一种公共自行车租借系统的制作方法

本发明主要用于公共自行车租借系统，也可以用作个人自行车的车锁。

背景技术：

公共自行车租借系统一般指自行车车锁没有与后台服务器联通，租借桩和服务器相联，形成租借系统网络，自行车靠租借桩来锁止，这类系统自行车放置整齐，易于集中管理，但站点建设不便、费用较大，还会出现锁车桩不够还不了车辆的问题；申请专利2017108501172基于智能开锁器的公共自行车租借系统，是用户先借开锁器，再拿开锁器去开锁或闭锁的新型公共自行车租借系统，解决了上述普通租借系统的一些缺陷，但多了开锁器及其相关操作环节。

技术实现要素：

为克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种公共自行车租借系统，本发明核心的技术要点是：自行车能由装在自行车上的车锁来锁止，又不像现有的共享单车系统一样让自行车随地自由停放，而是借助强制的激活及验证确认环节，引导自行车停放在租借桩附近，便于集中管理，避免随地停车而使自行车流失，提高自行车的利用率，还可以控制停车点的自行车停放数量，与申请专利2017108501172基于智能开锁器的公共自行车租借系统相比，最大的改进是用租借卡去开闭车锁，省去了开锁器，简化了租借桩，租借操作更加简化，系统更加可靠，同时实现自行车集中停放、管理的目的。

不同于普通的公共自行车租借系统，本系统所述的自行车不是由租借桩来锁止，由安装在车身上的车锁来锁止，租借桩不是用来锁止自行车，而是用来激活租借卡或验证、确认借还程序，各地的租借桩通过互联网和系统服务器相联，形成租借系统网络，租借卡用于存储车辆借还信息数据，传递开闭车锁指令，用户可以通过一定的程序持租借卡开闭车锁及借还车辆。该系统包括：

租借卡，用于存储车辆借还信息数据，传递开闭车锁指令，用户在车锁刷租借卡用以开闭车锁，在租借桩刷租借卡用以激活租借卡或对车辆借还进行验证确认，租借卡可以是市民卡、公交卡等通用卡，也可以是专门定制的rfid租借卡，也可以是带nfc的手机，也可以是有蓝牙或wifi功能的手机；

租借桩，安装在各个租借点，用于激活租借卡，及验证验证确认车辆借还程序，用于对租借卡读写车辆借还信息数据，各地的租借桩通过公共数据网络和系统服务器进行数据交换，形成自行车租借网络，用户在租借桩上刷卡激活租借卡后，可以在设定时间内持租借卡去开闭车锁，或在租借卡接收到开闭车锁信号后，再到租借桩刷租借卡，对车辆借还进行验证确认，所述租借桩不是传统意义的租借桩，不再锁自行车或开锁器；

车锁，安装在自行车叉架上，当车锁锁止时自行车不能骑行使用，车锁开锁后才能出借骑行，车锁内可存自行车身份等车辆借还信息数据，车锁可对租借卡读写车辆借还信息数据，车锁有开锁机构及控制电路，能根据租借卡传递的指令开闭车锁。

系统服务器，通过公共数据网络和租借桩连接，用于收集、存储、备份、处理车辆借还信息数据，形成车辆信息数据库、成员用户信息数据库、租借桩信息数据库、车辆借还记录数据库、监控音像数据库、维护记录数据库、诚信记录数据库、行车站点信息数据库、警示提示数据库，通过数据处理系统对数据进行相应的处理，可以应答租借桩的各种操作请求，对自行车借还等运行情况进行实时管理和监控，或分时集中管理和监控；

进一步，所述的所有租借桩、租借卡、车锁都有唯一对应的身份标识号；

所述车辆借还信息数据包括自行车身份信息、租借卡身份信息、租借桩身份信息、用户身份信息、车辆开锁时间、车辆锁止时间、租借卡还车刷卡时间、车辆借还站点信息、租借卡余额、用户信用信息、费用结算数据、电池寿命、电池电压；

一般而言，自行车如果用安装在车身上的车锁来锁止，就可实现随地停放，如果技术上强制用户在租借桩激活租借卡，再用租借卡开闭车锁，可以引导用户将自行车停放在租借桩附近。其中，强制在租借桩还车尤为关键，自由开锁但强制在租借桩还车，也能实现在租借桩附近停车的目的。根据不同情况，可以采用不同的方法和程序来实现车辆借还。

方法1：不管是借车还是还车，强制用户先在租借桩激活租借卡，再用租借卡开、闭车锁，激活的租借卡经过一定时间或在使用以后失效，下次借还重新激活，这种方法比较可靠和容易实现的，可以保证自行车都停放在租借桩附件，但用户操作程序相对较多；

方法2：用户持租借卡直接开车锁借车，还车时在租借桩激活租借卡，再用租借卡去锁止车锁，这种方法也能保证自行车停放在租借桩附件，用户操作程序比方法1少了一些。但会出现这样可能，用户先在站点激活租借卡，而不在租借桩附近停放自行车，把自行车锁停在离租借桩较远的地方，针对这种可能，可强制租借卡在激活后要在设定的较短时间内去锁止车锁，超过设定时限要重新激活，其还车方法和方法1相同；

方法3：用户持租借卡直接开车锁借车，还车时先锁止车锁，租借卡接收到车锁锁止信号后，再到租借桩刷租借卡进行验证确认，才完成整个还车程序，这种方法用户可以不用在自行车停放点和租借桩之间重复走路，顺趟刷卡完事，但会出现这样可能，用户离站点较远的地方停车，用户只带租借卡到租借桩进行刷卡验证确认，针对这种可能，可强制租借卡在接收到车锁锁止信号后要在设定的一定时间内到租借桩进行刷卡验证确认，超过设定时限不能通过还车验证，自行车还处于租借期，用户必须重新开锁，骑车到站点，在租借桩进行刷卡验证确认，才完成还车程序，其借车方法和方法2相同；

方法4：用户在租借桩激活租借卡，再用租借卡开车锁借车，还车时，先车锁刷租借卡，锁止车锁，租借卡接收到车锁锁止信号后，再到租借桩刷租借卡进行验证确认，才完成还车程序，这种方法比较安全同时还车也还方便，用户借还车辆都在租借桩有记录，可由系统全过程记录、跟踪，相比方法3，方法4在借车时多了激活租借卡的环节，其还车方法和方法3相同。

对于方法1、4，这2种方法用户借还车辆全过程都可由系统记录、跟踪，系统可以根据借出和归还自行车的数量判断站点附近停放了多少自行车，对该站点的租借桩设置自行车停放总量限制，超过所设置的总量后，租借桩不再接受还车，而提示用户去附近站点的租借桩还车，方法1相比方法4，在还车时多了激活租借卡的环节，总体而言，方法3和方法4的流程比较合理、全面、方便。

不管哪种方法，都有租车收费问题，一般是计时收费，车锁和租借桩都要有计时功能，都要有时钟，如果以在租借桩激活租借卡计算开锁及锁止时间，第1种方法的车锁可以不要计时功能，考虑电路中带计时功能比较方便、经济，而且耗电较少，一般采用车锁和租借桩都有时钟，车锁中的时钟时间长了，可能计时误差较大，而租借桩时钟可以用互联网时钟校正是比较准确的。

为使车锁时钟能长时间准确计时，可以在租借卡设置基准时间单元，租借卡在租借桩刷卡时把租借桩的时钟存储在基准时间单元，作为校正的基准时钟，在车锁刷卡时车锁再读走基准时间，当车锁时钟误差过大时，可以校正原车锁的时钟，由于中途时耗，尽管做不到很精确，但可以避免出现很大的计时、计费误差。

车锁内的电池是有寿命限制的，应提前监测寿命情况和其它如电压过底等电池使用异常情况，并把监测到的情况写入到租借卡的电池信息单元，当电池剩余寿命时间或电池电压低于某个相应的设定值时，则当租借卡在租借桩刷卡时，租借桩可监测到电池异常信息提示，系统服务器在后台可以提示相关工作部门及人员进行更换维护。

为便于维护，维护人员有专用的维护卡，维护卡内设有初值设置单元，维护卡在用户身份信息单元存有维护人员的专用编号，在初值设置单元可以存储准确的日期、时间、电池寿命等数据，相对于固化的软件程序及自行车编号，日期、时间、电池寿命等数据是可能需要修改和校正的，比如，电池更换后，其电池寿命数值需要重新设置，此时维护人员可以在维护卡输入新的电池寿命数值，然后在车锁刷维护卡，车锁验证确认专用编码后，车锁就会有新的电池寿命数值了，其他类似需要调整的数据也可以通过刷维护卡来调整。

租借卡可以是市民卡、公交卡等通用卡、定制的rfid卡及带nfc的手机，他们属于同一大类，都属于电磁感应读写信息，卡内设有存放用户信息的用户身份信息单元，设有存放余额的余额单元，设有存放本次费用的消费额单元，带nfc的手机一般要绑定银行卡，用以扣费。

以第3种方法为例说明自行车借还方法：借车时，租借卡刷车锁的感应区，车锁判断为合法成员卡，判断没有已借而沒还的自行车记录，判断本自行车为非被借用车，车锁对租借卡写入借车信息数据，包括，车锁把开锁已完成信息写入租借卡的开锁信号单元，把自行车身份信息写入租借卡的自行车身份信息单元，把开锁时间写入租借卡的开锁时间单元，把自行车停放的站点信息写入租借卡的开锁站点单元，然后控制电路控制开锁机构开锁，开锁机构完成开锁，车锁监测到车锁已开信号，在车锁内存存储用户信息、租借卡编码及借车时间等信息数据，声光提示用户借车成功，用户骑走自行车；还车时，租借卡放在车锁的感应区，车锁判断本车为租借卡内所记录的借用车辆，车锁对租借卡写入还车信息数据，包括，把车锁锁止时间写入租借卡的锁止时间单元，车锁控制开锁机构作闭锁动作，用户锁车锁，车锁监测到车锁已锁止信号，声光提示用户自行车已锁止，用户到租借桩刷租借卡，租借桩记录租借卡还车刷卡时间，租借桩读取租借卡内车辆借还信息数据，租借桩比较租借卡还车刷卡时间和开锁时间，按所用时间计算借车费用，租借桩扣除借车费用，修改租借卡内余额，声光提示自行车已还，租借桩在还车站点单元记录本次还车站点信息，租借桩即时或集中时段向服务器传送车辆借还信息数据。

中途锁车停留一段时间的临时停车情况在实际也是客观存在和需要的，可以在程序中进行设置，允许用户临时锁止后重新开锁骑行以满足这种实际需要，临时停车时设置其他租借卡不能借用该自行车，或较长时间后其他租借卡才能借车，以避免原借车人忘记还车或因故不能及时还车情况。

如果临时停车后，用户再次开车锁，在租借卡的临时停车单元增加临时停车1次，以便系统进行大数据分析。

综上所述，在编程时，租借卡内存可以设置用户身份信息单元、自行车身份信息单元、开锁信号单元、锁止时间单元、基准时间单元、余额单元、消费额单元、开锁站点单元、还车站点单元、电池信息单元、临时停车单元、激活码单元等存储相应信息数据。

租借卡也可以是有蓝牙或wifi功能的手机等终端，手机扫码车锁上或租借桩上的标贴，启动app应用，建立起手机与车锁或与租借桩的近距离无线通信，这种通信由蓝牙或wifi实施的，并借此通信进行车锁开闭，及在租借桩进行租借卡激活或借还验证确认，手机获得的自行车借还信息数据存储在手机的内存里，手机通过蓝牙或wifi的通信功能，完成上述电磁感应式租借卡所涉及的流程。

附图说明

图1图1是本发明的系统示意图。

图2是本发明的实施例一的一种示意流程图。

图3是本发明的实施例一的另一种示意流程图。

图4是本发明的实施例二的一种示意流程图。

图5是本发明的租借卡激活借车的一种示意流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步说明，但本发明所保护的范围并不局限于以下实例，凡采用等效变化和变形的技术方案皆属于本发明的保护范围。

实施例一

一种公共自行车租借系统，不同于普通的公共自行车租借系统，本系统所述的自行车不是由租借桩来锁止，是由安装在车身上的车锁来锁止，租借桩不锁止自行车，而是用来激活租借卡或验证、确认借还程序，各地的租借桩通过互联网和系统服务器相联，形成租借系统网络，租借卡用于存储车辆借还信息数据，传递开闭车锁指令，用户可以通过一定的程序持租借卡开闭车锁及借还自行车，如图1所示，该系统包括：

租借卡，安装在各个租借点，用于激活租借卡，及验证验证确认车辆借还程序，用于对租借卡读写车辆借还信息数据，各地的租借桩通过公共数据网络和系统服务器进行数据交换，形成自行车租借网络，用户在租借桩上刷卡激活租借卡后，可以在设定时间内持租借卡去开闭车锁，或在租借卡接收到开闭车锁信号后，再到租借桩刷租借卡，对车辆借还进行验证确认，所述租借桩不是传统意义的租借桩，不再锁自行车或开锁器；

车锁，安装在自行车叉架上，当车锁锁止时自行车不能骑行使用，车锁开锁后才能出借骑行，车锁内可存自行车身份等车辆借还信息数据，车锁可对租借卡读写车辆借还信息数据，车锁有开锁机构及控制电路，能根据租借卡传递的指令开闭车锁。

系统服务器，通过公共数据网络和租借桩连接，用于收集、存储、备份、处理车辆借还信息数据，通过数据处理系统对数据进行相应的处理，应答租借桩的各种操作请求，对自行车借还等运行情况进行实时管理和监控，或分时集中管理和监控。

所述的所有租借桩、租借卡、车锁都有唯一对应的身份标识号；

所述车辆借还信息数据包括自行车身份信息、租借卡身份信息、租借桩身份信息、用户身份信息、车辆开锁时间、车辆锁止时间、租借卡还车刷卡时间、车辆借还站点信息、租借卡余额、用户信用信息、费用结算数据、电池剩余寿命、电池电压；

本实例工作原理对应前述方法3，其自行车借还流程如图2所示，还车时，用户直接在车锁刷租借卡开车锁借车，还车时，用户先在车锁刷租借卡并锁止车锁，租借卡接收到车锁锁止信号后，再到租借桩刷租借卡进行验证确认，才完成还车程序。

借车时，租借卡刷车锁的感应区，车锁判断为合法成员卡，判断没有已借而沒还的自行车记录，判断该自行车为非被借用车辆，车锁对租借卡写入借车信息数据，包括，车锁把开锁已完成信息写入租借卡的开锁信号单元，把自行车身份信息写入租借卡的自行车身份信息单元，把开锁时间写入租借卡的开锁时间单元，把自行车停放的站点信息写入租借卡的开锁站点单元，然后控制电路控制开锁机构开锁，开锁机构完成开锁，车锁监测到车锁已开信号，在车锁用户存储单元存用户信息和租借卡编码，提示用户借车成功，用户骑走自行车；

还车时，租借卡放在车锁的感应区，车锁判断本车为租借卡内所记录的借用车辆，车锁对租借卡写入还车信息数据，包括，把车锁锁止时间写入租借卡的锁止时间单元，然后车锁控制开锁机构作闭锁动作，用户锁车锁，车锁监测到车锁已锁止信号，声光提示用户自行车已锁止，用户到租借桩刷租借卡，租借桩记录租借卡还车刷卡时间，租借桩读取租借卡内车辆借还信息数据，租借桩比较租借卡还车刷卡时间和开锁时间，按所用时间计算借车费用，租借桩扣除借车费用，修改租借卡内余额，声光提示自行车已还，租借桩即时或集中时段向系统服务器传送车辆借还信息数据。

刷卡时，如系统监测到电池使用异常信息提示，提示相关工作部门及人员进行更换维护和更换。

如临时停车后，用户再次开锁车，在租借卡的临时停车单元增加临时停车1次，以便系统进行大数据统计分析。

在车锁刷租借卡时，车锁根据车锁内存的记录，判断车辆为非已借用车辆后，又判断出租借卡有借车记录时，则提示用户租借卡已有借车，不能再借其他车辆，请及时还车；也可以根据需要和规则，可以设置1卡能借多辆车，软件编程时作相应设置即可。

具体操作流程中判断的前后次序可以调整，也可以先判断租借卡有借用车辆否，即有无已借过车辆但还沒归还或正在借用自行车，如图3所示，则车锁根据租借卡的记录，先判断租借卡有借用车辆否，如租借卡无车辆借用记录，又根据车锁内存的记录判断本车辆为没被借用车辆，即本车不是处于被借用的临时停车状态，而处于可以借用状态，则执行借车流程；如判断车辆正被借用，即车辆处于被借用的临时停车状态时，则提示车辆已被借用，请借其他自行车。

实施例二

本实例的工作原理对应方法4，其自行车借还流程如图4所示，其租借方法是实例一的改进，用户不能持租借卡直接开车锁借车，而是先在租借桩刷卡激活，还车时，其还车流程与实例一相同，先锁止车锁，租借卡接收到车锁锁止信号后，再到租借桩刷租借卡进行验证确认，这种方法比较可靠同时还车也还方便，用户借还车辆全过程都可由系统记录、跟踪。

借车时，如图5所示，用户得先在租借桩刷租借卡，租借桩判断该卡为合法成员卡后，租借桩在租借卡激活码单元写入激活码，租借桩读租借卡用户信息和租借卡信息，租借桩提示该租借卡可以借车，此后，如图4所示，用户可以持租借卡刷车锁的感应区，车锁判断为合法成员卡，判断没有已借而沒还的自行车记录，判断该自行车为非被借用车，车锁对租借卡写入借车信息数据，包括，车锁把开锁已完成信息写入租借卡的开锁信号单元，把自行车身份信息写入租借卡的自行车身份信息单元，把开锁时间写入租借卡的开锁时间单元，把自行车停放的站点信息写入租借卡的开锁站点单元，然后控制电路控制开锁机构开锁，开锁机构完成开锁，车锁监测到车锁已开信号，在车锁用户信息单元存用户信息和租借卡编码，提示用户借车成功，用户骑走自行车；

其还车流程与实例一相同。

实施例三

本实例的工作原理对应方法2，其租借方法是实例一的改进，借车时，用户直接在车锁刷租借卡，开车锁借车，还车时，用户先在租借桩激活租借卡，再在车锁刷租借卡并锁止车锁，租借卡接收到车锁锁止信号后，再到租借桩刷租借卡进行验证确认。这种方法，其借车流程和实例一相同，还车流程比实例一多了激活租借卡环节，这种方法的自行车借还流程总体较多，但用户借用车辆过程没有在租借桩及时记录、跟踪，没法进行站点剩余车辆统计等大数据分析。

实施例四

本实例的工作原理对应方法1，其租借方法是实例二、三的改进，借车时，用户先在租借桩激活租借卡，再持租借卡去开车锁，还车时先在租借桩激活租借卡，再用租借卡去锁止车锁，这种方法，不管是借车还是还车，强制用户先在租借桩激活租借卡，这种方法比较可靠，而且用户借还车辆全过程都可由系统记录、跟踪，但流程繁多。

实施例五

本实例中，租借卡是有蓝牙或wifi功能的手机，手机扫码车锁上或租借桩上的标贴，启动app应用，建立起手机与车锁或与租借桩的近距离无线通信，这种通信由蓝牙或wifi实施的，并借此通信进行车锁开闭，及在租借桩进行租借卡激活或借还验证确认，手机获得的自行车借还信息数据存储在手机的内存里，手机通过蓝牙或wifi的通信功能，完成电磁感应式租借卡所涉及的流程。