CN109948754A - 一种基于rfid的共享单车智能停靠系统及共享单车使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于RFID的共享单车智能停靠系统及共享单车使用方法，电子标签嵌入单车内，在停车点区域设置阅读器，用于感应并激活电子标签，接收电子标签发送的编码，通过主控系统MCU识别电子标签信息，识别身份，通过云平台授权智能锁进行开关锁功能，使得共享单车只有在指定位置才能实现停车，缓解了单车乱停乱放的现象；通过传感器模块采集单车损坏情况，并输出至用户端，用户可以直接明确单车的相关信息；对单车进行故障检测并自动将故障车辆的信息及位置报送至云平台服务平台，使故障车辆能进行及时修理。

Description

一种基于RFID的共享单车智能停靠系统及共享单车使用方法

技术领域

本发明涉及共享单车停靠系统，特别涉及一种基于RFID的共享单车智能停靠系统及共享单车使用方法。

背景技术

随着互联网技术的发展，共享单车应运而生，它为人们的出行带来了便利，但是随着共享单车的普及，单车乱停乱放的现象日益增加，而且经常有小孩未在家长监视下骑车，儿童因骑车受伤或者发生意外时有发生，共享单车给人们提供便利的同时也带来了安全隐患。

另外，经常存在共享单车损坏后不能及时修理的问题，影响车辆正常使用，造成单车管理混乱，共享单车的普及给人们出行提供了方便，但乱停乱放现象也给城市街道交通和市容造成了影响。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明目的是提供一种基于RFID的共享单车智能停靠系统及共享单车使用方法，解决了单车乱停乱放问题，及时检测隐患车辆并报修缓解交通乱像并保证用户的用车安全。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于RFID的共享单车智能停靠系统，包括电子标签、阅读器、主控系统MCU、传感器模块、智能锁、用户端以及云平台；

电子标签内嵌于车体内，每个电子标签具有唯一的电子编码；

阅读器集成于停车点区域，阅读器用于感应并激活电子标签，接收电子标签发送的编码，并解调，将信息传给主控系统MCU；

主控系统MCU用于控制传感器，接收到信息后识别身份，身份识别成功后向传感器模块发送低电平信号，此时传感器被激活，开始工作，另外MCU将接收的信息进行处理发送至云平台；

传感器模块包括感应接触式传感器和超声波传感器，感应接触式传感器安装在单车的刹车片上，用于采集刹车的磨损数据；超声波传感器安装于车体，用于采集车体的裂痕状况，传感器模块输出端为数据库，将传感器模块采集的数据存入数据库；数据库输出端为云平台，将传感器模块采集的数据与云平台存储数据进行对比，确定车辆的损坏程度；

智能锁包括嵌入式芯片，GPS定位模块，GPRS通信模块和电源模块，其由云平台控制开关锁；嵌入式芯片用于处理接收的开闭锁信号，GPS定位模块提供单车位置信息；GPRS通信模块用于智能锁、云平台、用户端之间的信号传递；

电源模块为智能锁提供电源；

主控系统MCU集成于停车点内，其输入端连接阅读器和GPS定位模块，接收阅读器的解码信息以及GPS定位模块发送的位置信息，输出端作用于传感器模块和云平台，通过发送低电平信号来激活传感器以及将位置信息发送给云平台；

用户端用于用户进行开关锁操作，用户账号管理和单车状态查询，用户通过用户端向云平台发送开关锁请求；

云平台为共享单车的服务平台，用于实现数据的存储、管理，是整个共享单车运营中枢；云平台与用户端和智能锁对接，通过GPRS通信模块来进行两两之间的信号传输，云平台识别电子标签信息后，授权智能锁进行开关锁功能以及将损坏车辆的信息以及损坏零件的信息和车辆的使用寿命输出至用户端，用户可以直接明确单车的相关信息。

进一步，所述传感器模块还包括压力传感器，压力传感器安装于单车的坐垫下，用于测量骑行者的体重，设定当压力值小于300N时，主控系统MCU通过GPRS通信模块向云平台发送禁止开锁请求，云平台不进行授权，不能开锁。

进一步，所述停车点是用标签胶带围成的区域，标签胶带内部集成阅读器和主控系统MCU。

进一步，所述用户端为手机app。

基于智能停靠系统的共享单车使用方法，

用户借车过程如下：

解锁前用户坐在坐垫上，压力传感器将采集的压力值发送至主控系统MCU，当压力小于300N时，主控系统MCU给云平台发送禁止开锁请求，云平台不授权并将禁止开锁指令通过GPRS通信模块发送给智能锁，智能锁不能开锁；当压力大于300N时，主控系统MCU给云平台发送开锁请求，云平台将开锁指令通过GPRS模块发送给智能锁，智能锁开锁；

用户还车过程如下：

当嵌于车体内的电子标签进入到阅读器工作范围时，阅读器感应到电子标签并激活电子标签，电子标签将自动发送自身信息的编码至阅读器，阅读器将接收的编码解调发送至主控系统MCU，主控系统MCU接收到信息后识别身份，身份识别成功后向传感器模块发送低电平信号来激活感应接触式传感器以及超声波传感器并接收GPS定位模块传送的位置信息，传感器将采集的车辆零件磨损数据发送至数据库，并与云平台的单车损坏评判标准进行对比，确定单车的损坏程度，若正常则输出单车剩余使用寿命至用户端，然后用户端通过GPRS通信模块将关锁指令发送给智能锁，智能锁接收到电信号后关锁；

若单车损坏或者部分损坏，云平台将损坏的单车位置信息以及损坏零件的信息发送给维修人员，并将关锁指令通过通信模块发送给智能锁，智能锁接收到电信号后关锁。

本发明的有益效果：

本发明基于RFID的共享单车智能停靠系统，包括电子标签、阅读器、主控系统MCU、传感器模块、智能锁、用户端以及云平台；电子标签嵌入单车内，在停车点区域设置阅读器，用于感应并激活电子标签，接收电子标签发送的编码，通过主控系统MCU识别电子标签信息，识别身份，通过云平台授权智能锁进行开关锁功能，使得共享单车只有在指定位置才能实现停车，缓解了单车乱停乱放的现象。

感应接触式传感器安装在单车的刹车片上，用于采集刹车的磨损数据；超声波传感器安装于车体，用于采集车体的裂痕状况，将传感器模块采集的数据与云平台存储数据进行对比，确定车辆的损坏程度，云平台识别电子标签信息后将损坏车辆的信息以及损坏零件的信息和车辆的使用寿命输出至用户端，用户可以直接明确单车的相关信息；对单车进行故障检测并自动将故障车辆的信息及位置报送至云平台服务平台，使故障车辆能进行及时修理。

另外，传感器模块还包括压力传感器，压力传感器安装于单车的坐垫下，用于测量骑行者的体重，设定当压力值小于300N时，云平台不进行授权，无法开锁，少了小孩骑车受伤的现象，为用户的安全骑行提供了有利条件。

停车点运用一种特殊标签胶带围成，标签胶带内集成主控系统和阅读器，便于停车点的选取与更换，不占空间，方便灵活，为用户提供了一种方便灵活的方案，进一步完善了单车的安全体系。

附图说明

图1本发明的原理框图

图2本发明借车过程流程图

图3本发明还车过程流程图

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

参照图1，本发明基于RFID的共享单车智能停靠系统，基于RFID原理，其主要包括电子标签，阅读器，主控系统MCU，服务云平台，手机app，传感器模块以及智能锁。

电子标签由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附在物体上标识目标对象，电子标签内嵌于车体内。

阅读器是可以读取电子标签信息的设备，设置为固定式，集成于停车点的标签胶带内。

传感器模块包括感应接触式传感器、超声波传感器和压力传感器。感应接触式传感器安装在单车的刹车片上，用于采集刹车的磨损数据，并最终将数据存入数据库；超声波传感器安装于车体，用于采集车体的裂痕状况，并将裂痕数据存入数据库；压力传感器安装于单车的坐垫下，用于测量骑行者的体重，为了防止小孩私自骑车发生意外，设定当压力值小于300N时，MCU通过GPRS通信模块向云平台发送禁止开锁请求，云平台不进行授权，不能开锁。

智能锁的电子部分主要由嵌入式芯片，GPS定位模块，GPRS通信模块和电源模块，其由服务器通过GPRS/3G流量技术进行开锁。嵌入式芯片主要是做信号处理，可以简单理解为具有一些特定功能的，去掉冗余功能的简易CPU，根据处理器的应用范围及处理能力可以将处理器分为嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP处理器、嵌入式片上系统；GPS定位模块主要接收导航卫星的信号，解算出终端所在位置，提供位置信息；GPRS通信模块主要负责智能锁、云平台、手机之间信号的传递；

电源模块主要为智能锁提供电源，维持智能锁的正常运行。

停车点是用一种特殊的标签胶带围成的区域，标签胶带内部集成阅读器，主控系统MCU。阅读器用于感应电子标签是否进入工作区域，激活电子标签，接收电子标签发送的编码，并解调，将信息传给主控系统MCU；主控系统MCU接收到信息后识别身份，身份识别成功后向传感器发送低电平信号，此时传感器被激活，开始工作。

主控系统MCU用于控制传感器，当给传感器发送低电平信号时传感器开始工作，发送高电平停止工作，另外MCU将接收的信息进行处理发送至云平台。

云平台为共享单车的服务平台，主要实现数据的存储、管理，是整个共享单车运营中枢。用户扫描二维码后，请求解锁的命令将会上传到云平台系统，从而解锁自行车；同时共享单车的实时状态和定位也会被上传到云平台，继而实现同步计费的功能，为授权给用户，让用户可以打开锁和关闭锁，并且可以进行开始和停止计费，最后接收报修单车的位置信息并安排维修人员进行维修。除此之外，云平台可以帮助处理用户充值和支付服务，并通过建立用户的信用体系，实现用户文明用车、规范停车的秩序管理。

主控系统MCU集成于停车点内，其输入端连接阅读器和GPS定位模块，接收阅读器的解码信息以及GPS定位模块发送的位置信息，输出端作用于传感器模块和云平台，通过发送低电平信号来激活传感器以及将位置信息发送给云平台。

传感器模块输出端为数据库，感应接触式传感器安装于刹车片上，将采集的刹车片磨损数据发送至数据库，超声波传感器安装于车体上，将车体的裂痕状况数据信息发送至数据库。数据库输出端为云平台，将采集的数据与云平台数据对比，最后确定车辆的损坏程度。

云平台与app和智能锁对接，它们通过GPRS通信模块来进行两两之间的信号传输，云平台授权智能锁进行开关锁功能以及将损坏车辆的信息以及损坏零件的信息和车辆的使用寿命输出至APP，用户可以直接明确单车的相关信息。APP可以将云平台发送的开关锁指令通过GPRS通信模块发送给智能锁来实现开关锁。

本发明工作原理：

借车过程参照图2，单车坐垫下装有压力传感器，解锁前用户需坐在坐垫上，压力传感器将采集的压力值发送至MCU，当压力小于300N时，MCU给云平台发送禁止开锁请求，云平台将不授权，将禁止开锁指令通过GPRS通信模块发送给智能锁，智能锁将不能开锁；当压力大于300N时，MCU给云平台发送开锁请求，云平台将开锁指令通过GPRS模块发送给智能锁，开锁并开始计费。这样避免了小孩骑车发生意外。

还车过程参照图3，电子标签内嵌于车体，停车点集成有阅读器、主控系统MCU及GPRS通信模块。当电子标签进入到阅读器的工作范围时，阅读器会感应到电子标签并激活电子标签，电子标签将自动发送自身信息的编码至阅读器，阅读器将接收的编码解调发送至MCU，MCU接收到信息后识别身份，身份识别成功后向传感器发送低电平信号来激活感应接触式传感器以及超声波传感器并接收GPS定位模块传送的位置信息，传感器将采集的车辆零件磨损数据发送至数据库，并与云平台的单车损坏评判标准进行对比，确定单车的损坏程度，若正常则输出单车剩余使用寿命至APP，然后APP通过GPRS通信模块将关锁指令发送给智能锁，智能锁接收到电信号后就关锁停止计费；若单车损坏或者部分损坏，云平台将损坏的单车位置信息以及损坏零件的信息发送给维修人员并将关锁指令通过通信模块发送给智能锁，关锁停止计费，维修人员将进行修理。

最后应该说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种基于RFID的共享单车智能停靠系统，其特征在于：包括电子标签、阅读器、主控系统MCU、传感器模块、智能锁、用户端以及云平台；

电子标签内嵌于车体内，每个电子标签具有唯一的电子编码；

阅读器集成于停车点区域，阅读器用于感应并激活电子标签，接收电子标签发送的编码，并解调，将信息传给主控系统MCU；

主控系统MCU用于控制传感器，接收到信息后识别身份，身份识别成功后向传感器模块发送低电平信号，此时传感器被激活，开始工作，另外MCU将接收的信息进行处理发送至云平台；

传感器模块包括感应接触式传感器和超声波传感器，感应接触式传感器安装在单车的刹车片上，用于采集刹车的磨损数据；超声波传感器安装于车体，用于采集车体的裂痕状况，传感器模块输出端为数据库，将传感器模块采集的数据存入数据库；数据库输出端为云平台，将传感器模块采集的数据与云平台存储数据进行对比，确定车辆的损坏程度；

智能锁包括嵌入式芯片，GPS定位模块，GPRS通信模块和电源模块，其由云平台控制开关锁；嵌入式芯片用于处理接收的开闭锁信号，GPS定位模块提供单车位置信息；GPRS通信模块用于智能锁、云平台、用户端之间的信号传递；

电源模块为智能锁提供电源；

主控系统MCU集成于停车点内，其输入端连接阅读器和GPS定位模块，接收阅读器的解码信息以及GPS定位模块发送的位置信息，输出端作用于传感器模块和云平台，通过发送低电平信号来激活传感器以及将位置信息发送给云平台；

用户端用于用户进行开关锁操作，用户账号管理和单车状态查询，用户通过用户端向云平台发送开关锁请求；

云平台为共享单车的服务平台，用于实现数据的存储、管理，是整个共享单车运营中枢；云平台与用户端和智能锁对接，通过GPRS通信模块来进行两两之间的信号传输，云平台识别电子标签信息后，授权智能锁进行开关锁功能以及将损坏车辆的信息以及损坏零件的信息和车辆的使用寿命输出至用户端，用户可以直接明确单车的相关信息。

2.根据权利要求1所述的基于RFID的共享单车智能停靠系统，其特征在于：所述传感器模块还包括压力传感器，压力传感器安装于单车的坐垫下，用于测量骑行者的体重，设定当压力值小于300N时，主控系统MCU通过GPRS通信模块向云平台发送禁止开锁请求，云平台不进行授权，不能开锁。

3.根据权利要求1所述的基于RFID的共享单车智能停靠系统，其特征在于：所述停车点是用标签胶带围成的区域，标签胶带内部集成阅读器和主控系统MCU。

4.根据权利要求1所述的基于RFID的共享单车智能停靠系统，其特征在于：所述用户端为手机app。

5.基于权利要求2系统的共享单车使用方法，其特征在于：

用户借车过程如下：

解锁前用户坐在坐垫上，压力传感器将采集的压力值发送至主控系统MCU，当压力小于300N时，主控系统MCU给云平台发送禁止开锁请求，云平台不授权并将禁止开锁指令通过GPRS通信模块发送给智能锁，智能锁不能开锁；当压力大于300N时，主控系统MCU给云平台发送开锁请求，云平台将开锁指令通过GPRS模块发送给智能锁，智能锁开锁；

用户还车过程如下：

当嵌于车体内的电子标签进入到阅读器工作范围时，阅读器感应到电子标签并激活电子标签，电子标签将自动发送自身信息的编码至阅读器，阅读器将接收的编码解调发送至主控系统MCU，主控系统MCU接收到信息后识别身份，身份识别成功后向传感器模块发送低电平信号来激活感应接触式传感器以及超声波传感器并接收GPS定位模块传送的位置信息，传感器将采集的车辆零件磨损数据发送至数据库，并与云平台的单车损坏评判标准进行对比，确定单车的损坏程度，若正常则输出单车剩余使用寿命至用户端，然后用户端通过GPRS通信模块将关锁指令发送给智能锁，智能锁接收到电信号后关锁；

若单车损坏或者部分损坏，云平台将损坏的单车位置信息以及损坏零件的信息发送给维修人员，并将关锁指令通过通信模块发送给智能锁，智能锁接收到电信号后关锁。