(一)技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種共享單車的共享系統(tǒng)，共享單車采用掃碼開鎖，通過設(shè)置通信站、登記控制器或紅外登記裝置的方式，使共享單車實(shí)現(xiàn)有序停放登記，用戶共管和無障礙定位，并通過藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)方式聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)登記信息經(jīng)共享單車、登記控制器傳遞至通信站再上傳至總站控制器。

(二)

背景技術(shù)：
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滿大街的共享單車，小藍(lán)車、小綠車、小黃車、小紅車各式各樣到處亂放，雜亂無章，影響市容有礙人們的出行。但是共享單車為市民綠色出行提供便捷，只要有手機(jī)就能騎走，用完走人十分便捷，解決了很多上班族乘公交的“最后一公里”不能直達(dá)目的地的問題。共享單車的技術(shù)關(guān)鍵在車鎖上，有機(jī)械密碼鎖、鍵盤密碼鎖和智能鎖，其中機(jī)械密碼鎖只設(shè)一個不變的密碼，造成經(jīng)常按的數(shù)字就會松動鎖圈和密碼鎖盤，還會出現(xiàn)了個別人利用密碼沒有打亂而免費(fèi)騎用的情況；鍵盤鎖只要輸入密碼再按下密碼盤下方的按鈕，即可成功開鎖；還有智能鎖只要點(diǎn)擊手機(jī)app打開“掃描二維碼”的界面，對準(zhǔn)單車前把位置或者車座下面的二維碼掃描即可打開智能鎖，最后手動拉開車鎖即可。共享單車的充電方式采用發(fā)電花鼓或太陽能板發(fā)電方式，成本比較高，其定位方式采用gsm/gprs和gps定位模塊。用戶可以通過手機(jī)app來搜索附近的單車。gps定位遇障礙影響效果，而且僅對附近單車少沒有公交車又迫切需要單車時才有價值。

(三)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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共享單車采用掃碼鎖，手機(jī)app進(jìn)入共享單車“立即使用”界面，對準(zhǔn)共享單車二維碼掃碼后，手機(jī)通過藍(lán)牙發(fā)出開鎖指令，用戶即可手動開鎖，手機(jī)app開始計(jì)時，當(dāng)用戶到達(dá)目的地鎖車到位登記后，鎖車開關(guān)動作記錄車鎖狀態(tài)，用戶即可依計(jì)時時間結(jié)賬。共享單車停放登記后，通過共享單車傳遞登記信息，再由通信站通信網(wǎng)絡(luò)傳送至總站控制器。

通信站包括登記控制器和藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)。藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)采用集成了tcp/ip硬件協(xié)議棧的w5100以太網(wǎng)模塊。登記控制器中的微控制器stc12c5a60s2通過兩個spi串行總線的接口分別與藍(lán)牙模塊cc2541及w5100以太網(wǎng)模塊連接，可快速進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，tcp傳輸控制協(xié)議建立連接的方式配置為tcp客戶端模式，向互聯(lián)網(wǎng)中遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)送建立連接的請求。在建立tcp連接之前，首先需要對w5100寄存器進(jìn)行初始化。在spi串行總線模式下，微控制器stc12c5a60s2通過發(fā)送一系列指令來控制w5100的工作。實(shí)現(xiàn)各通信站與總站控制器之間的數(shù)據(jù)傳送。使用時只需進(jìn)行簡單的端口編程即可。

在單車停放區(qū)設(shè)置通信站或安裝登記控制器或安裝紅外登記裝置，登記控制器中裝有微控制器、非易失存儲器、紅外線收發(fā)裝置和藍(lán)牙模塊。通信站中裝有藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)和登記控制器，各通信站將收集到的登記信息經(jīng)數(shù)據(jù)處理后上傳至總站控制器，由總站控制器監(jiān)測各處車流量，并實(shí)現(xiàn)共享單車有序停放用戶共管和無障礙定位。共享單車中裝有車鎖控制器，車鎖控制器裝有單片機(jī)、非易失存儲器、紅外收發(fā)裝置、藍(lán)牙模塊和gsm模塊，紅外收發(fā)裝置接于單片機(jī)的i/o口，單片機(jī)的兩個串行口分別與gsm模塊和藍(lán)牙模塊直接相聯(lián)，單片機(jī)對gsm模塊進(jìn)行控制,以sms短信方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程無線傳輸。紅外收發(fā)裝置中包含由紅外發(fā)射管和紅外接收管及透鏡構(gòu)成的紅外收發(fā)探頭。

在鬧市區(qū)的主干道路邊標(biāo)有非機(jī)動車停車位標(biāo)線的單車停放區(qū)設(shè)置通信站或登記控制器，設(shè)置通信站用于構(gòu)成通信網(wǎng)絡(luò)，共享單車的紅外收發(fā)裝置設(shè)置定位用紅外收發(fā)探頭和接力用紅外收發(fā)探頭。各登記控制器采用在單車停放區(qū)的路面下埋設(shè)紅外收發(fā)探頭或在路面上立桿安裝紅外收發(fā)探頭，其紅外收發(fā)探頭對準(zhǔn)停放位置的一輛共享單車的定位用紅外收發(fā)探頭，紅外收發(fā)探頭都裝有透鏡，發(fā)射與接收角度及紅外光波長配對由紅外發(fā)射二級管與接收二級管的參數(shù)和透鏡參數(shù)的選擇和現(xiàn)場發(fā)射與接收的試驗(yàn)確定。共享單車的紅外收發(fā)探頭除與登記控制器對射外，還裝于車把的后視鏡架頂部或另裝一個用于標(biāo)識或裝飾的立桿頂部的接力用紅外收發(fā)探頭，接力用紅外收發(fā)探頭具有統(tǒng)一安裝高度和位置向單車左右對射,相應(yīng)作左或右標(biāo)記，其發(fā)射的信號不被其它單車所阻擋。在藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成算法的支持下，可以在很短的時間內(nèi)自動組成一個獨(dú)立的無線網(wǎng)絡(luò)而無需其他網(wǎng)絡(luò)硬件或網(wǎng)絡(luò)設(shè)施支持。藍(lán)牙設(shè)備的鏈路管理協(xié)議控制微微網(wǎng)中的設(shè)備的操作，同步至共用時鐘及跳頻圖的一組設(shè)備將共享一個物理無線電信道，提供同步基準(zhǔn)的設(shè)備稱為主設(shè)備，所有其它設(shè)備稱為從設(shè)備。一個主設(shè)備最多與7個活躍的從設(shè)備相連接，主設(shè)備發(fā)送鏈路管理器協(xié)議連接請求數(shù)據(jù)單元，與請求信息匹配的藍(lán)牙模塊被激活或從休眠狀態(tài)被喚醒，進(jìn)行參數(shù)等相關(guān)協(xié)商，并建立異步無線連接鏈路為數(shù)據(jù)傳輸做準(zhǔn)備，如有多個多余活躍的從設(shè)備將被通知進(jìn)入休眠模式，之后還會根據(jù)需要邀請目標(biāo)休眠從設(shè)備變成活躍的從設(shè)備。

每日登記控制器作為主設(shè)備安裝在道路上的紅外線收發(fā)裝置起動后的設(shè)定時間內(nèi)，共享單車依次進(jìn)入停放區(qū)依序停放作接力編號登記，隨意停放則無法登記無法結(jié)賬。所述接力編號登記是指由道路上的紅外收發(fā)探頭所對應(yīng)的共享單車開始登記，登記后的共享單車再以成功登記時接力用紅外收發(fā)探頭的左或右接收，向右或左的未登記共享單車進(jìn)行編號登記，并傳遞登記和編號信息，直到最后無法對下一輛登記和編號或到設(shè)定時間，最后一輛被成功登記和編號的共享單車標(biāo)記為接力車從休眠狀態(tài)被喚醒接入主設(shè)備中藍(lán)牙模塊控制的微微網(wǎng)，并將通過接力傳遞的所有已登記和編號的共享單車信息無線發(fā)送至主設(shè)備，發(fā)送后接力車藍(lán)牙模塊進(jìn)入休眠模式完成接力編號登記，成為第一批登記和編號的共享單車，此后由登記控制器對共享單車編號進(jìn)行接力登記和編號。接力登記和編號過程：先對已進(jìn)入登記控制器中藍(lán)牙信號覆蓋區(qū)并鎖車后未登記的共享單車被喚醒接入微微網(wǎng)，由登記控制器對微微網(wǎng)內(nèi)每輛共享單車依序分配“新編號”，用于紅外接力登記，分配新編號后的共享單車藍(lán)牙模塊即置于休眠狀態(tài)，接著，登記控制器對已登記和編號的共享單車以其編號為地址實(shí)現(xiàn)登記控制器與共享單車藍(lán)牙模塊串口通信的登記信息交換，并且登記控制器將所有新編號發(fā)送給所有已登記和編號的共享單車，然后從接力車開始依新編號為地址對新編號共享單車依序掃描應(yīng)答后作紅外接力登記。所述紅外接力登記是指經(jīng)紅外登記后的共享單車再以成功登記時接力用紅外收發(fā)探頭的左或右接收，向右或左的未登記共享單車作掃描應(yīng)答登記，并傳遞登記和編號信息，最后一輛被接力登記的共享單車標(biāo)記為新的接力車接替原接力車，并從休眠狀態(tài)被喚醒接入微微網(wǎng)，再將本次所有新登記和編號的共享單車信息無線發(fā)送至登記控制器，發(fā)送后接力車藍(lán)牙模塊進(jìn)入休眠模式完成紅外接力登記。此后第二批及以后各批重復(fù)上述接力登記和編號，如此周而復(fù)始不斷更新登記信息。接力登記和編號的目的是要求單車依序停放，對無法完成登記和編號的新編號共享單車，其新編號做標(biāo)記成為“待登序號”記錄其用戶信息。所述登記和編號是指共享單車的車號與編號的一一對應(yīng)。各共享單車成功登記后其led燈每隔一定時間閃亮一次綠色。

除此而外，停放的共享單車當(dāng)被管理人員整理移動位置后，需要對登記控制器藍(lán)牙信號覆蓋范圍內(nèi)未登記共享單車進(jìn)行登記，登記控制器采取經(jīng)接力登記和編號設(shè)定的幾個批數(shù)的間隔后，將所述登記和編號擴(kuò)展到待登序號。擴(kuò)展登記和編號：先按編號順序打開已登記的一個編號共享單車的紅外收發(fā)裝置，對停放區(qū)內(nèi)共享單車依新編號和待登序號為地址，依序掃描應(yīng)答后作紅外接力登記，完成后進(jìn)入下一個已登記的編號操作，直至所有已登記的編號均操作完成。在擴(kuò)展登記和編號中每個已登記編號的紅外接力登記中最后被成功登記的共享單車，作為新的接力車取消原接力車進(jìn)行接力登記和編號，登記控制器將已登記和編號的共享單車依序列表便于控制。

共享單車和登記控制器進(jìn)行信息交換時，通信站的登記控制器接收各共享單車的登記信息，其它登記控制器與各共享單車將各自收集到的登記信息進(jìn)行信息互換。登記信息包含設(shè)定時間段內(nèi)收集到的各登記控制器所登記的共享單車的車號及其設(shè)備狀況、使用模式、用戶類型及電話號碼、登記時間和登記控制器編碼。共享單車將登記信息發(fā)送給登記控制器后即將該登記信息刪除，各登記控制器刪除重復(fù)的登記信息并整理后由共享單車傳遞，經(jīng)通信站向總站控制器匯總。

在廣闊空地共享單車停放前先到紅外收發(fā)裝置安裝處進(jìn)行登記和編號，視安裝紅外收發(fā)裝置的位置與停放區(qū)的最遠(yuǎn)距離，由車鎖控制器控制于30秒至90秒間的設(shè)定時間內(nèi)鎖車則登記有效，登記時紅外登記裝置與共享單車交換登記信息，紅外收發(fā)裝置由單片機(jī)、非易失存儲器和紅外收發(fā)裝置構(gòu)成。

在非鬧市區(qū)的單車停放區(qū)，每日第一輛共享單車與安裝于道路邊的紅外登記裝置開始進(jìn)行接力編號登記，設(shè)定時間后第一輛被登記的共享單車設(shè)置成主設(shè)備，按上述方法進(jìn)行接力登記和編號以及擴(kuò)展登記和編號，不同主設(shè)備其編號作不同的標(biāo)識，當(dāng)所述設(shè)置為主設(shè)備的共享單車開鎖騎走時，將登記和編號信息傳送給紅外登記裝置并重新設(shè)置為從設(shè)備，下一輛與安裝于道路邊的紅外收發(fā)裝置登記和編號的共享單車，接收紅外收發(fā)裝置的登記和編號信息后，設(shè)置為主設(shè)備繼續(xù)接力登記和編號。

在學(xué)?；蚓用裥^(qū)所有大門口設(shè)置相同編號的登記控制器，由其藍(lán)牙模塊微微網(wǎng)自動對出入共享單車登記，用登記次數(shù)的奇偶數(shù)表示出入，奇數(shù)為入偶數(shù)為出，入時共享單車將登記信息傳送給登記控制器，出時登記控制器將登記信息傳送給共享單車?；虿扇≡诰用裥^(qū)內(nèi)部或其它隱蔽場所的單車停放區(qū)安裝探頭，避免共享單車在居民小區(qū)或其它隱蔽場所內(nèi)遭損壞；

共享單車用戶分成vip用戶和臨時用戶。過路行人、義務(wù)工均為臨時用戶。vip用戶經(jīng)管理部門實(shí)名登記使用手機(jī)app開鎖和結(jié)賬。共享單車騎行到達(dá)目的地后都要停放到附近的單車停放區(qū)并進(jìn)行鎖車登記結(jié)賬，不經(jīng)登記鎖車不予結(jié)賬。vip用戶可經(jīng)手機(jī)app選擇“自保管”模式，到達(dá)目的地后未停放在單車停放區(qū)暫時不登記結(jié)賬，當(dāng)鎖車后超過設(shè)定停放時間例如1小時后開始的停放計(jì)時，由該用戶承擔(dān)該單車保管義務(wù)，單車led燈每隔一定時間閃亮一次紅色，允許加鎖并禁止他人使用，當(dāng)該vip用戶重新開鎖騎行時，依其停放計(jì)時時間收取一定租金。不是停放單車停放區(qū)的非自保管模式用戶，則鎖車不予結(jié)賬，要求結(jié)賬時，手機(jī)app提示該用戶正確停放否則承擔(dān)單車保管責(zé)任和罰金，如繼續(xù)停放設(shè)定時間后，手機(jī)app經(jīng)短信向總站控制器報警備案。

共享單車系統(tǒng)采取用戶協(xié)力共管方法。每輛共享單車車座下面的車牌標(biāo)有該車的車牌號和總站控制器電話號碼，臨時用戶用手機(jī)撥打總站控制器電話號碼末尾加車牌號，總站控制器收到車牌號通過電話號碼查詢獲得臨時用戶年齡特征，并通過gsm使用專用的電話號碼向共享單車車鎖控制器發(fā)送短信開鎖指令，車鎖控制器對未登記車或故障車即開鎖，這時臨時用戶即可手動拉開車鎖使用，車鎖控制器開始計(jì)時，到達(dá)目的地登記后手動關(guān)上車鎖，這時鎖車動作經(jīng)彈簧傳遞至鎖車開關(guān)的常開觸頭使之閉合提示已鎖車，車鎖控制器通過gsm向總站控制器發(fā)送短信，總站控制器根據(jù)使用狀態(tài)扣除獎勵時間計(jì)算費(fèi)用，向臨時用戶發(fā)送結(jié)算短信，其費(fèi)用由電話費(fèi)支付，未用獎勵累計(jì)記錄；共享單車裝有由幾個不同的安裝狀態(tài)的水銀開關(guān)組成的水銀開關(guān)組，如果臨時用戶不是騎行而是手提到達(dá)登記目的地登記，車鎖控制器根據(jù)自身設(shè)備故障檢測和水銀開關(guān)組開關(guān)狀態(tài)變化規(guī)律判定共享單車是否損壞或騎行，實(shí)行對該電話號碼臨時用戶的獎勵。車鎖控制器定期查詢主要設(shè)備，發(fā)現(xiàn)損壞或設(shè)備被盜即登記備案。總站控制器發(fā)現(xiàn)故障車、僵尸車即派巡邏車處理。偷車和搬車時關(guān)鎖不登記水銀開關(guān)組開關(guān)狀態(tài)變化激烈，共享單車各種形式的運(yùn)動狀態(tài)下的水銀開關(guān)組開關(guān)狀態(tài)變化規(guī)律由實(shí)驗(yàn)得出，如遇偷車車鎖控制器經(jīng)gsm短信向總站控制器報警備案，由gsm網(wǎng)查得案發(fā)車大致方位，或派巡邏車向案發(fā)地周邊幾個登記控制器發(fā)出協(xié)查請求，查獲案發(fā)車運(yùn)動軌跡，幾個周邊登記控制器分時與案發(fā)車通信，根據(jù)接收到的藍(lán)牙信號強(qiáng)度依現(xiàn)有技術(shù)定位，再由巡邏車綜合評估案發(fā)車位置，進(jìn)一步依案發(fā)車運(yùn)動軌跡和接收到的案發(fā)車藍(lán)牙信號強(qiáng)度定位，最后向案發(fā)車經(jīng)gsm短信或藍(lán)牙信號發(fā)出開啟報警聲指令，案發(fā)車發(fā)出報警聲，巡邏車人員根據(jù)報警聲找到案發(fā)車。

(四)附圖說明：

圖1是一種共享單車的共享系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)方框圖；

(五)具體實(shí)施方式：

一種共享單車的共享系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)方框圖如圖1所示，包括通信站﹙a﹚、登記控制器、紅外登記裝置和共享單車的車鎖控制器(b)，通信站﹙a﹚中裝有藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)﹙2﹚和登記控制器。登記控制器包含微控制器﹙4﹚、非易失存儲器﹙5﹚、紅外收發(fā)裝置﹙6﹚和藍(lán)牙模塊﹙3﹚，其中微控制器﹙4﹚采用stc12c5a60s2，紅外收發(fā)裝置﹙6﹚接于單片機(jī)的i/o口，并采用cc2541芯片串口透傳的藍(lán)牙模塊﹙3﹚，當(dāng)stc12c5a60s2發(fā)送數(shù)據(jù)時，將非易失存儲器﹙5﹚中存儲的數(shù)據(jù)按照hci-rs232傳輸協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)定義，通過藍(lán)牙模塊﹙3﹚的rx/tx發(fā)送數(shù)據(jù)或命令，藍(lán)牙模塊﹙3﹚利用自帶的微帶天線進(jìn)行數(shù)據(jù)的無線傳輸；接收的數(shù)據(jù)也是通過串口通信傳輸，將數(shù)據(jù)保存在非易失存儲器﹙5﹚中以備stc12c5a60s2作進(jìn)一步處理，從而完成藍(lán)牙無線數(shù)據(jù)的交換。

車鎖控制器(b)由單片機(jī)﹙8﹚、非易失存儲器﹙9﹚、共享單車的紅外收發(fā)裝置設(shè)置定位用紅外收發(fā)探頭﹙7﹚和接力用紅外收發(fā)探頭﹙10﹚、藍(lán)牙模塊﹙12﹚和gsm模塊﹙11﹚構(gòu)成。

通信站﹙a﹚中的藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)﹙2﹚采用集成了tcp/ip硬件協(xié)議棧的w5100模塊，藍(lán)牙模塊﹙3﹚中cc2541與w5100模塊之間采用spi串行總線通信方式通過互聯(lián)網(wǎng)與總站控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

車鎖控制器(b)中的gsm模塊﹙11﹚，采用芯片tc35i，芯片tc35i集射頻電路和基帶于一體,支持at命令集，其中包含了對sms的控制，單片機(jī)﹙8﹚通過向gsm模塊發(fā)送一系列at指令,完成對gsm模塊的初始化及通過gsm網(wǎng)和總站控制器進(jìn)行短信息收發(fā)。