CN112687057B - 一种离网式共享单车的还车方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离网式共享单车的还车系统，包括车载单元和还车单元，所述车载单元与还车单元相互通信；车载单元包括第一主控模块、第一触摸屏、第一射频模块、语音模块、UWB标签、第一电源模块；还车单元包括第二主控模块、第二触摸屏、第二射频模块、LED模组、UWB基站、第二电源模块；所述第一电源模块为车载单元提供电能，第二电源模块为还车单元提供电能；所述UWB基站对UWB标签进行定位；所述第一射频模块与第二射频模块双向通讯。本实施例不需要借助移动公网信号就可以工作，操作简单，节能环保，既可以单独安装使用，也可以作为手机找寻的一个有益补充，具有不错的实用价值，相应将来会有推广运用的可能性。

Description

一种离网式共享单车的还车方法及系统

技术领域

本发明涉及单车管理的技术领域，尤其涉及一种离网式共享单车的还车方法及系统。

背景技术

共享单车给市民出行带来了很大的便利，其中推广比较好的有摩拜单车、哈啰单车。这几年城市管理者对共享单车做出了规范要求，单车不允许随意停放，要求在城区的指定位置设立还车点，现在人们还车时，主要是借助于智能手机，查看手机APP上附近的还车点，然后跟着地图指示找到这个点，但这种方法存在两个缺点：

(1)地图指示不够直观

手机定位会有一定的误差，有时候没那么准，另外如果还车点刚好比较隐蔽，当我们对着手机找寻还车点时，不是很容易看到这个点，直观性不是很强，如果一边骑车一边找，也不安全。

(2)手机信号不好时寻找困难

如果手机信号不好或刚好没电，我们可能刷不开地图，这样就只能靠肉眼寻找，找起来困难，效率不高。

为解决此问题，科研工作者进行了一系列研究，如公开号为CN108898822A的专利公开了一种推荐共享单车借车点和还车点的方法，包括：用户终端上传所在位置信息到服务器，服务器推荐所在位置周围站点级别最高的借车点，发送到用户终端；用户终端输入目的地位置信息并上传到服务器，服务器推荐目的地位置周围站点级别最高的还车点，发送到用户终端；用户终端向服务器预约该推荐还车点；用户终端进行还车操作时，上传所在位置信息到服务器，服务器对比用户终端位置信息和预约还车点位置信息，若一致，则确认合法还车，否则为非法还车。上述专利可以记录用户行驶方向与距离，具有分析价值；采用定点停车方法，规范借车与还车流程，不影响交通和市容；成本低廉，停车点设计简单明了。又如公开号为CN109903125A的专利公开了一种基于OD数据的共享单车借还与停放时空分布可视化方法，从共享单车骑行数据入手，通过对原始数据进行有效信息提取、预处理，将其作为ArcGIS的初始数据输入，并利用ArcGIS将研究区域划分成相同尺度的渔网格，从空间上建立各渔网格与共享单车借还点间的关系，基于各渔网格内借还点的属性数据，统计各渔网格内各时段内借还车辆数并估计研究日零点前的停放数，继而获得各区域各时段的累计借还量和停放量，最后对共享单车时空的借还特性以及停放特性进行可视化。上述专利为共享单车推荐停车点的选址以及动态调度等方面的研究奠定了坚实的基础。再如公开号为CN107484137A的专利公开了一种设备终端定位方法系统和无桩定点租还车方法，包括以下步骤：设备终端扫描附近的信标设备，获取信标设备的信号值；计算设备终端与信标设备的距离；根据设备终端与信标设备的距离以及设备终端的GPRS/GPS位置信息，计算出设备终端的当前位置。本发明能够精确实现设备终端的位置定位，能够精确掌握设备终端的位置信息和状态信息，为设备的实时监控提供了依据。上述专利适用于共享单车租还车时，能够实时监控单车的位置信息和状态信息，便于车辆追踪，避免车辆丢失，能够通过定位确定自行车在停车点中的位置，避免车辆乱停乱放，规范停车秩序。

仔细分析现有专利技术，虽然其功能强大，且满足快速寻找还车点；但是现有技术的共性是都要依赖于移动通讯公网信号，也存在技术复杂、成本较高，实施不方便等问题。因此，本发明提出了一种新的共享单车还车点快速寻找办法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种离网式共享单车的还车方法及系统，使还车者操作装置就可以快速发现还车点，而且不需要借助手机网络信号，简单易实施，成本低，效果直观。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种离网式共享单车的还车系统，包括车载单元和还车单元，所述车载单元与还车单元相互通信；车载单元包括第一主控模块、第一触摸屏、第一射频模块、语音模块、UWB标签、第一电源模块；还车单元包括第二主控模块、第二触摸屏、第二射频模块、LED模组、UWB基站、第二电源模块；

所述第一电源模块为车载单元提供电能，第二电源模块为还车单元提供电能；所述UWB基站对UWB标签进行定位；

所述第一射频模块与第二射频模块双向通讯，当所述第一射频模块接收到第二射频模块传输的第一数据信息时，将第一数据信息发送至第一主控模块，第一主控模块根据第一数据信息控制第一触摸屏、UWB标签、语音模块工作；当所述第二射频模块接收到第一射频模块传输的第二数据信息时，将第二数据信息发送至第二主控模块，第二主控模块根据第二数据信息控制第二触摸屏、UWB基站、LED模组工作。

相应的，还提供一种离网式共享单车的还车方法，包括一种离网式共享单车的还车系统；

所述还车方法包括步骤：

S1.接收用户在第一触摸屏中点击的与搜索还车位置相关的信息；

S2.车载单元的第一射频模块根据接收到的信息发送搜索还车单元的信号，并判断在第一预设时间内是否接收到还车单元回复的信号，若否，则继续执行步骤S2；若在第一预设时间内接收到至少一个还车单元回复的信号，则执行步骤S3；

S3.车载单元的语音模块发出提示信息，且第一触摸屏中显示至少一个还车单元与当前车载单元的位置关系；

S4.开启倒计时器，并判断在第一倒计时内是否接收到用户选择的还车单元，若否，则自动按最近原则分配还车单元，且车载单元的第一射频模块向自动分配的还车单元发送选定站点信号，并执行步骤S5；若是，则车载单元的第一射频模块向用户选择的还车单元发送选定站点信号，并执行步骤S5；

S5.判断第一射频模块是否接收到与选定站点信号相对应的还车单元发送的通讯有效的信号，若否，则执行步骤S2；若是，则第一射频模块回复应答信号给与选定站点信号相对应的还车单元，并执行步骤S6；

S6.判断第一射频模块是否接收到与选定站点信号相对应的还车单元发送的寻找成功信号，若否，则执行步骤S5；若是，则第一触摸屏以及语音模块提示与应正确停入停车区域相关的信息，并执行步骤S7；

S7.判断第一射频模块是否收到与选定站点信号相对应的还车单元发送的停入成功的信号，若是，则第一触摸屏以及语音提示与停入成功相关的信息。

进一步的，所述步骤S4中车载单元的第一射频模块向还车单元发送选定站点信号后还包括：第一射频模块向其余还车单元发送非选定站点信号。

进一步的，所述步骤S3中还包括记录所有当前有空位的还车单元。

进一步的，所述步骤S7中判断第一射频模块是否收到与选定站点信号相对应的还车单元发送的停入成功的信号，若否，则开启倒计时器，并在第一触摸屏中显示相关违约提示，重复执行步骤S7，并判断第二倒计时是否结束，若是，则记录与当前用户相关的信息。

进一步的，在步骤S1之前还包括：

S0.初始化车载单元，并在第一触摸屏中显示操作提示画面，并判断用户是否点击了与搜索还车位置相关的信息，若是，则执行步骤S1。

相应的，还提供一种离网式共享单车的还车方法，包括一种离网式共享单车的还车系统；

所述还车方法包括步骤：

T1.获取在还车单元预设范围内的单车数量，并判断获取的单车数量是否超过预设单车数量，若否，则执行步骤T2；

T2.还车单元的第二射频模块接收在预设范围外的车载单元发送的与搜索还车位置相关的信息，若接收到，则执行步骤T3；若未接收到，则继续执行步骤T2；

T3.提取接收的与搜索还车位置相关的信息的车载单元的ID，并向UWB基站发送定位当前ID对应的车载单元的UWB标签的指令，并将UWB基站定位的车载单元与还车单元的位置关系以及还车单元当前的空位数发送至车载单元，并执行步骤T4；

T4.开启倒计时器，并判断在第三倒计时内接收到的车载单元发送的信号是选定站点信号还是非选定站点信号，若是选定站点信号，则控制LED模组开始闪烁，并执行步骤T5；若是非选定站点信号，则执行步骤T1；

T5.第二射频模块发送通讯有效的信号至当前ID对应的车载单元，并判断在第二设定时间内是否接收车载单元的回复信号，若是，则执行步骤T6；若否，则控制第二LED模组停止闪烁，并执行步骤T1；

T6.判断与当前ID对应的车载单元与当前还车单元的距离是否小于等于设定值，若否，则执行步骤T5；若是，则还车单元的第二射频模块发送寻找成功的信号至车载单元，并执行步骤T7；

T7.判断当前ID对应的车载单元是否处于当前车载单元的预设范围内，若是，则发送停入成功的信号至当前ID对应的车载单元，且LED模组停止闪烁。

进一步的，所述步骤T1具体包括：

T11.还车单元命令UWB基站开始定位UWB标签，根据定位结果筛选出处于预设范围内的UWB标签，并判断在预设范围内是否筛选出至少一个车载单元的UWB标签，若否，则得到当前还车单元的预设范围内的当前单车数量N为0；若是，则记录定位到的车载单元的ID，生成并刷新当前还车单元的单车集合，得到当前还车单元的预设范围内的当前单车的数量N；

T12.将得到的当前单车的数量N与预设最大可停靠的单车的数量M进行比较，若N＜M，则得到当前还车单元有空位的信息，并执行步骤T2；若N＝M，则得到当前还车单元已停满的信息，并执行步骤T13；若N＞M，则得到当前还车单元超过最大可停靠的单车的数量信息，并执行步骤T14；

T13.记录并刷新N＝M时的第一单车集合，且控制LED模组开始闪烁，第二触摸屏显示当前还车单元已停满的提示以及与警告相关的提示，并执行步骤T11；其中步骤T13中LED模组开始闪烁的颜色与步骤T4中LED模组开始闪烁的颜色不同；

T14.记录N＞M时的第二单车集合，并将第二单车集合中车载单元的ID与第一单车集合中车载单元的ID进行比较，提取出新增的车载单元的ID，得到并刷新违停的车载单元的ID集合，并执行步骤T11。

进一步的，所述步骤T6中当前ID对应的车载单元与当前还车单元的距离是通过当前还车单元的UWB基站定位车载单元的UWB标签计算得到的。

进一步的，所述步骤T7中判断当前ID对应的车载单元是否处于当前车载单元的预设范围内，若否，则开启倒计时器，在第四倒计时内重复执行步骤T7，并判断第四倒计时是否结束，若是，则记录当前车载单元的ID。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明可以使用户快速发现还车点，且用户不需要借助手机APP、不需要借助手机网络信号即可完成还车，简单易实施，成本低，效果直观；

2、本发明的车载单元既可以单独安装使用，也可以作为手机找寻的一个有益补充，具有不错的实用价值；

3、本发明还可以对乱停车的用户进行违规处理，以规范停车区域的车辆。

附图说明

图1是实施例一提供的一种离网式共享单车的还车系统结构图；

图2是实施例一提供的车载单元结构示意图；

图3是实施例一提供的还车单元示意图；

图4是实施例一提供的还车点的俯视图；

图5是实施例一提供的还车点的侧视图；

图6是实施例二提供的一种基于车载单元的离网式共享单车的还车方法流程图；

图7是实施例三提供的一种基于还车单元的离网式共享单车的还车方法流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种离网式共享单车的还车方法及系统。

实施例一

本实施例一提供的一种离网式共享单车的还车系统，如图1所示，包括车载单元1和还车单元2，车载单元1与还车单元2相互通信。

在每个单车的龙头上均安装一个车载单元，且在每个还车点区域内安装一个与车载单元相对应的还车单元。在信号距离范围内，车载单元与还车单元双向射频通讯，还车单元可对车载单元进行定位。

如图2所示为车载单元的结构示意图，包括第一主控模块(也就是第一微处理器11)、第一触摸屏12、第一射频模块13、语音模块14、UWB标签15、第一LED模组16、第一电源模块；第一微处理器11分别与第一触摸屏12、第一射频模块13、语音模块14、UWB标签15、第一LED模组16电连接；第一电源模块分别与第一微处理器11、第一触摸屏12、第一射频模块13、语音模块14、UWB标签15、第一LED模组16连接。

第一电源模块包括第一锂电池17、第一电源管理电路18，且第一电源模块是通过第一太阳能板19或风力发电机20获得电能的，在提供电能时太阳能或风力发电中哪一路的输出电压高，就由哪一路为第一锂电池充电，充满后自动停止。

第一电源模块的作用是为车载单元提供电能；第一微处理器11的作用是接收、处理车载单元中的数据信息，并控制第一触摸屏12、UWB标签15、语音模块14、第一LED模组16等的工作；第一触摸屏12的作用是显示相关的信息，比如操作信息、警示信息、位置关系信息等；第一射频模块13的作用是与还车单元进行通信；语音模块14的作用是通过语音播报发出提示信息；UWB标签15的作用是发出自身的信号，以使还车单元可以获取到；第一LED模组16的作用是通过灯光闪烁或者灯光的颜色向用户发送提醒信号。

如图3所示为还车单元的结构示意图，还车单元包括第二主控模块(也就是第二微处理器21)、第二触摸屏22、第二射频模块23、UWB基站24、第二LED模组25、第二电源模块；第二微处理器21分别与第二触摸屏22、第二射频模块23、UWB基站24、第二LED模组25电连接；第二电源模块分别与第二微处理器21、第二触摸屏22、第二射频模块23、UWB基站24、第二LED模组25连接。

第二电源模块包括第二锂电池26、第二电源管理电路27，且第二电源模块是通过第二太阳能板28或电源适配器29获得电能的，在提供电能时太阳能或电源适配器中哪一路的输出电压高，就由哪一路为第二锂电池充电，充满后自动停止。

第二电源模块的作用是为还车单元提供电能；第二微处理器21的作用是接收、处理还车单元中的数据信息，并控制第二触摸屏22、UWB基站24、第二LED模组25等的工作；第二触摸屏22的作用是显示相关的信息，比如警示信息、车位数量信息等；第二射频模块23的作用是与车载单元1的第一射频模块13进行通信；UWB基站24的作用是定位车载单元1中UWB标签15的位置；第二LED模组25的作用是通过灯光闪烁或者灯光的颜色向用户发送提醒信号。

在本实施例中，还车单元2的UWB基站至少有3个，以全方位得到预设范围内的单车信息以及单车数量。

本实施例以市区为例，在市区指定的地方设置还车点，且在还车点均设置一个还车单元，其中市区内至少有一个还车点。还车点中设置还车单元的示意图如图4-5。图中，A是还车点地面边界线(采用喷涂标示)，B是UWB基站，至少3个，分别安装在还车点区域的3个角上，UWB基站离地面的高度与共享单车上的车载单元的UWB标签离地面的高度保持一致，C是第二LED模组(也就是LED提示灯)的立杆，LED提示灯设计为圆柱形分布，便于各个方向都能看到，其离地面的高度以适合骑车者最易观察到为宜。第二射频模块也安装在该LED提示灯的立杆上，离地高度以保证良好通讯为宜。

一种离网式共享单车的还车系统的具体实现方式为：

当用户需要将共享单车进行还车时，直接点击车载单元上的寻找还车点的按钮，然后车载单元的第一射频模块将该信息发送出去，若某一个或多个还车点的还车单元的第二射频通信接收到该信息后，向该车载单元发送应答信号，车载单元记录所有回复信息的还车单元，并在第一显示屏上显示与每个还车单元的位置关系；用户在第一显示屏中选择其想要选择的还车点，若在一定时间内用户没有选择，则车载单元自动分配一个距离当前位置最近的还车点，并通知选定的还车点，同时将非选定站点发送至其他还车点；若在一定的时间内用户选择了一个还车点，则车载单元依然会通知选定的还车点，同时将非选定站点发送至其他还车点；接着选定的还车点的还车单元控制第二LED模组闪烁绿色，用户观察周边是否有LED闪烁绿色，结合车载单元第一显示屏的位置关系显示，可以方便用户快速发现该还车点，进而便于完成还车。同时，选定的还车点的还车单元发送一个通讯有效的信号，该车载单元的第一射频模块将会回复该还车单元，在用户行驶过程中，通过UWB基站定位单车的UWB标签，进而判断当前单车的距离与该还车点的距离是否小于一个设定的值，若是，则还车单元向车载单元发送一个寻找成功的信号，此时车载单元会通过第一触摸屏或语音提示用户应正确停入该还车点，当用户正确的将单车停入还车点后，还车单元会发送一个还车成功的信号，此时车载单元会通过触摸屏或语音提示用户停车成功的信息，此时全部执行过程结束；若用户没有按照提示正确还车，在上述还车过程中，第一触摸屏显示倒计时及相关违约提示，若倒计时结束，用户还是未做出正确的停车，则记录相应的违约信息。

与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：

1、本实施例可以使用户快速发现还车点，且不需要借助手机网络信号，简单易实施，成本低，效果直观；

2、本实施例的车载单元既可以单独安装使用，也可以作为手机找寻的一个有益补充，具有不错的实用价值；

3、本实施例还可以对乱停车的用户进行违规处理，以规范停车区域的车辆。

实施例二

本实施例二提供的一种离网式共享单车的还车方法，该还车方法基于实施例一中的还车系统，如图6所示，包括步骤：

S1.接收用户在第一触摸屏中点击的与搜索还车位置相关的信息；

S2.车载单元的第一射频模块根据接收到的信息发送搜索还车单元的信号，并判断在第一预设时间内是否接收到还车单元回复的信号，若否，则继续执行步骤S2；若在第一预设时间内接收到至少一个还车单元回复的信号，则执行步骤S3；

S3.车载单元的语音模块发出提示信息，且第一触摸屏中显示至少一个还车单元与当前车载单元的位置关系；

S4.开启倒计时器，并判断在第一倒计时内是否接收到用户选择的还车单元，若否，则自动按最近原则分配还车单元，且车载单元的第一射频模块向自动分配的还车单元发送选定站点信号，并执行步骤S5；若是，则车载单元的第一射频模块向用户选择的还车单元发送选定站点信号，并执行步骤S5；

S5.判断第一射频模块是否接收到与选定站点信号相对应的还车单元发送的通讯有效的信号，若否，则执行步骤S2；若是，则第一射频模块回复应答信号给与选定站点信号相对应的还车单元，并执行步骤S6；

S6.判断第一射频模块是否接收到与选定站点信号相对应的还车单元发送的寻找成功信号，若否，则执行步骤S5；若是，则第一触摸屏以及语音模块提示与应正确停入停车区域相关的信息，并执行步骤S7；

S7.判断第一射频模块是否收到与选定站点信号相对应的还车单元发送的停入成功的信号，若是，则第一触摸屏以及语音提示与停入成功相关的信息。

需要说明的是，本实施例的还车方法的执行主体为车载单元，其中的数据处理是通过车载单元的第一微处理器处理的。

在本实施例中，步骤S1之前还包括：

S0.初始化车载单元，并在第一触摸屏中显示操作提示画面，并判断用户是否点击了与搜索还车位置相关的信息，若是，则执行步骤S1。

首先初始化车载单元，当用户需要还车时，车载单元中的第一触摸屏会显示操作提示画面，且在第一触摸屏上显示出类似“开始搜索还车点”的按钮；然后车载单元判断是否接收到用户点击该按钮的信息，若接收到，则执行步骤S1；若没有接收到，则继续执行步骤S0中判断是否接收到用户点击该按钮的信息。

在步骤S1中，接收用户在第一触摸屏中点击的与搜索还车位置相关的信息。

当车载单元的第一微处理器接收到用户点击了按钮后，对该信息进行处理。

在步骤S2中，车载单元的第一射频模块根据接收到的信息发送搜索还车单元的信号，并判断在第一预设时间内是否接收到还车单元回复的信号，若否，则继续执行步骤S2；若在第一预设时间内接收到至少一个还车单元回复的信号，则执行步骤S3。

第一微处理器将该信息通过第一射频模块发送至还车点处的还车单元的第二射频模块中，并等待一段时间，且判断在等待的第一预设时间内是否接收到至少一个还车点的还车单元回复的信号，若在第一预设时间内没有接收到，则第一触摸屏显示“附近无还车点”信息，并继续执行步骤S2；若在第一预设时间内接收到至少一个信号，则执行步骤S3。

在本实施例中，第一射频模块和第二射频模块间的有效通讯距离设为第一有效距离，UWB基站对UWB标签的有效定位距离设为第二有效距离，在进行通信和定位时要求第一有效距离基本等于第二有效距离，比如，将两者均设定为100米，此设置值可通过车载单元或还车单元的触摸屏调整后保存。

本实施例的车载单元接收还车单元的回复信息是接收在一定距离范围内的还车点的信号，也就是第一射频模块将信号传输出去，判断在100m范围内、且在第一预设时间内是否接收到至少一个第二射频模块的回复。

为了避免不同运营商单车还车点带来紊乱，车载单元发出的信号由运营商定义，还车点只对对应的运营商单车有反应。在步骤S3中，车载单元的语音模块发出提示信息，且第一触摸屏中显示至少一个还车单元与当前车载单元的位置关系。

当第一射频模块接收到是少一个第二射频模块发送的回复信号时，第一微处理器控制语音模块发出语音提示，如：语音告知用户在信号范围内有至少一个有空位的还车点；且第一微处理器还记录所有当前有空位的还车点。同时，在第一触摸屏上显示至少一个还车点与本单车的位置关系呈现(如显示当前单车的位置和还车点的位置、如何到达还车点的位置等信息)，其中，由于每个还车点的空位数是动态变化的，因此每个还车点还对应显示/刷新当前空位数。

在步骤S4中，开启倒计时器，并判断在第一倒计时内是否接收到用户选择的还车单元，若否，则自动按最近原则分配还车单元，且车载单元的第一射频模块向自动分配的还车单元发送选定站点信号，并执行步骤S5；若是，则车载单元的第一射频模块向用户选择的还车单元发送选定站点信号，并执行步骤S5；

自动开启倒计时器，该倒计时的时间可在第一显示屏中显示，且在第一显示屏中还会显示记录的所有当前有空位的还车点，以供用户选择其想要还车的还车点。

若用户根据自己意愿在设定的第一倒计时内点击其中一个还车点，此时第一射频模块发送“选定站点”信号给其选定的还车点，同时发送“非选定站点”信号给其余还车点，并执行步骤S5；若在第一倒计时结束时尚未选定，则第一微处理器会自动按最近原则分配，此时第一射频模块发送“选定站点”信号给其自动分配的还车点，同时发送“非选定站点”信号给其余还车点，并执行步骤S5。

其中，最近分配原则是根据计算得到的当前单车的位置分别与记录的所有还车点的位置之间的距离，然后比较得出最近的距离。距离的计算可通过UWB基站与UWB标签之间的位置进行计算得出，本实施例在此不多做赘述。

在步骤S5中，判断第一射频模块是否接收到与选定站点信号相对应的还车单元发送的通讯有效的信号，若否，则执行步骤S2；若是，则第一射频模块回复应答信号给与选定站点信号相对应的还车单元，并执行步骤S6。

当第一射频模块向选定的还车单元发送选定信号后，还车点的还车单元会回复“通讯有效”的信息，其目的是在城市中，由于交通规则约束、道路布局等因素下，用户在骑行过程中，有可能出现单车与还车点当前在100米内，但下一个采样周期却超过100米的情况的，所以还车点需要周期性询问单车“是否在线”。

当第一射频模块接收到还车单元发送的“通讯有效”信号，第一射频模块回复应答信号给该还车单元，并执行步骤S6；

当第一射频模块没有接收到还车单元发送的“通讯有效”信号，则自动重新搜索还车点，并执行步骤S2。在此时，若系统重新开始搜索还车点后，当在搜索中依然接收到了用户之前选定的还车点的回复信号，则用户不需要再次进行选定，系统会自动将用户之前选定的还车点作为选定的站点，并向该选定的站点发送信号等。本实施例当原先选定的站点还在集合中，不需要用户重复选定，提高了用户的体验度。

在步骤S6中，判断第一射频模块是否接收到与选定站点信号相对应的还车单元发送的寻找成功信号，若否，则执行步骤S5；若是，则第一触摸屏以及语音模块提示与应正确停入停车区域相关的信息，并执行步骤S7。

在用户行驶过程中，还车单元依然会对当前单车进行定位，当还车单元定位到当前单车的位置与还车点的位置的距离小于预设距离值时，向单车的车载单元发送一个“寻找成功”的信号，若车载单元接收到了该“寻找成功”信号，则第一触摸屏及语音做出应正确停入本站地面标示的区域范围内相关提示，并执行步骤S7；若车载单元没有接收到该信号，则返回步骤S5。没有接收到还车单元发送的“寻车成功”信号的原因有可能是用户临时不想在这里还车了，可以使车载单元及时为用户提供别的还车点。

在步骤S7中，判断第一射频模块是否收到与选定站点信号相对应的还车单元发送的停入成功的信号，若是，则第一触摸屏以及语音提示与停入成功相关的信息。

当用户将车辆停入还车点后，还车单元会判断用户是否正确停入，若是，则第一射频模块会接收到选定的还车单元发来的“停入成功”信号，且第一触摸屏及语音作停入成功相关提示，全部执行过程结束，返回；若第一射频模块没有收到信号，在第一触摸屏显示第二倒计时及相关违约提示，重复执行步骤S7，第二倒计时结束后，并记录与当前用户相关的信息，返回。

与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：

1、本实施例可以使用户快速发现还车点，且不需要借助手机网络信号，简单易实施，成本低，效果直观；

2、本实施例的车载单元既可以单独安装使用，也可以作为手机找寻的一个有益补充，具有不错的实用价值；

3、本实施例还可以对乱停车的用户进行违规处理，以规范停车区域的车辆。

实施例三

本实施例三提供的一种离网式共享单车的还车方法，该还车方法基于实施例一中的还车系统，如图7所示，包括步骤：

T1.获取在还车单元预设范围内的单车数量，并判断获取的单车数量是否超过预设单车数量，若否，则执行步骤T2；

T2.还车单元的第二射频模块接收在预设范围外的车载单元发送的与搜索还车位置相关的信息，若接收到，则执行步骤T3；若未接收到，则继续执行步骤T2；

T3.提取接收的与搜索还车位置相关的信息的车载单元的ID，并向UWB基站发送定位当前ID对应的车载单元的UWB标签的指令，并将UWB基站定位的车载单元与还车单元的位置关系以及还车单元当前的空位数发送至车载单元，并执行步骤T4；

T4.开启倒计时器，并判断在第三倒计时内接收到的车载单元发送的信号是选定站点信号还是非选定站点信号，若是选定站点信号，则控制LED模组开始闪烁，并执行步骤T5；若是非选定站点信号，则执行步骤T1；

T5.第二射频模块发送通讯有效的信号至当前ID对应的车载单元，并判断在第二设定时间内是否接收车载单元的回复信号，若是，则执行步骤T6；若否，则控制第二LED模组停止闪烁，并执行步骤T1；

T6.判断与当前ID对应的车载单元与当前还车单元的距离是否小于等于设定值，若否，则执行步骤T5；若是，则还车单元的第二射频模块发送寻找成功的信号至车载单元，并执行步骤T7；

T7.判断当前ID对应的车载单元是否处于当前车载单元的预设范围内，若是，则发送停入成功的信号至当前ID对应的车载单元，且LED模组停止闪烁。

需要说明的是，本实施例的还车方法的执行主体为还车单元，其中的数据处理是通过还车单元的第二微处理器处理的。

在T1中，获取在还车单元预设范围内的单车数量，并判断获取的单数数量是否超过预设单车数量，若否，则执行步骤T2；

具体包括：

T11.还车单元命令UWB基站开始定位UWB标签，根据定位结果筛选出处于预设范围内的UWB标签，并判断在预设范围内是否筛选出至少一个车载单元的UWB标签，若否，则得到当前还车单元的预设范围内的当前单车数量N为0；若是，则记录定位到的车载单元的ID，生成并刷新当前还车单元的单车集合，得到当前还车单元的预设范围内的当前单车的数量N；

需要说明的是，预设范围又称合围区域，是由至少3个基站合围而成的，该区域内部为预设范围内，外部则为预设范围外。

还车单元的第二控制器命令至少3个定位基站开始定位标签，并根据定位结果筛选出处于3个定位基站合围区域内的标签，如无处于该合围区域内的标签，表示本站内无单车，则本站内当前的单车数量N记为0，然后执行T12；如有至少一个处于该合围区域内的标签，则记录标签ID，生成并刷新当前在本站的单车集合，集合的每个元素为单车ID，集合的元素的个数为当前站内单车数量N，然后执行T12。

UWB定位原理：TOA，AOA，TDOA等等，在一个平面上，3个基站可定位出唯一的一个UWB标签，结合相关定位算法则定位效果更好。

T12.将得到的当前单车的数量N与预设最大可停靠的单车的数量M进行比较，若N＜M，则得到当前还车单元有空位的信息，并执行步骤T2；若N＝M，则得到当前还车单元已停满的信息，并执行步骤T13；若N＞M，则得到当前还车单元超过最大可停靠的单车的数量信息，并执行步骤T14；

将N与当前还车点允许的最大可停靠的单车的数量M比较，若N＜M，表明本站有空位，执行T2；若N＝M，表明本站已停满，执行T13；若N＞M，表示在单车还车点，虽然已满，但是还可以强行挤入进而还车，执行T14。

T13.记录并刷新N＝M时的第一单车集合，且控制第二LED模组开始闪烁(亮红灯)，第二触摸屏显示当前还车单元已停满的提示以及与警告相关的提示(如若强行停入则记录并处罚)，并执行步骤T11；其中步骤T13中第二LED模组开始闪烁的颜色与步骤T4中第二LED模组开始闪烁的颜色不同；

T14.记录N＞M时的第二单车集合，并将第二单车集合中车载单元的ID与第一单车集合中车载单元的ID进行比较，提取出新增的车载单元的ID，得到并刷新违停的车载单元的ID集合(违规的单车为在得知当前站点已满，还强行停入的单车)，并执行步骤T11。

在步骤T2中，还车单元的第二射频模块接收在预设范围外的车载单元发送的与搜索还车位置相关的信息，若接收到，则执行步骤T3；若未接收到，则继续执行步骤T2。

若当前还车点还有空位，则该还车点的还车单元接收寻找还车点的车载单元发来的“开始搜索”信号，若该还车单元没有接收到信号，则继续执行步骤T2；若接收到了信号，则执行步骤T3。

在步骤T3中，提取发送与搜索还车位置相关的信息的车载单元的ID，并向UWB基站发送定位该ID对应的车载单元的UWB标签的指令，并将UWB基站定位的车载单元与还车单元的位置关系以及还车单元当前的空位数发送至车载单元的第一触摸屏上，并执行步骤T4。

当接收到车载单元发来的“开始搜索”信号后，提取当前车载单元的ID，并命令至少3个定位基站开始定位该ID单车的标签，并将定位关系(还车点与单车的位置关系)以及本站当前空位数反馈到车载单元的触摸屏上，呈现方式以便于骑行者观察为准则。具体的定位方式是UWB基站对UEB标签进行定位实现的，在此不多做赘述。

在步骤T4中，开启倒计时器，并判断在第三倒计时内接收到的车载单元发送的信号是选定站点信号还是非选定站点信号，若是选定站点信号，则控制第二LED模组开始闪烁，并执行步骤T5；若是非选定站点信号，执行步骤T1。

当还车单元将信息发送出去后，判断在设定的第三倒计时内是否接收到的车载单元发来的信号，且判断发来的信号是“选定站点”还是“非选定站点”，若为“选定站点”，则控制第二LED模组开始闪烁(亮绿灯，且当车载单元与当前还车点距离越近，灯闪烁的越快)，并执行步骤T5；若为“非选定站点”，执行步骤T1。

在步骤T5中，第二射频模块发送通讯有效的信号至当前ID对应的车载单元，并判断在第二设定时间内是否接收车载单元的回复信号，若是，执行T6；若否，则控制第二LED模组停止闪烁，并执行步骤T1。

为了检测单车是否还在线，第二射频模块会发送“通讯有效”信号给该ID车载单元，并判断在第二预设时间内有没有接收车载单元的回复信号，若能收到，则执行步骤T6；若没有收到，则控制第二LED模组停止闪烁并熄灭绿灯，并执行步骤T1。

在步骤T6中，判断与当前ID对应的车载单元与当前还车单元的距离是否小于等于设定值，若否，则执行步骤T5；若是，则还车单元的第二射频模块发送寻找成功的信号至车载单元，并执行步骤T7。

通过UWB基站对当前车载单元的UWB标签进行定位，并计算得出还车单元与车载单元的距离，判断车载单元与当前还车单元的距离是否小于等于设定值(单车靠近还车点但尚未进入停车区域内，比如距离设为5米)，若是，还车单元的第二射频模块发送“寻找成功”信号给车载单元，并执行步骤T7；若否，则执行步骤T5。

其中距离的计算可通过UWB基站与UWB标签之间的位置进行计算得出，本实施例在此不多做赘述。

在步骤T7中，判断当前ID对应的车载单元是否处于当前车载单元的预设范围内，若是，则发送停入成功的信号至当前ID对应的车载单元，且LED模组停止闪烁。

通过UWB基站对当前车载单元的UWB标签进行定位，判断该ID对应的车载单元是否处于本站至少3个定位基站的合围区域内(地面可标示该合围区域)，若是，发送“停入成功”信号给该ID车载单元，第二LED模组停止闪烁且熄灭绿灯，全部执行过程结束，返回；若否，在第三倒计时内重复执行步骤T7，若倒计时结束时还是判断不到该ID车载单元处于本站至少3个定位基站的合围区域内，则记录该车载单元ID。

本实施例在后期可以结合单车相关网络化管理系统，追溯此ID单车借用人，作为违约处罚依据。

本实施例不需要借助移动公网信号就可以工作，也不需要依赖于智能手机专用APP，用户通过观察周边高处是否有LED闪烁，结合车载单元显示的相关位置关系信息，即可快速发现还车点，进而完成还车，尤其适合在手机无网络或没电的情况下完成还车。操作简单，节能环保，既可以单独安装使用，也可以作为手机找寻的一个有益补充，具有不错的实用价值，相应将来会有推广运用的可能性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种离网式共享单车的还车方法，其特征在于，基于离网式共享单车的还车系统，离网式共享单车的还车系统包括车载单元和还车单元，所述车载单元与还车单元相互通信；车载单元包括第一主控模块、第一触摸屏、第一射频模块、语音模块、UWB标签、第一电源模块；还车单元包括第二主控模块、第二触摸屏、第二射频模块、LED模组、UWB基站、第二电源模块；

所述第一电源模块为车载单元提供电能，第二电源模块为还车单元提供电能；所述UWB基站对UWB标签进行定位；

所述第一射频模块与第二射频模块双向通讯，当所述第一射频模块接收到第二射频模块传输的第一数据信息时，将第一数据信息发送至第一主控模块，第一主控模块根据第一数据信息控制第一触摸屏、UWB标签、语音模块工作；当所述第二射频模块接收到第一射频模块传输的第二数据信息时，将第二数据信息发送至第二主控模块，第二主控模块根据第二数据信息控制第二触摸屏、UWB基站、LED模组工作；

所述还车方法包括步骤：

S1.接收用户在第一触摸屏中点击的与搜索还车位置相关的信息；

S2.车载单元的第一射频模块根据接收到的信息发送搜索还车单元的信号，并判断在第一预设时间内是否接收到还车单元回复的信号，若否，则继续执行步骤S2；若在第一预设时间内接收到至少一个还车单元回复的信号，则执行步骤S3；

S3.车载单元的语音模块发出提示信息，且第一触摸屏中显示至少一个还车单元与当前车载单元的位置关系；

S4.开启倒计时器，并判断在第一倒计时内是否接收到用户选择的还车单元，若否，则自动按最近原则分配还车单元，且车载单元的第一射频模块向自动分配的还车单元发送选定站点信号，并执行步骤S5；若是，则车载单元的第一射频模块向用户选择的还车单元发送选定站点信号，并执行步骤S5；

S5.判断第一射频模块是否接收到与选定站点信号相对应的还车单元发送的通讯有效的信号，若否，则执行步骤S2；若是，则第一射频模块回复应答信号给与选定站点信号相对应的还车单元，并执行步骤S6；

S6.判断第一射频模块是否接收到与选定站点信号相对应的还车单元发送的寻找成功信号，若否，则执行步骤S5；若是，则第一触摸屏以及语音模块提示与应正确停入停车区域相关的信息，并执行步骤S7；

S7.判断第一射频模块是否收到与选定站点信号相对应的还车单元发送的停入成功的信号，若是，则第一触摸屏以及语音提示与停入成功相关的信息。

2.根据权利要求1所述的一种离网式共享单车的还车方法，其特征在于，所述步骤S4中车载单元的第一射频模块向还车单元发送选定站点信号后还包括：第一射频模块向其余还车单元发送非选定站点信号。

3.根据权利要求1所述的一种离网式共享单车的还车方法，其特征在于，所述步骤S3中还包括记录所有当前有空位的还车单元。

4.根据权利要求1所述的一种离网式共享单车的还车方法，其特征在于，所述步骤S7中判断第一射频模块是否收到与选定站点信号相对应的还车单元发送的停入成功的信号，若否，则开启倒计时器，并在第一触摸屏中显示相关违约提示，重复执行步骤S7，并判断第二倒计时是否结束，若是，则记录与当前用户相关的信息。

5.根据权利要求1所述的一种离网式共享单车的还车方法，其特征在于，在步骤S1之前还包括：

S0.初始化车载单元，并在第一触摸屏中显示操作提示画面，并判断用户是否点击了与搜索还车位置相关的信息，若是，则执行步骤S1。

6.一种离网式共享单车的还车方法，其特征在于，基于离网式共享单车的还车系统，离网式共享单车的还车系统包括车载单元和还车单元，所述车载单元与还车单元相互通信；车载单元包括第一主控模块、第一触摸屏、第一射频模块、语音模块、UWB标签、第一电源模块；还车单元包括第二主控模块、第二触摸屏、第二射频模块、LED模组、UWB基站、第二电源模块；

所述第一电源模块为车载单元提供电能，第二电源模块为还车单元提供电能；所述UWB基站对UWB标签进行定位；

所述第一射频模块与第二射频模块双向通讯，当所述第一射频模块接收到第二射频模块传输的第一数据信息时，将第一数据信息发送至第一主控模块，第一主控模块根据第一数据信息控制第一触摸屏、UWB标签、语音模块工作；当所述第二射频模块接收到第一射频模块传输的第二数据信息时，将第二数据信息发送至第二主控模块，第二主控模块根据第二数据信息控制第二触摸屏、UWB基站、LED模组工作；

所述还车方法包括步骤：

T1.获取在还车单元预设范围内的单车数量，并判断获取的单车数量是否超过预设单车数量，若否，则执行步骤T2；

T2.还车单元的第二射频模块接收在预设范围外的车载单元发送的与搜索还车位置相关的信息，若接收到，则执行步骤T3；若未接收到，则继续执行步骤T2；

T3.提取接收的与搜索还车位置相关的信息的车载单元的ID，并向UWB基站发送定位当前ID对应的车载单元的UWB标签的指令，并将UWB基站定位的车载单元与还车单元的位置关系以及还车单元当前的空位数发送至车载单元，并执行步骤T4；

T4.开启倒计时器，并判断在第三倒计时内接收到的车载单元发送的信号是选定站点信号还是非选定站点信号，若是选定站点信号，则控制LED模组开始闪烁，并执行步骤T5；若是非选定站点信号，则执行步骤T1；

T5.第二射频模块发送通讯有效的信号至当前ID对应的车载单元，并判断在第二设定时间内是否接收车载单元的回复信号，若是，则执行步骤T6；若否，则控制第二LED模组停止闪烁，并执行步骤T1；

T6.判断与当前ID对应的车载单元与当前还车单元的距离是否小于等于设定值，若否，则执行步骤T5；若是，则还车单元的第二射频模块发送寻找成功的信号至车载单元，并执行步骤T7；

T7.判断当前ID对应的车载单元是否处于当前车载单元的预设范围内，若是，则发送停入成功的信号至当前ID对应的车载单元，且LED模组停止闪烁。

7.根据权利要求6所述的一种离网式共享单车的还车方法，其特征在于，所述步骤T1具体包括：

T11.还车单元命令UWB基站开始定位UWB标签，根据定位结果筛选出处于预设范围内的UWB标签，并判断在预设范围内是否筛选出至少一个车载单元的UWB标签，若否，则得到当前还车单元的预设范围内的当前单车数量N为0；若是，则记录定位到的车载单元的ID，生成并刷新当前还车单元的单车集合，得到当前还车单元的预设范围内的当前单车的数量N；

T12.将得到的当前单车的数量N与预设最大可停靠的单车的数量M进行比较，若N＜M，则得到当前还车单元有空位的信息，并执行步骤T2；若N＝M，则得到当前还车单元已停满的信息，并执行步骤T13；若N＞M，则得到当前还车单元超过最大可停靠的单车的数量信息，并执行步骤T14；

T13.记录并刷新N＝M时的第一单车集合，且控制LED模组开始闪烁，第二触摸屏显示当前还车单元已停满的提示以及与警告相关的提示，并执行步骤T11；其中步骤T13中LED模组开始闪烁的颜色与步骤T4中LED模组开始闪烁的颜色不同；

T14.记录N＞M时的第二单车集合，并将第二单车集合中车载单元的ID与第一单车集合中车载单元的ID进行比较，提取出新增的车载单元的ID，得到并刷新违停的车载单元的ID集合，并执行步骤T11。

8.根据权利要求6所述的一种离网式共享单车的还车方法，其特征在于，所述步骤T6中当前ID对应的车载单元与当前还车单元的距离是通过当前还车单元的UWB基站定位车载单元的UWB标签计算得到的。

9.根据权利要求6所述的一种离网式共享单车的还车方法，其特征在于，所述步骤T7中判断当前ID对应的车载单元是否处于当前车载单元的预设范围内，若否，则开启倒计时器，在第四倒计时内重复执行步骤T7，并判断第四倒计时是否结束，若是，则记录当前车载单元的ID。

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