC卡讀寫器(或稱為車載出口找零IC卡讀寫器)，其安裝在乘客出口附近。其中IC卡片可以選擇接觸式、非接觸式卡片或磁卡，其中優選符合ISO/IEC 14443A標準的非接觸式IC卡卡片，例如菲利普公司的Mifari 1卡片。如圖2中所示，車載入口IC卡讀寫器可包括預付費模塊(未示出)、微處理器；數據采集接口；天線；安全模塊；數據存儲器，其中存儲有上述預先生成的乘車收費數據信息；聲光提示裝置(可選)。其中該預付費模塊用于根據該存儲單元中預先存儲的費用信息表和乘客的起點信息從IC卡中扣除費用，該微處理器用于將第一乘車信息寫入IC卡中。此外，車載入口IC卡讀寫器還可包括輸入裝置例如鍵盤或LED顯示單元等。車載出口IC卡讀寫器可包括找零模塊(未示出)、微處理器；數據采集接口；天線；安全模塊；數據存儲器，其中存儲有預先生成的乘車收費數據信息；聲光提示裝置(可選)和輸入裝置例如鍵盤或LED顯示單元等，其中，找零模塊用于根據來自IC卡片中的第一乘車信息判斷是否已經找零，如果沒有找零，那么根據預先存儲在存儲單元中的費用信息表對IC卡和乘客的終點信息進行找零，微處理器用于將從起點到終點的乘車信息存儲在存儲單元中，同時對IC卡片中的第一乘車信息進行處理。
參考圖3-5，在此，假定公交387路(這里也可以是軌道交通線路或類似系統的交通線路)途經的車站有北京西站(A)、復興門站(B)、西直門站(C)和清河站(D)，考慮到該公交387路在清河站停車休息后從清河(D)出發，途經西直門站(C)、復興門站(B)回到北京西站(A)。如圖3所示，將公交387路的一次往返看成一條線路，即A-B-C-D-D-C-B-A，并且該公交車將重復上述行車線路。為了簡化說明，現在對各個車站順序編號，則變成了1-2-3-4-5-6-7-8，每一編號都對應著物理上的一個具體車站，在此，以最后一站即第8站作為假定終點站，預先生成從每一站(即1到8站)上車到該假定終點站(第8站)的費用信息，即從第1站上車，假定到預定終點即第8站對應的費用為1.24，從第2站上車對應的費用為1.0，從第3站上車對應的費用為0.83，從第4站上車(實際上第4站是終到站，只有人下車而沒有人上車，也可以理解為從第4站上車到第8站的費用)對應的費用為0.62，從第5站上車對應的費用為0.62，從第6站上車對應的費用為0.4，從第7站上車對應的費用為0.2，從第8站上車(實際上第8站是終到站，只有人下車而沒有人上車，也可以理解為從第8站上車到第8站的費用)對應的費用為0。一般公共車都是同時對開，因此，與從A到D站對應，同時會有從D站開向A站的387路車輛。對于該對開的車輛而言，其途經車站編號序列變成了5-6-7-8-1-2-3-4，這里仍然假定第8站為終點站，同樣使用上述生成的從每一站(即1到8站)上車到第8站的費用信息，即從第5站上車，假定到預定終點即第8站對應的費用為0.62，從第6站上車對應的費用為0.4，從第7站上車對應的費用為0.2，從第8站上車對應的費用為0，從第1站上車對應的費用為1.24，從第2站上車對應的費用為1.0，從第3站上車對應的費用為0.83，從第4站上車對應的費用為0.62。
當乘客甲從的第2站上車時，甲在車載入口IC卡讀寫器處刷IC卡，該車載入口IC卡讀寫器從IC卡中扣除上述相應的費用1.0，并在IC卡中寫入起點站、起點時間、車次387和扣除費用等(第一)乘車信息，這里第一乘車信息可包括全部或部分例舉的信息。這樣有利于發現乘客的卡內余額是否可能足夠付費，如果不能足夠付費，可以采取其它方式比如人工收取費用的方式來彌補損失，這樣有利于縮短停站時間，避免車輛進站后再匆忙收費，且能避免逃票的損失。此外，例如可以由乘務員或司機通過現有的語音報站系統觸發并將車輛到站信息寫入IC卡讀寫器，當然也可以由乘務員或司機直接通過輸入裝置例如按鈕觸發并將車輛到站信息從讀寫器的存儲單元準確讀出以用于后續處理，或者可以通過傳感器檢測車門的打開或/和關閉以此觸發前述讀取操作，當然考慮到車門在一個車站可能多次打開和關閉，這可以通過關門動作與下一次開門動作之間的時間差來判斷是否觸發，例如，當該時間差在30秒以內時，不觸發，當其大于等于30秒時則觸發，該時間差可根據實際的不同情況來設定，例如可以是10秒，也可以是40秒，優選在5-60秒之間。
當乘客下車時，在車載出口IC卡讀寫器處刷卡，IC卡讀寫器可選擇性地讀取起點、起點時間、卡號、卡內余額、起點扣除費用等信息，當IC卡片內存在起點扣除費用等相關信息記錄時，查詢對應該終點信息的找零費用并對IC卡片內的起點扣除費用等相關信息進行處理，例如刪除或給某一參數置零等，只要能用作判斷是否已經找零的依據，任何一種處理都可以，這是為了實現對于每一次預付費，僅僅做一次找零，同時為乘客找零多收取的費用，此外，例如可將卡號、起點、起點時間、卡內余額，起點扣除費用，終點找零費用，終點、終點時間等乘車信息(起點到終點的乘車信息)存儲到讀寫器的存儲單元中，以供后續的結算、清算、查詢等的使用。具體地，當乘客甲在第3站下車時，找零費用為0.83(即第3站對應的費用)。在此，在車載入口IC卡讀寫器和車載出口IC卡讀寫器中例如可存儲前述形成的每一站(1-8站)到假定終點站(第8站)的費用信息數據庫，并通過前述的起點扣除和終點找零來實現對用戶的收費。當然，本發明并不限于此，例如也可以在車載出口IC卡讀寫器存儲各個站(1-8)站之間可能的各種收費信息，比如第2到第3站的費用，并當乘客在車載出口IC卡讀寫器處刷卡時，通過起點扣除費用和第2到第3站的費用計算出終點找零費用，并對用戶進行找零。此外，聲光提示或LED顯示單元將必要的信息比如卡內余額顯示給用戶。
如上所述，車載入口IC卡讀寫器和車載出口IC卡讀寫器中所存儲的費用信息是相同的，也都是用于查詢。
對于車載出口IC卡讀寫器中存儲的乘車信息數據，可以定期比如每天通過易于攜帶的紅外采集裝置或大容量的IC卡進行采集，并通過采集站傳輸到公交一卡通分系統結算中心或軌道交通一卡通分系統結算中心、一卡通清算中心。
實施例2實施例2與實施例1中的大部分相同，因此，在此省略了相同部分，僅僅對不同的部分進行詳細描述。
由于實施例1中始終以第8站作為假定終點站，因此，在車載入口IC卡讀寫器扣除費用時，所扣除的費用始終是大于乘客實際要支付的費用，這可能導致卡內還有0.62元余額的用戶從第1站上車時無法使用IC卡支付費用。為了緩解該問題，本發明提供了一種優選方式。
參考圖3-5，在此，假定公交387路(這里也可以是軌道交通線路或類似系統的交通線路)途經的車站有北京西站(A)、復興門站(B)、西直門站(C)和清河站(D)，考慮到該公交387路在清河站停車休息后從清河(D)出發，途經西直門站(C)、復興門站(B)回到北京西站(A)。如圖3所示，將公交387路的一次往返看成一條線路，即A-B-C-D-D-C-B-A，并且該公交車將重復上述行車線路。為了簡化說明，現在對各個車站順序編號，則變成了1-2-3-4-5-6-7-8，每一編號都對應著物理上的一個具體車站，在此，實際上第4站和第8站都是終點站，如圖5所示，當假定物理上的終點站(第4站和第8站)為終點站時，預先生成從第1到4站分別至預定終點站即第4站的費用信息以及第5站到第8站分別至預定終點站即第8站的費用信息，并將其存儲到IC卡讀寫器的存儲單元中。具體地，從第1站上車，假定到預定終點即第4站對應的費用為0.62，從第2站上車到預定終點即第4站對應的費用為0.38，從第3站上車到預定終點即第4站對應的費用為0.21，從第4站上車到預定終點即第4站對應的費用為0，從第5站上車到預定終點即第8站對應的費用為0.62，從第6站上車到預定終點即第8站對應的費用為0.4，從第7站上車到預定終點即第8站對應的費用為0.2，從第8站上車到預定終點即第8站對應的費用為0(實際上在第4站和第8站僅有人下，而沒有人上)。一般公共車都是同時對開，因此，與從A到D站對應，同時會有從D站開向A站的387路車輛。對于該對開的車輛而言，其途經車站編號序列變成了5-6-7-8-1-2-3-4，這里仍然假定物理上的終點站(第4站和第8站)為終點站，同樣使用上述生成的從每一站(即1到8站)上車到第4站或第8站的費用信息，即從第5站上車，假定到預定終點即第8站對應的費用為0.62，從第6站上車對應的費用為0.4，從第7站上車對應的費用為0.2，從第8站上車對應的費用為0，從第1站上車對應的費用為0.62，從第2站上車對應的費用為0.38，從第3站上車對應的費用為0.21，從第4站上車對應的費用為0。
通過存儲在存儲單元中的該數據庫，可以有效地解決開始提到的問題。即通過分別以物理上的終點站為假定終點，預先生成每一站與第一假定終點4或第二假定終點8之間的費用。
此外，本發明不限于以上的具體實施例，對于在起點扣除費用的多少可以采取多種不同設置，只要是通過起點扣除費用和終點找零來實現的一卡通分系統都在本發明的保護范圍之內。
優選地，可以將上述生成的費用數據信息都相應增加相同的數值，例如0.1元，以使得在線路終點下車的乘客也必須刷卡來獲得找零，即找零始終大于0。
優選地，如果遇到乘客在第4站、第8站或其它站下車時忘記刷卡的情形，為了不影響乘客的卡片的下次使用，可以在車載入口IC卡讀寫器中存儲卡號、起點、起點時間、扣除費用等乘車信息，在采集車載出口IC卡讀寫器中存儲的乘車信息的同時，也采集車載入口IC卡讀寫器中存儲的乘車信息，通過比較入口和出口讀寫器中存儲的乘車信息中的卡號，可以得到在下車時沒有刷卡的卡片信息，這些下車時沒有刷卡的卡片信息也可上傳的分系統結算中心，作為收費的憑據。更簡單地，可以比較入口和出口讀寫器中存儲的乘車信息的數量，如果兩者數量相等或基本相等，那么就不用額外地采集入口讀寫器中的乘車記錄。
優選地，為了防止乘客下車前在前一站提前刷卡而并不下車，可以將車載出口IC卡讀寫器安裝在僅當乘客真正要下車時才方便刷卡的位置，例如車內的靠近前門左右兩側的位置，或者車外的靠近后門的左右兩側等。
實施例3根據本發明一優選實施例，為了減少乘客在車上的刷卡次數和減輕乘務員的工作負荷，并因此在一定程度上縮短公共汽車的停站時間，提供了一種公共交通一卡通分系統，參考圖7，該公共交通一卡通分系統包括IC卡片；車載入口IC卡讀寫器(或稱為車載預付費IC卡讀寫器)，其安裝在乘客入口附近；車站IC卡讀寫器(或稱為車站找零IC卡讀寫器)，其安裝在車站站臺上。其中IC卡片可以選擇接觸式、非接觸式卡片或磁卡，其中優選符合ISO/IEC14443A標準的非接觸式IC卡卡片，例如菲利普公司的Mifair 1卡片。如圖2中所示，車載入口IC卡讀寫器可包括預付費模塊(未示出)、微處理器；數據采集接口；天線；安全模塊；數據存儲器，其中存儲有上述預先生成的乘車收費數據信息；聲光提示裝置(可選)。其中該預付費模塊用于根據該存儲單元中預先存儲的費用信息表和乘客的起點信息從IC卡中扣除費用，該微處理器用于將第一乘車信息寫入IC卡中。此外，車載入口IC卡讀寫器還可包括輸入裝置例如鍵盤或LED顯示單元等。車站IC卡讀寫器可包括找零模塊(未示出)、微處理器；數據采集接口；天線；安全模塊；數據存儲器，其中存儲有預先生成的乘車收費數據信息；聲光提示裝置(可選)和輸入裝置例如鍵盤或LED顯示單元等，其中，找零模塊用于根據來自IC卡片中的第一乘車信息判斷是否已經找零，如果沒有找零，那么根據預先存儲在存儲單元中的費用信息表和乘客的終點信息對IC卡進行找零，微處理器用于將從起點到終點的乘車信息存儲在存儲單元中，同時對IC卡片中的第一乘車信息進行處理。該處理可以為IC卡提供任何一種已找零的標記。本實施例與實施例1或2大部分相同，相同部分在此省略，這里僅僅對不同之處進行詳細描述。
例如當乘客甲從的第5站上車時，甲在車載入口IC卡讀寫器處刷IC卡，該車載入口IC卡讀寫器從IC卡中扣除上述相應的費用0.62(這里假設采用實施例2中的數據)，并在IC卡中寫入起點站、起點時間、車次387和扣除費用等第一乘車信息，這里第一乘車信息可以包括部分或全部的上述例舉信息。這樣有利于發現乘客的卡內余額是否可能足夠付費，如果不能足夠付費，可以采取其它方式比如人工收取費用的方式來彌補損失，這樣有利于縮短停站時間，避免車輛進站后再匆忙收費，且能避免逃票的損失。優選地，車載入口IC卡讀寫器可以在車上的多個門口設置。
當乘客下車時，乘客不用刷卡而直接下車，下車后在車站IC卡讀寫器處刷卡，車站IC卡讀寫器可選擇性地讀取起點、起點時間、卡號、卡內余額、起點扣除費用等信息，當IC卡片內存在起點扣除費用等相關信息記錄時，查詢對應終點信息的找零費用并對IC卡片內的起點扣除費用等相關信息進行處理，例如刪除或給某一參數置零等，只要能用作判斷是否已經找零的依據，任何一種處理都可以，同時為乘客找零多收取的費用，例如在第7站下車時則找零0.2，同時，例如可將卡號、起點、起點時間、卡內余額，起點扣除費用，終點找零費用，終點、終點時間等乘車信息存儲到讀寫器的存儲單元中，以供后續的結算、清算、查詢等的使用。在此，在車載入口IC卡讀寫器和車站IC卡讀寫器中例如可存儲前述生成的每一站(1-8站)到假定終點站(第8站)的費用信息數據庫，并通過前述的起點扣除和終點找零來實現對用戶的收費。當然，本發明并不限于此，例如也可以在車站IC卡讀寫器預先存儲各個站(1-8)站之間可能的各種收費信息，比如第2到第3站的費用，并當乘客在車站IC卡讀寫器處刷卡時，通過起點扣除費用和第2到第3站的費用計算出終點找零費用，并對用戶進行找零。此外，聲光提示或LED顯示單元對必要的信息比如卡內余額顯示給用戶。
對于車站IC卡讀寫器中存儲的乘車信息數據，可以定期比如每天通過易于攜帶的紅外采集裝置或大容量的IC卡進行采集，并通過采集站傳輸到公交一卡通分系統結算中心或軌道交通一卡通分系統結算中心、一卡通清算中心。
優選地，由于車站IC卡讀寫器的位置時固定的，因此，有利于通過以太網或RS232/485串口通信的方式將各車站IC讀寫器連接起來，并將乘車信息記錄傳送到上位PC機，上位PC機定時將乘車信息記錄傳送的到分系統結算中心。
實施例4實施例4與實施例2中的大部分相同，因此，在此省略了相同部分，僅僅對不同的部分進行詳細描述。
為了盡早地發現用戶的卡內余額不足以支付本次服務費用的情形，同時為了減小工作人員的配備數量或勞動強度，提供了一種公共交通一卡通分系統，其包括非接觸式IC卡片；入口非接觸式IC卡讀寫器，其安裝在用戶入口處；出口非接觸式IC卡讀寫器，其安裝在用戶出口處；其中，當用戶進入時，入口非接觸式IC卡讀寫器根據在其存儲單元中預先存儲的費用信息表從非接觸式IC卡中扣除費用，并將該第一相關信息寫入非接觸式IC卡中，當用戶離開時，出口非接觸式IC卡讀寫器根據第一相關信息、預先存儲在其存儲單元中的費用信息表對非接觸式IC卡進行找零，并將此次用戶從進入到離開所接收的服務信息存儲在出口非接觸式IC卡讀寫器的存儲單元中。在此，第一相關信息與實施例1中的第一乘車信息類似，而入口非接觸式IC卡讀寫器和出口非接觸式IC卡讀寫器的結構分別與實施例3中的車載入口IC卡讀寫器和車站IC卡讀寫器的結構類似。具體地，入口非接觸式IC卡讀寫器包括預付費模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在用戶入口處，其中該預付費模塊用于根據該存儲單元中預先存儲的費用信息表從非接觸式IC卡中扣除費用，該微處理器用于將第一相關信息寫入非接觸式IC卡中；出口非接觸式IC卡讀寫器，其包括找零模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在用戶出口處，其中找零模塊用于根據第一相關信息和預先存儲在存儲單元中的費用信息表對非接觸式IC卡進行找零，微處理器用于將用戶從入口到出口所接收的服務信息存儲在存儲單元中，同時對非接觸式IC卡片中的第一相關信息進行處理。
例如，對于高速公路的一卡通分系統，同樣可以參照實施例2實現。在高速公路的一卡通分系統中，為了方便說明，假定某條高速公路設置的收費站有A、B、C和D，考慮到一條高速公路同樣會有返程車道，所以將用戶可能出現的所有路段的使用情況都考慮進來，即A-B-C-D-D-C-B-A。為了簡化說明，現在對各個收費站順序編號，則變成了1-2-3-4-5-6-7-8，每一編號都對應著物理上的一個具體收費站，在每一站設置IC卡讀寫器，當然，為了區分出口和入口，在每一站設置多個IC卡讀寫器以用作入口和出口IC卡讀寫器，在出口IC卡讀寫器處不用人員監督，而在入口處則需要人監督用戶刷卡。這樣可以減少工作人員的配置。當然，在沒有出口的車站例如第1、5站也可以不設置出口IC卡讀寫器，在終點站例如第4站和第8站可以不設置任何IC卡讀寫器。此外，本實施例中可以通過網絡將各個收費站點連接起來，進行數據的采集、分析。在此，整個高速公路安裝的IC卡讀寫器分為出口IC卡讀寫器和入口IC卡讀寫器，入口IC卡讀寫器和出口IC卡讀寫器與實施例2中一樣地工作。此外，在第1站的IC卡讀寫器中存儲站1，以此類推，并且所存儲的站號不用改變。
優選地，在入口IC卡讀寫器存儲所扣除費用對應的假定路段使用記錄，在用戶沒有在出口IC卡讀寫器處刷卡的情況下，可以將該假定路段使用記錄作為實際的路段使用記錄。
實施例5根據本發明一優選實施例，為了進一步方便乘客從任意門上下車和減輕乘務員的工作負荷，提供了一種公共交通一卡通分系統。該公共交通一卡通分系統與實施例3中的大部分內容相同，在此僅僅對不同部分進行詳細描述。
車載入口IC卡讀寫器可以在車上的多個門口設置。例如，當車設有兩個車門時，在前后門都設置車載入口IC卡讀寫器，這兩個車載入口IC卡讀寫器是相同的，設置多個僅僅是為了方便乘客的使用。當然當車設有三個門時，也可以考慮設置例如3個或2個車載入口IC卡讀寫器。
優選地，為了節省終點站配置的車站IC卡讀寫器，可以在車站IC卡讀寫器中預先存儲經過該車站的多條公交線路的收費信息，以實現一個IC卡讀寫器可對乘坐不同公交線路的乘客的IC卡進行讀寫。優選地，為了方便乘客在車站刷卡，可以設置2個或更多相同的車站IC卡讀寫器。
優選地，本發明提供了一種公共交通一卡通分系統實現方法，包括步驟設置預付費IC卡讀寫器，該預付費IC卡讀寫器包括預付費模塊、微處理器和存儲單元；設置找零IC卡讀寫器，該找零IC卡讀寫器包括找零模塊、微處理器和存儲單元；其中，當乘客上車或用戶進入時，預付費IC卡讀寫器根據在其存儲單元中預先存儲的費用信息表和乘客的起點信息從IC卡中扣除費用，并將第一乘車信息或第一相關信息寫入IC卡中，當乘客下車或用戶離開時，找零IC卡讀寫器根據第一乘車信息或第一相關信息以及預先存儲在其存儲單元中的費用信息表、乘客或用戶的終點信息對IC卡進行找零，并將此次乘客從起點到終點的乘車信息或用戶從進入到離開所接收的服務信息存儲在找零IC卡讀寫器的存儲單元中，同時對IC卡片中的第一乘車信息進行處理。
優選地，在車上的所有或部分門口設置多個車載預付費IC卡讀寫器。優選地，設置1、2或更多個可對乘坐不同公交線路的乘客的IC卡進行讀寫的車站找零IC卡讀寫器，該車站找零IC卡讀寫器的存儲單元中存儲有經過該車站的多條公交線路的費用信息。
優選地，還設置一卡通分系統結算中心，通過以太網或RS232/485串口通信的方式將乘車信息記錄傳送到上位PC機，上位PC機定時將乘車信息記錄傳送的到分系統結算中心；或者通過易于攜帶的紅外采集裝置或大容量的IC卡采集乘車信息記錄，并通過采集站傳輸到一卡通分系統結算中心。
優選地，所述的找零費用始終大于零或者始終大于等于零，并且其中的IC卡片為接觸式或非接觸式IC卡片。
優選地，本發明提供了一種與車站找零IC卡讀寫器配合使用的車載預付費IC卡讀寫器，其中車載預付費IC卡讀寫器包括預付費模塊；微處理器；數據采集接口；天線；安全模塊；數據存儲器，其中存儲有預先生成的費用信息表；其中該預付費模塊用于根據該存儲單元中預先存儲的費用信息表和乘客或用戶的起點信息從IC卡中扣除費用，該微處理器用于將第一乘車信息或第一相關信息寫入IC卡中。該車載預付費IC卡讀寫器不設置在車上時，可以理解為預付費IC卡讀寫器。
優選地，本發明提供了一種與車載預付費車IC卡讀寫器配合使用的車站找零IC卡讀寫器，其包括找零模塊、微處理器；數據采集接口；天線；安全模塊；數據存儲器，其中存儲有預先生成的費用信息表；其中找零模塊用于根據來自IC卡片中的第一乘車信息或第一相關信息判斷是否已經找零，如果沒有找零，那么根據預先存儲在存儲單元中的費用信息表、乘客或用戶的終點信息對IC卡進行找零，微處理器用于將從起點到終點的乘車信息或從起點到終點的相關信息存儲在存儲單元中，同時對IC卡片中的第一乘車信息或第一相關信息進行處理，例如“已找零”標記處理。其中該車站找零IC卡讀寫器不設置在車站時，可以理解為找零IC卡讀寫器。
具體地，對應于上述的公共交通一卡通分系統實現方法，包括以下幾種方案。第一種方案包括以下步驟設置車載預付費IC卡讀寫器，該車載預付費IC卡讀寫器包括預付費模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在乘客入口附近；設置車站找零IC卡讀寫器，該車站找零IC卡讀寫器包括找零模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在車站上；其中，當乘客上車時，車載預付費IC卡讀寫器根據在其存儲單元中預先存儲的費用信息表、乘客的起點信息從IC卡中扣除費用，并將第一乘車信息寫入IC卡中，當乘客下車時，車站找零IC卡讀寫器根據第一乘車信息、預先存儲在其存儲單元中的費用信息表、乘客的終點信息對IC卡進行找零，并將此次乘客從起點到終點的乘車信息存儲在車站找零IC卡讀寫器的存儲單元中，同時對IC卡片中的第一乘車信息進行處理。
第二種方案包括以下步驟設置車載預付費IC卡讀寫器，該其包括預付費模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在乘客入口附近；設置車載出口找零IC卡讀寫器，其包括找零模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在乘客出口附近；其中，當乘客上車時，車載預付費IC卡讀寫器根據在其存儲單元中預先存儲的費用信息表、乘客的起點信息從IC卡中扣除費用，并將第一乘車信息寫入IC卡中，當乘客下車時，車載出口找零IC卡讀寫器根據第一乘車信息、預先存儲在其存儲單元中的費用信息表、乘客的終點信息對IC卡進行找零，并將此次乘客從起點到終點的乘車信息存儲在車載出口找零IC卡讀寫器的存儲單元中，同時對IC卡片中的第一乘車信息進行處理。
第三種方案包括以下步驟設置入口非接觸式IC卡讀寫器，其包括預付費模塊、微處理器和存儲單元，且將其安裝在用戶入口處，設置出口非接觸式IC卡讀寫器，其包括找零模塊、微處理器和存儲單元，且將其安裝在用戶出口處，其中，當用戶進入時，入口非接觸式IC卡讀寫器根據在其存儲單元中預先存儲的費用信息表、用戶的起點信息從IC卡中扣除費用，并將第一相關信息寫入IC卡中，當用戶離開時，出口非接觸式IC卡讀寫器根據第一相關信息、預先存儲在其存儲單元中的費用信息表、用戶的終點信息對IC卡進行找零，并將用戶從進入到離開所接收的服務信息存儲在出口非接觸式IC卡讀寫器的存儲單元中，同時對IC卡片中的第一相關信息進行處理。優選地，其中將多個車載預付費IC卡讀寫器設置在車上的所有或部分門口。
優選地，其中設置1、2或更多個可對乘坐不同公交線路的乘客的IC卡進行讀寫的車站找零IC卡讀寫器，該車站找零IC卡讀寫器的存儲單元中存儲有經過該車站的多條公交線路的費用信息。
優選地，其中通過以太網或RS232/485串口通信的方式將乘車信息記錄傳送到上位PC機，上位PC機定時將乘車信息記錄傳送的到分系統結算中心；或者通過易于攜帶的紅外采集裝置或大容量的IC卡采集乘車信息記錄，并通過采集站傳輸到一卡通分系統結算中心。
優選地，其中將第一乘車信息存儲在車載預付費IC卡讀寫器的存儲單元中，第一乘車信息包括/不包括假定終點信息。
實施例6如實施例1或2中所分析的方法，可以實現在一條公交線路上使用相同配置的預付費IC卡讀寫器，同樣也可以使用大致相同配置的找零IC卡讀寫器(如果是車載找零IC卡讀寫器，那么一條線路可使用完全相同的車載找零IC卡讀寫器；對于車站找零IC卡讀寫器而言，明顯地，站號信息不同，也就是說站號參數的配置是不同的)。但是，實際的情況可能不是根據終點到起點的距離來收費的，例如，有起步收費，或最高限價等各種情況的發生。以下將詳細描述這些問題的解決方案。
例如，以找零IC卡讀寫器設置在車站上為例，但不限于該實施例的情況，725路公交車起步價a＝1元，每公里單價0.1元(當然起步價a也有2元的情況，則每公里單價以0.2元計算)，最高限價b＝1.8元(當然也可以限價1.5或3.0元等，可根據實際情況的需要不同地設置)，沿線車站往返共計30個。例如物理終點站為第14和第30站，假設1-14站到假定終點第14站的距離、假設15-30站距假定終點第30站的距離如附圖8所示，在此僅僅精確到1公里，當然也可以更加精確。
在此，以每公里0.1元計算，一共20公里，最大值為2元，假設規定起步價a＝1.0元，最高限價1.8元(也可以為2元等)，往程(第1到第14站)檢驗碼為A，返程(第15站到第29站)檢驗碼為B。在此，只要往、返的檢驗碼(簡稱檢碼)區分開就可以。
根據圖8中的原始數據，以每公里0.1元為單價，預先生成每站對應的費用和檢驗碼信息表(如圖9所示)，并將其存儲在預付費IC卡讀寫器和找零IC卡讀寫器的存儲單元中，并且將車次725、起步價a＝1.0等參數信息也一并存儲在在預付費IC卡讀寫器的存儲單元中；同時在車站找零IC卡讀寫器中也存儲起步價格a＝1.0、最高限價b＝1.8、車次725、車站號(固定不變)等參數信息。例如第13站的車站找零IC卡讀寫器中的車站號始終為13。在此，該車站找零IC卡讀寫器的存儲單元中可存儲多條線路的相關信息，例如除了725次以外，還存儲了空調727路的相關信息，比如車次727、起步價格a＝2.0、最高限價b＝7.0、車站號5、費用、檢驗碼等參數。
當乘客在乘務員的監督下從第2站上車預付費時，從IC卡中預付費x，x＝max(第2站的費用信息，a)＝max(1.9，1.0)＝1.9元，在此，預付費次數不做任何限定，乘務員應主動告之乘客，只可刷卡一次，多刷將多次預付費，同時預付費IC卡讀寫器至少將車次725、檢驗碼A、預付費x等信息(第一乘車信息)記錄在IC卡中；由于扣除的費用大于等于實際的乘車費用，此時乘務員主動提示乘客下車必須主動去車站找零；例如當乘客在第14站下車找零時，首先，車站找零IC卡讀寫器讀取IC卡中的第一乘車信息，并根據自身存儲單元中存儲的數據信息判斷車次725是否匹配、檢驗碼是否匹配、是否沒有找零，在車次匹配、檢驗碼匹配且還沒有找零的情況下(這里的判斷順序可以調整，也可以同時判斷)，根據預付費x＝1.9、終點費用0(本站即第14站對應的費用)、起步價a＝1.0、最高限價b＝1.8，得到此次實際應該找零y，y＝x-min{max[(x-費用)，a]，b}＝1.9-min{max[(1.9-0)，1.0]，1.8}＝1.9-min{1.9，1.8}＝0.1，同時，對IC卡做“已找零”標記；如果上述條件不成立，則找零失敗。
例如，當乘客從第20站上車時，檢驗碼為B，預付費x＝max(第20站的費用信息，a)＝max(1.3，1.0)＝1.3；當在第24站下車時，首先，車站找零IC卡讀寫器讀取IC卡中的第一乘車信息，并根據自身存儲單元中存儲的數據信息判斷車次725是否匹配、檢驗碼B是否匹配、是否沒有找零，在車次匹配、檢驗碼匹配且還沒有找零的情況下，根據預付費x＝1.3、費用0.8、起步價a＝1.0、最高限價b＝1.8，得到此次實際應該找零y，y＝x-min{max[(x-費用)，a]，b}＝1.3-min{max[(1.3-0.8)，1.0]，1.8}＝1.3-min{1.0，1.8}＝0.3，同時，對IC卡做“已找零”標記；如果上述條件不成立，則找零失敗。
例如，當乘客從第8站上車時，檢驗碼為A，預付費x＝max(第8站的費用信息，a)＝max(0.8，1.0)＝1.0；當在第9站下車時，首先，車站找零IC卡讀寫器讀取IC卡中的第一乘車信息，并根據自身存儲單元中存儲的數據信息判斷車次725是否匹配、檢驗碼A是否匹配、是否沒有找零，在車次匹配、檢驗碼匹配且還沒有找零的情況下，根據預付費x＝1.0、費用0.8、起步價a＝1.0、最高限價b＝1.8，得到此次實際應該找零y，y＝x-min{max[(x-費用)，a]，b}＝1.0-min{max[(1.0-0.8)，1.0]，1.8}＝1.0-min{1.0，1.8}＝0.0，同時，對IC卡做“已找零”標記；如果上述條件不成立，則找零失敗。
本發明并不限于上述的優選實施例，例如可以去掉本實施例中關于檢驗碼的內容，這樣的技術方案也可以滿足實際的需求。此外，對于車載出口找零IC卡讀寫器而言，由于車站號可以與車載預付費IC卡讀寫器中的車站號一致地改變(即車站號是變化的)，所以在車載出口找零IC卡讀寫器中需要存儲完整的費用信息和檢驗碼表，以用于提供不同站對應的數據信息，在這種情況下，也就不需要判斷車次是否匹配了，因為是在同一公交車上，所以車次必然是匹配的，此外，同樣可以去掉檢驗碼的相關內容。
此外，對于軌道交通而言，入口預付費和出口找零IC卡讀寫器都是不移動的，即它們的站號是固定的，所以，與上述方案類似地，可以以更加簡單的方案來實現軌道交通一卡通分系統。
實施例7實施例7與實施例6大部分相同，因此，相同部分在此省略，僅僅針對不同部分進行詳細描述。
當乘客在乘務員的監督下從第2站上車預付費時，從IC卡中預付費x，x＝max(第2站的費用信息，a)＝max(1.9，1.0)＝1.9元，在此，預付費次數不做任何限定，乘務員應主動告之乘客，只可刷卡一次，多刷將多次預付費，同時預付費IC卡讀寫器至少將車次725、檢驗碼A、起點站等信息(第一乘車信息)記錄在IC卡中，在此，第一信息中增加了起點站信息而去除了預付費信息；由于扣除的費用大于等于實際的乘車費用，此時乘務員主動提示乘客下車必須主動去車站找零；例如當乘客在第14站下車找零時，首先，車站找零IC卡讀寫器讀取IC卡中的第一乘車信息，并根據自身存儲單元中存儲的數據信息判斷車次725是否匹配、檢驗碼是否匹配、是否沒有找零，在車次匹配、檢驗碼匹配且還沒有找零的情況下(這里的判斷順序可以調整，也可以同時判斷)，根據起點即第二站的費用1.9、終點費用0、起步價a＝1.0、最高限價b＝1.8，得到此次實際應該找零y，y＝max(起點費用，a)-min{max[(起點費用-終點費用)，a]，b}＝1.9-min{max[(1.9-0)，1.0]，1.8}＝1.9-min{1.9，1.8}＝0.1，在此，起點費用通過從存儲的費用信息表中獲得(這與實施例6中是不同的，實施例6中是通過IC卡中的第一乘車信息獲得的)，同時，對IC卡做“已找零”標記；如果上述條件不成立，則找零失敗。
類似地，當乘客從第8站上車時，檢驗碼為A，預付費x＝max(第8站的費用信息，a)＝max(0.8，1.0)＝1.0；當在第9站下車時，首先，車站找零IC卡讀寫器讀取IC卡中的第一乘車信息，并根據自身存儲單元中存儲的數據信息判斷車次725是否匹配、檢驗碼A是否匹配、是否沒有找零，在車次匹配、檢驗碼匹配且還沒有找零的情況下，根據起點費用0.8、終點費用0.8、起步價a＝1.0、最高限價b＝1.8，得到此次實際應該找零y，y＝max(起點費用，a)-min{max[(起點費用-終點費用)，a]，b}＝max(0.8，1.0)-min{max[(0.8-0.8)，1.0]，b}＝1.0-min{1.0，1.8}＝0.0，同時，對IC卡做“已找零”標記；如果上述條件不成立，則找零失敗。
更簡單地，由于每一個具體的車站找零讀寫器的站號例如第4站是固定不變的，因此，可以簡單地只是預先存儲第四站對應的1.6和檢驗碼B，更加提高系統的效率。
此外，為了便于統計數據，可以將預付費IC卡讀寫器編號也存儲在乘車信息記錄中。此外，可以直接通過找零IC卡讀寫器中最終存儲的預付費和找零信息來統計收入。當然，也可以根據預付費IC卡讀寫器中的預付費總數和車站找零IC卡讀寫器中的找零總數來統計收入。
通過上面的系統和方法，可實現與現有的公交收費制度平滑結合，并且也可以選擇按照實際的乘車里程收費而去掉起步價、最高限價的規定，實際上，去掉這些規定后的系統將效率更高。
此外，對于車載找零IC卡讀寫器而言，就不存在檢驗碼匹配和車次匹配的問題，并且可以與上述方法類似地實現起步價或最高限價的方案。
實施例8實施例6和7中，對于找零來說，始終是大于等于零的。這樣不可避免地會被用戶察覺到在何種情況下找零是為零的，特別是對于上下班的用戶而言，他們乘坐的是相同的線路，就更容易掌握規律，導致用戶不愿意去主動找零。在實施例8中，將說明一種找零始終大于最小找零值d的系統，d＞0，例如是最小找零值d等于0.1、0.5、0.8、1.0，這可以根據具體需要自行設置，當然，當d＝0時就是實施例7的情形了。下面以d＝1.0為例進行詳細說明。
如附圖13中所示，根據最小找零值d、每公里單價、到假定終點的距離(在此僅精確到公里)生成費用及檢驗碼信息表，即在圖9的數據上都加上了d，例如第一站在圖9中是2.0，而在圖11中變成了3.0。在本實施例中，用該信息表代替實施例6或7中的信息表。
例如，當乘客在乘務員的監督下從第2站上車預付費時，從IC卡中預付費x，x＝max[第2站的費用信息，(a+d)]＝max(2.9，2.0)＝2.9元，在此，預付費次數不做任何限定，乘務員應主動告之乘客，只可刷卡一次，多刷將多次預付費，同時預付費IC卡讀寫器至少將車次725、檢驗碼A、預付費x等信息(第一乘車信息)記錄在IC卡中；由于扣除的費用大于實際的乘車費用，此時乘務員主動提示乘客下車必須主動去車站找零；例如當乘客在第14站下車找零時，首先，車站找零IC卡讀寫器讀取IC卡中的第一乘車信息，并根據自身存儲單元中存儲的數據信息判斷車次725是否匹配、檢驗碼是否匹配、是否沒有找零，在車次匹配、檢驗碼匹配且還沒有找零的情況下(這里的判斷順序可以調整，也可以同時判斷)，根據預付費x＝2.9、費用1.0、起步價a＝1.0、最高限價b＝1.8，得到此次實際應該找零y，y＝x-min{max[(x-費用)，a]，b}＝2.9-min{max[(2.9-1.0)，1.0]，1.8}＝2.9-min{1.9，1.8}＝1.1，同時，對IC卡做“已找零”標記；如果上述條件不成立，則找零失敗。
例如，當乘客從第20站上車時，檢驗碼為B，預付費x＝max(第20站的費用信息，a+d)＝max(2.3，2.0)＝2.3；當在第24站下車時，首先，車站找零IC卡讀寫器讀取IC卡中的第一乘車信息，并根據自身存儲單元中存儲的數據信息判斷車次725是否匹配、檢驗碼B是否匹配、是否沒有找零，在車次匹配、檢驗碼匹配且還沒有找零的情況下，根據預付費x＝2.3、費用1.8、起步價a＝1.0、最高限價b＝1.8，得到此次實際應該找零y，y＝x-min{max[(x-費用)，a]，b}＝2.3-min{max[(2.3-1.8)，1.0]，1.8}＝2.3-min{1.0，1.8}＝1.3，同時，對IC卡做“已找零”標記；如果上述條件不成立，則找零失敗。
例如，當乘客從第8站上車時，檢驗碼為A，預付費x＝max(第8站的費用信息，a+d)＝max(1.8，2.0)＝2.0；當在第9站下車時，首先，車站找零IC卡讀寫器讀取IC卡中的第一乘車信息，并根據自身存儲單元中存儲的數據信息判斷車次725是否匹配、檢驗碼A是否匹配、是否沒有找零，在車次匹配、檢驗碼匹配且還沒有找零的情況下，根據預付費x＝2.0、費用1.8、起步價a＝1.0、最高限價b＝1.8，得到此次實際應該找零y，y＝x-min{max[(x-費用)，a]，b}＝2.0-min{max[(2.0-1.8)，1.0]，1.8}＝2.0-min{1.0，1.8}＝1.0，同時，對IC卡做“已找零”標記；如果上述條件不成立(即在其它情況下)，則找零失敗。
與實施例7類似地，在IC卡傳遞的第一乘車信息中，可以用起點站號信息代替預付費信息，并通過y＝max(x，a+d)-min{max[(x-費用y)，a]，b}來計算出找零費用。在此，起點費用通過從存儲的費用信息表中獲得。
此外，實施例1-5中的技術方案也可以結合起步價、最高限價的相關內容，當然，在本發明中，可以根據實際情況，僅考慮起步價，或僅考慮最高限價。
實施例9通常，起步價a應小于最高限價b，但是，在實施例6、7、8中包含了一種特殊的情況，當起步價a與最高限價b相等時(例如a＝b＝1.0)，就變成了單一票制的公共交通工具的情況了。
此外，在實施例1-8中僅僅描述了處理普通一卡通卡(簡稱普通卡)的情況，而普通卡是通過計額來預付費的，但是，在現實的情況中，考慮到照顧城市低收入人群的利益，還需要各種月票卡(或稱為“計次IC卡”)，計次IC卡與計額IC卡的不同之處是前者通過扣除乘車次數來收費，而后者是根據具體的乘車里程等來收費。為了使持有計次IC卡和計額IC卡的乘客一樣，能在實施例1-8中的系統上進行消費，可以通過以下方案實現。
在此，本實施例中的大部分與實施例1-8相同或類似，這里僅僅描述與它們的不同之處。
例如，這里將卡片應用類型分為計次IC卡和計額IC卡(當然也可以按照用戶群的特點來更詳細地區分)，為了使實施例1-8中的預付費模塊能兼容地處理計額IC卡和計次IC卡，預付費模塊可包括用于扣除預付費的計額子模塊和計次子模塊。類似地，找零模塊可包括用于找零的計額子模塊和計次子模塊。
在上車時，如果遇到計額IC卡，預付費IC卡讀寫器則通過計額子模塊從IC卡中扣除預付費(金額)，并在IC卡中儲存第一乘車信息；如果遇到計次IC卡，預付費IC卡讀寫器則通過計次子模塊從IC卡中扣除預付費(次數)，例如可統一為上車刷卡預付費時扣除2次，下車刷卡時找零1次，同時將第一乘車信息寫入IC卡中；當下車時，如果遇到計額IC卡，找零IC卡讀寫器先從IC卡的存儲單元中的指定位置讀取第一乘車信息，并通過計額子模塊對IC卡找零，然后在找零IC卡讀寫器的存儲單元中存儲起點到終點的乘車信息；如果遇到計次IC卡，找零IC卡讀寫器先從IC卡存儲單元中讀取第一乘車信息，并通過計次子模塊對IC卡找零(次數)。該計次子模塊例如只要根據車次和預付費(第一乘車信息)判斷車次是否匹配、計次IC卡是否沒有找零，如果車次匹配且還沒有找零則對計次IC卡找零。
此外，優選地，由于MIFARE 1卡片采用的EEPROM包括16個扇區，每個扇區為4塊，每塊16個字節，以塊為存取單位，并且每個扇區具有獨立的一組密碼和訪問控制，所以可以實現從一張IC中的不同指定位置讀寫不同的數據，例如對于一張月票IC卡，既可以對計次的儲值區進行讀寫，在計次區金額不足的時候可以通過微處理器對計額儲值區的數據進行讀寫。不過，總體來說，也就是計額和計次兩種情況，對于計額卡，則使用計額模塊，對于計次卡則使用計次模塊。當然，如前所述，IC卡片可能既有計次儲值區又有計額儲值區，那么就可以根據不同需要來設定是只讀寫計次儲值區、還是只讀寫計額儲值區，或者是先讀寫計次儲值區，當計次儲值區金額不夠時，才讀寫計額儲值區等等。
以上描述了本發明與現有技術的不同之處，通過本實施例，可以實現分段票制車、單一票制車采用相同的預付費模塊和找零模塊，并且對于計額IC卡和計次IC卡也都可以選取采用相同的預付費模塊和找零模塊。此外，本實施例可以結合實施例1-8中的優選方案，例如車載預付費IC卡讀寫器可設置在車上的多個車門處等等。
實施例10上文中已經描述了各種具體的實施例，但是，本發明不限于上文中的這些具體實施例，例如，對于在起點扣除費用的多少可以采取多種不同設置，只要是通過起點扣除費用和終點找零來實現的一卡通分系統都在本發明的保護范圍之內。例如，可以將預付費設置為始終大于線路的起點到終點的費用，比如，線路387從A站開往D站，那么可以設置預付費始終為(A到D的費用+d)，其中d為大于等于0的常數。
此外，本發明并不限于僅僅根據生成的費用表來預付費或找零，例如，還可以根據原始的里程表(例如附圖8中的里程表)、公里單價等等來實現預付費或找零，即通過IC卡片將起點或起點對應的里程等信息(在此將這些信息的部分或全部稱為“第一乘車信息”或“第一相關信息”)從預付費IC卡讀寫器傳遞到找零IC卡讀寫器，以實現預付費和找零；還可以考慮上述的某些實施例中提到的起步價格、和/或最高限價、和/或計次月票、和/或某些具體的收費標準等等因素，來進行預付費和找零。
前述的收費標準例如“10公里以內1元，10公里以外時每10公里內加1元”，即1-10公里算起步價1元，距離小于等于20公里且大于10公里時計價2元，距離小于等于30公里且大于20公里時計價3元，依此類推，對于這種情況，可以設定預付費用為A＝max(x，a+d)，所述找零費用為max(x，a+d)-min{max[Round(x-y)，a]，b}，其中x為起點站對應的費用，y為終點站對應的費用，函數Round為進位取整函數(在此也將其稱為收費標準函數R)，比如Round(1.1)＝2，a為起步價格，b為最高限價，d為常數且d大于等于0；或者可以設定所述預付費用A為max(x，a+d)，所述找零費用為A-min{max[Round(A-y)，a]，b}，其中x為起點站對應的費用信息，y為終點站對應的費用信息，函數Round為進位取整函數(在此也將其稱為收費標準函數R)，a為起步價格，b為最高限價，d為最小找零值且d大于等于0。
當然，前述收費標準也可能為“10公里以內1元，10公里以外時每5公里內加0.5元”等等。類似地，可以根據相應的收費標準函數R(x-y)或R(A-y)來進行找零，該收費標準函數R可以根據具體情況來具體選擇。
本發明并不限于上述的優選實施例，在本發明的教導下，本領域普通技術人員可以做出各種變形或替換，這些都包括在本發明的范圍之內。例如本發明可以與一卡通分系統結算中心、一卡通清算中心配合起來，實現整個一卡通系統。
權利要求
1.一種公共交通一卡通分系統，其包括IC卡片；車載預付費IC卡讀寫器，其包括預付費模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在乘客入口附近，其中該預付費模塊用于從IC卡中扣除預付費用，該微處理器用于將第一乘車信息寫入IC卡中；車站找零IC卡讀寫器，其包括找零模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在車站上，找零模塊至少判斷IC卡是否沒有找零，如果還沒有找零，則對IC卡進行找零，該微處理器用于將從起點到終點的乘車信息存儲在存儲單元中，同時對IC卡片進行“已找零”標記。
2.一種公共交通一卡通分系統，其包括IC卡片；車載預付費IC卡讀寫器，其包括預付費模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在乘客入口附近，其中該預付費模塊用于從IC卡中扣除預付費用，該微處理器用于將第一乘車信息寫入IC卡中，該第一乘車信息至少包括車次；車站找零IC卡讀寫器，其包括找零模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在車站上，找零模塊至少判斷車次是否匹配、IC卡是否沒有找零，如果車次匹配且還沒有找零，則對IC卡進行找零，微處理器用于將從起點到終點的乘車信息存儲在存儲單元中，同時對IC卡片進行“已找零”標記。
3.一種公共交通一卡通分系統，其包括IC卡片；車載預付費IC卡讀寫器，其包括預付費模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在乘客入口附近，其中該預付費模塊用于從IC卡中扣除預付費用，該微處理器用于將第一乘車信息寫入IC卡中，該第一乘車信息至少包括車次和檢驗碼；車站找零IC卡讀寫器，其包括找零模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在車站上，找零模塊至少判斷車次是否匹配、校驗碼是否匹配、IC卡是否沒有找零，如果車次匹配、校驗碼匹配且還沒有找零，則對IC卡進行找零，微處理器用于將從起點到終點的乘車信息存儲在存儲單元中，同時對IC卡片進行“已找零”標記。
4.一種公共交通一卡通分系統，其包括非接觸式IC卡片；入口非接觸式IC卡讀寫器，其包括預付費模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在用戶入口處，該預付費模塊用于從IC卡中扣除預付費用，該微處理器用于將第一相關信息寫入IC卡中；出口非接觸式IC卡讀寫器，其包括找零模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在用戶出口處，找零模塊至少判斷IC卡是否沒有找零，如果還沒有找零，則對IC卡進行找零，微處理器用于將從起點到終點的相關信息存儲在存儲單元中，同時對IC卡片進行“已找零”標記。
5.根據權利要求1、2、3或4所述的公共交通一卡通分系統，其還包括一卡通分系統結算中心，其中通過以太網或RS232/485串口通信的方式將乘車信息記錄傳送到上位PC機，上位PC機定時將乘車信息記錄傳送到到分系統結算中心；或者通過易于攜帶的紅外采集裝置或大容量的IC卡采集乘車信息記錄，并通過采集站傳輸到一卡通分系統結算中心。
6.一種實現權利要求1-5中任一公共交通一卡通分系統的方法，其中包括如下步驟在車上或用戶入口處設置預付費IC卡讀寫器；在車上或車站上或用戶出口處設置找零IC卡讀寫器；其中，當用戶或乘客進入入口時，刷IC卡預付費，當用戶或乘客離開出口時，刷IC卡索取找零。
7.一種配合使用的找零IC卡讀寫器和預付費IC卡讀寫器，其中預付費IC卡讀寫器，其包括預付費模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在乘客入口附近，其中該預付費模塊用于從IC卡中扣除預付費用，該微處理器用于將第一乘車信息寫入IC卡中；找零IC卡讀寫器，其包括找零模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在車站上，找零模塊至少判斷IC卡是否沒有找零，如果還沒有找零，則對IC卡進行找零，該微處理器用于將從起點到終點的乘車信息存儲在存儲單元中，同時對IC卡片進行“已找零”標記。
8.一種配合使用的預付費IC卡讀寫器和找零IC卡讀寫器，其中預付費IC卡讀寫器，其包括預付費模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在乘客入口附近，其中該預付費模塊用于從IC卡中扣除預付費用，該微處理器用于將第一乘車信息寫入IC卡中，該第一乘車信息至少包括車次；找零IC卡讀寫器，其包括找零模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在車站上，找零模塊至少判斷車次是否匹配、IC卡是否沒有找零，如果車次匹配且還沒有找零，則對IC卡進行找零，微處理器用于將從起點到終點的乘車信息存儲在存儲單元中，同時對IC卡片進行“已找零”標記。
9.一種配合使用的預付費IC卡讀寫器和找零IC卡讀寫器，其中車載預付費IC卡讀寫器，其包括預付費模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在乘客入口附近，其中該預付費模塊用于從IC卡中扣除預付費用，該微處理器用于將第一乘車信息寫入IC卡中，該第一乘車信息至少包括車次和檢驗碼；車站找零IC卡讀寫器，其包括找零模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在車站上，找零模塊至少判斷車次是否匹配、校驗碼是否匹配、IC卡是否沒有找零，如果車次匹配、校驗碼匹配且還沒有找零，則對IC卡進行找零，微處理器用于將從起點到終點的乘車信息存儲在存儲單元中，同時對IC卡片進行“已找零”標記。
10.根據前述任一項權利要求所述的公共交通一卡通系統或方法，其中所述預付費用為A＝max(x，a+d)，所述找零費用為max(x，a+d)-min{max[R(x-y)，a]，b}，其中x為起點站對應的費用，y為終點站對應的費用，函數R為收費標準函數，a為起步價格，b為最高限價，d為常數且d大于等于0；或者所述預付費用為A＝max(x，a+d)，所述找零費用為A-min{max[R(A-y)，a]，b}，其中x為起點站對應的費用信息，y為終點站對應的費用信息，函數R為收費標準函數，a為起步價格，b為最高限價，d為最小找零值且d大于等于0。
全文摘要
一種公共交通一卡通分系統和實現方法以及預付費IC卡讀寫器和找零IC卡讀寫器，其中該公共交通一卡通分系統包括IC卡片；車載預付費IC卡讀寫器，其包括預付費模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在乘客入口附近，其中該預付費模塊用于從IC卡中扣除預付費用，該微處理器用于將第一乘車信息寫入IC卡中；車站找零IC卡讀寫器，其包括找零模塊、微處理器和存儲單元，且其安裝在車站上，找零模塊至少判斷IC卡是否沒有找零，如果還沒有找零，則對IC卡進行找零，該微處理器用于將從起點到終點的乘車信息存儲在存儲單元中，同時對IC卡片進行“已找零”標記。
文檔編號G07B15/06GK1851755SQ20061007611
公開日2006年10月25日 申請日期2006年4月26日 優先權日2006年4月26日
發明者劉秋元 申請人:劉秋元