一种共享单车有序停放物联网管理系统及其方法与流程

本发明涉及物联网应用技术领域，尤其涉及一种共享单车有序停放物联网管理系统及其方法。

背景技术：

公共自行车作为城市公共交通的重要组成部分，尤其针对城市公共交通拥堵和机动车尾气污染等问题，作为一个健康、低碳、绿色的公共交通和出行方式，越来越受到政府的重视，同时世界范围内公共自行车的建设也进入蓬勃发展阶段。

随着公共自行车的发展，共享单车作为解决城市交通最后一公里的热门解决方案之一，现已越来越受到人们的欢迎，因为它不仅方便了市民的出行,同时也降低了交通成本；目前的共享单车不仅方便，同时还有较好的用户体验，具体地，市民在使用共享单车时，只需要使用手机app扫描共享单车上的二维码，即可完成开锁功能，使用完共享单车之后，将共享单车上锁，即可通过网上完成付费；整个过程不需要人工参与，方便、廉价；随着共享单车的迅猛发展，出现的问题也越来越多，主要包括以下几个方面：

1、品牌众多，现在市面上已存在40多个品牌的共享单车，并且以每天一个品牌的速度递增；如此多品牌的共享单车，却缺乏统一的监管，导致市场混乱；

2、单车投放量巨大，一线、二线甚至三线城市都有着巨量单车投放，而各个品牌商投放单车之后，并没有相应的管理人员对如此多的单车进行监督和管理；

3、管理混乱，现有共享单车经常出现乱停乱放、随意破坏、占道抢行等现象，占用公共资源，造成交通通行不方便，而政府无从管理。

技术实现要素：

针对现有技术中共享单车的发展带来的问题，本发明的主要目的在于提供一种共享单车有序停放物联网管理系统及其方法，通过控制共享单车在指定区域停放来达到上述目的，一方面，本发明提供了一种共享单车有序停放物联网管理方法，包括步骤：

s1：用户将单车是否按规范停在铺设感应线圈的地面；如果是，则执行步骤s2，如果不是，则无法锁车；

s2：触发车载电子识别器发送标识信息给停靠点监控器；

s3：所述监控器发送停车请求给监控平台；

s4：所述监控平台判定合理后发送允许锁车信号给单车平台；

s5：所述单车平台发送锁车指令给用户手机或智能锁；

s6：用户手动锁车，完成还车。

优选地，所述步骤s2中：所述标识信息为所述共享单车的唯一标识信息。

优选地，所述步骤s2中：感应线圈感应激活电子识别器的误差在10-30cm范围内，识别距离可以根据现场状态精准调整。

优选地，所述步骤s3中：所述停车请求包括所述标识信息、停车位地址信息以及请求停车信号。

优选地，所述步骤s3中：所述监控器通过无线通信链路将停车请求发送给所述监控平台。

优选地，所述步骤s4之后还包括：

s41：所述监控平台对单车的标识信息及停车位地址信息进行管理、授权、分发、撤销、存储等管理。

优选地，所述步骤s5之后还包括：

s51：用户手机或智能锁接收到所述锁车指令后，发出振动或响声提示用户，可以锁车。

优选地，所述步骤s6之后还包括：

s61：用户锁车后，智能锁或用户手机或车载控制器向所述单车平台发送已锁车指令，单车平台接收到已锁车指令后，停止计时收费，将车改为空闲状态，并向用户手机发送此次行程的计费信息，从而完成还车。

另一方面，本发明还同时提供了一种共享单车有序停放物联网管理系统，所述管理系统包括：感应线圈、车载电子识别器、停靠点监控器、监管平台和单车平台；所述感应线圈铺设在自行车规定停放的区域，用于触发电子识别器发送标识信息给监控器；所述电子识别器用于发送所述共享单车的唯一标识信息给监控器；所述监控器用于发送停车请求给监控平台；所述监控平台用于管理辖区内所有单车的授权管理、接口管理、停靠点管理，并且可以在判定停车合理后发送允许锁车信号给单车平台；所述单车平台用于发送锁车指令给用户手机或智能锁。

优选地，所述感应线圈感应激活电子识别器的误差在10-30cm范围内，识别距离可以根据现场状态精准调整，识别距离可以根据现场状态精准调整。

优选地，所述停车请求包括所述标识信息、停车位地址信息以及请求停车信号。

优选地，所述电子识别器包括天线、电池、微处理器、触发模块和存储器，其中，天线、电池、触发模块和存储器都连接微处理器，触发模块用于在电子识别器进入感应线圈工作区后触发电子识别器发送rfid信号；天线用于通过通信模块收发无线电信号，与停靠点监控器通过rfid技术进行通信；电池用于为电子识别器各模块供电；微处理器用于处理信号，并控制天线收发信号；存储器用于存储该自行车的唯一标识信息。

优选地，所述监控器包括控制器、收发模块、电源管理模块、无线通信模块和蓄电池；其中，收发模块、电源管理模块、无线通信模块和蓄电池都连接控制器，收发模块包含接收天线和发送天线，用于接收电子识别器发出的rfid信号和发送信号给电子识别器；控制器用于对停靠点的共享单车进行管理以及控制各通信模块；无线通信模块用于发送停车请求给监控平台；蓄电池用于储电，并为监控器供电；电源管理模块用于管理监控器的电源来源，包括市电、路灯、太阳能、风能以及其他清洁能源。

优选地，所述用户手机或智能锁接收到所述锁车指令后，发出振动或响声提示用户，可以锁车。

优选地，所述用户锁车后，智能锁或用户手机或车载控制器向所述单车平台发送已锁车指令，单车平台接收到已锁车指令后，停止计时收费，将车改为空闲状态，并向用户手机发送此次行程的计费信息，从而完成还车。

优选地，所述监控平台还用于对单车的标识信息及停车位地址信息进行管理、授权、分发、撤销、存储等管理。

优选地，所述监控平台为后台服务器，单车平台为各厂商的服务器。

本发明实施例的技术方案提供了一种共享单车有序停放物联网管理系统及其方法，本发明实施例的技术方案具有以下显著效果：

1.规范了对共享单车的管理，实现了共享单车的有序停放，该共享单车上的电子识别器识别到指定停放区域的精度可以达到10-30cm，只有停放到规定区域，才能上锁，从而解决了现有技术中出现的乱停乱放的问题；

2.通过监管平台，对每一个共享单车品牌的每一辆单车进行监管，解决了现有共享单车品牌多，投放量大，难以监管的技术问题，实现了统一有效的监督和管理，为政府各部门对非机动车进行监管提供渠道，也为市场提供有效数据进行分析。

3.本发明由于所述感应线圈由柔性材料包裹，可以根据停车场的具体结构，因地布设，因此，在不规则形状的停靠区域，如斜坡、土丘间、弧形长条状等不规则区域地带，也可以设置共享单车停靠点。除此以外，还可以临时设置停车位。比如大型演唱会等大型活动时需要临时增加停车位时，可以随时通过铺设感应线圈来增设停车位，应急适应性强。

附图说明

图1为现有共享单车借车的流程示意图；

图2为现有共享单车的还车的流程示意图；

图3为本发明实施例一中共享单车有序停放物联网管理方法的流程示意图；

图4为本发明实施例二中共享单车有序停放物联网管理系统的结构示意图；

图5为本发明实施例二共享单车有序停放物联网管理系统中的电子识别器的结构示意图。

图6为本发明实施例二共享单车有序停放物联网管理系统中的监控器的结构示意图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，为现有共享单车借车的流程示意图：

用户看到闲置的共享单车，用手机app扫描车身上的二维码，就可以实现快速借车。其实现步骤如下：

1、利用手机app扫描车身上的二维码，手机app获取该自行车的唯一标识信息(id信息)，并把借车请求发送到该自行车厂商的平台服务器。

2、如果该自行车没有人预约，则平台服务器同时给自行车的车载控制器和用户手机app发送开锁指令，电子锁自动开锁，平台服务器和手机app开始计时收费；自行车进入借用状态。

3、如果该自行车已被其他用户预约，平台服务器提示用户该车已被他人预定，请选择另外的自行车。

如图2所示，为现有共享单车的还车的流程示意图：

1、把车停放在目的地后，锁上自行车；

2、电子锁控制器触发锁车完毕指令，由车载控制器向平台服务器发送已锁车指令。平台服务器接收到已锁车指令后，停止计时收费，将车改为空闲状态，并向手机app发送此次行程的计费信息。

在现有技术的共享单车使用过程中，用户借车和还车环节都不需要经过监管部门的监管，从而导致用户在使用完共享单车后，乱停乱放、占道抢行等现象的出现，针对上述缺陷，本发明提供了一种共享单车有序停放物联网管理系统及其方法的技术方案，在本发明的实施例中，通过限定共享单车停放在指定区域，才能进行锁车和停止计费的方法，达到改进现有技术中的明显缺陷。

具体地，在实施例一中，本发明提供一种共享单车有序停放物联网管理方法，用户在借车环节的技术方案与现有技术中的借车环节方案一样，用户随时通过手机扫码即可骑走共享单车，但在用户还车环节，本实施例一增加了监管流程，具体地，如图3所示，为本发明实施例一中共享单车有序停放物联网管理方法的流程示意图；管理方法主要包括以下几个步骤：

s1：用户将单车是否按规范停在铺设感应线圈的地面；如果是，则执行步骤s2，如果不是，则无法锁车；

共享单车上安装的电子识别器平时处于休眠待机状态，当用户使用完自行车后，将该安装有电子识别器的共享单车停放到铺设有感应线圈的规定停放的区域后，该电子识别器进入到该感应线圈设定的工作区，随即被感应线圈所发出的电磁场激活；而如果用户将使用完的自行车随意停放在没有铺设感应线圈的不规范的区域或者没有停放在感应线圈设定的工作区，则电子识别器依然处于休眠待机状态，此时，用户无法完成锁车结帐功能；在该实施例中，感应线圈感应激活电子识别器的误差在10-30cm范围内，识别距离可以根据现场状态精准调整，这也就是说，通过rfid技术，通过在特定区域铺设感应线圈，在指定的停靠电子地标的10-30cm的小范围内停放，才可以触发电子识别器，最后才能实现锁车的功能。

s2：触发车载电子识别器发送标识信息给停靠点监控器；

共享单车停放到规定区域后，随即应用复合rfid技术的电子识别器中的感应模块被感应线圈激活，随即电子识别器中的微处理器控制通信模块通过天线发射出唯一的加密的识别码无线电信号给停靠点监控器，停靠点监控器上安装有射频识别收发模块，能接收到带有rfid电子标识信息(也为电子标签)的识别码无线电信号。

s3：所述监控器发送停车请求给监控平台；

每个停靠点都安装有至少一个停靠点监控器，可以监控停靠点所有单车停靠情况，监控器接收到电子识别器发送的识别码无线电信号后，解密该识别码无线电信号，获取标识信息，判定该停车位无人预约，车位可用后，将停车位地址信息、自行车标识信息和请求停车信号发送给监管用的监管平台，其中，所述停靠点监控器上安装有无线通信模块，监控器通过无线通信将停车请求发送给监控平台。

s4：所述监控平台判定合理后发送允许锁车信号给单车平台；

监管平台接收到停车请求后，首先判定该标识信息的自行车属于哪个共享单车厂商，是否是属于合法停车，如果都没有问题，则在监管平台登记该厂商的该辆自行车停放在所述的停车位地址，这样，就可以完成对各个厂商所有共享单车的监管，随时随地可以查询哪些自行车停放在哪个停靠点，可以实时盘点各停靠的车辆，并自动生成各种报表，反应单车的分布、使用情况等，也可以为公安部门、城管部门提供各类管理数据，还可以实时监控各停靠点设备运行状态信息；除此之外，在本发明优选的实施例中，监管平台还提供所有单车品牌对投放的所有单车进行强制定期巡检与检修的审核功能，为政府监管单车安全提供可行的管理手段，保障群众骑行安全；监管平台还可以提供社会化的监控管理功能应用，比如中小学定位、电动自行车防盗。特殊物资监管等。

监管平台判定可以停车后，则对自行车的各种信息及停车位地址信息进行记录，以方便后续统计和监管，并发送允许锁车信号和标识信息给相应单车品牌的单车平台；

s5：所述单车平台发送锁车指令给用户手机或智能锁；

所述单车平台接收到监管平台发送的允许锁车信号后，对相应单车执行锁车功能；在本发明优选的实施例中，单车平台通过无线通信网络发送锁车指令给用户手机或智能锁；

s6：用户手动锁车，完成还车；

在用户手机上的app接收到锁车指令后，提示用户，现在可以锁车；在本发明优选的实施例中，单车平台也可用将锁车指令发送给智能锁，智能锁通过发出“滴滴”的响声来提醒用户现在可以锁车；随后，用户手动锁车，完成还车；

在本发明优选的实施例中，用户锁上自行车后，电子锁控制器触发锁车完毕指令，由车载控制器向单车平台发送已锁车指令。单车平台接收到已锁车指令后，停止计时收费，将车改为空闲状态，并向手机app发送此次行程的计费信息，从而完成还车。

除此以外，本发明还提供了实施例二，具体地，如图4所示，本发明的实施例二提供了一种共享单车有序停放物联网管理系统，包括：感应线圈1、车用电子识别器2、停靠点监控器3、监管平台4和单车平台5；所述感应线圈1铺设在自行车规定停放的区域，线圈封装在停靠保护套内，铆钉安装在地面；所述感应线圈由柔性材料包裹，可以根据停车场的具体结构，因地布设；感应线圈最长可达200米，覆盖范围广；电子识别器2固定安装在自行车上，该电子识别器2是自行车必须携带的信标，载有感应标签，如图5所示，为所述电子识别器2的结构示意图，它是由天线9、电池10、微处理器7、触发模块11和存储器8组成，其中，天线9、电池10、触发模块11和存储器8都连接微处理器7，触发模块11用于在电子识别器进入感应线圈工作区后触发电子识别器发送rfid信号；天线9用于收发无线电信号，与停靠点监控器3通过rfid技术进行通信；电池10用于为电子识别器2各模块供电；微处理器7用于处理信号，并控制天线9收发信号；存储器8用于存储该自行车的唯一标识信息；产品出厂时，标识信息已写入存储器8；该电子识别器2是有源的标识信息；

在本发明优选的实施例中，该电子识别器2为主动式标识信息或半主动式标识信息。电子识别器2安装在现有自行车上，完全独立，无需修改现有锁的结构，采用超高工业等级，ip68防水，防震，防腐蚀，一次性金属扎带安装，安装简单，高效；自带电池，持续工作3年时间；对环境影响极小，不受雨雪洪水等恶劣天气影响；与停靠点制定区域误差在10-30cm内；而且多种安装方式，适应不同品牌单车的安装。

所述停靠点监控器3安装于停靠点，其结构示意图如图6所示，监控器3内部包含控制器12、收发模块14、电源管理模块15、无线通信模块13和蓄电池16；其中，收发模块14、电源管理模块15、无线通信模块13和蓄电池16都连接控制器12，收发模块14包含接收天线和发送天线，用于接收电子识别器发出的rfid信号以及发送信号给电子识别器；控制器12用于对停靠点的共享单车进行管理以及控制各通信模块；无线通信模块13用于发送停车请求给监控平台；蓄电池16用于储电，并为监控器3供电；电源管理模块15用于管理监控器3的电源来源，包括市电、路灯、太阳能、风能以及其他清洁能源；停车场的标杆可以包含接收天线。停靠点监控器单个停靠区域最大管理单车数量为500辆，可定时盘点停靠区域单车数量与品牌；设备带自测功能，减少故障率的发生；设备可接市电，更可用太阳能、风能等绿色能源。监控器采用超高工业等级，ip68防水，防震，防腐蚀；感应电子识别器误差在10-30cm内，保证规范停车。

所述停靠点监控器3用于一方面与电子识别器2之间进行信息的接收和发送，另一方面与监管平台4进行信息的接收与发送；具体地，用于接收并解密识别码无线电信号，并将停车位地址信息、自行车标识信息和请求停车信号发送给监管用的监管平台4；

所述监管平台4一方面与停靠点监控器3进行信息的接收与发送，另一方面与各厂商的单车平台5进行信息的接收与发送；具体地，用于对各厂商的共享单车进行监管，并控制各单车平台4发送锁车信号，只有在共享单车停放在指定区域，经监管平台4判定合乎要求后，各单车平台5才发送锁车信号给相应的自行车锁或用户手机；监管平台4中登记注册了所有品牌所有单车编号，并绑定电子识别器；用于监控辖区内单车的品牌运营商，为每个品牌开户，同时也为品牌的运营平台提供停靠点位置、面积等信息，用于实时为单车品牌的运营平台发送允许锁车信息，其中，共享单车品牌包括但不限于：摩拜单车、ofo、小鸣单车、小蓝单车、哈罗单车、永安、小白单车、快兔出行、unibike、悟空单车、9m单车、酷骑单车、一步单车等等。

所述单车平台5一方面与监管平台4进行通信，另一方面与用户手机或智能锁进行通信，用于在接收到允许锁车信号后，发送锁车指令给用户手机或智能锁，从而完成对自行车的锁车功能。

在本发明优选的实施例中，由于所述感应线圈由柔性材料包裹，可以根据停车场的具体结构，因地布设，因此，在不规则形状的停靠区域，如斜坡、土丘间、弧形长条状等不规则区域地带，也可以设置共享单车停靠点。

在本发明优选的实施例中，还有一个优点是可以临时设置停车位的优势。比如大型演唱会等大型活动时需要临时增加停车位时，可以随时通过铺设感应线圈来增设停车位，应急性强。

在本发明优选的实施例中，监控平台为后台服务器，可用于为政府部门服务，也可为市场服务，单车平台为各个厂商的服务器。

本发明所提出的技术方案并不局限于自行车，也可以扩展到电动车、滑板等其他非机动车。

本发明实施例的技术方案提供了一种共享单车有序停放物联网管理系统及其方法，通过rfid技术，通过在特定区域铺设感应线圈，在指定的停靠电子地标的10-30cm的小范围内停放，才可以触发电子识别器，最后才能实现锁车的功能；从而完成对共享单车的管理和监管。

更进一步地，本发明实施例的技术方案具有以下显著效果：

1.规范了对共享单车的管理，实现了共享单车的有序停放，该共享单车上的电子识别器识别到指定停放区域的精度可以达到10-30cm，只有停放到规定区域，才能上锁，从而解决了现有技术中出现的乱停乱放的问题；

2.通过监管平台，对每一个共享单车品牌的每一辆单车进行监管，解决了现有共享单车品牌多，投放量大，难以监管的技术问题，实现了统一有效的监督和管理，为政府各部门对非机动车进行监管提供渠道，也为市场提供有效数据进行分析。

3．本发明由于所述感应线圈由柔性材料包裹，可以根据停车场的具体结构，因地布设，因此，在不规则形状的停靠区域，如斜坡、土丘间、弧形长条状等不规则区域地带，也可以设置共享单车停靠点。除此以外，还可以临时设置停车位。比如大型演唱会等大型活动时需要临时增加停车位时，可以随时通过铺设感应线圈来增设停车位，应急适应性强。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。