CN105354935A - 一种基于物联网的公共自行车租赁系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的公共自行车租赁系统的实现方法，用于解决传统基于固定站点的锁止器的公共自行车租赁系统存在的停车桩和需要停放自行车数量不匹配所带来的使用不方便、发卡普及率不高、维护成本高等问题。具体技术方案包括：设计一种高度集成的机电一体化的车载控制器，利用手机客户端通过移动互联网来实现对公共自行车租赁的管理。根据该技术方案，不仅解决了传统基于锁止器的公共自行车租赁系统普遍存在的问题，实现了随时借、随地停的灵活应用和管理机制，还实现了全程跟踪、提前预约、协商借车等功能，大大提高公共自行车的使用方便性，提高普及率和利用率，降低建设和运用成本。

Description

一种基于物联网的公共自行车租赁系统

技术领域

本发明属于移动互联网应用和机电一体化领域，特别是针对公共自行车租赁应用领域。

背景技术

公共自行车作为城市公共交通的重要组成部分，尤其针对城市公共交通拥堵和机动车尾气污染等问题，作为一个健康、低碳、绿色的公共交通和出行方式，越来越受到国内外政府的重视，世界范围内公共自行车的建设进入蓬勃发展阶段。目前的公共自行车的实现机制基本是基于固定停车站点的锁止器和网络系统来实现公共自行车的管理。这种传统的公共自行车租赁系统主要控制机制主要在站点上的锁止器及通过网络的后台控制系统，自行车本身基本还是传统的自行车，只是配合锁止器在自行车上增加了一个与锁止器配合的锁。传统公共自行车租赁系统在推广应用中存在如下问题：一、由于借车和换车都是基于固定站点的锁止器来控制的，一个锁止器同一时刻只能停放一辆自行车，必然存在站点的锁止器个数和停放自行车数量的矛盾，实际使用过程中经常遇到自行车没地方可还的情况；二、自行车的使用用户必须开户办卡，限制了公共自行车的普及，公共自行车的使用率普遍比较低；三、自行车借出以后，自行车的去向和丢失问题也是无法解决的问题，靠用户卡上的押金赔偿远够不上自行车的购置成本。四、固定站点的锁止器必须在有点和网络的情况下才能使用，能源消耗也比较大，加上前面提到的利用率低的问题，能源利用率也是很大的问题。五、跨地区的用户卡不能共享，一个城市的不同区之间往往都不能做到跨区使用，外来人口没办法享受免费公共自行车的服务。

本发明针对传统公共自行车系统存在的问题，利用最新的物联网和云计算技术，提出了一种基于物联网的智能公共自行车租赁系统的实现方法。除了解决传统公共自行车普遍存在的问题，不仅实现了随时借、随地停的灵活应用和管理机制，还实现了全程跟踪、提前预约、协商借车等功能，大大提高公共自行车的使用方便性，提高普及率和利用率，降低建设和运用成本。

发明内容

本发明针对传统公共自行车租赁系统存在的还车不方便、普及率低、利用率低、建设和运营成本高、跨地区使用困难等问题，利用物联网和云计算等新技术，摒弃了基于固定站点的锁止器控制机制，基于高度集成的机电一体化的车载公共自行车控制器，通过移动互联网和中央控制系统来实现针对单辆自行车的租赁状态的控制，从而达到随时借、随地还等更加方便、更加节能环保的应用效果。主要应用效果如下：一、摒弃基于固定站点上的锁止器作为控制核心，改用车载控制器来实现公共自行车租赁控制，实现随地停车和还车，有效解决了锁止器和车辆数量矛盾带来的还车难的问题；二、不需要固定站点和锁止器，既节省了站点建设成本，也降低运营成本；三、通过日益普及的智能手机实现借车和还车，不需要办卡，推广应用更方便，普及率高；四、通过GPS定位功能可以对车辆的租赁过程实现全程跟踪，可以有效处理车辆丢失、被盗等异常情况；五、通过自动搜寻和预定功能，用户可以更有效的安排出行计划，用户体验更好。

附图：

附图1：公共自行车租赁系统构成示意图

具体实施方案：

为了实现本发明目标，本发明设计了高度集成化的车载控制器，利用智能手机，通过移动互联网来实现公共自行车的租赁管理等相关操作。下面对本发明的几个关键实施例进行详细说明。

一、预约借车的方法和流程：

为了方便用户事先知道哪里有空闲的直行车可用，系统提供预约借车的功能。其实现步骤如下：

1、用户可以通过手机APP搜索附近的空闲自行车，系统通过在地图上直观的显示出附近的空闲公共自行车。选择某辆自行车后，可以预约借车。预约信息通过移动通信信息发送到后台管理系统，其他用户就不能借用该自行车。

2、用户通过车身上醒目的唯一标识符找到自行车后，用手机扫描车身前面的二维码，手机APP获取该自行车的唯一标识信息，并把借用请求发送到后台控制系统。如果该自行车是用户预约的，则提示用户可以借用该自行车。后台控制系统同时给自行车的车载控制器发送开锁指令，电子锁处于开启状态。

3、用户打开自行车锁，车载控制器会向系统发送开锁成功信息，自行车进入借用状态。

4、如果用户找错了自行车，如果该自行车被其他人预约了，系统提示用户该自行车不是本人预约的自行车。如果该自行车没人预约，则开启该自行车，同时取消之前预约的自行车。（考虑到公共自行车型号基本一样，多辆自行车在一起不易分辨，没必要提示用户再去找那辆预约的自行车，提高易用性）

5、如果预约以后长时间不用（时间期限可根据地方政府的规定进行设置），系统提前提醒用户，并到规定时间之后取消预约。（预约的收费规则根据地方政府的规定来结算和支付，不作为本发明的内容）。

二、借车的方法和流程：

用户看到闲置的公共自行车，用手机APP扫描车身上的二维码，就可以实现快速借车。其实现步骤如下：

1、利用手机APP扫描车身上的二维码，手机APP获取该自行车的唯一标识信息，并把借用请求发送到后台控制系统。如果该自行车没有人预约，则提示用户可以借用该自行车。后台控制系统同时给自行车的车载控制器发送开锁指令，电子锁处于开启状态。

2、用户打开自行车锁，车载控制器会向系统发送开锁成功信息（同时附带GPS定位信息），自行车进入借用状态。

3、如果该自行车已被其他用户预约，系统提示用户该车已被他们预定，请选择另外的自行车。

三、还车的方法和流程：

到达目的地以后，用户需要把公共自行车停放在允许还车的区域。其实现步骤如下：

1、把车停放在允许还车的区域后，锁上自行车；

2、电子锁控制器触发锁车完毕指令，由车载中央控制器向后台管理系统发送锁车的指令（同时附带GPS定位信息）。后台控制系统向手机APP发送锁车信息，提示用户是要还车还是临时停车。如果用户选择临时停车，该车改为预约状态，如果用户超过1分钟没有做出选择，系统自动认为用户决定还车，将车改为空闲状态。如果用户把车停在不允许停车的地方，系统提示用户不能还车，只能当做临时停车处理，并隔一段时间提醒用户把车还到指定区域；

3、根据自行车租赁的时间和地方政府的计费规则，进行计费并从用户押金中支付。

Claims (3)

1.一种基于物联网的公共自行车租赁系统，包括车载公共自行车智能控制器、车载唯一标识二维码、手机APP、后台管理系统等，

其特征在于：所述的车载物联网控制器是高度集成GPS定位、移动通信、电子自行车锁、蓄电池、动能充电装置于一体的公共自行车智能控制装置；所述的车载唯一标识二维码包含了自行车的唯一标识码和后台访问系统等信息，通过手机APP扫描该二维码可以实现车辆识别和自动开启电子锁，方便用户使用；所述的手机APP是利用智能手机开发的管理系统，用户可以通过手机APP实现借车、还车、查询、预约、电子支付等功能；所述的后台管理系统是部署在云计算环境下的中央控制系统，实现用户管理、车辆管理、自行车锁的开关控制、自行车行驶位置跟踪和管理、自动计费、支付和结算等功能。

2.如权利要求1所述的车载公共自行车智能控制器，包括中心控制单元、GPS定位模块、无线移动通信模块、机电锁车装置、电池、动能发电模块、充电管理模块、车载加速度计等，

其特征在于：中心控制单元是本控制器的控制中枢，通过无线移动通信模块与后台管理系统进行连接，把从GPS定位模块获取的位置信息发送给后台管理系统；根据开锁指令控制机电锁车装置，接收到机电锁车装置的开、关锁的状态信息后，通知后台管理系统；根据充电管理模块的电量数据，动态调整动能发电模块与车轮的接触松紧。

3.如权利要求2所述的机电锁车装置，包括电子控制模块和机械锁模块，

其特征在于：当接收到后台控制系统发来的开锁指令时，车载中央控制单位触发电子控制模块，开启机械锁的控制插销，用户可以手工开锁，开锁成功后，触发电子控制模块的开锁成功开关，通过中央控制器通知后台管理系统开锁成功；当用户锁车成功时，触发电子控制模块的锁车成功开关，通过中央控制器通知后台管理系统锁车成功。