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技术领域

本发明涉及信息技术、车联网领域，具体涉及一种出租车车载信息交换终端及其 工作方法。

背景技术

出租汽车行业是重要的服务窗口行业，在促进城乡经济发展、方便群众出行、扩大 社会就业、树立城市形象等方面，具有重要的作用。手机打车软件的出现，构建了一个司机 和乘客及时沟通交流的平台，形成了“出租车-乘客”之间信息的互联互通。但是也同时带来 了如下的问题。

（1）安全问题。由于出租车司机需要通过“打车软件”进行接单交易，就免不了在驾 驶的过程中频繁使用手机，事实上，这种行为已经违反了现行的法律法规。交管部门的统计 数据说明，在开车时打电话、发短信发生恶性事故的概率会暴增20多倍。

（2）社会和谐问题。由于打车市场的不规范，在某种程度上加剧了原有公共交通资 源的分配矛盾，打乱了网络召车和出租车的公平竞争环境，各类由此引发的公众打砸、斗殴 事件不绝于新闻、报纸。

鉴于上述问题，2014年5月中国交通部发布《关于促进手机软件召车等出租汽车电 召服务有序发展的通知》。通知要求，各地方交通运输主管部门要加快推动城市出租汽车服 务管理信息系统与手机软件召车服务系统实现信息共享和互联互通，逐步实现对出租汽车 电召服务的完整记录、及时跟踪和全过程监管。通知中还提到，市场上的众多打车软件需要 统一接入车载信息终端进行管理，且在电召服务中产生的收费需要有标准的计价措施。对 违反规定收取其他费用的，乘客可拒付车费并向相关部门投诉。

目前出租车的基本业务活动操作主要由空重车牌、计价器、GPS进行辅助和监控。 这三类出租车的基本设施均已实现了电子化，但是三类设施所获取的信息都分布于各设备 之中，只能通过司机在接送乘客的业务流程中以手动的方式进行汇聚整合，更加无法与各 类打车软件形成无缝的信息交换与对接。虽然，部分研发人员看到了出租车内各电子设备 的信息交换是一个亟待解决的问题，开发了一系列的信息交换终端产品，以期与出租车内 的各类设备形成信息的互联互通，但是这些终端产品往往采用了winCE或是单片机系统，难 以与手机打车软件兼容。因此，如何对出租车打车软件市场形成完整记录、及时跟踪和全 过程监管仍然是一个具有挑战的技术难题。

本发明“出租车车载信息交换终端”，立足打车软件带来的诸多社会问题，响应交 通部《通知》要求，利用通信技术、物联网技术等信息技术手段形成的安装于出租车的车载 解决方案。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种新型的出租车车载信息交换 终端及其工作方法。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

出租车车载信息交换终端，包括有主控制器、移动通信模块、串口集线器模块、电源管 理模块，其中：

所述的主控制器对各结构模块进行功能控制和数据交换；

所述的移动通信模块通过移动运营商设立的公共通信网与打车软件后台管理、服务系 统进行通信和服务，以及终端与打车服务软件后台之间的数据交互。

所述的串口集线器模块由一组3个RS232串口和1个GPIO口构成，用来分别与出租 车内车载设备进行物理上的接线连接，同时串口集线器提供一个专用的串口与主控制器模 块进行物理上的连接，串口集线器模块由可靠性较高的工业单片机进行串口通信协议的解 析与实现，并完成各串口间的数据转发，串口集线器模块由任务调度子功能模块、信号管理 子功能模块和通信管理子功能模块构成，其中：任务调度子功能模块主要用于满足多任务 的实时操作特性，合理的处理串口连接的外接车载设备所发生的中断事件，同时也要确保 主控制器发送的数据查询指令和任务命令；信号管理子功能模块主要用于处理空重车牌连 接的GPIO口所触发的中断事件判定，由于出租车车内环境复杂，用户扳动车牌的动作不一 致，经常会在GPIO口产生谐波，导致无法准确的判定GPIO口的状态，因此需要有信号管理任 务专门处理中断事件的触发信号,同时还要处理ACC点火状态的判定，以避免司机点火时 的误操作引起的误判；通信管理子功能模块主要用于处理外接设备的串口中断处理，串口 数据包的解析，同时向上层应用协议提供抽象化的封装API，以供软件对串口协议的操作接 口。

所述的电源管理模块对各结构模块进行电源供应及管理。

进一步的，所述的电源管理模块由自恢复保险、电能-热能转换装置、供电状态切 换子功能模块构成，其中：自恢复保险为在信息交换终端的供电前端加入的自恢复保险丝， 当供电电流达到门限值就开始发热，电阻升高，使通过电流减小，起到保护作用，当电流恢 复正常后，保险丝等效为几欧姆的电阻，电流恢复正常；电能-热能转换装置安装于自恢复 保险丝的后端，当供电线路产生持续较长时间的异常高电压时，所述电能-热能转换装置可 将电能转化为热能散发出去，以保护后接电路的正常工作功率；供电状态切换子功能模块 当检测到出租车的ACC端没有电压时，可判定汽车发动机未工作，在连续5分钟内为侦测到 ACC端的电压变化时，即将终端的工作模式自动转换为休眠状态。

进一步的，所述出租车车载信息交换终端还包括有蓝牙系统模块、WIFI系统模块 和远程升级系统，其中所述的蓝牙系统模块用于该终端与出租车司机及乘客蓝牙手机或其 他蓝牙移动设备的无线连接；所述的WIFI系统模块用于该终端与出租车司机及乘客手机或 其他WIFI移动设备的无线连接；所述的远程升级系统用于对终端使用安卓操作系统的升级 和终端上安装APP应用程序的升级，远程升级系统通过通信模块连接终端与升级补丁服务 器。

进一步的，所述出租车车载信息交换终端的右侧设有一组miniUSB接口，以供调试 开发或者外加设备连接，所述出租车车载信息交换终端的背侧设有1组4针方型接口和一组 10针方型接口，所述4针方型接口主要是用来连接POS机，所述10针方型接口主要是用来连 接计价器、GPS手柄和空重车牌。

进一步的，所述出租车车载信息交换终端还设有一组调整摆放高度的挂架口，供 声音播放的喇叭口，以供调司机的语音输入的内置麦克风口。

根据权利要求1-5任一项所述的出租车车载信息交换终端的召车方法，包括如下 步骤：（1）出租车司机在启动出租车后，由电源管理模块向信息交换终端供电，启动终端； （2）主控制器模块启动后台侦听程序，侦听移动通信模块和串口集线器模块是否有数据到 来；（3）如果移动通信模块有数据到来，主控制器识别、解析召车订单；（4）如果串口集线器 模块有GPIO中断到来，主控制器即可判定司机接单；（5）在接单后，主控制器通过串口集线 器模块获取出租车上的GPS信息，并将GPS信息由移动通信模块上传至出租车运营监管服务 器；（6）当GPIO口再次有中断事件发生，主控制器可判定司机已经行驶到目的地，主控制器 与串口集线器模块通信，获取计价器中的计价数据，并交换至POS机，同时将计价信息由移 动通信模块上传至网络召车运营服务器；（7）当POS机捕捉到消费完成动作后，将消费信息 通过串口集线器模块传递至主控制器，并由主控制器调用移动通信模块，将消费信息上传 至网络召车运营服务器；（8）司机完成载客服务，进行下一次接单。

本发明“出租车车载信息交换终端”，主要解决了如下技术问题：

（1）出租车内各设备间的信息交换问题。使出租车内的基本设施，包括：空重车牌、计价 器、GPS、POS机形成信息上的互联互通。

（2）打车APP与出租车内各车载设备间的信息交换问题。空重车牌、计价器、GPS、 POS机一直是对出租车运营进行监管的有效工具和用户维权的重要凭证，一直以来，打车软 件无法对其管辖的司机服务质量进行有效监控，主要原因在于手机作为一个家用移动终 端，其体积和电路设计，无法与车载设备形成物理上的对接，更无法适应汽车供电环境中的 浪涌电流。因此，打车APP软件也变向成为了黑车的保护伞。

（3）出租车内各车载设备与运营监管服务器间的信息交换问题。传统的出租车监 管，虽然使用了诸多车联网、物联网技术，但是往往成为一个个互不联系的设备竖井。比如： 遍布城市出租车的GPS往往隶属于各城市的车管所、公安部门，出租车的计价器又属于物价 部门监管，如果需要对违反物价规定的出租车进行追踪就需要两个部门共同共享出数据。 本发明将从硬件上构建这种数据共享通路。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

（1）创新了出租车车载终端硬件集成技术应用，把多种贯穿出租车召车业务流程的专 用设备与移动互联网技术集成于一体，满足了移动互联网时代网络召车的实际需求，切实 解决了网络召车软件带来的安全问题和社会和谐问题；

（2）结合移动通信技术、数据实时交互和嵌入式系统集成技术，一方面为出租车司机提 供了各种召车信息，实现了车载终端与打车软件服务器的数据交换；另一方面，通过连接出 租车内各车载设备，为出租车运营监管部门提供了可靠的出租业务监控数据来源；从而扩 展了出租车驾驶室应用新空间，创新了出租车服务产业模式；

（3）将出租车内各车载设备的信息集中于一个终端显示，符合司机、乘客在乘坐汽车时 的使用习惯，贯穿了人性化的设计理念。

附图说明

图1是本发明的组成框图。

图2是出租车车载信息交换终端的主视图。

图3是出租车车载信息交换终端的右视图。

图4是出租车车载信息交换终端的后视图。

图5是出租车车载信息交换终端背面的4针方型接口结构示意图。

图6是出租车车载信息交换终端背面10针方型接口结构示意图。

附图中,1—实体按键,2—电容屏,3—miniUSB接口,4—4针方型接口,5—10针方 型接口,6—挂架口,7—喇叭口,8—麦克风口。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的工作原理进行进一步的描述。

如图1所示，本发明所述出租车车载信息交换终端主要包括有主控制器、移动通信 模块、串口集线器模块、电源管理模块，其中：主控制器对各结构模块进行功能控制和数据 交换；

所述的移动通信模块通过公众通信网与网络打车软件后台管理服务系统进行通信，该 模块实现有：

1）通过电路连接到主控制器的串行外设接口；

2）通过安卓4.2版本内核，实现主控制器与移动通信模块的数据交互；

3）主控制器在该内核基础上，提供TCP/IP协议的标准socket套接字API，使程序员可 以调用移动通信模块，进行终端与任意远程服务器间的数据交换。

所述的串口集线器模块由一组3个RS232串口和1个GPIO口构成，用来分别与出租 车内车载设备（包括但不限于：GPS、POS机、计价器和空重车牌）进行物理上的接线连接，同 时串口集线器提供一个专用的串口与主控制器模块进行物理电路上的连接，串口集线器模 块由可靠性较高的工业单片机进行串口通信协议的解析与实现，并完成各串口间的数据转 发，串口集线器模块由任务调度、信号管理和通信管理等子功能模块构成；

其中任务调度子功能模块实现有：

1）侦听主控制模块是否处于繁忙状态，如果处于繁忙状态，串口集线器不对主控制器 发送数据；

2）如果主控制模块处于空闲状态，则向串口集线器发送数据。

通信管理子功能模块实现有：

1）任意串口中有数据到达，向单片机发送一个中断信号，如果此时单片机状态为空闲， 单片机将自己置为繁忙状态，进入中断处理程序，如果单片机为繁忙状态，外接设备随机选 择下一个时间片进行数据上传；

2）在中断处理程序中，单片机根据数据到来的端口号，判断是GPS手柄、POS机或是计价 器设备发送来的数据，选择相应的协议；

3）根据相应的协议对到来的数据进行解析；

4）解析后的数据传递到主控制器模块。

信号管理子功能模块实现有：

1）对GPIO口进行噪声抑制；

2）通过计算GPIO口信号波形的跳变时间沿确定是否空重车牌状态发生改变。

所述的电源管理模块由自恢复保险、电能-热能转换装置、供电状态切换子功能模 块构成，其中：自恢复保险为在信息交换终端的供电前端加入的自恢复保险丝，当供电电流 达到门限值就开始发热，电阻升高，使通过电流减小，起到保护作用，当电流恢复正常后，保 险丝等效为几欧姆的电阻，电流恢复正常；电能-热能转换装置安装于自恢复保险丝的后 端，当供电线路产生持续较长时间的异常高电压时，所述电能-热能转换装置可将电能转化 为热能散发出去，以保护后接电路的正常工作功率；供电状态切换子功能模块当检测到出 租车的ACC端没有电压时，可判定汽车发动机未工作，在连续5分钟内为侦测到ACC端的电压 变化时，即将终端的工作模式自动转换为休眠状态。

出租车车载信息交换终端还包括有蓝牙系统模块、WIFI系统模块和远程升级系 统，其中所述的蓝牙系统模块用于该终端与出租车司机及乘客蓝牙手机或其他蓝牙移动设 备的无线连接；所述的WIFI系统模块用于该终端与出租车司机及乘客手机或其他WIFI移动 设备的无线连接；所述的远程升级系统用于对终端使用安卓操作系统的升级和终端上安装 APP应用程序的升级，远程升级系统通过通信模块连接终端与升级补丁服务器。

车载信息交换终端的硬件形态如图2所示，其外壳防护包装模具大小为长190- 200mm，宽120-180mm，外壳下方配备有实体按键1，分别对应安卓操作系统的返回、home、菜 单按键功能，外壳内嵌入一块七寸大小电容屏2。

如图3所示，产品右侧放置一组miniUSB接口3，以供调试开发或者外加设备连接。

如图4所示，产品背侧左中放置一组10针方型接口5，左下设1组4针方型接口，背侧 中央竖型排列一组挂架口6以调整终端在车内的不同摆放高度，背侧右中设置喇叭口7以供 声音播放，背侧右下有内置麦克风口8以供调司机的语音输入。

车载信息交换终端需要的物理接口和功能列表如表1所示：

表1

其中，4针方型接口4的引脚和图形如图5所示，4针方型接口4主要是用来连接POS机，作 为优选实施方案采用的连接器型号为MOLEX-3.0-H，其4个引脚所对应的物理功能定义如表 2所示：

表2.产品连接POS机的各引脚定义

10针方型接口5的引脚和图形如图6所示，10针方型接口5主要是用来连接计价器、GPS 手柄和空重车牌，采用的连接器型号为MOLEX-3.0-H，其10个引脚所对应的物理功能定义如 表3所示：

表3.10针方型接口5的各引脚定义

本发明可用于召车服务、车辆管理、数据共享等多个方面，下面以召车服务为例对本发 明进一步进行说明。

出租车司机在正常启动出租车车载信息交换终端后，点击终端上安装的网络召车 APP，进行召车：

1）出租车车载信息交换终端通过移动通信模块接收到订单后，终端界面播放提示音；

2）抢订单按钮的倒数开始；

3）司机点击订单进行抢单；

4）成功抢单后跳转到订单详情界面；

5）司机在订单详情页面查看乘客地理位置；

6）司机与乘客通电话进一步识别是否接乘；

7）司机确定接乘后打下空车牌，车辆状态变为非空车状态，禁止任何接单；

8）运送乘客到指定目的地后司机扳动空重车牌；

9）计价器停止计费，并把计费金额、行驶里程、行驶时间分别发送至出租车车载信息交 换终端；

10）出租车车载信息交换终端把计价器的相关数据发送至POS机；

11）出租车车载信息交换终端把计价器的相关数据发送至网络召车APP的后台服务器；

12）出租车车载信息交换终端上显示服务计费金额；

13）如顾客选择银联卡闪付将银联卡贴放在POS机上，POS机支付成功后在出租车车载 信息交换终端上显示支付成功的提示，否则提示再次圈存或换卡支付。

在上述召车过程中，出租车车载信息交换终端的召车工作方法如下：

（1）出租车司机在启动出租车后，由电源管理模块向信息交换终端供电，启动终端；

（2）主控制器模块启动后台侦听程序，侦听移动通信模块和串口集线器模块是否有数 据到来；

（3）如果移动通信模块有数据到来，主控制器识别、解析召车订单；

（4）如果串口集线器模块有GPIO中断到来，主控制器即可判定司机接单；

（5）在接单后，主控制器通过串口集线器模块获取出租车上的GPS信息，并将GPS信息由 移动通信模块上传至出租车运营监管服务器；

（6）当GPIO口再次有中断事件发生，主控制器可判定司机已经行驶到目的地，主控制器 与串口集线器模块通信，获取计价器中的计价数据，并交换至POS机，同时将计价信息由移 动通信模块上传至网络召车运营服务器；

（7）当POS机捕捉到消费完成动作后，将消费信息通过串口集线器模块传递至主控制 器，并由主控制器调用移动通信模块，将消费信息上传至网络召车运营服务器；

（8）司机完成载客服务，进行下一次接单。

本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明 的限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中医药技术人员根据本发明的技术方 案作出的各种变型和改进，均应包括在本发明的保护范围内。