一种限制区域内共享雨伞管理系统的制作方法

本发明涉及一种限制区域内共享雨伞管理系统，更具体说是涉及一种运用数字身份、嵌入测控技术、数据服务器技术措施实现的共享雨伞管理系统。

背景技术：

雨伞是出行必备品之一，但由于仅在雨季雨天外出时才使用雨伞，人们往往并不总是随身装戴雨伞。

常常发生大雨来临时，身边无雨伞导致无法出行办事；这种局面在限制区域内更为窘迫，因为周边没有商店、便利店、超市；典型限制区域如大学、如各类中小学、如宾馆酒店，严格限制商贩叫卖游动售货，大雨时从教学楼a至教学楼b都能把人全淋湿。

为此在教学楼在图书馆在宾馆大厅预设预配一定数量雨伞是有意义的。

然而，未经改造的普通雨伞，由学生从教学楼、图书馆使用至宿舍后，如期被学生带回教学楼、图书馆存放处自动归还的不多，导致学校后勤方很苦恼。

一把小小雨伞如何流动、如何管理；成了学校一道风景线与舆情焦点。

社会公众领域已经出现了多种类型的共享雨伞系统。

如图1所示，社会公众领域共享雨伞运营管理系统包括三个部分：第一是雨伞柄上或雨伞面上二维码，第二是雨伞存放架，针对折叠雨伞还改造了雨伞头使其与存放架之间可得磁互相吸附或失磁互相释放；1米5高圆柱体设置多层、每层摆放12把雨伞以上、总共可存放超百把折叠雨伞；第三部分是共享雨伞app，包括注册、激活、扫一扫及资费。由于二维码信息丰富，客户扫码拿取共享雨伞同时管理系统将该共享雨伞二维身份码绑定该客户了，按天收费约束客户扫码归还。

社会公众领域共享雨伞拥有者与客户之间没有任何稳定关系，还假定客户自由使用智能手机；这在高级中学严格约束学生佩带智能手机的环境下，社会公众领域共享雨伞运营管理系统无直接移植价值。

各类学校及宾馆使用雨伞的客户，是固定关联关系的注册学生及入住客户；提供共享雨伞更多体现其公益性，而不是经济行为；不能通过按天收费措施约束客户及时归还共享雨伞；但从存放架处随意拿取，靠注册学生及入住客户自觉归还雨伞的管理手段存在许多弊端，导致限制区域内存放架雨伞越用越少，遇到大雨天无雨伞可用尴尬局面，不断向存放架补充新雨伞难以长期坚持，最后形成限制区域内共享雨伞机制难以生存与良性循环。

如何利用校园卡、房卡，如何在没有液晶显示屏幕前提下，重新布局雨伞存放架并设置客户与共享雨伞之间关联性，如何充分发挥注册学生信息资源及入住客户信息资源，找寻约束客户及时归还共享雨伞至存放架的措施，是目前迫切需要解决的问题。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明涉及一种限制区域内共享雨伞管理系统，更具体说是涉及一种运用数字身份、嵌入测控技术、数据服务器技术措施实现的共享雨伞管理系统。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种限制区域内共享雨伞管理系统,它包括

雨伞本体，由雨伞面、雨伞龙骨及龙珠、雨伞头、雨伞支撑杆及雨伞柄、雨伞伞面扣组成，其中对雨伞柄、雨伞龙珠、雨伞伞面扣的改造依旧保持雨伞使用效用；

塑料金属线缆，由首端方孔线鼻子、塑料金属件主体及末端金属圆柱条组成；

龙珠线孔，在雨伞本体龙珠开挖形成的线孔，塑料金属线缆金属圆柱条及塑料金属件可串穿龙珠线孔；

它还包括包括雨伞柄三位数字、雨伞存放架及管理单元板、注册学生、校园卡、校园资讯管理系统；

所述雨伞存放架及管理单元板由电磁锁孔、锁位号、锁位灯、管理单元、数码管、按键组成；

所述塑料金属线缆首端固定于雨伞存放架，塑料金属件串穿所述龙珠线孔后，末端插入所述电磁锁孔；

所述管理单元由wifi模块，rfid识读器、主控制器、电源模块组成；

所述主控制器为嵌入式控制器，运行嵌入式操作系统，支撑tcp\ip协议；

所述电磁锁孔、锁位灯及数码管与主控制器输出回路连接，所述按键与主控制器输人回路连接；

所述wifi模块及rfid识读器经串行数据线与主控制器连接；

所述校园资讯管理系统在数据库中配置雨伞信息表及监控模块；

所述主控制器经由wifi模块与校园资讯管理系统无线通信连接；

所述主控制器配置为执行如下操作：

接收来自rfid读写器的校园卡数据并与按键输入的三位数字绑定匹配；

驱动相应输出回路以让电磁锁孔通电或断电；

注册学生借拿雨伞时，向校园资讯管理系统上传校园卡号及三位数字绑定数据组；

注册学生归还雨伞时，向校园资讯管理系统仅上传校园卡号并接受校园资讯管理系统回传的三位数字；

所述监控模块配置为执行如下操作：

接受主控制器上传的校园卡号及三位数字绑定数据组并刷新雨伞信息表；

生成校园卡号对应的雨伞借拿归还红黄蓝三态状态数值。

作为优选，所述校园资讯管理系统数据库雨伞信息表字段为校园卡号、学生姓名、班级、家庭联系电话、雨伞身份、拿取状态、归还状态；校园卡号为主键。

作为优选，所述校园资讯管理系统监控模块判定注册学生借拿雨伞归还雨伞状态的措施为：空白状态：注册学生从没有在雨伞存放架管理单元刷校园卡；红色状态：注册学生凭校园卡从雨伞存放架拿取雨伞，但没有归还；黄色状态：注册学生凭校园卡将雨伞归还至一个存放架，但没有被后续注册学生借取；蓝色状态：注册学生凭校园卡所归还的雨伞，该雨伞被后续注册学生借取。

作为优选，所述注册学生拿取雨伞措施为：拿校园卡在管理单元读卡区域刷卡，注册学生在管理单元板手动输入锁位号对应雨伞柄三位数字，主控制器驱动输出回路使得锁位号对应电磁锁孔失去磁性，注册学生随意拿取雨伞供自已使用。

作为优选，所述注册学生归还雨伞措施为：拿校园卡在管理单元读卡区域刷卡；主控制器从校园资讯管理系统回传信息中得到该校园卡对应的雨伞柄三位数字，在管理单元板手动输入空闲锁位号，并将该锁位号对应的塑料金属线缆至少串穿一个雨伞龙珠，主控制器让该锁位号对应的电磁锁孔通电拥有磁性，以让电磁锁孔锁住金属圆柱条。

作为优选，所述电磁锁孔内侧一半为普通塑料件一半为通电体电磁材料，电磁锁孔与一个锁位号及一个锁位灯一一对应，锁位灯及电磁锁孔由主控制器输出回路操控，电磁锁孔内电磁材料电源断开时锁位灯亮，电磁锁孔内电磁材料电源接通时锁位灯灭。

作为优选，所述管理单元板数码管为三个八字型数码管，按键为六个分别是增加键、向左键、ok键、esc键、锁位键、雨伞身份键，两个指示灯分别是锁位灯及雨伞身份灯。

本发明具有的优点和积极效果是：通过塑料金属线缆串穿雨伞龙珠线孔，通过在雨伞伞布边沿及雨伞伞柄上刻写三位数，将雨伞三位数字身份与注册学生校园卡卡号绑定一起，通过校园资讯管理系统以“红、黄、蓝”三色实时显示注册学生雨伞归还状态，实现了注册学生在限制区域内凭校园卡及手动输入交互措施拿取雨伞，校园资讯管理系统自动发布催还雨伞措施约束注册学生及时归还雨伞效果，本发明以最低经济成本以吻合高中校园严格不采纳智能手机的前提下，为学校限制区域内使用共享雨伞提供了整体运营技术措施。

附图说明

图1为公众社会共享雨伞存放架示意图

图2为雨伞与存放架结合示意图

图3为共享雨伞管理系统组成图

图4为存放架与管理单元结合示意图

图中：19-雨伞伞柄、20-雨伞伞面、21-雨伞龙珠、22-塑料金属线缆、23-电磁锁孔、24-金属圆柱条、25-方孔线鼻子、100-校园资讯管理系统、301-主控制器、202-雨伞柄三位数字、302-锁位号、303-锁位灯、400-校园卡。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1-图4，一种限制区域内共享雨伞管理系统，是以如图2及图4所示的存放架及管理单元板为载体，是以如图3所示的管理系统中实现的。

该存放架放置雨伞本体，该管理单元板包括多个电磁锁孔及对应的锁位号和锁位指示灯，人机交互界面，校园wifi模块，rfid识读器、管理主控制器；

该管理系统由三部分组成：

第一部分是校园资讯管理系统，管理校内注册学生各信息包括考勤、学业、食堂用餐、校内超市、门禁。

第二部分是位于教学楼、图书馆、实验室、餐厅布设的存放架及管理单元板，由管理主控制器与校园资讯管理系统校内通信交互信息；

第三层部分是刻录雨伞柄三位数及注册学生校园卡。

本发明系统的应用对象是限制区域内如高级中学校园，而不是公众社会领域。

以下对本发明技术方案实施例进行一一介绍。

一、雨伞组成部件

雨伞可划分为如下五大部件：

雨伞面：是雨伞遮挡雨水及阳光的部件，雨伞面有一个中心点及圆形边沿。

雨伞龙骨及龙珠：从雨伞中心点以30度至60度弧度，将雨伞等分成6至9片，自雨伞中心点至圆形边沿的塑料金属件为雨伞龙骨，雨伞龙骨边沿末端为龙珠。

雨伞头：所有雨伞龙骨在雨伞中心处汇集，雨伞龙骨顶端固定于雨伞支撑杆顶端，雨伞支撑杆顶端位于雨伞面外部部位称为雨伞头。

雨伞支撑杆及雨伞柄：雨伞支撑杆分为顶端、杆体、末端；末端为手动收住雨伞龙珠的雨伞柄；

雨伞伞面扣：位于雨伞面边沿外侧，由手动紧扣或解扣。

在以上雨伞五大部件中，对雨伞使用无干扰、无影响的部件是雨伞柄、雨伞龙珠、雨伞伞面扣；

其他部件如雨伞面、雨伞龙骨、雨伞头、雨伞支撑杆的改动及损坏，都将导致雨伞使用效果。

二、雨伞锁定存放与身份化

如图2所示，将雨伞龙珠设置为圆球形状，圆球半径为3mm至5mm之间，沿圆球中心开挖线孔，线孔直径在2mm至3mm，直径小于雨伞龙珠线孔的塑料金属线缆可串穿通过雨伞龙珠。

塑料金属线缆由三个部分组成，第一部分是方孔线鼻子，经由方孔线鼻子将塑料金属线缆固定在金属板、塑料板、木质板；第二部分是外侧为塑料内侧为金属丝的塑料金属件，这是塑料金属线缆的主体；第三部分是暴露在外的金属圆柱条，塑料金属线缆的塑料金属件及金属圆柱条直径小于雨伞龙珠线孔直径，确保塑料金属件及金属圆柱条可串穿通过雨伞龙珠线孔。

塑料金属线缆的方孔线鼻子经螺丝钉固定在金属板、塑料板、木质板，塑料金属线缆至少串穿雨伞一个龙珠线孔，然后，将塑料金属线缆金属圆柱条插入金属板、塑料板、木质板的电磁锁孔。

通过上述措施，实现了雨伞锁定存放。

在雨伞柄用刻录三位数字如659、237、438等，校园内三位数可存放1000把雨伞，可满足校园循环使用。如果学校规模大投放雨伞数量超千把，可刻录四位数字如2454.1256,2398等；校园内雨伞所刻录数字互不相同。

同时，雨伞柄刻录的三位数字可印录在雨伞伞面扣或雨伞边沿。

在完全不影响雨伞使用效果前提下，在一把雨伞雨伞柄刻录、雨伞伞面扣印录、雨伞边沿印录三位相同数字，而在不同雨伞间刻录数字互不相同的三位数字。

此三位数字称为该雨伞身份。

以上措施实现了雨伞锁定存放及身份化。

三、雨伞存放架及管理单元板

对雨伞进行了锁定存放与身份化措施后，如20把雨伞视为一个单位，设置雨伞存放架与管理单元板。注册学生拿取雨伞必须经过与管理单元板交互后从雨伞存放架拿取。

雨伞存放架可设置为水平隔板敞开间隔，也可设置为垂直圆筒间隔，20把雨伞依次放置间隔内。

如图4所示，由塑料金属线缆将雨伞串穿于管理单元板。

管理单元板包括电磁锁孔、锁位号、锁位灯、管理单元、数码管、按键；

而管理单元由校园wifi模块，rfid识读器、主控制器、电源模块组成。

电磁锁孔内侧一半为普通塑料件令一半为通电体电磁材料，在通电状态下，电磁材料得磁性，吸附金属圆柱体件；在断电状态下，电磁材料失去磁性，释放金属圆柱体件。

电磁锁孔深度为2cm至3cm，电磁锁孔直径大于3mm，确定塑料金属线缆末端金属圆柱条完全插入电磁锁孔内。

每个电磁锁孔边固定一个锁位号，如上排锁位号自左向右分别是1至10，下排锁位号自左向右分别11至20；不同存放架对应的锁位号可以相同。当然，存放架也可制造更大些以能摆放30把40把雨伞，优选按照20把雨伞设计。

锁位号边设置一个锁位灯，锁位灯亮表明选中了该电磁锁孔，对应电磁锁孔内通电体电磁材料电源断开，可任意拿取雨伞。锁位灯灭表明对应电磁锁孔内通电体电磁材料电源畅通，正常受力情况下，手动无法拿取对应的雨伞。

锁位灯亮及电磁锁孔内通电体电磁材料电源断开，锁位灯灭及电磁锁孔内通电体电磁材料电源畅通由管理主控制器输出回路驱动。

管理单元板数码管为三个或四个八字型数码管，按键为六个分别是增加键、向左键、ok键、esc键、电磁锁位键、雨伞身份键。

两个指示灯分别是电磁锁位灯及雨伞身份灯。

数码管与主控制器的输出回路连接，而按键与主控制器输入回路连接；

而管理单元由校园wifi模块，rfid识读器、主控制器、电源模块组成。校园wifi模块及rfid识读器通过串行数据线与主控制器连接。

四、校园资讯管理系统雨伞监控模块

如图4所示，校园资讯管理系统，管理校内注册学生各信息包括考勤、学业、食堂用餐、校内超市、门禁。注册学生姓名、班级、家庭联系电话、校园卡号等在数据库学生基本表单内已经配置完好。

本发明在校园资讯管理系统基本表单基础上添加一张雨伞状态表及监控模块。

主控制器向校园资讯管理系统上传数据包括当前时间、校园卡号、雨伞身份；由此校园资讯管理系统形成雨伞表单字段为校园卡号、学生姓名、班级、家庭联系电话、雨伞身份、拿取状态、归还状态等。

五、主控制器、校园卡、三位数字之间绑定与操控

(1)三位数字与锁位号之间初始化：第一次布设共享雨伞过程中，工作人员第一次按下锁位键，则锁位灯亮，输入锁位号数字；然后，按照身份键身份灯亮，输入雨伞柄三位数字。由此主控制器建立雨伞三位数字与锁位号之间建立绑定关系表。从管理单元输入三位数字，主控制器可查找出对应的锁位号；从管理单元输入锁位号，主控制器可查找出三位数字找出对应的锁位号。

(2)注册学生拿取雨伞时实现三位数字与校园卡之间绑定

注册学生拿取雨伞步骤：

第一步：拿校园卡在管理单元读卡区域刷卡；主控制器得到校园卡身份序号信息，送至校园资讯管理系统是否为本校注册学生及信誉学生。借雨伞未及时归还学生不属信誉学生，在归还雨伞之前是无法再次借拿雨伞的。

第二步：注册学生查看存放架内其中一把雨伞的雨伞伞柄19刻写的三位数字，将此三位数字手动输入到主控制器，主控制器依据三位数字与锁位号之间绑定对照表，查找出对应的锁位号；主控制器把此三位数字及校园卡身份序号绑定一起预备组保文上传至校园资讯管理系统；

第三步:主控制器驱动输出回来对应端口，使得锁位号对应电磁锁孔失去磁性，注册学生随意拿取雨伞供自已使用。

(3)注册学生归还雨伞

注册学生从餐厅、宿舍、从家中带回雨伞至教学楼、实验楼、图书馆；

第一步：拿校园卡在管理单元读卡区域刷卡；主控制器得到校园卡身份序号信息，送至校园资讯管理系统得到该学生绑定对应的三位数字。主控制器得到了匹配绑定的三位数字，主控制器需进一步得到匹配绑定锁位号。此许可借拿雨伞与归还雨伞不必在同一个存放架。

第二步：选择存放架管理单元板电磁锁孔空闲中的一个，注册学生在管理单元手动输入锁位号，

并将塑料金属线缆至少串穿一个雨伞龙珠，锁位灯灭，表明归还雨伞成功，此时主控制器让该锁位号对应的电磁锁孔拥有磁性，以锁住塑料金属线缆末端金属圆柱条。主控制器将校园资讯管理系统得到的三位数字与人机交互界面得到锁位号进行绑定形成对照表一条记录。

六、注册学生拿取、归还雨伞流程

存放架及管理单元板是教学楼、实验楼、图书馆、餐厅布设的基础设施，协调、调度、监控注册学生拿取及归还雨伞循环运转的核心是校园资讯管理系统。

校园资讯管理系统基本表单基础上添加一张雨伞状态表及监控模块。

如图4所示，主控制器向校园资讯管理系统上传数据包括当前时间、校园卡号、雨伞身份；由此校园资讯管理系统形成雨伞表单字段为校园卡号、学生姓名、班级、家庭联系电话、雨伞身份、拿取状态、归还状态等。

对应借拿雨伞的注册学生，主控制器上传校园卡号后，校园资讯管理系统上回传雨伞状态表雨伞身份字段给主控制器。

校园资讯管理系统对注册学生借拿雨伞归还雨伞状态对应措施是：

注册学生空白状态：注册学生从没有在存放架管理单元刷校园卡。

注册学生红色状态：注册学生凭校园卡从存放架拿取雨伞，但没有归还。

注册学生黄色状态：注册学生凭校园卡将雨伞归还至一个存放架，但没有被后来注册学生借取。

注册学生蓝色状态：注册学生凭校园卡所归还的雨伞，被后来注册学生成功借取，借还借流程循环成功。

通过以上措施，校园资讯管理系统雨伞状态表各字段依据规则产生相应数值。

校园资讯管理系统可自动查阅红色状态达一个月或黄色状态达3个月的注册学生名单并按照班级打印，通过班主任或学生干部直接告之相应学生及时归还与核实。以上技术措施保障共享雨伞在高级中学校园这个限制区域内投放、借拿、归还，借拿良性循环的局面。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启发下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出许多形式，这些均属于本发明保护范围之内。