本发明涉及电动自行车技术领域，尤其是指一种电动自行车无桩租赁系统及租还车方法。
背景技术：
随着经济技术的高速发展，能源危机和环境污染问题凸显。为了缓解压力，我国各个地方政府都倡导低碳、环保、绿色出行，公共自行车逐渐成为城市慢行中最重要的出行方式之一。现有的公共自行车租借控制系统，均是通过停车桩来控制车辆，停车桩具有锁车装置和读取用户卡信息的装置，无论租用或归还公共自行车都必须通过停车桩，停车桩上车辆的租借信息再通过车站管理器与信息中心进行远程通信，实现异地租还车管理。每个停车站的停车桩数量有限但却非常占用空间，一个停车桩只对应一辆自行车，当停车站的停车桩都停满时，就无法进行还车操作。因此，用户在使用时经常会出现还车难的问题，尤其是在上下班高峰期的时候，有时候还车需要跑好几个停车站，花上大半个小时，才把车还上。而另一方面，还存在有车不能租的尴尬情况，因为一个自行车停车站能够被租的数量是已经被停车桩锁住的车的数量，往往到一个自行车停车站，边上一堆自行车，可是停车桩上一辆自行车也没有就只能望“车”兴叹。再者，自行车由于需要人力才能骑行，需要骑行较长的路途时较为费力，影响用户体验。
中国专利公开号cn106157108a，公开日2016年11月23日，名称为“电动自行车租赁系统及方法”的发明专利中公开了一种电动自行车租赁系统及方法，包括数据库服务器主机、运营平台主机、管理平台主机、通讯前置主机、分别设于每个电动自行车上的若干个车载终端、若干个用户手持终端、若干个充电站和设于每个充电站中的可分别与各个车载终端电连接的若干个充电桩；各个充电桩依次排列，数据库服务器主机分别与运营平台主机和管理平台主机数据连接，运营平台主机和管理平台主机均与管理平台主机、管理用户pc机数据连接，通讯前置主机通过无线网络与各个车载终端和各个用户手持终端连接。不足之处在于，该发明电动自行车的租借归还仍需要借助充电桩，租借归还仍然会存在困难。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术中公共自行车租借归还过程较为复杂，停车桩占用空间较大，可租借归还的自行车数量有限、同时自行车不能适应长途骑行的用户使用需求的缺陷，提供一种电动自行车无桩租赁系统及租还车方法。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：
一种电动自行车无桩租赁系统的租还车方法，包括以下步骤：
步骤1，系统进行初始化，系统检测电池租赁模块和电动自行车租赁模块是否处于正常工作状态，若均处于正常工作状态，系统初始化完成，用户可以发起租赁请求；
步骤2，用户通过手持终端app或ic卡分别发起租赁电池请求和租赁电动自行车请求，后台服务器根据请求信息控制电池充换电柜和电动自行车的电子锁，电池充换电柜允许用户取出电池，电动自行车的电子锁打开，用户完成租赁过程；
步骤3，用户发起归还电池请求和归还电动自行车请求，电子锁首先判断电动自行车是否位于可归还区域，若在可归还区域，则用户手动电池和电动自行车进行归还，后台服务器判断电池和电动自行车是否归还成功，若归还成功，则后台服务器向用户发出成功提示，完成归还过程，若归还不成功，则后台服务器向用户发出失败提示，重复步骤3。
作为一种优选方案，租赁电池请求具体为：用户通过手持终端的app扫描电池充换电柜上的二维码或ic卡在电池充换电柜刷卡，后台服务器收到用户二维码扫描完成后返回的信息或ic卡信息后，对返回的信息或ic卡信息进行识别，若识别成功，则后台服务器控制充电电柜打开电池舱门，用户取走电池舱门内的电池，电池租赁成功，若识别不成功，则后台服务器控制充电电柜发出提示消息提示用户。
作为一种优选方案，租赁电动自行车请求具体为：若用户未进行电池租赁，则用户通过手持终端的app扫描自行车上的二维码，后台服务器识别用户扫描完成后返回的信息，若识别成功，则后台服务器向手持终端的app发送电动自行车电子锁的密码，用户使用该密码打开电子锁，完成电动自行车的租赁，若用户已经完成电池租赁，则用户将电池插入到电动自行车的电池底座中，电子锁和电池进行连接通信，确认电池信息后，电子锁通过无线nb-iot将电池信息和电动自行车信息发送至后台服务器，后台服务器通过电池信息和电动自行车信息判断电动自行车是否为可租赁状态，若为可租赁状态，则电子锁开锁，完成自行车租赁过程；若为不可租赁状态，则电子锁发出提示消息提示用户。
作为一种优选方案，步骤3中，对电池进行归还的具体过程为：用户将电池放入电池充换电柜的感应区域，电池充换电柜读取电池宝内的信息芯片的信息，电池充换电柜验证该信息，验证成功后，电池充换电柜选择一个空的仓体给该电池，打开该仓体门锁，并提示用户将电池还入此仓体，用户还入电池，电池柜提示用户还电池成功。
作为一种优选方案，步骤3中，对电动自行车进行归还的具体过程为：电子锁首先判断自行车是否在归还区域内，若不在归还区域内，则电子锁不能锁止，若自行车在归还区域内，则电子锁与电池充换电柜进行无线连接，电池充换电柜与后台服务器进行通信连接，后台服务器控制电子锁进行锁止操作，完成还车过程。
作为一种优选方案，步骤3中，对电动自行车进行归还的具体过程为：电子锁首先判断用户是否取出电池，若电池未取出，则电子锁不能锁止，若电池取出，然后用户手动将电子锁锁上，电子锁与电池充换电柜进行无线连接，电池充换电柜与后台服务器进行通信连接，后台服务器控制电子锁进行锁止操作，完成还车过程。
作为一种优选方案，步骤3中，对电动自行车进行归还的具体过程为：电子锁首先判断用户是否取出电池，若电池未取出，则电子锁不能锁止，若电池取出，用户手动控制电子锁进行锁止操作，电子锁通过2g或3g或4g或nb-iot与后台服务器进行通信，完成还车过程。
作为一种优选方案，步骤3中，后台服务器判断电动自行车是否位于可归还区域的过程具体为：可归还区域内设有至少3个不在同一条直线上的蓝牙定位装置，电子锁发送蓝牙信号，蓝牙定位装置接收到蓝牙信号后对电子锁的位置进行定位，然后蓝牙定位装置将电子锁的位置信息发送至后台服务器，后台服务器判断该位置是否在设定的可归还区域内。
一种电动自行车无桩租赁系统，包括租赁工具、电动自行车、电池充换电柜、定位装置、后台服务器，电动自行车包括电子锁、电池和用于放置电池的电池盒，电池盒设置在电动自行车前车轮的上方，电子锁通过无线与电池充换电柜进行通信连接，后台服务器与定位装置和电池充换电柜通信连接，电池充换电柜设有用于电池充换电的仓门，租赁工具同时与电子锁、电池充换电柜和后台服务器通信连接。定位装置与电子锁可以进行通信连接对电子锁进行定位，进而对整个电动自行车进行定位，定位装置设置在一定的范围内为电动自行车可归还区域，只要电动自行车停放在可归还区域，电动自行车就变成可归还状态，用户可以在可归还区域自由还车，由于没有了停车桩的限制，所以在可归还区域的最大可停放电动自行车数量大大增加，提升了用户的使用体验。电动自行车和电池分布式归还，确保了电池在电动自行车归还时电池进入充电柜随时能进行充电，方便以后使用者的使用。
作为一种优选方案，租赁工具包括手持终端app和ic卡，电子锁和电池充换电柜上分别设有二维码、电池充换电柜上设有ic卡读取装置，手持终端app用于读取电子锁和电池充换电柜上的二维码，ic卡读取装置用于读取ic卡。
作为一种优选方案，电子锁为蓝牙电子锁，所述的定位装置为蓝牙定位装置，蓝牙电子锁通过蓝牙与电池充换电柜和蓝牙定位装置通信连接，蓝牙电子锁还通过2g、zigbee、nb-iot或wifi与后台服务器通信连接。蓝牙定位装置的数量至少为3个，且不在同一条直线上，因此可以对电动自行车进行精确的定位。蓝牙电子锁还通过2g、zigbee或wifi与后台服务器通信连接的设计为蓝牙的后补方案，增加了容错率，使整个系统更加稳定。
本发明的有益效果是，电动自行车无桩租赁系统及租还车方法能使用户能在可归还区域方便的租还车，用户体验较好。且本发明价格低廉、易于实现，实用性强。
附图说明
图1是本发明的一种电路原理连接图。
其中：1、租赁工具，2、电子锁，3、电池充换电柜，4、定位装置，5、后台服务器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。
实施例：一种电动自行车无桩租赁系统，如图1所示，包括租赁工具1、电动自行车、电池充换电柜3、定位装置4、后台服务器5，电动自行车包括电子锁2、电池和用于放置电池的电池盒，电池盒设置在电动自行车前车轮的上方，电子锁为蓝牙电子锁，所述的定位装置为蓝牙定位装置，蓝牙电子锁通过蓝牙与电池充换电柜和蓝牙定位装置通信连接，蓝牙电子锁还通过2g、zigbee、nb-iot或wifi与后台服务器通信连接。后台服务器与定位装置和电池充换电柜通信连接，电池充换电柜设有用于电池充换电的仓门，租赁工具同时与电子锁、电池充换电柜和后台服务器通信连接。
租赁工具包括手持终端app和ic卡，电子锁和电池充换电柜上分别设有二维码、电池充换电柜上设有ic卡读取装置，手持终端app用于读取电子锁和电池充换电柜上的二维码，ic卡读取装置用于读取ic卡。
可归还区域内设有4个不在同一条直线上的蓝牙定位装置，4个蓝牙定位装置分别位于矩形的四个角上。
一种电动自行车无桩租赁系统的租还车方法，包括以下步骤：
步骤1，系统进行初始化，系统检测电池租赁模块和电动自行车租赁模块是否处于正常工作状态，若均处于正常工作状态，系统初始化完成，用户可以发起租赁请求；
步骤2，用户通过手持终端app或ic卡分别发起租赁电池请求和租赁电动自行车请求，后台服务器根据请求信息控制电池充换电柜和电动自行车的电子锁，电池充换电柜允许用户取出电池，电动自行车的电子锁打开，用户完成租赁过程；
步骤3，用户发起归还电池请求和归还电动自行车请求，电子锁首先判断电动自行车是否位于可归还区域，若在可归还区域，则用户手动电池和电动自行车进行归还，后台服务器判断电池和电动自行车是否归还成功，若归还成功，则后台服务器向用户发出成功提示，完成归还过程，若归还不成功，则后台服务器向用户发出失败提示，重复步骤3。
租赁电池请求具体为：用户通过手持终端的app扫描电池充换电柜上的二维码或ic卡在电池充换电柜刷卡，后台服务器收到用户二维码扫描完成后返回的信息或ic卡信息后，对返回的信息或ic卡信息进行识别，若识别成功，则后台服务器控制充电电柜打开电池舱门，用户取走电池舱门内的电池，电池租赁成功，若识别不成功，则后台服务器控制充电电柜发出提示消息提示用户。
租赁电动自行车请求具体为：若用户未进行电池租赁，则用户通过手持终端的app扫描自行车上的二维码，后台服务器识别用户扫描完成后返回的信息，若识别成功，则后台服务器向手持终端的app发送电动自行车电子锁的密码，用户使用该密码打开电子锁，完成电动自行车的租赁，若用户已经完成电池租赁，则用户将电池插入到电动自行车的电池底座中，电子锁和电池进行连接通信，确认电池信息后，电子锁通过无线nb-iot将电池信息和电动自行车信息发送至后台服务器，后台服务器通过电池信息和电动自行车信息判断电动自行车是否为可租赁状态，若为可租赁状态，则电子锁开锁，完成自行车租赁过程；若为不可租赁状态，则电子锁发出提示消息提示用户。
对电池进行归还的具体过程为：用户将电池放入电池充换电柜的感应区域，电池充换电柜读取电池宝内的信息芯片的信息，电池充换电柜验证该信息，验证成功后，电池充换电柜选择一个空的仓体给该电池，打开该仓体门锁，并提示用户将电池还入此仓体，用户还入电池，电池柜提示用户还电池成功。
对电动自行车进行归还的具体过程为：电子锁首先判断用户是否取出电池，若电池未取出，则电子锁不能锁止，若电池取出，然后用户手动将电子锁锁上，电子锁与电池充换电柜进行无线连接，电池充换电柜与后台服务器进行通信连接，后台服务器控制电子锁进行锁止操作，完成还车过程。
对电动自行车进行归还的具体过程为：电子锁首先判断用户是否取出电池，若电池未取出，则电子锁不能锁止，若电池取出，用户手动控制电子锁进行锁止操作，电子锁通过2g或3g或4g或nb-iot与后台服务器进行通信，完成还车过程。
后台服务器判断电动自行车是否位于可归还区域的过程具体为：可归还区域内设有4个不在蓝牙定位装置，4个蓝牙定位装置分别位于矩形的四个角上。电子锁发送蓝牙信号，蓝牙定位装置接收到蓝牙信号后对电子锁的位置进行定位，然后蓝牙定位装置将电子锁的位置信息发送至后台服务器，后台服务器判断该位置是否在设定的可归还区域内。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。