一种与智能手环信息共享的智能电子站牌系统的制作方法

1.本发明涉及公交站牌领域，尤其涉及一种与智能手环信息共享的智能电子站牌系统。


背景技术：

2.随着城市交通事业飞速发展，为了满足日益增长的出行需求，近年来城市公交发展迅速。虽然现有的公交车调度系统中的电子显示站牌能够显示车辆实时信息，用户到达乘车站点区域内可以看到电子站牌显示的乘车信息也可以提供手机获取车辆实时信息，但是在乘车过程中，当出现拥挤情况时，乘客时刻观看手机了解车辆行进过程存在困难，也会出现乘客做坐过站等情况，乘客也不能得知公交车内的拥挤情况，从而根据拥挤情况更换出行方式。而智能手环可以方便快捷的查看信息内容，能与用户进行信息交互，查看更多的出行信息，如周边的餐饮，公厕，购物等场所的分布情况。


技术实现要素：

3.本发明提供一种与智能手环信息共享的智能电子站牌系统，以克服上述技术问题。
4.一种与智能手环信息共享的智能电子站牌系统，其特征在于，包括站牌端和智能手环，站牌端包括智能手环位置确定单元、停靠站信息获取单元、行驶信息获取单元、行进轨迹合成单元、附加信息选择单元、附加信息加载单元、功能选择显示单元、操作解析单元、主控单元、通信单元、用户接入单元、手环信息分解单元，
5.智能手环位置确定单元用于建立智能手环的通信识别区域，获取智能手环的位置信息，包括布置在以所述站牌端为位置中心的一定区域内的智能手环位置确定设备，智能手环位置确定设备能够相互之间形成覆盖所设定通讯范围的通讯识别区域；且每一所述智能手环位置确定设备均能够与通过通信搜索验证的智能手环进行通信，实时获取所述智能手环的地理位置以确定是否启动无线通信范围提醒功能，即向手环发送与站牌端距离超限提醒启动通知；
6.智能手环包括手环主控单元、移动通信单元、信息输入单元、信息显示单元；
7.停靠站信息获取单元，用于获取途径公交站点的公交线路停靠站信息，停靠站信息至少包括线路名称、线路上站点分布信息；
8.行驶信息获取单元，用于获取公交线路的实时运行信息，实时运行信息至少包括当前运行的公交车数量及其实时位置信息、拥挤度信息；
9.行进轨迹合成单元，用于根据实时运行信息和停靠站信息，拟合公交线路的行进轨迹；
10.附加信息选择单元，用于根据附加信息类型选择距离公交站点一定范围内的可选坐标集合，附加信息类型包括娱乐、应急、服务站信息，可选坐标包括坐标名称、位置、导航信息；
11.附加信息加载单元，用于建立公交站点、附加信息类型、可选坐标集合的加载映射表；
12.功能选择显示单元，用于在站牌显示屏显示本站牌所能提供的服务，所述服务包括停靠站信息显示、行驶信息显示、行进轨迹显示、附加信息显示以及附加信息加载，其中停靠站信息显示功能所需要的数据由停靠站信息获取单元提供，行驶信息显示功能所需要的数据由行驶信息获取单元提供，行进轨迹显示功能所需要的数据由行进轨迹合成单元提供，附加信息显示功能所需要的数据由附加信息选择单元提供，附加信息加载功能所需要的数据由附加信息加载单元提供；
13.操作解析单元，用于解析用户在显示屏上的触屏位置，根据触屏位置获取对应的操作信息，根据操作信息确定用户所选服务，并反馈至主控单元；
14.主控单元，用于根据操作解析单元反馈的用户所选服务，控制对应的单元执行操作，并将对应的单元执行后的信息反馈至控制单元，将信息显示在站牌显示屏上，主控单元还用于在获取到待识别的手环对应的第一位置信息后，生成通讯识别码并打包下发到手环主控单元；
15.通信单元，用于与智能公交调度中心实时通信，获取停靠站信息、各个公交车的实时运行信息；
16.用户接入单元用于为每个与主控单元通信的智能手环提供独立的运行环境并解析出用户所输入的操作信息，根据操作信息确定用户所选服务；
17.手环信息分解单元用于在与站牌端可连接的无线通信范围内，从主控单元获取用户所关注的公交线路上公交车行进轨迹数据，当数据更新时，将车辆位置变化信息反馈至智能手环的移动通信单元；
18.手环主控单元用于在信息输入单元获取操作信息后，向站牌端发送待定位的智能手环的第一位置信息，所述第一位置信息为通过定位方式获取的定位数据；并对站牌端所下发的待定位的智能手环的通讯数据包进行解析，在解析成功后确定通信搜索验证成功并通知全部智能手环位置确定设备；所述通讯数据包包括所述待定位的智能手环的第一位置信息以及通讯识别码；
19.移动通信单元用于与站牌端的主控单元、手环信息分解单元、智能手环位置确定设备进行信息交互；
20.信息输入单元用于在手环的用户交互界面显示用户所能选择的服务，采集用户输入的操作信息，并将操作信息反馈至移动通信单元；
21.信息显示单元用于对移动通信单元获取的数据进行解析，并在用户交互界面进行显示和提醒，所述显示包括显示用户关注车辆的位置变化，所述提醒包括信息接收提醒和与站牌端距离超过可连接的无线通信范围提醒。
22.优选地，手环主控单元对站牌端所下发的待定位的智能手环的通讯数据包进行解析的步骤包括：对接收到通讯数据包中的通讯识别码按照给定的解密算法进行解密，所述通讯识别码为按照一定加密算法对位置信息以及上传时刻的时钟信息进行加密后的数据。
23.优选地，智能手环位置确定设备还用于在接收到手环的通信搜索验证成功通知后，实时获取该手环的相对位置信息，进而确定出该手环是否存在超出通信范围的风险；是则通过移动通信单元通知信息显示单元进行提醒。
24.优选地，相对位置信息包括所述手环与距离最近的所述智能手环位置确定设备之间的距离、以及所述手环与相对于所述智能手环位置确定设备的方位角。
25.优选地，获取公交线路的拥挤度信息包括四个步骤，
26.步骤1a:在采集周期内采集车厢内的视频数据，将视频分帧为图像，通过人脸识别技术识别图像中的人脸，
27.步骤1b:对人脸进行标记，对采样周期内保持位置不变的乘客标记为静态目标，对采样周期内位置改变高于两次的乘客标记为动态目标，
28.步骤1c:以图像中动态目标作为跟踪目标，确定车厢单位区域内动态目标的密度，其计算公式为(1),
[0029][0030]
其中，y为车厢单位区域内图像，x为动态目标的密度，m表示1s采集车厢内的图像的总量，f采集车厢内的图像第f帧的图像，f的取值范围为[1,m]，e表示自然常数，l(*)表示使用卷积网络抽取后的特征，fun(*)表示使用交叉熵训练的卷积网络抽取特征，sum表示对车厢单位区域的动态目标特征求和，
[0031]
步骤1d:基于车厢单位区域内动态目标的密度确定拥挤度，计算拥挤度的公式为(2)，
[0032][0033]
其中，x为动态目标的密度，y为车厢单位区域内图像，s为拥挤度，v，w表示置信度，取值范围[0,1]，m(*)表示使用孪生网络抽取后的特征,ls(*)表示使用交叉熵训练的卷积网络抽取后的特征，fs(*)表示从车厢单位区域内图像抽取特征，y
′
表示均一化后的图像。
[0034]
本发明公开了一种与智能手环信息共享的智能电子站牌系统，实现了用户既可以在站牌端进行信息交互，也可以通过智能手环进行信息交互，在站牌端和智能手环分别提供多种服务，用户可以根据服务类型方便快捷的获取需要的出行信息。当用户乘车时，可以通过智能手环实时接收公交到站提醒，而无需时刻关注手机和电子显示屏，同时能够根据公交的行进轨迹将公交车内的拥挤情况进行实时显示，用户可以及时更换出行方式。
附图说明
[0035]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]
图1是本发明系统模块图。
具体实施方式
[0037]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员
在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0038]
图1为本发明系统模块图，如图1所示，本实施例的方法可以包括：
[0039]
一种与智能手环信息共享的智能电子站牌系统，包括站牌端和智能手环。
[0040]
站牌端包括停靠站信息获取单元、行驶信息获取单元、行进轨迹合成单元、附加信息选择单元、附加信息加载单元、功能选择显示单元、操作解析单元、主控单元、通信单元、用户接入单元、手环信息分解单元。
[0041]
智能手环位置确定单元用于建立智能手环的通信识别区域，获取智能手环的位置信息，包括布置在以所述站牌端为位置中心的一定区域内的智能手环位置确定设备，智能手环位置确定设备能够相互之间形成覆盖所设定通讯范围的通讯识别区域；且每一所述智能手环位置确定设备均能够与通过通信搜索验证的智能手环进行通信，实时获取所述智能手环的地理位置以确定是否启动无线通信范围提醒功能，即向手环发送与站牌端距离超限提醒启动通知。
[0042]
智能手环位置确定设备还用于在接收到手环的通信搜索验证成功通知后，实时获取该手环的相对位置信息，进而确定出该手环是否存在超出通信范围的风险；是则通过移动通信单元通知信息显示单元进行提醒。相对位置信息包括所述手环与距离最近的所述智能手环位置确定设备之间的距离、以及所述手环与相对于所述智能手环位置确定设备的方位角，可以通过gps定位信息确定距离。
[0043]
停靠站信息获取单元，用于获取途径公交站点的公交线路停靠站信息，停靠站信息至少包括线路名称、线路上站点分布信息。
[0044]
行驶信息获取单元，用于获取公交线路的实时运行信息，实时运行信息至少包括当前运行的公交车数量及其实时位置信息、拥挤度信息。实时位置信息的标记以当前时刻距离较近的站点作为实时位置，如当前时刻公交车若位于a站点与b站点之间，通过gps定位确定其距离a站点近，则该公交车的实时位置信息为a站点。
[0045]
获取公交线路的拥挤度信息有两种方法，方法一包括四个步骤，
[0046]
步骤1a:在采集周期内采集车厢内的视频数据，将视频分帧为图像，通过人脸识别技术识别图像中的人脸，
[0047]
步骤1b:对人脸进行标记，对采样周期内保持位置不变的乘客标记为静态目标，对采样周期内位置改变高于两次的乘客标记为动态目标，
[0048]
步骤1c:以图像中动态目标作为跟踪目标，确定车厢单位区域内动态目标的密度，其计算公式为(1),
[0049][0050]
其中，y为车厢单位区域内图像，x为动态目标的密度，m表示1s采集车厢内的图像的总量，f采集车厢内的图像第f帧的图像，f的取值范围为[1,m]，e表示自然常数，l(*)表示使用卷积网络抽取后的特征，fun(*)表示使用交叉熵训练的卷积网络抽取特征，sum表示对车厢单位区域的动态目标特征求和，
[0051]
步骤1d:基于车厢单位区域内动态目标的密度确定拥挤度，计算拥挤度的公式为(2)，
[0052][0053]
其中，x为动态目标的密度，y为车厢单位区域内图像，s为拥挤度，v，w表示置信度，取值范围[0,1]，m(*)表示使用孪生网络抽取后的特征,ls(*)表示使用交叉熵训练的卷积网络抽取后的特征，fs(*)表示从车厢单位区域内图像抽取特征，y
′
表示均一化后的图像。
[0054]
方法二包括两个步骤，
[0055]
步骤2a:在采样周期内，分别采集每个停靠站点的上车乘客、下车乘客的客流情况数据；
[0056]
步骤2b:统计每个停靠站点的车内用户，根据用户数量划分拥挤度。
[0057]
行进轨迹合成单元，用于根据实时运行信息和停靠站信息，拟合公交线路的行进轨迹；根据拥挤度信息将行进轨迹上的公交车进行区分，可以采用不同的颜色表示拥挤度。如在公交车行进轨迹上，位于某个站点公交车满员则在行进轨迹信息用红色显示出来。
[0058]
附加信息选择单元，用于根据附加信息类型选择距离公交站点一定范围内的可选坐标集合，附加信息类型包括娱乐、应急、服务站信息，可选坐标包括坐标名称、位置、导航信息。
[0059]
其中，附加信息选择单元所提供的导航信息，包括乘客选择公交车出行时推荐的路径信息，以电子站牌当前所在站点位置为当前位置信息，以坐标名称、位置作为目的地信息，获取路径信息的方法包括以下几个步骤。
[0060]
步骤101，接收乘客在电子站牌端或用户端发送的乘车请求，乘车请求中携带当前位置信息及目的地信息。
[0061]
具体地，乘客需要出行时，通过电子站牌端或用户端输入当前位置信息以及目的地信息，并发送乘车请求，主控单元接收乘车请求。
[0062]
步骤102，根据乘车请求确定出行路线，出行路线至少包括：距离最短路线、换乘最少路线、步行最少路线及花费时间最短路线。
[0063]
具体地，本实施例中，接收到乘车请求后，获取数据库数据，在数据库中存储有所有公交车的行驶路线信息、车站位置信息以及公交车在任意两站的行驶时间信息等。在获取到数据库数据后，将当前位置信息及目的地信息与公交车的行驶路线信息及车站位置信息相匹配，确定能够达到目的地的出行线路。在确定的出行线路中至少包括：距离最短路线、换乘最短路线、步行最少路线及花费时间最短路线。
[0064]
其中，距离最短线路是获取所有经过当前位置和/或目的地位置的公交车，并按照经过当前位置、经过目的地位置的公交车进行组合形成出行线路，比较经过当前位置并达到目的地位置的每条出行线路的总距离，确定总距离最短的出行路线为距离最短线路。
[0065]
其中，换乘最短线路是获取所有经过当前位置和/或目的地位置的公交车，按照经过当前位置、经过目的地位置的公交车进行组合形成出行线路，比较所有出行线路的换乘次数，确定换乘最少线路。
[0066]
其中，步行最少线路为获取所有经过当前位置和/或目的地位置的公交车，并按照经过当前位置、经过目的地位置的公交车进行组合形成出行线路，比较所有出行线路的步行路程总和，确定步行最少路线。
[0067]
其中，花费时间最短路线为获取所有经过当前位置和/或目的地位置的公交车，并
获取每辆公交车当前到达每个车站的时间信息，预测每条出行路线中当前各公交车行驶时间；若出行线路中有换乘路段和/或乘客步行路段，则预测公交车换乘等待时间和/或乘客步行时间；将每条出行路线中当前公交车行驶时间和/或公交车换乘等待时间和/或乘客步行时间进行累加计算，以确定出行总时间，将出行总时间最少的出行路线确定为花费时间最短路线。
[0068]
步骤103，向乘客移动终端推送出行路线，以使乘车移动终端选择任一出行路线出行。
[0069]
具体地，在确定多种出行路线后，向乘客推送所有出行路线，以电子站牌端或用户端的用户交互界面中进行显示，以使乘客通过电子站牌端或用户端选择其中任一个出行路线进行出行。
[0070]
附加信息加载单元，用于建立公交站点、附加信息类型、可选坐标集合的加载映射表。当用户选择某一类型的附加信息后，按照预设的加载映射表通过显示屏向用户展示相关信息。在用户选择某一附加信息类型后以数据包形式向用户展示，数据包中包括坐标名称、位置以及该位置信息的导航地图信息。
[0071]
功能选择显示单元，用于在站牌显示屏显示本站牌所能提供的服务，所述服务包括停靠站信息显示、行驶信息显示、行进轨迹显示、附加信息显示以及附加信息加载，其中停靠站信息显示功能所需要的数据由停靠站信息获取单元提供，行驶信息显示功能所需要的数据由行驶信息获取单元提供，行进轨迹显示功能所需要的数据由行进轨迹合成单元提供，附加信息显示功能所需要的数据由附加信息选择单元提供，附加信息加载功能所需要的数据由附加信息加载单元提供。
[0072]
操作解析单元，用于解析用户在显示屏上的触屏位置，根据触屏位置获取对应的操作信息，根据操作信息确定用户所选服务，并反馈至主控单元。
[0073]
主控单元，用于根据操作解析单元反馈的用户所选服务，控制对应的单元执行操作，并将单元执行后的信息反馈至控制单元，将信息显示在站牌显示屏上，主控单元还用于在获取到待识别的手环对应的第一位置信息后，生成通讯识别码并打包下发到手环主控单元。
[0074]
通信单元，用于与智能公交调度中心实时通信，获取停靠站信息、各个公交车的实时运行信息。
[0075]
用户接入单元用于为每个与主控单元通信的智能手环提供独立的运行环境并解析出用户端所输入的操作信息，根据操作信息确定用户所选服务。
[0076]
手环信息分解单元用于在与站牌端可连接的无线通信范围内，从主控单元获取用户所关注的公交线路上公交车行进轨迹数据，当数据更新时，将车辆位置变化信息反馈至智能手环的移动通信单元。
[0077]
手环主控单元用于在信息输入单元获取操作信息后，向站牌端发送待定位的智能手环的第一位置信息，第一位置信息可以为通过gps定位或者传统定位方式获取的定位数据；并对站牌端所下发的待定位的智能手环的通讯数据包进行解析，解析的步骤包括：对接收到通讯数据包中的通讯识别码按照给定的解密算法进行解密，所述通讯识别码为按照一定加密算法对位置信息以及上传时刻的时钟信息进行加密后的数据。
[0078]
在解析成功后确定通信搜索验证成功并通知全部智能手环位置确定设备，解析成
功可以为解析出的数据位数符号给定的长度；所述通讯数据包包括所述待定位的智能手环的第一位置信息以及通讯识别码。
[0079]
智能手环包括手环主控单元移动通信单元、信息输入单元、信息显示单元。
[0080]
智能手环，还可以包括：中央处理单元、音频单元、显示单元、电源单元、传感器单元、支付单元、消息控制单元；中央处理单元包括mcu控制器，mcu控制器连接有存储器。音频模块包括扬声器、麦克风以及分别与扬声器和麦克风连接的dsp处理芯片。显示单元由设置在智能手环表面上并用于显示来电、短信信息的显示屏所构成，用于同步显示智能手机或电子站牌端的信息。电源单元包括锂电池、太阳能电池和腕动力电池。传感器单元包括用于检测用户运动健康状况的运动和健康模块。健康模块设有血压传感器、心率传感器和体温传感器，血压、心率、体温传感器分别设有相应安全阈值，当传感器采集到的数据高于相应安全阈值时，通过所述中央处理单元通过移动通信单元发送报警信号，同时将位置信息发送至电子站牌端的主控单元或是智能手机终端。运动模块设有gps定位系统、加速度传感器和陀螺仪传感器。支付单元适于采用nfc支付方式。消息控制单元根据服务信息的数据量控制其在显示单元的显示，消息控制单元包括屏幕限制模块和内容限制模块，屏幕限制模块用于限制所述智能手环上用于显示服务消息的屏幕的页数，内容限制模块用于限制在所述屏幕限制模块限制的页数内显示的服务信息的数据量。
[0081]
移动通信单元用于与站牌端的主控单元、手环信息分解单元、智能手环位置确定设备进行信息交互。移动通信单元包可以采用但不限于与电子站牌端同步连接的蓝牙模块、wifi模块，4g模块等，蓝牙模块采用蓝牙低能耗ble模块。蓝牙低能耗ble(bluetoothlowenergy)技术是低成本、短距离、可互操作的鲁棒性无线技术，它利用许多智能手段最大限度地降低功耗。
[0082]
信息输入单元用于在用户交互界面显示用户所能选择的服务，采集用户输入的操作信息，并将操作信息反馈至移动通信单元，所述信息输入单元由多个按钮所构成，其分别为音量键、接听键以及开关机键，所述开关机键是一个复用按键还可用作拒接电话键。
[0083]
信息显示单元用于对移动通信单元获取的数据进行解析，并在用户交互界面进行显示和提醒，所述显示包括显示用户关注车辆的位置变化，所述提醒包括信息接收提醒和与站牌端距离超过可连接的无线通信范围提醒，包括指示灯和振动马达，指示灯包括红色led指示灯和绿色led指示灯。
[0084]
整体有的有益效果：本发明实现了用户既可以在站牌端进行信息交互，也可以通过智能手环进行信息交互，在站牌端和智能手环分别提供多种服务，用户可以根据服务类型方便快捷的获取需要的出行信息。当用户乘车时，可以通过智能手环实时接收公交到站提醒，而无需时刻关注手机和电子显示屏，同时能够根据公交的行进轨迹将公交车内的拥挤情况进行实时显示，用户可以及时更换出行方式。
[0085]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。