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【原创】Metro大都会扫码乘地铁技术大揭密


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本文观点仅为技术猜解,不代表官方线上真实方案。

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风靡上海的扫码乘地铁,从2018年1月20日全面支持,至今近10天了。起初不以为然,过了大概1个礼拜左右,也下载了Metro大都会APP,开始体验扫码乘地铁的秒速进站(0.5秒进出站),使用的过程中,好奇心使然,让我看是对这套技术方案越来月感兴趣,然后就留心观察,并结合自己的经验和技术,对这套方案进行拆解与分析。

最开始以为整个系统可能分为4部分,分别是:闸机部分 ?、手机APP ?、服务端接口 ?、运营平台

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其中闸机部分,包含2部分,一个主机或者单片机 和一个扫描头,具体如下:

(1)?扫描头,负责拍照用户手机乘车二维码

(2)?主机或者单片机,负责与服务端接口进行通信,并将乘车二维码的信息上传至服务端。同时该主机或者单片机具有唯一编码,用户扫码进站或者出站的时候,该主机除了上传用户乘车码信息,还会带上该闸机(闸机中的主机或者单片机)的唯一编码信息。

手机APP部分,包含注册登录、绑定支付宝或者银联卡、乘车码、乘车记录、资讯等,具体如下:

(3)?注册,用户使用手机号,并获取验证码注册,该手机号作为用户登录或者乘车的凭证项之一。

(4)?绑定支付宝或者银联卡,作为乘车付费的代扣项。应该是对接了支付宝的商家免密代扣,银联卡的应该也是类似的。

(5)?乘车码,做为乘车进站或者出战的有效凭证。细心的朋友可能会发现,这个乘车二维码,每次打开都会不一样。不过,从技术角度来说,二维码的实质主要内容,肯定不会变的,变的只是你打开二维码的时间。不过,这个二维码的信息被加密了的,目前看,应该是使用了AES加密和hex加密技术,不过常用的核心信息,依然是根据用户的手机号、用户登录凭据、支付类型、时间戳、加密因子、密钥、签名等进行加密。

(6)?乘车记录,目前根据手机APP中的乘车记录来看,记录中包含了本人所有的乘车出入站点和时间等信息,当然,你会发现你的出入站中包含了中文 和一串编码,而这个编码则正是出入站闸机的主机或者单片机的唯一编码。只要你扫码进站或者出站了,你的当前出入站的信息,就会在乘车记录里。对于每一次起止路程,都是2条记录,这2条记录分别标识出或者入。

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上述的思路这里,我尽然默默的相信了这种方案,不过很快就发现不对了。疑问在哪里呢,首先,用户打开乘车页面时,发现必须要打开蓝牙,才能够出现乘车二维码。那么,这里的蓝牙在这里充当的角色是什么呢?

继续深究,发现蓝牙在这个方案中充当着举足轻重的作用。具体如下:

手机必须开启蓝牙,然后才能进站或者出战扫码。那么隐秘的地方,应该就在闸机那里了。闸机处肯定是有一个蓝牙设备,与手机蓝牙之间进行数据通信和数据校验使用。那么,上述的方案,在闸机部分,应该确定为:扫描头、蓝牙、单片机。

那么扫码进站并出站的一次完整的乘车过程,具体流程,可以大致划分为如下几个步骤:

1、手机打开蓝牙、手机APP?打开乘车二维码

2、用户将手机APP?在距离闸机扫码窗口5CM处时,闸机内的蓝牙设备与手机蓝牙进行近距离连接

3、闸机扫描头扫描乘车二维码,并解析出二维码数据,并传送给单片机处理

4、单片机将二维码解析后的数据,再结合本单片机的唯一编码(闸机编码),通过蓝牙数据通讯,进行用户进出闸机的身份检验,以确认该用户确实要进行扫码出入的动作。

5、第4步验证通过后,单片机发送指令(信号),打开闸机,或者是闸机的轮轴转动到对应的位置。

6、手机APP,此时记录下当前用户,根据某时间戳,在某闸机出,进行过进出站。也就是手机上看到的乘车记录。如果是进站,手机上会显示1条进站的时间、进站的站名、进站闸机编码(单片机编码)。

7、同时,手机APP作为远端,将本次的乘车记录,通过服务端接口,上传至系统运营平台(大家可能会有点担心,是否会上传自己的隐私信息,目前的拆解来看,APP的仅仅只是上传你的乘车记录,便于系统对于本次乘车进行里程计算与收费扣费,并不会上传其他信息,还是比较安全放心的)。

8、当用户要出站时,再次打开乘车二维码,扫码过闸机,其他的步骤与上述一样。

9、出站后,APP上提示用户将会在30分钟内,扣除车费。这里需要说明的是,为何是在30分钟呢,目前分析,有如下几点:

①?大量的用户进行出站动作,系统需要对这些用户进行扣款,批量的扣款操作,存在并发。

②?对接的支付宝或者银联支付的扣款操作,会存在网络延时

③?系统定时任务执行订单的代扣付款操作

④?出站后,业务运营平台,需要根据用户的入出站,进行里程计算,选取最短里程进行扣费计算,相对耗时。

由上所述,对整个平台的方案,目前可划分为如下:

1、闸机部分,主要分为:

(1)?主要部件:

①?单片机、扫描头、蓝牙

(2)?功能部分:

①?扫描头读取乘车二维码信息

②?蓝牙进行数据交换

③?单片机,二维码信息接收、蓝牙数据信息通讯、驱动闸机打开与关闭关动作

2、手机部分,主要分为:

(1)?获取权限部分

蓝牙权限、网络权限、文件读写权限、系统参数权限等

(2)?功能部分

手机号注册登录,乘车二维码显示、蓝牙数据交换及用户进出站身份校验、乘车记录查看、乘车记录上传等

3、服务端接口部分,主要分为:

(1)?获取短信验证码、用户注册、用户登录、生成乘车二维码、乘车记录上传等

4、运营平台部分,主要分为:

用户管理、用户账户管理、站点管理、站点闸机管理、用户乘车记录管理、用户乘车订单管理等

5、第三方支付平台支付对接:

(1)?支付宝商家免密代扣对接

(2)?银联卡商家免密代扣对接

(3)?用户乘车订单支付及支付结果通知或者回调

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上述方案,仅代表个人观点。不代表Metro大都会真实方案。

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发布时间:2019-02-23 06:34:42

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编辑:安杜马道

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