专利名称：基于rfid的公共自行车智能识别租借系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于RFID的公共自行车智能识别租借系统。
背景技术：
由公共自行车、公共自行车租赁点、调度中心、调度车辆及停车场和通信系统组成的公共慢行系统(公共自行车系统)早在上世纪60年代在北欧等国家为当地市民提供自行车租赁服务。结合城市公共交通的其他手段，公共慢行系统作为城市公交组成部分承担着重要的交通任务，其提供的的绿色、低碳出行方式有效地弥补了公共汽车机动灵活等缺陷，极大地方便了市民出行。国内杭州、天津、和武汉等地已陆续推出相应的公共慢行系统， 一些城市自2008年推广公共慢行系统以来备受好评并不断加大网点数量和自行车投放量。目前公共慢行系统自行车借还流程主要通过公共自行车租借卡、车辆自锁器完成。其实现步骤为租车时租借人凭租借卡放于锁桩上待刷卡成功生成租车记录，锁止器锁舌缩进，将车推出锁桩，租车成功；换车时将车按锁桩导轨推入锁桩，将自行车锁孔对准锁止器，锁止器锁舌插入锁孔，租借人将租借卡放于锁桩上待刷卡成功生成还车记录，则还车成功。由目前公共慢行系统自行车租借情况和市民反应该套自行车租借设备和系统存在以下不足(1)租还过程手续较为繁琐，租和还时都需要手动刷卡生成记录。(2)车辆缺少身份标识，对损坏车辆无法进行统计和识别。(3)对失踪及未及时归还车辆无法跟踪，缺少主动处理方法。
发明内容
为克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种租还过程无需手动刷卡、手续简便，对能够对损坏车辆进行统计和识别，能够跟踪车辆的基于RFID的公共自行车智能识别租借系统。基于RFID的公共自行车智能识别租借系统，包括公共自行车和多个安装于租赁点内的停靠自行车的锁桩和一个租借终端，每个租赁点具有唯一的租赁点标号，租赁点内的每个锁桩具有唯一的锁桩标号；所述的锁桩上装有锁住自行车的锁止器和识别自行车是否锁止于锁桩上的光电传感器，所述的锁止器的启闭受控于所述的租借终端；所述的租借终端包括能识别租借卡、并记录当前租借卡卡号的识别单元，寻找本租赁点内空闲车辆对应的锁桩标号的搜索单元，和显示空闲车辆对应的锁桩标号的显示单元；所述的搜索单元获取的锁桩标号输送至后台数据系统；每辆自行车均装有车载电子标签，所述的车载电子标签包含唯一标志自行车的车辆识别码，所述的租借终端还包括可识别车载电子标签的RFID读写器，所述的读写器的射频范围覆盖本租赁点，所述的读写器与后台数据系统连接；所述的后台数据系统中记录每一辆自行车的车辆信息；车辆未租借时，后台数据系统中记录该自行车的车辆识别码，车牌号，所在城区，当前租赁点标号，当前锁桩标号；车辆被租借后，后台数据系统记录该自行车的车辆识别码，车牌号，上一次停靠的租赁点标号，上一次停靠的锁桩标号，租借卡卡号。进一步，所述的租借终端具有还车识别模块，所述的还车识别模块包括获取由读写器识别到的射频范围内的车载电子标签的读取单元，使所述的读取单元每隔t—获取一次车载电子标签的时钟单元，和还车操作单元；读卡器识别到射频范围内的车载电子标签时，所述的还车操作单元执行以下步骤1)、判断当前租赁点是否有未锁车的空闲锁桩，若无空闲锁桩，则对锁止器不作任何处理；若有空闲锁桩，则将判断车载电子标签对应的自行车是否在租赁点停留时间超过 ts_。h ；若否，则认为该自行车为过路车辆，对锁止器不作任何处理；若是，则获取在租赁点停留时间超过ts_。h的自行车数量，且租借终端打开所有空闲锁桩的锁止器；2)、若自行车数量等于1，则租借人将自行车推入任意空闲锁桩后，该空闲锁桩的光电传感器感应到自行车进入该锁桩后，锁止器闭合、锁住车辆；该自行车的车辆识别码和该锁桩的锁桩标号传输至后台数据系统，后台数据系统修改该自行车的当前时刻信息，当前时刻信息包括，该车辆识别码，车辆号，所在城区，该锁桩标号，租赁点标号；3)、若自行车数量大于1，则由读写器获取并记录在当前租赁点停留时间超过、-的自行车的车辆识别码，获取所有由空闲变为有车的锁桩标号。进一步，每一个锁桩上设有提示自行车已锁入锁桩、或锁止器打开车辆可脱离锁桩的声光指示装置；当自行车对准锁桩的锁止器时，所述的声光指示装置亮红灯且发出间断声音信号；当自行车进入锁止器、锁止器闭合后，所述的声光指示装置亮绿灯。进一步，所述的锁止器为磁吸锁，每辆自行车上设有与所述的磁吸锁对应的吸和部。进一步，城市的重要路口也设有识别车载电子标签的RFID读写器。本发明的技术构思是本发明通过在每辆自行车上安装车载电子标签和在租赁点安装RFID读写器，可自动识别租赁点射频范围内的自行车，便于跟踪车辆。租借人只需在租车时刷卡、提交租车请求，还车时由读写器自动识别已锁止的车辆，操作方便快捷。自行车车载标签固定于公共自行车横档之中，车载标签标定该车辆识别码信息、 车牌信息。每一辆公共自行车具有唯一固定的识别码信息与之对应。车载标签为可读卡 (RO)，读写器可以识别并读取车辆信息数据，但不能对其内部数据进行修改。读写器按布置方式可以分为两类，自行车租赁点和路口读写器。自行车租赁点读写器设置于租赁点内，射频范围涵盖所有锁桩。读写器与租赁点内查询终端控制器和租借卡识读器相连，并通过光缆网络方式与服务器中心数据相连。路口 RFID读写器布置于重要路段交叉口附近，该类读写器对失踪及未及时归还车辆进行检测统计以及对时间段内该区域车行放行公共自行车进行统计。公共自行车租赁点内配有多个锁桩和一个车辆标签读写器、租借卡识读器和租借终端。锁桩、标签读写器、租借卡识读器与租借终端通过总线方式互连，租借终端集成并处理之前三类装置信息。租借自行车过程租借人需要租借公共自行车时，首先在租赁点内租借卡识读器上进行租借卡刷卡，当刷卡成功后，后台根据当前站台信息和锁桩光感信息获取可借车锁桩。将锁桩编号，并将编号贴于锁桩醒目位置，将编号信息存入系统租赁点车俩信息数据库，借车前系统将锁桩编号与该锁桩内车辆识别号对应关联。当该桩车辆被当前刷卡人允许借用时，租借查询终端控制器得到租借请求，并释放相应锁桩开锁信号，租借人得到该锁桩车辆租用权，此时锁桩声光指示发出红色间断信号和声音指示，当租借人将车辆移出锁桩，光电感应器检测离开信号，此时声光指示发出绿色信号。终端控制器将该租借卡号信息与车辆识别信息关联对应，并将关联信息存入租借信息数据库。车辆被租借前，系统数据库内备有车辆-站点-锁桩信息，其数据表数据项为车辆识别ID，车牌号，城区，当前租赁点ID，当前锁桩编号当车辆被租借后，生成车辆-租借人信息，即将车辆识别号与租借卡号对应并在数据表中添加相应数据项车辆识别ID，车牌号，之前租赁点ID，之前锁桩编号，租借卡号还自行车过程当车辆被顺利租借离开相应站点后，该站点标签读写器确认被借车辆是否离开站点，如离开则确认信息。在租借人到达目的地租赁点后，实行换车手续。此时当租借人和车辆进入租赁点标签读写器射频范围后，读写器识别车辆信息，并在t—后再次识别到该车辆后，读写器发出开启磁吸锁磁吸命令，则此时站内所有锁桩磁吸锁止器上磁，租借人按导轨将车辆推入任意空闲锁桩后，将车辆合锁部位对准锁桩锁止器将车磁吸锁合，此时声光指示信号发出红色间断和声音信号。此时锁桩光传感器检测到锁桩已锁定车辆，则发送闭合信号闭合锁桩，声光指示变为绿色信号，站点控制器得到闭合信号并得到当前锁桩编码。此时站点得到当前进入车辆的识别码并与对应锁桩编码信息。修改系统租赁点车辆信息数据库中的车辆-站点-锁桩信息，将其数据表中的城区，当前租赁点ID，当前锁桩编号数据项修改为当前时刻信息。判断处理过程租借人租借车辆时，租借卡识读器将租借卡信息发送给查询终端控制器，查询终端控制器判断当前有车锁桩，并选择相应锁桩将磁吸锁打开，并将该锁桩内车辆识别码与租借卡信息编码后发送至数据中心服务器。当归还车辆时分四种情况考虑 1)当租赁点已无空闲锁桩时，此时当有车辆进入射频识别范围都不作任何处理。2)当租赁点有空闲锁桩，但射频识别范围存在车辆路过行为，此时读取该车识别码并判断该车辆在范围内是否停留时间超过tsearch，如果未超过该时间则视为路过行为，不作磁吸合锁止器上磁处理。3)当租赁点有无空闲锁桩，只有一辆车进入射频识别范围并停留时间超过tSMrch， 此时如上述过程2所述进行操作，最后将当前车辆识别码、锁桩号和站点信息编码后发送至数据中心服务器。4)当租赁点有空闲锁桩，有多辆车同时进入射频识别范围时，并且停留时间超过t—，则视为多辆车将在此租赁站点还车，此时读写器发送车辆识别信息至查询终端控制器控制器，控制器得到信息发送命令至锁止器上磁。此时部分车辆进入锁桩并上锁，读写器开始判断被锁住车辆识别号，方法为读写器判断该时刻进入租赁点的车辆识别号停留时间是否超过t1()。k，超过则视为该车辆已被锁入该租赁点。此时有多辆车被锁入多个锁桩，不存在一一对应关系，从而不能得到车辆对应锁桩的关联信息，所以该时刻不作判断，记录下所有当前时刻被锁入车辆识别号IVn和所有由空闲变为有车锁桩号码Pl_k。在有租借人需要租借车辆时，此时先打开上述锁桩某一锁桩Pk，当租借人提取车辆，离开租赁点射频识别范围后，读取该离开车辆识别号，此时便可将将锁桩信息和车辆识别号和租借卡信息对应关联。当下一租借人需要租借车辆后，需要等待上一车辆离开锁桩后才被允许租借。本发明具有租还过程无需手动刷卡、手续简便，对能够对损坏车辆进行统计和识别，能够跟踪车辆的优点。
图1是本发明的示意图。图2是本发明的系统框图。图3是本发明的流程图。
具体实施例方式参照附图，进一步说明本发明基于RFID的公共自行车智能识别租借系统，包括公共自行车和多个安装于租赁点内的停靠自行车的锁桩和一个租借终端，每个租赁点具有唯一的租赁点标号，租赁点内的每个锁桩具有唯一的锁桩标号；所述的锁桩上装有锁住自行车的锁止器和识别自行车是否锁止于锁桩上的光电传感器，所述的锁止器的启闭受控于所述的租借终端；所述的租借终端包括能识别租借卡、并记录当前租借卡卡号的识别单元，寻找本租赁点内空闲车辆对应的锁桩标号的搜索单元，和显示空闲车辆对应的锁桩标号的显示单元；所述的搜索单元获取的锁桩标号输送至后台数据系统；每辆自行车均装有车载电子标签，所述的车载电子标签包含唯一标志自行车的车辆识别码，所述的租借终端还包括可识别车载电子标签的RFID读写器，所述的读写器的射频范围覆盖本租赁点，所述的读写器与后台数据系统连接；所述的后台数据系统中记录每一辆自行车的车辆信息；车辆未租借时，后台数据系统中记录该自行车的车辆识别码，车牌号，所在城区，当前租赁点标号，当前锁桩标号；车辆被租借后，后台数据系统记录该自行车的车辆识别码，车牌号，上一次停靠的租赁点标号，上一次停靠的锁桩标号，租借卡卡号。所述的租借终端具有还车识别模块，所述的还车识别模块包括获取由读写器识别到的射频范围内的车载电子标签的读取单元，使所述的读取单元每隔t—获取一次车载电子标签的时钟单元，和还车操作单元；读卡器识别到射频范围内的车载电子标签时，所述的还车操作单元执行以下步骤1)、判断当前租赁点是否有未锁车的空闲锁桩，若无空闲锁桩，则对锁止器不作任何处理；若有空闲锁桩，则将判断车载电子标签对应的自行车是否在租赁点停留时间超过 ts_。h ；若否，则认为该自行车为过路车辆，对锁止器不作任何处理；若是，则获取在租赁点停留时间超过ts_。h的自行车数量，且租借终端打开所有空闲锁桩的锁止器；2)、若自行车数量等于1，则租借人将自行车推入任意空闲锁桩后，该空闲锁桩的光电传感器感应到自行车进入该锁桩后，锁止器闭合、锁住车辆；该自行车的车辆识别码和该锁桩的锁桩标号传输至后台数据系统，后台数据系统修改该自行车的当前时刻信息，当前时刻信息包括，该车辆识别码，车辆号，所在城区，该锁桩标号，租赁点标号；3)、若自行车数量大于1，则由读写器获取并记录在当前租赁点停留时间超过、-的自行车的车辆识别码，获取所有由空闲变为有车的锁桩标号。每一个锁桩上设有提示自行车已锁入锁桩、或锁止器打开车辆可脱离锁桩的声光指示装置；当自行车对准锁桩的锁止器时，所述的声光指示装置亮红灯且发出间断声音信号；当自行车进入锁止器、锁止器闭合后，所述的声光指示装置亮绿灯。所述的锁止器为磁吸锁，每辆自行车上设有与所述的磁吸锁对应的吸和部。城市的重要路口也设有识别车载电子标签的RFID读写器。本发明的技术构思是本发明通过在每辆自行车上安装车载电子标签和在租赁点安装RFID读写器，可自动识别租赁点射频范围内的自行车，便于跟踪车辆。租借人只需在租车时刷卡、提交租车请求，还车时由读写器自动识别已锁止的车辆，操作方便快捷。自行车车载标签固定于公共自行车横档之中，车载标签标定该车辆识别码信息、 车牌信息。每一辆公共自行车具有唯一固定的识别码信息与之对应。车载标签为可读卡 (RO)，读写器可以识别并读取车辆信息数据，但不能对其内部数据进行修改。读写器按布置方式可以分为两类，自行车租赁点和路口读写器。自行车租赁点读写器设置于租赁点内，射频范围涵盖所有锁桩。读写器与租赁点内查询终端控制器和租借卡识读器相连，并通过光缆网络方式与服务器中心数据相连。路口 RFID读写器布置于重要路段交叉口附近，该类读写器对失踪及未及时归还车辆进行检测统计以及对时间段内该区域车行放行公共自行车进行统计。公共自行车租赁点内配有多个锁桩和一个车辆标签读写器、租借卡识读器和租借终端。锁桩、标签读写器、租借卡识读器与租借终端通过总线方式互连，租借终端集成并处理之前三类装置信息。租借自行车过程租借人需要租借公共自行车时，首先在租赁点内租借卡识读器上进行租借卡刷卡，当刷卡成功后，后台根据当前站台信息和锁桩光感信息获取可借车锁桩。将锁桩编号，并将编号贴于锁桩醒目位置，将编号信息存入系统租赁点车俩信息数据库，借车前系统将锁桩编号与该锁桩内车辆识别号对应关联。当该桩车辆被当前刷卡人允许借用时，租借查询终端控制器得到租借请求，并释放相应锁桩开锁信号，租借人得到该锁桩车辆租用权，此时锁桩声光指示发出红色间断信号和声音指示，当租借人将车辆移出锁桩，光电感应器检测离开信号，此时声光指示发出绿色信号。终端控制器将该租借卡号信息与车辆识别信息关联对应，并将关联信息存入租借信息数据库。车辆被租借前，系统数据库内备有车辆-站点-锁桩信息，其数据表数据项为车辆识别ID，车牌号，城区，当前租赁点ID，当前锁桩编号当车辆被租借后，生成车辆-租借人信息，即将车辆识别号与租借卡号对应并在数据表中添加相应数据项车辆识别ID，车牌号，之前租赁点ID，之前锁桩编号，租借卡号还自行车过程当车辆被顺利租借离开相应站点后，该站点标签读写器确认被借车辆是否离开站点，如离开则确认信息。在租借人到达目的地租赁点后，实行换车手续。此时当租借人和车辆进入租赁点标签读写器射频范围后，读写器识别车辆信息，并在ts_。h后再次识别到该车辆后，读写器发出开启磁吸锁磁吸命令，则此时站内所有锁桩磁吸锁止器上磁，租借人按导轨将车辆推入任意空闲锁桩后，将车辆合锁部位对准锁桩锁止器将车磁吸锁合，此时声光指示信号发出红色间断和声音信号。此时锁桩光传感器检测到锁桩已锁定车辆，则发送闭合信号闭合锁桩，声光指示变为绿色信号，站点控制器得到闭合信号并得到当前锁桩编码。此时站点得到当前进入车辆的识别码并与对应锁桩编码信息。修改系统租赁点车辆信息数据库中的车辆-站点-锁桩信息，将其数据表中的城区，当前租赁点ID， 当前锁桩编号数据项修改为当前时刻信息。判断处理过程租借人租借车辆时，租借卡识读器将租借卡信息发送给查询终端控制器，查询终端控制器判断当前有车锁桩，并选择相应锁桩将磁吸锁打开，并将该锁桩内车辆识别码与租借卡信息编码后发送至数据中心服务器。当归还车辆时分四种情况考虑 1)当租赁点已无空闲锁桩时，此时当有车辆进入射频识别范围都不作任何处理。2)当租赁点有空闲锁桩，但射频识别范围存在车辆路过行为，此时读取该车识别码并判断该车辆在范围内是否停留时间超过tsearch，如果未超过该时间则视为路过行为，不作磁吸合锁止器上磁处理。3)当租赁点有无空闲锁桩，只有一辆车进入射频识别范围并停留时间超过tSMrch， 此时如上述过程2所述进行操作，最后将当前车辆识别码、锁桩号和站点信息编码后发送至数据中心服务器。4)当租赁点有空闲锁桩，有多辆车同时进入射频识别范围时，并且停留时间超过t—，则视为多辆车将在此租赁站点还车，此时读写器发送车辆识别信息至查询终端控制器控制器，控制器得到信息发送命令至锁止器上磁。此时部分车辆进入锁桩并上锁，读写器开始判断被锁住车辆识别号，方法为读写器判断该时刻进入租赁点的车辆识别号停留时间是否超过t1()。k，超过则视为该车辆已被锁入该租赁点。此时有多辆车被锁入多个锁桩，不存在一一对应关系，从而不能得到车辆对应锁桩的关联信息，所以该时刻不作判断，记录下所有当前时刻被锁入车辆识别号IVn和所有由空闲变为有车锁桩号码Pl_k。在有租借人需要租借车辆时，此时先打开上述锁桩某一锁桩Pk，当租借人提取车辆，离开租赁点射频识别范围后，读取该离开车辆识别号，此时便可将将锁桩信息和车辆识别号和租借卡信息对应关联。当下一租借人需要租借车辆后，需要等待上一车辆离开锁桩后才被允许租借。本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
权利要求
1.基于RFID的公共自行车智能识别租借系统，包括公共自行车和多个安装于租赁点内的停靠自行车的锁桩和一个租借终端，每个租赁点具有唯一的租赁点标号，租赁点内的每个锁桩具有唯一的锁桩标号；所述的锁桩上装有锁住自行车的锁止器和识别自行车是否锁止于锁桩上的光电传感器，所述的锁止器的启闭受控于所述的租借终端；其特征在于所述的租借终端包括能识别租借卡、并记录当前租借卡卡号的识别单元， 寻找本租赁点内空闲车辆对应的锁桩标号的搜索单元，和显示空闲车辆对应的锁桩标号的显示单元；所述的搜索单元获取的锁桩标号输送至后台数据系统；每辆自行车均装有车载电子标签，所述的车载电子标签包含唯一标志自行车的车辆识别码，所述的租借终端还包括可识别车载电子标签的RFID读写器，所述的读写器的射频范围覆盖本租赁点，所述的读写器与后台数据系统连接；所述的后台数据系统中记录每一辆自行车的车辆信息；车辆未租借时，后台数据系统中记录该自行车的车辆识别码，车牌号，所在城区，当前租赁点标号，当前锁桩标号；车辆被租借后，后台数据系统记录该自行车的车辆识别码，车牌号，上一次停靠的租赁点标号，上一次停靠的锁桩标号，租借卡卡号。
2.如权利要求1所述的基于RFID的公共自行车智能识别租借系统，其特征在于所述的租借终端具有还车识别模块，所述的还车识别模块包括获取由读写器识别到的射频范围内的车载电子标签的读取单元，使所述的读取单元每隔tSMrch获取一次车载电子标签的时钟单元,和还车操作单元；读卡器识别到射频范围内的车载电子标签时，所述的还车操作单元执行以下步骤1)、判断当前租赁点是否有未锁车的空闲锁桩，若无空闲锁桩，则对锁止器不作任何处理；若有空闲锁桩，则将判断车载电子标签对应的自行车是否在租赁点停留时间超过 ts_。h ；若否，则认为该自行车为过路车辆，对锁止器不作任何处理；若是，则获取在租赁点停留时间超过ts_。h的自行车数量，且租借终端打开所有空闲锁桩的锁止器；2)、若自行车数量等于1，则租借人将自行车推入任意空闲锁桩后，该空闲锁桩的光电传感器感应到自行车进入该锁桩后，锁止器闭合、锁住车辆；该自行车的车辆识别码和该锁桩的锁桩标号传输至后台数据系统，后台数据系统修改该自行车的当前时刻信息，当前时刻信息包括，该车辆识别码，车辆号，所在城区，该锁桩标号，租赁点标号；3)、若自行车数量大于1，则由读写器获取并记录在当前租赁点停留时间超过、-的自行车的车辆识别码，获取所有由空闲变为有车的锁桩标号。
3.如权利要求2所述的基于RFID的公共自行车智能识别租借系统，其特征在于每一个锁桩上设有提示自行车已锁入锁桩、或锁止器打开车辆可脱离锁桩的声光指示装置；当自行车对准锁桩的锁止器时，所述的声光指示装置亮红灯且发出间断声音信号；当自行车进入锁止器、锁止器闭合后，所述的声光指示装置亮绿灯。
4.如权利要求3所述的基于RFID的公共自行车智能识别租借系统，其特征在于所述的锁止器为磁吸锁，每辆自行车上设有与所述的磁吸锁对应的吸和部。
5.如权利要求4所述的基于RFID的公共自行车智能识别租借系统，其特征在于城市的重要路口也设有识别车载电子标签的RFID读写器。
全文摘要
基于RFID的公共自行车智能识别租借系统，包括公共自行车，锁桩和租借终端；锁桩装有锁止器和光电传感器，锁止器受控于租借终端；租借终端包括识别单元，搜索单元和显示单元；搜索单元获取的锁桩标号输送至后台数据系统；每辆自行车均装有车载电子标签，租借终端还包括可识别车载电子标签的RFID读写器，读写器与后台数据系统连接；后台数据系统中记录每一辆自行车的车辆信息。本发明具有租还过程无需手动刷卡、手续简便，对能够对损坏车辆进行统计和识别，能够跟踪车辆的优点。
文档编号G07F17/00GK102184600SQ20111004651
公开日2011年9月14日 申请日期2011年2月25日 优先权日2011年2月25日
发明者凌越, 石彩霞, 董红召, 赵玉婷 申请人:浙江工业大学