[发明专利]一种基于ZigBee的共享单车系统

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及一种基于ZigBee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、射频通信站、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Zigbee射频通信方式联网，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。

(二)背景技术：

满大街的共享单车，小蓝车、小绿车、小黄车、小红车各式各样到处乱放，杂乱无章，影响市容有碍人们的出行。但是共享单车为市民绿色出行提供便捷，只要有手机就能骑走，用完走人十分便捷，解决了很多上班族乘公交的“最后一公里”不能直达目的地的问题。共享单车的技术关键在车锁上，有机械密码锁、键盘密码锁和智能锁，其中机械密码锁只设一个不变的密码，造成经常按的数字就会松动锁圈和密码锁盘，还会出现了个别人利用密码没有打乱而免费骑用的情况；键盘锁只要输入密码再按下密码盘下方的按钮，即可成功开锁；还有智能锁只要点击手机APP打开“扫描二维码”的界面，对准单车前把位置或者车座下面的二维码扫描即可打开智能锁，最后手动拉开车锁即可。共享单车的充电方式采用发电花鼓或太阳能板发电方式，成本比较高，其定位方式采用GSM/GPRS和GPS定位模块。用户可以通过手机APP来搜索附近的单车。GPS定位遇障碍影响效果，而且仅对附近单车少没有公交车又迫切需要单车时才有价值。

(三)发明内容：

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。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。

当两个通信站之间障碍物较少时采用无线通信与总站控制器联网，两个通信站分别设置射频通信Zigbee模块，Zigbee模块定时以设定的站间无线通信频率实现登记信息传递，这时按设置的顺序，前方通信站保持无线通信的接收状态，进行单向信息传输。射频通信采用CC2530模块，其芯片集成了2.4GHZ直接序列扩频RF收发器、工业级增强型8051微处理器，ZigBee是低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，ZigBee协议栈的绝大部分代码都是公用的，这样就大大增加了项目的可移植性，其应用层特征信息均被保存在ZigBee.def文件中，作为应用程序开发的一部分，要根据实际情况修改该文件设置。通信站的登记控制器中单片机STC12C5A60S2通过其SPI接口与CC2530模块中8051微处理通信，单片机STC12C5A60S2还通过另一个SPI接口与蓝牙模块通信，通信数据保存在非易失存储器中。

ZigBee支持跳频扩频，可使通信站有效的避免自身的频段干扰，也可用其扩展频段避开蓝牙干扰，并支持冲突避免的载波多路侦听技术，还可以对模块进行发射功率,信道等网络拓扑参数的配置。通信时根据需要设置信道，并设置成发送器模式或接收器模式，系统采用TI公司设计的2.4GHz倒F型天线以增加通信距离。当设置的通信站数较少时，在单片机STC12C5A60S2控制下，通信站的登记信息通过通信站间无线通信实现联网，并经总站控制器射频通信CC2530模块送到总站控制器处理。