基于网络数据流转终端的自助雨伞借取系统及使用方法与流程

本发明涉及公共设施领域，具体的说，是涉及一种基于网络数据流转终端的自助雨伞借取系统及使用方法。

背景技术：

近年来，物联网处于快速发展的起步阶段，其对个人生活、社会进步将产生巨大影响，预测物联网的产值将为互联网的30倍成为亿万级产业，其中对无线射频(rfid)的应用已经渗透到了我们的生活中，它对改善生活、提高效率起到了很重要的作用；另一方面，由于近年来人们生活水平的提高和生活态度的改变，公益和和公共服务事业有了很大的发展，人们追求更优质便捷的生活，而物联网存在的意义与之契合。

目前，由于温室效应的影响，天气状况突变的情况越来越多，尤其是夏季，人们往往需要出门必备伞具，以防天气突变，这就给人们外出带来不必要的麻烦，每逢一场暴雨降临，许多没有带伞的人总是选择在地铁站、公交站等地避雨，这不仅造成了这些公共场所的拥挤和不便，也影响了社会的正常运转，使社会运行效率降低。

市场上存在小范围的公益伞借取系统，如银行、商场等放置有供公众应急的简易伞，但多数投放公益伞的部门考虑到成本，致使这种简易伞一般质量不高，容易折坏，不能真正起到遮雨的功能，并且，这种伞丢失现象也较为严重，这就需要投放部门需要不断投放新的雨伞；此外，也有部分地区建立大规模的公益伞借取系统，但运行起来出现诸多问题，一方面，现有的借伞的硬件设施并不智能，借还伞的过程繁冗，另一方面，仍存在雨伞有去无回的情况，致使投放部门遭受不必要的损失。

因此，有必要提供一种自助雨伞借取系统，来弥补现有技术的不足。

技术实现要素：

本发明为了解决上述问题，提出了一种基于网络数据流转终端的自助雨伞借取系统及使用方法，本发明具有完善的雨伞借取系统，智能化程度高，且借还伞时，雨伞信息与用户真实信息绑定到一起，可有效的杜绝雨伞“有去无回”的问题，为公众提供方便。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于网络数据流转终端的自助雨伞借取系统，包括服务终端、流转终端、用户终端及数据传输模块。

所述服务终端用于存储用户信息及雨伞的编号、借取记录等信息，并监控流转终端的使用情况和故障报修情况，所述的用户信息包括用户的ic卡信息、手机app账户信息、用户微信资料及借伞记录。

所述流转终端用于雨伞的存储，同时可根据服务终端的命令进行雨伞的收发，并采集雨伞信息及用户信息；发生借伞事件时，流转终端将雨伞编号及用户信息绑定到一起打包，并将打包信息通过网络发送到服务终端进行存储，服务终端判断是否符合借伞条件，并向流转终端发送是否准予借伞的命令，发生还伞事件时，流转终端将雨伞编号发送至服务终端，服务终端根据雨伞的编号查找该雨伞的借伞记录，结合该编号的雨伞最近一次借伞事件的发生时间计算扣费数额，服务终端与各个流转终端通过数据传输模块进行数据的交互，便于用户异地还伞；

所述用户终端包括ic卡、安装于手机上的app程序及嵌入在微信客户端等常用生活类app中内的小程序，用户可通过手机上的app软件查询自己的借伞明细，同时，可通过微信关注自助雨伞的微信公众平台；

所述数据传输模块包括分别位于服务终端和流转终端的无线信号收发器，用于流转终端与服务终端进行数据交互，在流转终端发生接/还伞事件时，流转终端通过数据传输模块向服务终端发送即时数据采集信息，服务终端通过数据传输模块向流转终端发送处理命令。

进一步的，所述雨伞信息包括雨伞的编号，每把雨伞的手柄上均具有单独的二维码，且该二维码对应唯一的编号，所述雨伞上还设有定位模块，所述的定位模块通过无线数据传输模块实现与服务终端的数据通信，便于服务终端实时查询雨伞的位置；所述的ic卡信息包括用户的姓名、证件号码及还伞的地点、时间、过往租伞信息及用户ic卡余额。

进一步的，所述流转终端为分布于人员密集区域的流转箱，所述流转箱的左右两侧壁上分别设有还伞区和借伞区，所述流转箱的内部设有控制模块、传动装置、消毒装置、干燥装置及电源，所述控制模块分别与所述传动装置、消毒装置、干燥装置及电源连接，所述控制模块的外围设有隔板，所述隔板上设有沟槽，起排水作用，防止控制模块内进水，保证控制模块内电器的安全运行，所述流转箱的箱体后侧的侧壁上还设有散热孔，利于箱体内部散热，防止出现电路烧毁等情况。

进一步的，所述传动装置包括传动轮及传送带，所述雨伞固定在所述传送带上，控制模块通过控制传动轮的转动来驱动传送带的运行，进而实现雨伞的传送。

进一步的，所述消毒装置为均布于所述流转箱内侧顶部的紫外线消毒灯，所述干燥装置为位于箱体底部的烘干机，所述控制模块固定于所述箱体的后侧的侧壁上，所述箱体后侧的侧壁上还设有散热孔，利于箱体内部散热，防止出现电路烧毁等情况，当监测还伞事件时，控制模块控制依次开启消毒装置和干燥装置，对雨伞进行消毒和烘干处理。

所述传送带上固定有电磁锁，所述雨伞通过电磁锁挂接在传送带上，所述传送带的核心目的在于实现雨伞在箱体内的闭环传送，在此前提下，所述传送带在箱体内可以为环形分布，也可以呈s型分布，或者，还可以有其他技术手段的简单替换，这些均属于在本发明的启示下实现的，理应落入本发明的保护范围内。

进一步的，所述还伞区包括位于所述箱体左侧侧壁上的还伞门及位于还伞门一侧的扫码区，所述借伞区包括位于所述箱体右侧侧壁上的取伞门及位于所述取伞门一侧的刷卡区，所述箱体的前侧侧壁上还设有语音提示区。

进一步的，所述还伞门及取伞门均为电动门且与控制模块连接，控制模块接收到还伞请求时，控制相应的还伞门或取伞门打开。

进一步的，每张ic卡对应有唯一的id，用于取伞、还伞时的身份核对，所述的ic卡用于存储用户基本信息，所述ic卡可以和日常生活用卡结合，即可以为市民公交卡，也可以为校园卡，同样的，所述手机app上对应的用户账号也是唯一的。

作为一种优选的方案，一种基于上述系统的自助借取伞的方法，用户采用ic卡实现借伞，具体：

借伞：在流转终端箱体上借伞区的刷卡区域刷卡，流转终端的控制模块采集到ic卡信息，满足借伞条件，则开启取伞门，传动装置将雨伞输送至取伞门处，用户完成取伞，取伞门关闭，流转终端发出“借伞成功”的语音提示，并对借伞事件开始计时，否则，语音提示其不能借伞的原因；

还伞：将雨伞手柄上的二维码放置于扫码区处，扫码装置扫描到雨伞信息并将该信息传送给流转终端的控制模块，流转终端的控制模块接收到还伞请求，开启还伞门，用户将雨伞手柄锁在还伞门临近的一个电磁锁扣上，控制模块监测到雨伞到位后，关闭电磁锁，并控制还伞门关闭，并语音提示还伞完成，控制模块将还伞信息通过数据传输模块发送至服务终端，服务终端结合借伞事件计算借伞时间，对ic卡进行扣费，同时，控制模块控制依次开启消毒装置和干燥装置，对雨伞进行消毒和烘干处理。

进一步的，核对ic卡是否为合法卡及用户是否具有借伞条件的具体方法为，刷卡区的射频卡读写模块读取ic卡信息，向ic卡发一组固定频率的电磁波，判断ic卡内的串联谐振电路的谐振频率与射频卡读写模块的频率是否相同，若频率相同，则为合法卡，控制模块调取该ic卡的信息，首先判断该卡是否为冻结卡，若是调用语音提示a提示用户到服务终端处解锁，若不是冻结卡，则查看其是否具有足够的余额，若余额不足，则调取语音提示b提醒用户余额不足，若余额足够，则控制取伞门进行开门操作，并调取语音提示c，提醒用户取伞成功；

若频率不相同，则不是合法卡，控制模块调取控制语音d提示用户核对ic卡是否正确。

作为另一种优选的方案，一种基于上述系统的自助借取伞的方法，用户采用手机app实现借伞，用户下载并安装手机app或直接在微信小程序中查找，注册账号，交付雨伞押金，即可进行借伞操作，具体：

借伞：用户登录手机app，点击手机app界面上的借伞选项，流转终端接收到借伞请求并将该借伞请求及用户账户信息通过无线数据传输模块发送至服务终端处，服务终端检验用户是否符合借伞条件，若满足借伞条件，则向流转终端发送准予借伞的信息，流转终端的控制模块开启取伞门，传动装置将雨伞输送至取伞门处，用户完成取伞，取伞门关闭，流转终端发出“借伞成功”的语音提示，此时，手机app界面上显示借伞成功的提示，并对借伞事件开始计时，否则，语音提示其不能借伞的原因；

还伞：将雨伞手柄上的二维码放置于扫码区处，扫码装置扫描到雨伞信息并将该信息传送给流转终端的控制模块，流转终端的控制模块接收到还伞请求，开启还伞门，用户将雨伞手柄锁在还伞门临近的一个电磁锁扣上，控制模块监测到雨伞到位后，关闭电磁锁，并控制还伞门关闭，并语音提示还伞完成，控制模块将还伞信息通过数据传输模块发送至服务终端，服务终端结合借伞事件计算借伞时间，并将计算的结果传送给手机app，手机app上给出还伞成功的提示，并列出扣费明细，同时，控制模块控制依次开启消毒装置和干燥装置，对雨伞进行消毒和烘干处理。

进一步的，核对用户app账户是否具有借伞条件的具体方法为，服务终端根据用户以往的借伞记录判断其信用等级，优选的分为：优、良、中、差四个信用等级，若用户的信用等级为良或优，且用户交付有借伞押金，同时除押金之外账户内尚具有余额，则判断其符合借伞条件，准予借伞，否则，不予借伞。

需要注意的是，本着便民、利民的原则，该手机app可嵌入到微信客户端或其他生活中常用到的app中，用户无需额外下载借伞的手机app，有利于节省用户手机的内存空间，此外，上述论述中，均是以手机app为例进行说明的，需要提醒的是，该手机app也可以是安装在平板电脑等其他移动端上的app软件。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明具有完善的雨伞借取及信息审核、计费系统，并支持异地还伞，智能化程度高，用户借/还伞方便。

(2)本发明将用户信息与其所借雨伞信息进行绑定，在方便计费、还伞的同时，可有效的杜绝雨伞“有去无回”的问题，保证了雨伞的回收率，进而减少了投放者的成本。

(3)本发明可督促用户及时还伞，利于提高雨伞利用率，为公众提供方便。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1是本发明采用ic卡借伞的流程图；

图2是本发明采用ic卡还伞的流程图；

图3是本发明采用移动端app借伞的流程图；

图4是本发明采用移动端app还伞的流程图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

下面以本系统在高校试点运行为例，对本发明的实施方式进行详细说明：

本系统包括服务终端、流转终端、用户终端和数据传输模块；

所述服务终端用于存储用户的ic卡信息及雨伞的编号信息，并监控流转终端的使用情况和故障报修情况。

所述流转终端用于雨伞的存储，同时可根据服务终端的命令进行雨伞的收发，并采集雨伞信息及用户的ic卡信息；发生借伞事件时，流转终端将雨伞编号及用户的ic卡信息绑定到一起打包，并将打包信息通过网络发送到服务终端进行存储，服务终端判断是否符合借伞条件，并向流转终端发送是否准予借伞的命令，发生还伞事件时，流转终端将雨伞编号发送至服务终端，服务终端根据雨伞的编号查找该雨伞的借伞记录，结合该编号的雨伞最近一次借伞事件的发生时间计算扣费数额，服务终端与各个流转终端通过数据传输模块进行数据的交互，便于用户异地还伞；

所述用户终端包括安装于手机上的app程序及微信客户端，用户可通过手机上的app程序查询自己的借伞明细，同时，可通过微信关注自助雨伞的微信公众平台；

所述数据传输模块包括分别位于服务终端和流转终端的无线信号收发器，用于流转终端与服务终端进行数据交互，在流转终端发生接/还伞事件时，流转终端通过数据传输模块向服务终端发送即时数据采集信息，服务终端通过数据传输模块向流转终端发送处理命令。

进一步的，所述雨伞信息包括雨伞的编号，每把雨伞的手柄上均具有单独的二维码，且该二维码对应唯一的编号，所述雨伞上还设有定位模块，用于服务终端实时查询雨伞位置信息；所述的ic卡信息包括用户的姓名、证件号码及还伞的地点、时间、过往租伞信息及用户ic卡余额。

具体的：

所述的服务终端为该校计算机管理中心，该服务终端用于存储用户的租赁信息，如租赁地点、次数及归还时间，存储各用户ic卡中的用户信息及余额，并监控流转终端的使用情况和故障报修情况；

将所述的流转终端(流转箱)设置在学校图书馆、学生食堂、教学楼及宿舍门口等人员密集处，【所述的流转终端的规格为：长90cm、宽50cm、高120cm】，流转箱的箱体采用铝合金制作；箱体的左右两侧壁上分别设有还伞区和借伞区，流转箱内具有控制模块、传动装置、消毒装置、干燥装置及电源。

所述控制模块采用stc89c52核心板，该控制模块通过射频刷卡模块读取用户的ic卡信息，所读取的信息包括用户的姓名、卡号余额等，所述控制模块固定于所述箱体的后侧的侧壁上，所述的控制模块分别与所述传动装置、消毒装置、干燥装置及电源连接，所述控制模块的外围设有隔板，所述隔板上设有沟槽，起排水作用，防止控制模块内进水，保证控制模块内电器的安全运行，所述箱体后侧的侧壁上还设有散热孔，利于箱体内部散热，防止出现电路烧毁等情况。

所述传动装置包括传动轮及传送带，所述传动轮由步进电机驱动，为增大流转箱的存储量，所述传送带在箱体内呈s形回转分布，所述雨伞通过电磁锁挂接在传送带上。所述雨伞通过电磁锁挂在所述传送带上，控制模块通过控制传动轮的转动来驱动传送带的运行，进而实现雨伞的传送。

所述消毒装置为均布于所述流转箱内侧顶部的紫外线消毒灯，所述的紫外线消毒灯每隔15cm设置一个，所述干燥装置为位于箱体底部的烘干机，当监测到还伞事件时，控制模块控制依次开启消毒装置和干燥装置，对雨伞进行消毒和烘干处理，当有还伞事件时，控制器监测到还伞门关闭后，控制消毒装置和干燥装置开启两分钟，对雨伞进行消毒和干燥，为再次外借做准备。

所述还伞区包括位于所述箱体左侧侧壁上的还伞门及位于还伞门一侧的扫码区，所述借伞区包括位于所述箱体右侧侧壁上的取伞门及位于所述取伞门一侧的刷卡区，所述箱体的前侧侧壁上还设有语音提示区。

所述还伞门及取伞门均为电动门且与控制模块连接，控制模块接收到还伞请求时，控制相应的还伞门或取伞门打开。

每张ic卡对应有唯一的id，用于取伞、还伞时的身份核对，所述的ic卡用于存储用户的基本信息，所述ic卡可以为市民公交卡，也可以为校园卡，在借伞事件开始时，控制模块对ic卡的借伞事件进行计时，直至该ic卡还伞后，计时结束，控制模块根据借伞时间计算对该ic卡的扣费数额，完成扣费后，控制模块会将该ic卡信息通过数据传输模块传送至计算机管理中心，计算机管理中心会向用户的移动终端发送借伞明细，并附上扣费数额及ic卡余额，对应的，所述用户的手机app账户与用户的个人信息也是唯一对应的。

本实施例的收费方案为：

考虑到雨伞的成本及因损坏率，借伞不超过5小时的，每小时0.5元，超过5小时的，超出部分，按每小时1元计费，为体现本系统的公益性质，在每天20：00之后借取的，第二天上午9：00之前还伞，可享受每小时0.2元收费，但第二天上午9：00之后仍未还伞的，超出部分，按每小时1元收费。

若还伞成功，则卡、伞解绑，若借伞事件过久，计算机管理中心监控到借伞事件持续到超出该用户ic卡余额所能支付的最久时限，服务终端会向该用户的移动终端发送信息通知用户还伞，若在接到提醒还伞信息一天后仍未还伞，则锁定该用户的ic卡，该用户不能再借取雨伞，只有到计算机管理中心进行续费才可以重新启用此卡。

此外，作为本发明其他较佳的实施例，所述的流转终端可以布局在城市的公众场合，如超市/商场门口、菜市场、活动广场等多个地方。

下面分别以ic卡借伞和手机app借伞为例，对本发明的使用方法作进一步的说明：

一、ic卡借伞

如图1，借伞：在流转终端箱体上借伞区的刷卡区进行刷卡，流转终端的控制模块采集到ic卡信息，并将该用户的ic卡信息发送至计算机管理中心进行信息核查，若满足借伞条件，计算机管理中心向流转终端的控制模块发送允许借伞的命令，控制模块开启取伞门，传动装置将雨伞输送至取伞门处，用户完成取伞，取伞门关闭，流转终端发出“借伞成功”的语音提示，同时，流转终端将该借伞用户ic卡信息及所借伞的编号打包发送至计算机管理中心，计算机管理中心对该信息进行存储，并对借伞事件开始计时，否则，语音提示其不能借伞的原因；

如图2，还伞：将雨伞手柄处的二维码放置流转终端还伞区的扫码区处，扫码区扫描该伞信息并向控制模块发送还伞请求，控制模块接收到还伞请求后，控制还伞门打开，并开启还伞门附近的电磁锁扣，用户将雨伞手柄锁在还伞门临近的一个电磁锁扣上，控制模块监测到雨伞到位后，关闭电磁锁，控制还伞门关闭，并语音提示“还伞完成”，并将还伞信息传送给计算机管理中心，计算机管理中心结合借伞事件计算借伞时间，对ic卡进行扣费。

上述的核对ic卡是否为合法卡及用户是否具有借伞调节的具体方法为：

刷卡区的射频卡读写模块读取ic卡信息，向ic卡发一组固定频率的电磁波，判断ic卡内的串联谐振电路的谐振频率与射频卡读写模块的频率是否相同，若频率相同，则为合法卡，控制模块调取该ic卡的信息，查看其是否具有足够的余额，若余额不足，则调取语音提示a提醒用户余额不足，若余额足够，则控制取伞门进行开门操作，并调取语音提示b，提醒用户取伞成功；

若频率不相同，则不是合法卡，控制模块调取控制语音c提示用户核对ic卡是否正确。

下面对本发明的借伞流程进行系统的说明：

借卡区处的刷卡区，即射频卡读写模块实时监测刷卡事件，如监测到刷卡事件，则采集该ic卡信息，判断该卡是否为合法的ic卡，若该卡不合法，则调用语音提示a，播报“请核对ic卡”；若该卡合法，则将该ic卡信息发送至计算机管理中心，计算机管理中心对该ic卡的基本信息进行核查，判断该ic卡是否具备借伞条件，若该卡用户不符合借伞条件，则提示“余额不足，请充值ic卡”；若该卡用户符合借伞条件，则箱体内的控制模块控制开启取伞门，监测到用户取出雨伞后，控制模块控制取伞门关闭，并播报“取伞成功”，同时，控制器将借出的雨伞编号和用户的ic卡的id进行绑定，并将绑定后的信息通过无线传输模块发送至计算机管理中心。

二、手机app借伞：

如图3，借伞：用户登录手机app，点击手机app界面上的借伞选项，流转终端接收到借伞请求并将该借伞请求及用户账户信息通过无线数据传输模块发送至服务终端处，服务终端检验用户是否符合借伞条件，若满足借伞条件，则向流转终端发送准予借伞的信息，流转终端的控制模块开启取伞门，传动装置将雨伞输送至取伞门处，用户完成取伞，取伞门关闭，流转终端发出“借伞成功”的语音提示，此时，手机app界面上显示借伞成功的提示，并对借伞事件开始计时，否则，语音提示其不能借伞的原因；

如图4，还伞：将雨伞手柄上的二维码放置于扫码区处，扫码装置扫描到雨伞信息并将该信息传送给流转终端的控制模块，流转终端的控制模块接收到还伞请求，开启还伞门，用户将雨伞手柄锁在还伞门临近的一个电磁锁扣上，控制模块监测到雨伞到位后，关闭电磁锁，并控制还伞门关闭，并语音提示还伞完成，控制模块将还伞信息通过数据传输模块发送至服务终端，服务终端结合借伞事件计算借伞时间，并将计算的结果传送给手机app，手机app上给出还伞成功的提示，并列出扣费明细，同时，控制模块控制依次开启消毒装置和干燥装置，对雨伞进行消毒和烘干处理。

具体的，核对用户app账户是否具有借伞条件的具体方法为，服务终端根据用户以往的借伞记录判断其信用等级，优选的分为：优、良、中、差四个信用等级，若用户的信用等级为良或优，且用户交付有借伞押金，同时除押金之外账户内尚具有余额，则判断其符合借伞条件，准予借伞，否则，不予借伞。

需要注意的是，本着便民、利民的原则，该手机app可嵌入到微信客户端或其他生活中常用到的app中，用户无需额外下载借伞的手机app，有利于节省用户手机的内存空间，此外，上述论述中，均是以手机app为例进行说明的，需要提醒的是，该手机app也可以是安装在平板电脑等其他移动端上的app软件。

本实施例所采用硬件部分的性能参数如下：

所述控制模块的核心板芯片stc89c52的指标特性：【用以实现低耗】

1.增强型8051单片机，6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051.[1]。

2.工作电压：5.5v～3.3v(5v单片机)/3.8v～2.0v(3v单片机)；3.工作频率范围：0～40mhz，相当于普通8051的0～80mhz，实际工作频率可达48mhz。

4.用户应用程序空间为8k字节。

5.通用i/o口(32个)，复位后为：p0/p1/p2/p3是准双向口/弱上拉，p0口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为i/o口用时，需加上拉电阻。

6.具有eeprom功能。

7.共3个16位定时器/计数器。即定时器t0、t1、t2。

8.外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，powerdown模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒。

9.通用异步串行口(uart)，还可用定时器软件实现多个uart。

10.工作温度范围：-40～+85℃(工业级)/0～75℃(商业级)。

11.pdip封装。

本实施例的详细技术参数为：

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。