基于共享单车的管理系统及方法与流程

本发明涉及公共交通信息管理领域，具体涉及一种基于共享单车的管理系统及方法。

背景技术：

“共享单车”是指企业与政府合作，在校园、地铁站点、公交站点、居民区、商业区、公共服务区等提供自行车单车共享服务，是共享经济的一种新形态。“共享单车”的低碳出行理念已经引起越来越多人的关注，从2016年年底至今，国内“共享单车”十分火爆了，各大城市的路边排满各种颜色的共享单车。

目前大多数“共享单车”都带有智能锁，该智能锁具有gps功能，通过下载app扫描单车二维码就可以使用单车；但是仍存在较多问题，智能锁是一种机械设备，现有的“共享单车”大多将智能锁暴露在车外，日晒雨淋，长久使用难免会出现锈蚀等机械故障；有些带有显示屏的智能锁也易出现电子故障，后期的维护成本高；针对共享单车的管理也比较混乱，没有形成一套完善的管理系统，使得共享单车很难大范围地替代私家车。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明公开了一种基于共享单车的管理系统及方法，通过本发明，用户可以通过智能终端即时查询和使用附近的共享单车，并进行网络支付，快捷方便；同时共享单车的调度合理化，降低了后期的维修和管理成本，实用性强，用户体验度好。

本发明的技术方案如下：

一种基于共享单车的管理系统，包括共享单车、智能终端、服务器和管理平台；所述管理平台包括用于存储系统信息的存储模块、用于设置共享单车参数的设置模块和用于调控共享单车区域分布的调度模块；用户通过智能终端将用车请求信息和/或还车请求信息发送至服务器，服务器接收用车请求信息和/或还车请求信息并将对应的用车指令信息和/或还车指令信息发送到共享单车。

进一步地，上述基于共享单车的管理系统中，所述共享单车包括单车本体、连接在单车本体上的车篮子、智能芯片模块、为所述智能芯片模块供电的电源和用于播放预设语音的喇叭；所述智能芯片模块包括用于提供gps定位信息的gps模块，用于检测所述电源电量信息和部件工作状态信息的检测模块，用于驱动所述喇叭播放预设语音的驱动模块，用于接收和发送信息的无线收发模块，以及对所述gps模块、检测模块、驱动模块和无线收发模块进行控制的控制模块。

上述基于共享单车的管理系统中，gps模块定时将单车的定位信息通过无线收发模块传输到服务器，当共享单车在“休息状态”下定位信息发生改变时，喇叭报警，可以实现智能锁的功能；检测模块实时检测单车各部件的状态信息和电源的电量信息，并将检测到的信息传输到服务器；用户可以通过访问服务器查询单车的电量等状态信息。

进一步地，上述基于共享单车的管理系统中，所述车篮子由透明的圆条构建而成，所述圆条内设置有报警led灯；当所述共享单车出现非法移动时，所述喇叭播放预设报警语音，且所述报警led灯闪烁。

一种基于共享单车的管理方法，包括以下步骤：

s1：启动智能终端，通过智能终端寻找附近可用的共享单车；

s2：通过智能终端扫描共享单车上的二维码进行租车；

s3：到达目的地后，通过智能终端完成还车和支付；

s4：通过所述服务器和管理平台完成所述共享单车的数据处理和调度。

上述基于共享单车的管理方法中，用户可以通过智能终端寻找共享单车，扫描共享单车上的二维码后进入租车界面，在租车界面进行族租车和还车以及支付；通过管理平台完成共享单车的参数设置和区域调度，降低后期的维护管理费用，降低成本。

进一步地，上述基于共享单车的管理方法中，所述共享单车的使用包括寻车阶段、用车阶段和还车阶段，具体步骤如下：

寻车阶段：

启动智能终端，进入预设地图；当检测到预设地图中的寻车按钮被点击时，智能终端将寻车请求信息和定位信息发送至服务器；

服务器接收寻车请求信息并将对应的寻车指令信息发送到定位点附近一定范围内共享单车的智能芯片模块中；

智能芯片模块接收寻车指令信息并控制喇叭发出预设寻车语音；

用车阶段：

启动智能终端，通过扫描共享单车上的二维码进入共享单车使用界面；当检测到共享单车使用界面中的用车按钮被点击时，智能终端将用车请求信息发送至服务器；

服务器接收用车请求信息并将对应的用车指令信息发送到智能芯片模块；

智能芯片模块接收用车指令信息并控制共享单车执行相应的操作；

还车阶段：

当检测到共享单车使用界面中的还车按钮被点击时，智能终端将还车请求信息发送至服务器；

服务器接收还车请求信息并将对应的还车指令信息发送到智能芯片模块；

智能芯片模块接收还车指令信息并控制共享单车执行相应的操作。

进一步地，上述基于共享单车的管理方法中，所述共享单车的使用还包括以下步骤：

所述gps模块实时将定位信息上传到服务器，根据定位信息服务器实时检测共享单车的状态；

当检测到共享单车在“休息状态”下的定位信息发生改变时，智能芯片模块控制喇叭发出预设警报语音,且车篮上的led灯发出闪烁报警信息；

当检测到该共享单车的状态由“休息状态”变为“工作状态”或该共享单车的定位信息在预设时间内不再改变时，智能芯片模块控制喇叭停止播放预设警报语音,且车篮上的led灯停止闪烁。

进一步地，上述基于共享单车的管理方法中，所述智能芯片模块还包括电子围栏模块，所述电子围栏模块的工作方法如下：

所述电子围栏模块以共享单车在“休息状态”下的定位点为中心建立电子围栏；

当检测到共享单车在“休息状态”下的定位信息超出所述电子围栏时，智能芯片模块控制喇叭播放预设警报语音，并将共享单车的状态信息上传到服务器；

当检测到所述喇叭停止播放预设警报语音，且车篮上的led灯停止闪烁时，所述电子围栏模块以共享单车新的定位点为中心建立电子围栏。

上述电子围栏可以具有智能锁的功能，可以防止共享单车被盗，同时降低了成本，后期维护简单；该电子围栏和所述车篮子配合，当喇叭播放预设警报语音，所述圆条内的led灯会进行闪烁，提示使用者和其他路人，该使用者的使用是非法的。

进一步地，上述基于共享单车的管理方法中，所述电子围栏的设置信息包括电子围栏的半径和电子围栏重建的预设时间，通过管理平台的设置模块进行设置。

进一步地，上述基于共享单车的管理方法中，所述共享单车的调度方法如下：

步骤1：在城市内划分区域，实现区域内人口分布的合理化；

步骤2：分析计算每个区域内共享单车的应用度；

步骤3：当某区域的共享单车数量积累过多，通过奖励制度鼓励用户将该区域内的共享单车骑出该区域；

步骤4：当某区域的共享单车数量过少，通过奖励制度鼓励用户将其他区域的共享单车骑进该区域。

进一步地，上述基于共享单车的管理方法中，所述步骤2的具体过程如下：

采集某区域一段时间内共享单车的借还信息；

根据所述借还信息分析该区域内有意愿使用共享单车的人数a占总人数a的比例和使用时间段的分布；

根据某区域内有意愿使用共享单车的人数比例、使用时间段的分布和共享单车的数量计算该区域内共享单车的应用度。

上述通过动态调节价格来实现所述奖励制度，具体方式如下：

当某区域内停放的共享单车数量积累过多；若将该区域作为还车区域，则上调用车价格，价格调节幅度与该区域内停放共享单车的数量成正比；若将该区域作为借车区域，则下调用车价格，价格调节幅度与该区域内停放共享单车的数量成正比，最低价格为零；当该区域内停放的共享单车数量超过最高预设停放值时，若将该区域作为借车区域，则对该用户进行现金奖励，奖励额度与共享单车超过最高预设停放值的数量成正比；

当某区域内停放的共享单车数量过少；若将该区域作为还车区域，则下调用车价格，价格调节幅度与该区域内停放共享单车的数量成正比，最低价格为零；若将该区域作为借车区域，则上调用车价格，价格调节幅度与该区域内停放共享单车的数量成正比；当该区域内停放的共享单车数量超过最低预设停放值时，若将该区域作为还车区域，则对该用户进行现金奖励，奖励额度与共享单车超过最低预设停放值的数量成正比。

本发明的显著效果：本发明公开的一种基于共享单车的管理系统及方法，包括共享单车、智能终端、服务器和管理平台；管理平台包括用于存储系统信息的存储模块、用于设置共享单车参数的设置模块和用于调控共享单车区域分布的调度模块；用户通过智能终端将用车请求信息和/或还车请求信息发送至服务器，服务器接收用车请求信息和/或还车请求信息并将对应的用车指令信息和/或还车指令信息发送到共享单车；到达目的地后，通过智能终端完成还车和支付；通过所述服务器和管理平台完成共享单车的数据处理和调度。通过本发明，用户可以通过智能终端即时查询和使用附近的共享单车，并进行在线支付，使用方法方便快捷；同时共享单车的调度合理化，降低了后期的维修和管理成本。

附图说明

图1为本发明实施例中基于共享单车的管理系统的系统框图；

图2为本发明实施例中基于共享单车的管理方法的控制流程图；

图3为本发明实施例中共享单车处于异常状态下的控制流程图；

图4为本发明实施例中电子围栏的控制流程图；

图5为本发明实施例中共享单车的调度流程图；

图6为图5中步骤二的具体操作流程图；

图7为本发明实施例中共享单车的结构示意图；

图8为本发明实施例中车篮子的结构示意图。

附图标记：

1-单车本体；2-车篮子；3-连接件；4-智能芯片模块；5-电源；6-喇叭；7-反光片；8-太阳能充电板

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例：

参照图1，一种基于共享单车的管理系统，包括共享单车、智能终端、服务器和管理平台；所述管理平台包括用于存储系统信息的存储模块、用于设置共享单车参数的设置模块和用于调控共享单车区域分布的调度模块；用户通过智能终端将用车请求信息和/或还车请求信息发送至服务器，服务器接收用车请求信息和/或还车请求信息并将对应的用车指令信息和/或还车指令信息发送到共享单车；

参照图7和图8，所述共享单车包括单车本体1、车篮子2、连接件3、智能芯片模块4、电源5、喇叭6、反光片7和太阳能充电板8；车篮子2通过连接件3连接在单车本体1上；智能芯片模块4、电源5和喇叭6设置在连接件3上；喇叭6用于播放预设语音；智能芯片模块4包括用于提供gps定位信息的gps模块，用于检测所述电源5电量信息和部件工作状态信息的检测模块，用于驱动所述喇叭6播放预设语音的驱动模块，用于接收和发送信息的无线收发模块，以及对所述gps模块、检测模块、驱动模块和无线收发模块进行控制的控制模块；反光片7设置在车篮子2上相对于单车本体1的一面，且设置在该面的上部位置，当前方有车辆驶来时，可以提醒车主；电源5经光伏充电控制器与太阳能充电板8连接，所述太阳能充电板8设置在所述车篮子2的内部底面，电源5、光伏充电控制器和太阳能充电板8构成一个充电循环，在电源5和光伏充电控制器之间还设置有电阻，光伏充电控制器可以使太阳能充电板8平稳地为电源5充电，同时可以防止电源5内的电流反流到太阳能充电板8中；所述太阳能充电板8通过螺钉固定在所述车篮子2的内部底面上，太阳能充电板8为长方形薄片，尺寸小于车篮子2底面的尺寸，通过4颗螺钉固定在所述车篮子2的内部底面上；所述车篮子2由透明的圆条构建而成，所述圆条内设置有报警led灯；当所述共享单车出现非法移动时，所述喇叭6播放预设报警语音，且所述报警led灯闪烁。

智能芯片模块4中的gps模块定时将单车的定位信息通过无线收发模块传输到服务器，当单车在“休息状态”下定位信息发生改变时，喇叭6进行报警，实现智能锁的功能；检测模块实时检测单车各部件的状态信息和电源5的电量信息，并将检测到的信息传输到服务器；用户可以通过访问服务器查询单车的电量等状态信息。

在实际应用中，所述车篮子2为顶部敞开的倒置锥台形框架结构，所述车篮子2的底面长度为320mm，底面宽度为260mm，所述车篮子2的顶部敞口的长度为340mm，顶部敞口的宽度为270mm，上述提到的倒置锥台是指锥尖方向朝向下的锥台，本发明具体设计为倒置的四棱锥台；智能芯片模块4包括gps模块、检测模块、驱动模块和无线收发模块，还包括控制模块；在实际生成过程中，将gps模块、检测模块、驱动模块、无线收发模块和控制模块集成到一块智能芯片中，本发明人使用的智能芯片为“深圳趣动智能科技有限公司”定制生成供应的智芯z2；所述电源5采用锂电池。

参照图2一种基于共享单车的管理方法，包括以下步骤：

s1：启动智能终端，通过智能终端寻找附近可用的共享单车；

s2：通过智能终端扫描共享单车上的二维码进行租车；

s3：到达目的地后，通过智能终端完成还车和支付；

s4：通过所述服务器和管理平台完成所述共享单车的数据处理和调度。

上述基于共享单车的管理方法中，用户可以通过智能终端寻找共享单车，扫描共享单车上的二维码后进入租车界面，在租车界面进行族租车和还车以及支付；通过管理平台完成共享单车的参数设置和区域调度，降低后期的维护管理费用，降低成本。

所述共享单车的使用包括寻车阶段、用车阶段和还车阶段，具体步骤如下：

寻车阶段：

启动智能终端，进入预设地图；当检测到预设地图中的寻车按钮被点击时，智能终端将寻车请求信息和定位信息发送至服务器；

服务器接收寻车请求信息并将对应的寻车指令信息发送到定位点附近一定范围内共享单车的智能芯片模块4中；

智能芯片模块4接收寻车指令信息并控制所述喇叭6发出预设寻车语音；

用车阶段：

启动智能终端，通过扫描共享单车上的二维码进入共享单车使用界面；当检测到共享单车使用界面中的用车按钮被点击时，智能终端将用车请求信息发送至服务器；

服务器接收用车请求信息并将对应的用车指令信息发送到智能芯片模块4；

智能芯片模块4接收用车指令信息并控制喇叭6提示“欢迎使用共享单车，请注意安全”；

还车阶段：

当检测到共享单车使用界面中的还车按钮被点击时，智能终端将还车请求信息发送至服务器；

服务器接收还车请求信息并将对应的还车指令信息发送到智能芯片模块4；

智能芯片模块4接收还车指令信息并控制控制喇叭6提示“谢谢使用共享单车，欢迎下次使用”。

参照图3，所述共享单车处于异常状态时，控制步骤如下：

所述gps模块实时将定位信息上传到服务器，根据定位信息服务器实时检测共享单车的状态；

当检测到共享单车在“休息状态”下的定位信息发生改变时，智能芯片模块4控制喇叭6发出预设警报语音；在实际应用中，预设警报语音为“请扫码后骑行”；

当检测到该共享单车的状态由“休息状态”变为“工作状态”或该共享单车的定位信息在预设时间内不再改变时，智能芯片模块4控制喇叭6停止播放预设警报语音，此时，报警状态下的电子围栏自动解除。

参照图4，电子围栏的控制方法如下：

所述电子围栏模块以共享单车在“休息状态”下的定位点为中心建立电子围栏；

当检测到共享单车在“休息状态”下的定位信息超出所述电子围栏时，智能芯片模块4控制喇叭6播放预设警报语音,且车篮上的led灯发出闪烁报警信息；并将共享单车的状态信息上传到服务器；此处的状态信息包括当前的经度和纬度，通过经度和纬度来确定共享单车当前的定位点；

当检测到所述喇叭6停止播放预设警报语音，且车篮上的led灯停止闪烁时，所述电子围栏模块以共享单车新的定位点为中心建立电子围栏；可以具有智能锁的功能，可以防止共享单车被盗，同时降低了成本，后期维护简单；所述电子围栏包括电子围栏的半径和电子围栏重建的预设时间，通过所述设置模块进行设置；电子围栏一般以定位点为圆心，覆盖范围为圆形，实际应用中，电子围栏半径在10米左右精度最高；当用户扫描使用共享单车后，报警解除，除此之外，当共享单车的定位信息在预设时间内不再改变时，报警也可以解除，此处的预设时间一般为5到10分钟；在喇叭6语音报警的同时，所述车篮子2圆条中的led报警灯会进行闪烁；通过led报警灯和喇叭6的配合实现智能锁的功能，防止被盗。

参照图5和图6，所述共享单车的调度方法如下：

步骤1：在城市内划分区域，实现区域内人口分布的合理化；在实际应用中，可以根据城区规划时的方块式划分，每个区域的长度为m，宽度为n，该区域的面积为m*n；也可以根据人口密集点进行划分，以密集点为中心，半径为r，构建区域圈；在人口密度比较大的区域，区域圈可以重叠；

步骤2：分析计算每个区域内共享单车的应用度；采集某区域一段时间内共享单车的借还信息；根据所述借还信息分析该区域内有意愿使用共享单车的人数a占总人数a的比例和使用时间段的分布；根据某区域内有意愿使用共享单车的人数比例、使用时间段的分布和共享单车的数量计算该区域内共享单车的应用度；

步骤3：当某区域的共享单车数量积累过多，通过奖励制度鼓励用户将该区域内的共享单车骑出该区域；

步骤4：当某区域的共享单车数量过少，通过奖励制度鼓励用户将其他区域的共享单车骑进该区域。

本发明通过动态调节价格来实现所述奖励制度，具体方式如下：

假设某区域内共享单车停放的标准数量为100辆，预设最高停放数量为150辆，预设最低停放数量为50辆，共享单车的标准使用价格为2元/小时；当该区域内停放的共享单车数量超过100辆；若用户将该区域作为还车区域，则上调用车价格，价格调节幅度与该区域内停放共享单车的数量成正比，若该地区停放数量为100～110辆之间，则将用车价格调节至2.5元/小时，若该地区停放数量为110～120辆之间，则将用车价格调节至3元/小时，依次类推，若该地区停放数量为140～150辆之间，则将用车价格调节至4.5元/小时；若将该区域作为借车区域，则下调用车价格，价格调节幅度与该区域内停放共享单车的数量成正比；若该地区停放数量为100～110辆之间，则将用车价格调节至1.5元/小时，若该地区停放数量为110～120辆之间，则将用车价格调节至1元/小时，依次类推，最低价格为零；当该区域内停放的共享单车数量超过150辆时，若将该区域作为借车区域，则对该用户进行现金奖励，若该地区停放数量为150～160辆之间，则奖励现金0.5元，若该地区停放数量为160～170辆之间，则奖励现金1元，依次类推，最高奖励额度可进行设置，一般设置为10元。

假设某区域内共享单车停放的标准数量为100辆，预设最高停放数量为150辆，预设最低停放数量为50辆，共享单车的标准使用价格为2元/小时；当该区域内停放的共享单车数量少于100辆；若将该区域作为还车区域，则下调用车价格，若该地区停放数量为90～100辆之间，则将用车价格调节至1.5元/小时，若该地区停放数量为80～90辆之间，则将用车价格调节至1元/小时，依次类推，最低价格为零；若将该区域作为借车区域，则上调用车价格，若该地区停放数量为90～100辆之间，则将用车价格调节至2.5元/小时，若该地区停放数量为80～90辆之间，则将用车价格调节至3元/小时，依次类推；当该区域内停放的共享单车数量少于50辆时，若将该区域作为还车区域，则对该用户进行现金奖励，若该地区停放数量为40～50辆之间，则奖励现金0.5元，若该地区停放数量为30～40辆之间，则奖励现金1元，依次类推。

在实际应用中，可以根据情况具体设计奖励制度的金额和数量，此处具体举例中的数量和奖励关系为正比，也可以根据需要，设置为反函数。

本发明公开的一种基于共享单车的管理系统及方法，包括以下步骤：s1：启动智能终端，通过智能终端寻找附近可用的共享单车；s2：通过智能终端扫描共享单车上的二维码进行租车；s3：到达目的地后，通过智能终端完成还车和支付；s4：通过所述服务器和管理平台完成所述共享单车的数据处理和调度。通过该系统和方法，用户可以通过手机快速便捷地查询和使用附近的共享单车，同时可以在线支付；同时使共享单车的调度合理化，提高了共享单车的使用效率，避免各区域的共享单车分布不均匀，降低了后期的维修和管理成本，提高了用户的体验度。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。