[發明專利]一種共享電動自行車的共享系統

在審

• 申請號: 201710622342.0
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107393183A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 張金木
• 申請（專利權）人: 福州臺江區超人電子有限公司
• 主分類號: G07F17/00
• 分類號: G07F17/00;G07C9/00;H04W4/00;H04W4/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種共享電動自行車的共享系統,共享電動自行車采用掃碼鎖，手機APP進入共享電動自行車“立即使用”界面，對準共享電動自行車二維碼掃碼后，手機通過藍牙發出開鎖指令，用戶即可手動開鎖，手機APP開始計時，其特征是，當用戶到達目的地鎖車到位需要登記，鎖車開關動作記錄車鎖狀態，用戶即可依計時時間結賬；共享電動自行車停放登記后，通過共享電動自行車傳遞登記信息，再由通信站通信網絡傳送至總站控制器；

通信站采用藍牙網關接入互聯網方式與總站控制器通信；藍牙網關采用W5100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牙模塊CC2541及W5100模塊連接，向互聯網中遠程服務器發送建立連接的請求；在建立連接之前，首先需要對W5100寄存器進行初始化；在SPI串行總線模式下，微控制器STC12C5A60S2通過發送一系列指令來控制w5100的工作；實現各通信站與總站控制器之間的數據傳送；

共享電動自行車安裝有智能限速器和數字式車速計，并具備腳踏功能，在共享電動自行車停放區設置通信站或安裝電動自行車的充電登記控制器或紅外登記裝置；充電登記控制器包含藍牙模塊，單片機的串行口與藍牙模塊直接相聯；通信站中包含藍牙網關和充電登記控制器，共享電動自行車中裝有電動車控制器和智能限速器，電動車控制器包含單片機、非易失存儲器、紅外收發裝置、藍牙模塊和GSM模塊，紅外收發裝置接于單片機的I/O口，單片機的兩個串行口分別與GSM模塊和藍牙模塊直接相聯；紅外收發裝置中包含由紅外發射管和紅外接收管及透鏡構成的紅外收發探頭；單片機的I/O口分別與共享電動自行車的電門鎖和固定于前輪架的馬蹄鎖連接；非共享電動自行車使用的機械式電門鎖不用，改由繼電器及其驅動電路構成，其開關信號由單片機經I/O口提供，當用戶用車時電動車控制器獲得開鎖指令后向電門鎖發送開鎖信號，串聯于蓄電池供電電路的繼電器常開觸頭閉合，共享電動自行車的不同狀態由轉換開關控制；電動車控制器還同時將開鎖信號發送給馬蹄鎖，馬蹄鎖由常見的開鎖電機和開鎖機構組成，由電動車控制器開鎖后就可以手動拉開車鎖；

共享電動自行車中智能限速器是由電動車控制器通過單片機控制脈寬調制電路的輸出，從而改變功率管輸出功率，并根據數字式車速計的測量數據和車速設定值改變最高時速；根據出行的登記站點道路擁擠情況在設定時間內最高時速被限定在10至15公里，當生手騎行或道路擁擠出現騎行速度變化大時，最高時速被限定在8至12公里；共享電動自行車的電池組安裝鉑熱電阻，由電動車控制器通過A/D轉換器測量電池組環境溫度，當溫度超過25℃時開啟風扇降溫，當溫度超過50℃時報警并降低電池組輸出功率；

在鬧市區的主干道路邊的自行車停放區設置通信站或充電登記控制器，一個充電登記控制器包括一個或多個充電樁，充電樁的充電控制器裝有熱敏電阻測溫裝置，并具有防水和充滿斷電功能，超過25℃時開啟風扇降溫保護，當共享電動自行車接入充電樁后，延時10分鐘開始充電并由LED顯示充電狀態；共享電動自行車停放時，用戶依其車上電量表，選擇停放于充電樁位置或緊靠充電樁順序排列的停放位置，如果電量表顯示需要充電時不去充電不予結賬并被扣款懲罰，去充電獎勵；每個充電樁均安裝紅外收發裝置，由充電登記控制器輪巡掃描安裝于充電樁的紅外收發裝置對接入充電樁的共享電動自行車編號登記；此后由接于充電樁的共享電動自行車對停靠在充電樁旁邊的共享電動自行車開始依序作紅外接力編號登記，隨意停放則無法登記無法結賬；共享電動自行車的紅外收發裝置設置定位用紅外收發探頭和接力用紅外收發探頭；共享電動自行車的紅外收發探頭除與充電樁對射外，還裝于車把的后視鏡架頂部或另裝一個用于標識或裝飾的立桿頂部的接力用紅外收發探頭，接力用紅外收發探頭具有統一安裝高度和位置向電動自行車左右對射，相應作左或右標記，其發射的信號不被其它自行車所阻擋；

每日充電登記控制器作為主設備安裝在充電樁上的紅外線收發裝置起動后的設定時間內，共享電動自行車依次接入充電樁登記或進入充電樁旁邊依序停放作接力編號登記，所述接力編號登記是指由充電樁登記的共享電動自行車的接力用紅外收發探頭對存放于充電樁旁邊的共享電動自行車開始登記，登記后的共享電動自行車再以成功登記時接力用紅外收發探頭的左或右接收，向右或左的未登記共享電動自行車進行編號登記，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定時間，最后一輛被成功登記和編號的共享電動自行車標記為接力車從休眠狀態被喚醒接入主設備中藍牙模塊控制的微微網，并將通過接力傳遞的所有已登記和編號的共享電動自行車信息無線發送至主設備，發送后接力車藍牙模塊進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電動自行車，此后由充電登記控制器對共享電動自行車編號進行接力登記和編號；接力登記和編號過程：先對已進入充電登記控制器中藍牙信號覆蓋區并鎖車后未登記的共享電動自行車被喚醒接入微微網，由充電登記控制器對微微網內每輛共享電動自行車依序分配“新編號”，用于紅外接力登記，分配新編號后的共享電動自行車藍牙模塊即置于休眠狀態，接著，充電登記控制器對包括充電樁登記和編號的已登記和編號的共享電動自行車以其編號為地址實現充電登記控制器與共享電動自行車藍牙模塊串口通信的登記信息交換，并且充電登記控制器將所有新編號發送給除充電樁登記和編號外所有已登記和編號的共享電動自行車，然后從接力車開始依新編號為地址對新編號共享電動自行車依序掃描應答后作紅外接力登記；所述紅外接力登記是指經紅外登記后的共享電動自行車再以成功登記時接力用紅外收發探頭的左或右接收，向右或左的未登記共享電動自行車作掃描應答登記，并傳遞登記和編號信息，最后一輛被接力登記的共享電動自行車標記為新的接力車接替原接力車，并從休眠狀態被喚醒接入微微網，再將本次所有新登記和編號的共享電動自行車信息無線發送至充電登記控制器，發送后接力車藍牙模塊進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上述接力登記和編號，如此周而復始不斷更新登記信息；對無法完成登記和編號的新編號共享電動自行車，其新編號做標記成為“待登序號”記錄其用戶信息；所述登記和編號是指共享電動自行車的車號與編號的一一對應；各共享電動自行車成功登記后其LED燈每隔一定時間閃亮一次綠色；

除此而外，停放的共享電動自行車當被管理人員整理移動位置后，需要對充電登記控制器藍牙信號覆蓋范圍內未登記共享電動自行車進行登記，充電登記控制器采取經接力登記和編號設定的幾個批數的間隔后，將所述登記和編號擴展到待登序號；擴展登記和編號：除充電樁登記和編號外先按編號順序打開已登記的一個編號共享電動自行車的紅外收發裝置，對停放區內共享電動自行車依新編號和待登序號為地址，依序掃描應答后作紅外接力登記，完成后進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電動自行車，作為新的接力車取消原接力車進行接力登記和編號；

共享電動自行車和充電登記控制器進行信息交換時，通信站的充電登記控制器接收各共享電動自行車的登記信息，其它充電登記控制器與各共享電動自行車將各自收集到的登記信息進行信息互換；登記信息包含設定時間段內收集到的各充電登記控制器所登記的共享電動自行車的車號及其設備狀況、使用模式、用戶類型及電話號碼、登記時間和充電登記控制器編碼；共享電動自行車將登記信息發送給充電登記控制器后即將該登記信息刪除，各充電登記控制器刪除重復的登記信息并整理后由共享電動自行車傳遞，經通信站向總站控制器匯總；

在非鬧市區的自行車停放區，每日第一輛共享電動自行車與安裝于道路邊的紅外登記裝置開始進行接力編號登記，設定時間后第一輛被登記的共享電動自行車設置成主設備，按上述方法進行接力登記和編號以及擴展登記和編號，不同主設備其編號作不同的標識，當所述設置為主設備的共享電動自行車開鎖騎走時，將登記和編號信息傳送給紅外登記裝置并重新設置為從設備，下一輛與安裝于道路邊的紅外收發裝置登記和編號的共享電動自行車，接收紅外收發裝置的登記和編號信息后，設置為主設備繼續接力登記和編號，當共享電動自行車電量不足時其信息通過電動自行車傳遞至總站處理，還可以使用腳踏板當作單車騎行到目的地給予獎勵；

在學校或居民小區所有大門口設置相同編號的登記控制器，由其藍牙模塊微微網自動對出入共享電動自行車登記，用登記次數的奇偶數表示出入，奇數為入偶數為出，入時共享電動自行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電動自行車；或采取在居民小區內部或其它隱蔽場所的自行車停放區安裝探頭；

共享電動自行車用戶分成VIP用戶和臨時用戶；過路行人、義務工均為臨時用戶；VIP用戶經管理部門實名登記查驗騎行技術，使用手機APP開鎖和結賬；共享電動自行車騎行到達目的地后都要停放到附近的自行車停放區并進行鎖車登記結賬，不經登記鎖車不予結賬；VIP用戶可經手機APP選擇“自保管”模式，到達目的地后未停放在自行車停放區暫時不登記結賬，當鎖車后超過設定停放時間開始停放的計時，由該用戶承擔該共享電動自行車保管義務，共享電動自行車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，當該VIP用戶重新開鎖騎行時，依其停放計時時間收取一定租金；不是停放自行車停放區的非自保管模式用戶，則鎖車不予結賬，要求結賬時，手機APP提示該用戶正確停放否則承擔共享電動自行車保管責任和罰金，如繼續停放設定時間后，手機APP經短信向總站控制器報警備案；

共享電動自行車系統采取用戶協力共管方法；每輛共享電動自行車的車牌標有該車的車牌號和總站控制器電話號碼，臨時用戶用手機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，并通過GSM使用專用的電話號碼向共享電動自行車的電動車控制器發送短信開鎖指令，電動車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，電動車控制器開始計時限定騎行時間，到達目的地登記后關鎖，電動車控制器通過GSM向總站控制器發送短信，總站控制器累計使用時間給予獎勵，向臨時用戶發送領取獎勵短信；共享電動自行車裝有由幾個不同的安裝狀態的水銀開關組成的水銀開關組，如果臨時用戶不是騎行而是搬運到達登記目的地登記，電動車控制器根據自身設備故障檢測和水銀開關組開關狀態變化規律判定共享電動自行車是否損壞或騎行，實行對該電話號碼臨時用戶的獎勵；偷車和搬車時關鎖不登記水銀開關組開關狀態變化激烈，共享電動自行車各種形式的運動狀態下的水銀開關組開關狀態變化規律由實驗得出，如遇偷車電動車控制器經GSM短信向總站控制器報警備案，由GSM網查得案發車大致方位，或派巡邏車向案發地周邊幾個充電登記控制器發出協查請求，查獲案發車運動軌跡，幾個周邊充電登記控制器分時與案發車通信，根據接收到的藍牙信號強度定位，再由巡邏車綜合評估案發車位置，進一步依案發車運動軌跡和接收到的案發車藍牙信號強度定位，最后向案發車經GSM短信或藍牙信號發出開啟報警聲指令，案發車發出報警聲，巡邏車人員根據報警聲找到案發車。

2.根據權利要求1所述一種共享電動自行車的共享系統,其特征在于包括:

通信站﹙A﹚、充電登記控制器、紅外登記裝置和共享電動自行車的電動車控制器(B)，通信站﹙A﹚中裝有藍牙網關﹙2﹚和充電登記控制器；充電登記控制器包含微控制器﹙4﹚、非易失存儲器﹙5﹚、紅外收發裝置﹙6﹚、藍牙模塊﹙3﹚和充電控制器﹙14﹚；接收的數據通過串口通信傳輸，將數據保存在非易失存儲器﹙5﹚中；

電動車控制器(B)由單片機﹙8﹚、非易失存儲器﹙9﹚、共享電動自行車的紅外收發裝置設置定位用紅外收發探頭﹙7﹚和接力用紅外收發探頭﹙10﹚、藍牙模塊﹙12﹚、GSM模塊﹙11﹚和蓄電池充電電路﹙13﹚構成；

通信站﹙A﹚中的藍牙網關﹙2﹚采用集成了TCP/IP硬件協議棧的W5100模塊，藍牙模塊﹙3﹚中CC2541與W5100模塊之間采用SPI串行總線通信方式通過互聯網與總站控制器進行數據交換；

電動車控制器(B)中的GSM模塊﹙11﹚，采用芯片TC35i，單片機﹙8﹚通過向GSM模塊發送一系列AT指令,完成對GSM模塊的初始化及通過GSM網和總站控制器進行短信息收發。