基于ZIGBEE的共享自行车管理系统的制作方法

本实用涉及车辆管理技术领域，尤其涉及一种基于ZIGBEE的共享自行车管理系统。

背景技术：

自行车是人们短距离出行的主要代步交通工具，其体积小，价格便宜，轻便，节能环保等优点被广泛应用，特别是随着绿色出行，低碳环保，健康生活等理念的不断深入，越来越多的人开始选择骑行自行车。

近两年，为了方便大家出行，一些公司推出了共享自行车，自行车均由统一的公司提供，用户通过扫描二维码并支付一定的费用即可骑行，自行车可以随意停放在任意位置。只要锁上了车锁，即停止计费。这样大大方便了人们出行，很多人都愿意通过骑行这种自行车进行短距离的出行，但是，由于人们的观念不同，道德水准不同，有不少人会任意停放自行车，特别是将车停放在车道出入口，或者路边上，影响了机动车辆的出行，也造成了一定的安全隐患。甚至有些人，会将自行车停放在自己家中，据为私有，给共享自行车运营商造成了一定的经济损失。

技术实现要素：

针对上述技术中存在的不足之处，本实用提供一种基于ZIGBEE的共享自行车管理系统，能够限制车辆的提放位置，以便于对共享自行车的管理。

为了达到上述目的，本实用公开一种基于ZIGBEE的共享自行车管理系统，包括：

停放节点：用于对停放自行车进行管理，为第三级管理，设置有多个停放节点，各个停放节点串联在一起，组成停放自行车的区域，停放节点与自行车车锁通过ZIGBEE连接通讯；

网关节点：与停放节点连接通讯，为第二级管理，网关节点上设置有GPRS通讯模块，所述通讯模块与后台服务器连接通讯；网关节点与停放节点通过ZIGBEE连接通讯；

后台服务器：为整个管理系统的中央控制单元，为第一级管理，与网关节点、用户APP和远程控制端连接通讯，远程控制控制后台服务器执行相关指令；

用户APP：用于查看自行车位置以及停放自行车的空余位、对自行车进行开锁和相关信息的接收和传送；

远程控制端：与后台服务器连接，并控制后台服务器的工作，读取后台服务器的相关数据；

自行车：配置有车锁，车锁上设置有密码按键，输入密码，车锁自动打开或者用户APP扫描自行车上的二维码，车锁上的自动开锁机构自动开锁。

其中，网关节点上配置一个装配按钮和装配状态指示灯，点进入装配装置，自动与后台服务器连接通讯，进行数据交互，指示灯亮，提示装配状态。

其中，停放节点上配置一个装配按钮和装配状态指示灯，按动装配按钮，停放节点进入装配装置，自动与后台服务器连接通讯，进行数据交互，指示灯亮，提示装配状态。

其中，网关节点上设置有可充电电池，并装配有太阳能电池板，太阳能电池板给网关节点上的电池充电。

其中，所述停放节点上设置有可充电电池，并装配有太阳能电池板，太阳能电池板给停放节点上的电池充电。

其中，所述后台服务器上设置有三套接口：与网关节通过TCP通讯接口通讯、对用户APP通过HTTPS通讯接口、对远程控制端也通过HTTPS通讯接口。

其中，所述自行车、网关节点、停放节点上都设置有报警装置，报警装置包括蜂鸣器和指示灯，报警装置工作，蜂鸣器鸣响，指示灯亮。

本实用的有益效果是：

与现有技术相比，本实用公开的基于ZIGBEE的共享自行车管理的系统，通过设置停放节点，来规范共享自行车的停放位置，通过ZIGBEE通讯，使共享自行车与停放节点连接通讯，便于自行车的监控，网关节点与停放节点通过ZIGBEE连接通讯，有利于自行车的管理以及停放节点数据的通讯，通过设置多个网关节点，让网关节点与后台服务器连接，对后台服务器进行分流，有利于加快通讯速度，以及数据的响应时间，提高用户的客户体验，同时通过了停放节点这一管理制度，以及中途临时停车和临时密码的使用，规范了共享自行车的使用。有利于维护城市交通次序，以及节约共享自行车运营商因异常使用造成的损失。

附图说明

图1为本实用实施例的共享自行车管理方法的部件连接图；

图2为本实用实施例的多级管理系统方框图；

图3为本实用实施例的共享自行车管理的方法流程图。

主要元件符号说明：

1、停放节点 2、网关节点

3、后台服务器 4、用户APP

5、远程控制端 6、自行车。

具体实施方式

为了更清楚地表述本实用，下面结合附图对本实用作进一步地描述。

参阅图1，本实用公开一种基于ZIGBEE的共享自行车管理系统，其主要包括：

停放节点1：用于停放自行车6，设置有多个停放节点1，各个停放节点1串联在一起，组成停放自行车6的区域，停放节点1与自行车车锁通过ZIGBEE连接通讯；

网关节点2：与停放节点1连接通讯，网光节点2上设置有GPRS通讯模块，通讯模块与后台服务器3连接通讯；网关节点2与停放节点1通过ZIGBEE连接通讯；

后台服务器3：为整个管理系统的中央控制单元，与网关节点2、用户APP 4和远程控制端5连接通讯，远程控制端5控制后台服务器执行相关指令；

用户APP 4：用于查看自行车6的位置以及可停放自行车的空余位置和数量、对自行车6进行开锁和相关信息的接收和传送；

远程控制端5：与后台服务器3连接，并控制后台服务器3的工作，读取后台服务器3的相关数据；

自行车6：配置有车锁，车锁上设置有密码按键，输入密码，车锁自动打开或者用户APP 4扫描自行车6上的二维码，车锁上的自动开锁机构自动开锁。进一步的，网关节点2上配置有第一装配按钮（图未示）和第一装配状态指示灯（图未示），按动第一装配按钮，网关节点2进入装配装置，自动与后台服务器连接通讯，进行数据交互，第一指示灯亮，提示装配状态。停放节点1上配置一个第二装配按钮（图未示）和第二装配状态指示灯，按动第二装配按钮，停放节点1进入第二装配装置，自动与后台服务器3连接通讯，进行数据交互，第二指示灯亮，提示第二装配状态。在本实施例中，装配状态是一种数据从新更新获取的状态，当按动第二装配装置，停车节点1检测到没有取车还车等操作的时候，停放节点1发送指令给停放节点1区域内的每一辆自行车6，获取这些自行车6的相关信息数据，包括自行车身份信息、车锁的电量信息，运行信息等。同样的，当按动第一装配装置，网关节点2发送指令给与之连接的所有停放节点1，通过停放节点1获取与停放节点1连接通讯的自行车6的相关信息，在本实施例中，网关节点2还可以直接监控管理自行车6，当自行车6停放在网关节点2可以监控的范围，而不再停放节点1的辐射区域内的时候，直接读取自行车6的相关信息，并进行控制。

根据上述内容，可以看出，网关节点2与停放节点1上都设置有可充电电池，并装配有太阳能电池板，太阳能电池板给网关节点2以及停放节点1上的电池充电，同样，在自行车6上，也可以配备可充电电池，并配备太阳能电池板，通过太阳能电池板给可充电电池充电。通过太阳能电池板以及可充电电池，有利于节能环保。由于自行车6、停放节点1和网关节点2都设置在室外，有机会接触到充足的阳光，固采用天阳能充电方式，更为节能环保。

请参阅图2，在本实施例中，后台服务器3同时与远程控制端5、用户APP 4以及网关节点2连接通讯，固在后台服务器3上设置有3套接口：与网关节点2通过TCP通讯接口通讯、对用户APP 4通过HTTPS通讯接口连接通讯、对远程控制端5也通过HTTPS通讯接口连接通讯，使用上述几种通讯接口，使通讯速度更快，且结合本实用的采用停放节点1来管理自行车6，采用网关节点2来管理停放节点1以及闲散的自行车6，按照分层通讯的方式，有利于加快数据的通讯，同时可以根据需要对自行车6的管理进行拓展，从而增大自行车6的容量，比如，后台服务器3为一级管理，网关节点2为二级管理，一级管理可以同时连接多个二级管理的网关节点2，而作为二级管理的网关节点2又可以与多个个作为三级管理的停放节点1连接通讯，而每个三级管理的停放节点1又可以与多个个自行车6进行连接通讯，在本实施例中，原理上，网关节点2可以与255个停放节点1通过ZIGBEE通讯方式通讯，而停放节点1又可以与255个自行车6短距离通讯，这样，整个多级管理的系统原理上可控制255*255辆自行车，这是现有技术的一级管理模式所不能达到的效果，可见本实用采用的多级管理系统，其容量更高，与现有技术的共享自行车同数量车辆管理的系统，其通讯速度更快，更主要的是，本实用的该种管理方式，采用了定点停车取车的方式，更有利于自行车6的管理，避免乱停乱放，且采用了临时密码这一操作，更有利于自行车6的管理。

本实用具体的自行车管理方法为：采用了多级管理方式，第一级为后台服务器3，第二级为网关节点2，第三级为停放节点1，后台服务器3与网关节点2连接通讯，网关节点2与停放节点1连接通讯，停放节点1与自行车6连接通讯，请参阅图3，其具体的操作流程为：

用户下载共享单车的用户APP 4，完成注册、登录，查看共享自行车的位置分布；需要注意的时候后，在本实施例中，用户除了注册，还需要在自己所属的账号中存储最低金额，在每次开启自行车6的车锁的时候，系统会自动检测账户中的金额是否符合要求，当金额大于或等于最低金额的时候，车锁才可以正常地开启；

找到停放在停放节点1位置上的共享自行车6，停放节点1与共享自行车6的车锁通过ZIGBEE通讯，ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术，这样，省去了网络连接线的使用，使安装更为方便。用户扫码或者输入车牌号码自动开锁，同时，用户APP4获取临时密码，临时密码将被保存在用于APP中，以便于临时停车时开锁的查询；

开锁成功后，自由骑行，当需要中途停车时，即停车位置不在停放节点范围内时，锁上车锁，用户APP上开始进行暂停计时；期间，任何其他人来扫描该自行车，在该用户的用户APP中，都会显示此车已占用，当前禁止开锁之类的提示，以免自行车被其他人骑走；

当用户返回来继续骑行时，只需要使用之前的临时密码，即可再次打开共享自行车，进行骑行；或者用之前的账户继续扫描二维码，即可自行开锁，系统继续记录骑行时间和骑行路线；

当用户将共享自行车6停放在停放节点1位置，锁上车锁，计算相关费用，显示在用户APP 4中，用户支付相关费用，还车成功，此时，临时密码失效，当下一个用户再次使用此车的时候，产生另外不同的临时密码。

在本实施例中，开锁方式还包括蓝牙开锁，通过扫码，连接共享自行车车锁，共享自行车自动开锁，但是本实用中的开锁结构又不局限于以上几种开锁方式。

在本实施例中，可以根据系统的设定，用户临时停车时间超过额定值，收取一定的费用。

在本实施例中，自行车6、停放节点1和网关节点2都是通过ZIGBEE通讯方式进行通讯，自行车6在停放在停放节点1位点时候时，会自动给网关节点2报送自行车6上的车锁剩余电量和车锁使用情况，当车锁剩余电量过低时，网关节点2报送信息至后台服务器3，后台服务器3安排车辆回收或检修人员进行检修。

自行车6会自动与停放节点1连接通讯，同时网关节点2与停放节点1都会进行装配，具体方式为，网关节点上配置一个第一装配按钮，网关节点在库存状态时，按下第一装配按钮，网关节点进入装配状态，自动访问后台服务器3，成功后清除原所有状态，请求新停放站配置，进入工作状态，第一指示灯亮；如果搜索加入超时失败，回到库存状态；工作状态中，此按钮不起作用，想要从工作状态进入库存状态，需要由后台服务器3下发命令。同样停放节点1上配置一个第二装配按钮和第二指示灯，停放节点1在库存状态时，按下装配按钮，停放节点进入装配状态，自动搜索加入停放站网络，成功后清除原所有状态，请求新停放站配置，进入工作状态，第二指示灯亮，提示已进入装配状态，如果搜索加入超时失败，回到库存状态，工作状态中，此按钮不起作用，欲从工作状态进入库存状态，需要由后台服务器下发命令。需要说明的是，自行车6、网关节点2、停放节点1上都设置有报警装置（图未示），报警装置包括蜂鸣器和指示灯，报警装置工作，蜂鸣器鸣响，指示灯亮，当任何一个环节发生了异常状态时，都会发出报警的蜂鸣声以及闪光灯，同时发送异常信息给后台服务器3，后台服务器3上操作的工作人员进行异常情况监控和排查。

在本实施例中，远程控制端5通过账号密码登录，并连接后台服务器3，远程控制端5实现停放站安装、配置、替换设备、查询设备状态，自行车6发放入站、回收入库、开锁、查询状态，故障车判定、回收入库，下级管理员管理、管理员与后台文字通讯、接收维护任务功能，巡检签到功能。

本实用的优势在于：

1）本实用公开的基于ZIGBEE的共享自行车管理的系统，通过设置停放节点，来规范共享自行车的停放位置，避免自行车影响车辆和行人的正常出行；有利于维护城市交通次序，以及节约共享自行车运营商因异常使用造成的损失；

2）通过ZIGBEE通讯，使共享自行车与停放节点连接通讯，便于自行车的监控，网关节点与停放节点通过ZIGBEE连接通讯，有利于自行车的管理以及停放节点数据的通讯，通过设置三级管理系统，设置多个网关节点，让网关节点与后台服务器连接，对后台服务器进行分流，有利于加快通讯速度，以及数据的响应时间，提高用户的客户体验；

3）通过了设置临时密码，使用户可以中途停车，并确保车辆不被他人骑走，规范了共享自行车的使用；

4）自行车、停放节点和网关节点都设置有太阳能充电板和充电电池，有利于节能环保。

以上公开的仅为本实用的几个具体实施例，但是本实用并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用的保护范围。