[发明专利]一种基于互联网的共享单车系统

摘要

本发明涉及一种基于互联网的共享单车系统，共享单车采用密码或扫码开锁，通过设置通信站、登记控制器或红外登记装置的方式，使共享单车实现有序停放登记，用户共管和无障碍定位，并通过蓝牙网关方式联网，实现登记信息经共享单车、登记控制器传递至通信站再上传至总站控制器。

主权项

一种基于互联网的共享单车系统,共享单车采用键盘密码锁，用密码或扫码开锁；打开手机APP对准共享单车的二维码扫码后，手机通过蓝牙发出开锁指令即可手动开锁，手机APP开始计时，当用户到达目的地锁车到位时，锁车开关动作记录车锁状态，用户即可依计时时间结账；其特征是，对于长时间使用频繁开关车锁时，可在手机APP中设置简单密码，与车锁控制器作扫码开锁通信后，即可用所述简单密码开锁，到达目的地结账后所述简单密码失效；当几个人集体旅游用车、街头广告宣传队用车等均可用一部手机APP的集体用车界面分别对每一部车作扫码开锁，同时设置简单密码，用完车通过手机蓝牙对每一部共享单车发出结账确认，关锁后，所有简单密码失效；作为过路人或义务员的临时用户可从键盘输入密码开锁，不用安装手机APP可随时对乱停放未登记车或故障车利用手机根据共享单车车牌提供的信息，向总站控制器拨打电话，电话末尾加共享单车号，总站控制器回复开锁密码短信，临时用户即可用密码开锁，这时共享单车如果是正确停放登记将拒绝开锁，当临时用户将乱停放车纠正停放位置并登记锁车后，车锁控制器记录使用时间和专用密码，通过登记控制器和通信网络向总站控制器汇总累计奖励或费用，总站根据计时时间，在设定时间内锁车登记有奖，超过设定时间费用由电话费扣除；通信站采用蓝牙网关接入互联网方式与总站控制器通信；蓝牙网关采用W5100模块；登记控制器中的微控制器STC12C5A60S2通过两个SPI串行总线的接口分别与蓝牙模块CC2541及W5100模块连接，向互联网中远程服务器发送建立连接的请求；在建立连接之前，首先需要对W5100寄存器进行初始化；在SPI串行总线模式下，微控制器STC12C5A60S2通过发送一系列指令来控制w5100的工作；实现各通信站与总站控制器之间的数据传送；在单车停放区设置通信站或安装登记控制器或安装红外登记装置，登记控制器中装有微控制器、非易失存储器、红外线收发装置和蓝牙模块；通信站中包含蓝牙网关和登记控制器，各通信站将收集到的登记信息经数据处理后上传至总站控制器，由总站控制器监测各处车流量，并实现共享单车有序停放用户共管和无障碍定位；共享单车中装有车锁控制器，车锁控制器包含单片机、非易失存储器、红外收发装置、蓝牙模块和键盘，红外收发装置接于单片机的I/O口，单片机的串行口与蓝牙模块直接相联；红外收发装置中装有由红外发射管和红外接收管及透镜构成的红外收发探头；在闹市区的主干道路边标有非机动车停车位标线的单车停放区设置通信站或登记控制器，设置通信站用于构成通信网络，共享单车的红外收发装置设置定位用红外收发探头和接力用红外收发探头；各登记控制器采用在单车停放区的路面下埋设红外收发探头或在路面上立杆安装红外收发探头，其红外收发探头对准停放位置的一辆共享单车的定位用红外收发探头，红外收发探头都装有透镜，发射与接收角度及红外光波长配对由红外发射二级管与接收二级管的参数和透镜参数的选择和现场发射与接收的试验确定；共享单车的红外收发探头除与登记控制器对射外，还装于车把的后视镜架顶部或另装一个用于标识或装饰的立杆顶部的接力用红外收发探头，接力用红外收发探头具有统一安装高度和位置向单车左右对射，相应作左或右标记，其发射的信号不被其它单车所阻挡；在蓝牙网络构成算法的支持下，可以在很短的时间内自动组成一个独立的无线网络而无需其他网络硬件或网络设施支持；蓝牙设备的链路管理协议控制微微网中的设备的操作，同步至共用时钟及跳频图的一组设备将共享一个物理无线电信道，提供同步基准的设备称为主设备，所有其它设备称为从设备；一个主设备最多与7个活跃的从设备相连接，主设备发送链路管理器协议连接请求数据单元，与请求信息匹配的蓝牙模块被激活或从休眠状态被唤醒，进行参数等相关协商，并建立异步无线连接链路为数据传输做准备，如有多个多余活跃的从设备将被通知进入休眠模式，之后还会根据需要邀请目标休眠从设备变成活跃的从设备；每日登记控制器作为主设备安装在道路上的红外线收发装置起动后的设定时间内，共享单车依次进入停放区依序停放作接力编号登记，随意停放则无法登记无法结账；所述接力编号登记是指由道路上的红外收发探头所对应的共享单车开始登记，登记后的共享单车再以成功登记时接力用红外收发探头的左或右接收，向右或左的未登记共享单车进行编号登记，并传递登记和编号信息，直到最后无法对下一辆登记和编号或到设定时间，最后一辆被成功登记和编号的共享单车标记为接力车从休眠状态被唤醒接入主设备中蓝牙模块控制的微微网，并将通过接力传递的所有已登记和编号的共享单车信息无线发送至主设备，发送后接力车蓝牙模块进入休眠模式完成接力编号登记，成为第一批登记和编号的共享单车，此后由登记控制器对共享单车编号进行接力登记和编号；接力登记和编号过程：先对已进入登记控制器中蓝牙信号覆盖区并锁车后未登记的共享单车被唤醒接入微微网，由登记控制器对微微网内每辆共享单车依序分配“新编号”，用于红外接力登记，分配新编号后的共享单车蓝牙模块即置于休眠状态，接着，登记控制器对已登记和编号的共享单车以其编号为地址实现登记控制器与共享单车蓝牙模块串口通信的登记信息交换，并且登记控制器将所有新编号发送给所有已登记和编号的共享单车，然后从接力车开始依新编号为地址对新编号共享单车依序扫描应答后作红外接力登记；所述红外接力登记是指经红外登记后的共享单车再以成功登记时接力用红外收发探头的左或右接收，向右或左的未登记共享单车作扫描应答登记，并传递登记和编号信息，最后一辆被接力登记的共享单车标记为新的接力车接替原接力车，并从休眠状态被唤醒接入微微网，再将本次所有新登记和编号的共享单车信息无线发送至登记控制器，发送后接力车蓝牙模块进入休眠模式完成红外接力登记；此后第二批及以后各批重复上述接力登记和编号，如此周而复始不断更新登记信息；接力登记和编号的目的是要求单车依序停放，对无法完成登记和编号的新编号共享单车，其新编号做标记成为“待登序号”记录其用户信息；所述登记和编号是指共享单车的车号与编号的一一对应；各共享单车成功登记后其LED灯每隔一定时间闪亮一次绿色；除此而外，停放的共享单车当被管理人员整理移动位置后，需要对登记控制器蓝牙信号覆盖范围内未登记共享单车进行登记，登记控制器采取经接力登记和编号设定的几个批数的间隔后，将所述登记和编号扩展到待登序号；扩展登记和编号：先按编号顺序打开已登记的一个编号共享单车的红外收发装置，对停放区内共享单车依新编号和待登序号为地址，依序扫描应答后作红外接力登记，完成后进入下一个已登记的编号操作，直至所有已登记的编号均操作完成；在扩展登记和编号中每个已登记编号的红外接力登记中最后被成功登记的共享单车，作为新的接力车取消原接力车进行接力登记和编号，登记控制器将已登记和编号的共享单车依序列表便于控制；共享单车和登记控制器进行信息交换时，通信站的登记控制器接收各共享单车的登记信息，其它登记控制器与各共享单车将各自收集到的登记信息进行信息互换；登记信息包含设定时间段内收集到的各登记控制器所登记的共享单车的车号及其设备状况、使用模式、用户类型及电话号码、登记时间和登记控制器编码；共享单车将登记信息发送给登记控制器后即将该登记信息删除，各登记控制器删除重复的登记信息并整理后由共享单车传递，经通信站向总站控制器汇总；在广阔空地共享单车停放前先到红外收发装置安装处进行登记和编号，视安装红外收发装置的位置与停放区的最远距离，由车锁控制器控制于30秒至90秒间的设定时间内锁车则登记有效，登记时红外登记装置与共享单车交换登记信息，红外收发装置由单片机、非易失存储器和红外收发装置构成；在非闹市区的单车停放区，每日第一辆共享单车与安装于道路边的红外登记装置开始进行接力编号登记，设定时间后第一辆被登记的共享单车设置成主设备，按上述方法进行接力登记和编号以及扩展登记和编号，不同主设备其编号作不同的标识，当所述设置为主设备的共享单车开锁骑走时，将登记和编号信息传送给红外登记装置并重新设置为从设备，下一辆与安装于道路边的红外收发装置登记和编号的共享单车，接收红外收发装置的登记和编号信息后，设置为主设备继续接力登记和编号；在学校或居民小区所有大门口设置相同编号的登记控制器，由其蓝牙模块微微网自动对出入共享单车登记，用登记次数的奇偶数表示出入，奇数为入偶数为出，入时共享单车将登记信息传送给登记控制器，出时登记控制器将登记信息传送给共享单车；或采取在居民小区内部或其它隐蔽场所的单车停放区安装探头，避免共享单车在居民小区或其它隐蔽场所内遭损坏；共享单车用户分成VIP用户和临时用户；过路行人、义务工均为临时用户；VIP用户经管理部门实名登记使用手机APP开锁和结账；共享单车骑行到达目的地后都要停放到附近的单车停放区并进行锁车登记结账，不经登记锁车不予结账；VIP用户可经手机APP选择“自保管”模式，到达目的地后未停放在单车停放区暂时不登记结账，当锁车后超过设定停放时间例如1小时后开始停放的计时，由该用户承担该单车保管义务，单车LED灯每隔一定时间闪亮一次红色，允许加锁并禁止他人使用，当该VIP用户重新开锁骑行时，依其停放计时时间收取一定租金；不是停放单车停放区的非自保管模式用户，则锁车不予结账，要求结账时，手机APP提示该用户正确停放否则承担单车保管责任和罚金，如继续停放设定时间后，手机APP经短信向总站控制器报警备案；共享单车系统采取用户协力共管方法；每辆共享单车车座下面的车牌标有该车的车牌号和总站控制器电话号码，临时用户用手机拨打总站控制器电话号码末尾加车牌号，总站控制器收到车牌号通过电话号码查询获得临时用户年龄特征，并通过短信向手机发送专用开锁密码，临时用户即可输入密码，车锁控制器对未登记车或故障车即开锁，这时临时用户即可手动拉开车锁使用，车锁控制器开始计时，到达目的地登记后手动关上车锁，这时锁车动作经弹簧传递至锁车开关的常开触头使之闭合提示已锁车，车锁控制器将专用开锁密码的用车信息传递至通信站由总站累计记录，总站控制器根据使用状态扣除奖励时间计算费用，向临时用户发送结算短信，其费用由电话费支付，未用奖励累计记录；共享单车装有由几个不同的安装状态的水银开关组成的水银开关组，如果临时用户不是骑行而是手提到达登记目的地登记，车锁控制器根据自身设备故障检测和水银开关组开关状态变化规律判定共享单车是否损坏或骑行，实行对该电话号码临时用户的奖励；车锁控制器定期查询主要设备，发现损坏或设备被盗即登记备案；总站控制器发现故障车、僵尸车即派巡逻车处理；偷车和搬车时关锁不登记水银开关组开关状态变化激烈，共享单车各种形式的运动状态下的水银开关组开关状态变化规律由实验得出，如遇偷车车锁控制器将信息传递至总站控制器报警备案，总站控制器或派巡逻车向案发地周边几个登记控制器发出协查请求，查获案发车运动轨迹，几个周边登记控制器分时与案发车通信，根据接收到的蓝牙信号强度依现有技术定位，再由巡逻车综合评估案发车位置，进一步依案发车运动轨迹和接收到的案发车蓝牙信号强度定位，最后向案发车经蓝牙信号发出开启报警声指令，案发车发出报警声，巡逻车人员根据报警声找到案发车。