[發明專利]一種基于ZigBee的共享單車系統

在審

• 申請號: 201710622380.6
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107231439A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 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: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04W4/00;H04W4/02;H04W4/04;H04W84/18;G07C9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術領域：

本發明涉及一種基于ZigBee的共享單車系統，共享單車采用密碼開鎖，通過設置通信站、登記控制器或紅外登記裝置的方式，使共享單車實現有序停放登記，用戶共管和無障礙定位，并通過Zigbee射頻通信方式聯網，實現登記信息經共享單車、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：

滿大街的共享單車，小藍車、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”不能直達目的地的問題。共享單車的技術關鍵在車鎖上，有機械密碼鎖、鍵盤密碼鎖和智能鎖，其中機械密碼鎖只設一個不變的密碼，造成經常按的數字就會松動鎖圈和密碼鎖盤，還會出現了個別人利用密碼沒有打亂而免費騎用的情況；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；還有智能鎖只要點擊手機APP打開“掃描二維碼”的界面，對準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電花鼓或太陽能板發電方式，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)發明內容：

共享單車采用密碼開鎖，無需安裝手機APP。密碼由總站和各共享單車自動按統一規則生成，生成規則對外保密，密碼設置使用期限，密碼期限分短期的1天期和2天期、4天期及非短期的15天期和30天期，期限到后短期的除1天期外每2天有一期限到期，均生成4天期密碼，15天期和30天期用于個人用戶，到期均生成30天期限密碼，上述未到期的期限減2天或15天，租車時即可保持為2天期、4天期及15天期限和30天期限，密碼數量不足時再作補充。短期期限用于義務單車巡邏隊、單位集體用車、街頭廣告宣傳隊用車及集體旅游用車等等，用戶登記租賃后即集中結賬，使用密碼開鎖無需手機無需安裝APP，就近收集共享單車，用完在單車停放區鎖車登記后走人即可，還可隨時隨地繼續使用直到密碼到期自動失效。各種期限密碼由總站出售，各共享單車提供服務，出售時個人用戶需交定金，密碼使用時由被使用的共享單車記錄使用情況，使用情況數據由共享單車傳遞經登記控制器和通信站向總站控制器匯總，個人用戶幾天內結算。用戶可以登陸總站控制器的網址查詢用單情況。密碼期限到時密碼自動作廢，總站控制器通過通信網絡查詢用戶用車情況。密碼由6位十進制數構成，期限到時將每一位十進制數轉換成二進制數作不規則循環左移或右移一位，即每個循環移位次數不等，移位后的ACSⅡ碼字符0-F分別對應一個固定的十進制隨機數，這樣，總站控制器和各車鎖控制器就能始終保持密碼一樣，用戶輸入購買的密碼即可開鎖無需通信。

當兩個通信站之間障礙物較少時采用無線通信與總站控制器聯網，兩個通信站分別設置射頻通信Zigbee模塊，Zigbee模塊定時以設定的站間無線通信頻率實現登記信息傳遞，這時按設置的順序，前方通信站保持無線通信的接收狀態，進行單向信息傳輸。射頻通信采用CC2530模塊，其芯片集成了2.4GHZ直接序列擴頻RF收發器、工業級增強型8051微處理器，ZigBee是低功耗、低數據速率、低成本的無線網絡技術，ZigBee協議棧的絕大部分代碼都是公用的，這樣就大大增加了項目的可移植性，其應用層特征信息均被保存在ZigBee.def文件中，作為應用程序開發的一部分，要根據實際情況修改該文件設置。通信站的登記控制器中單片機STC12C5A60S2通過其SPI接口與CC2530模塊中8051微處理通信，單片機STC12C5A60S2還通過另一個SPI接口與藍牙模塊通信，通信數據保存在非易失存儲器中。

ZigBee支持跳頻擴頻，可使通信站有效的避免自身的頻段干擾，也可用其擴展頻段避開藍牙干擾，并支持沖突避免的載波多路偵聽技術，還可以對模塊進行發射功率,信道等網絡拓撲參數的配置。通信時根據需要設置信道，并設置成發送器模式或接收器模式，系統采用TI公司設計的2.4GHz倒F型天線以增加通信距離。當設置的通信站數較少時，在單片機STC12C5A60S2控制下，通信站的登記信息通過通信站間無線通信實現聯網，并經總站控制器射頻通信CC2530模塊送到總站控制器處理。