的ZigBee是一种短距离无线通信技术，将ZigBee技术应用于无锁粧公共自行车的租赁管理，具有以下特点:
[0052]1、数据传输速率高，最大传输速率为250kbps，可以满足自行车租赁数据传输要求。
[0053]2、功耗低，与传统的GPRS等无线通信相比，ZigBee模块功耗低。
[0054]3、可靠性高，数据安全。三级安全模式:包括无完全模式(广播)、使用访问控制协议(特定目的地址)、高级加密方式(AES)。无线通信中采用了 CSMA-CA冲突避免机制，能够避免数据传输中的冲突竞争，采用了带安全确认的数据传输机制，此外，采用了数据完整性检查等算法，保证系统可靠性。
[0055]4、自组织组网。租赁终端和公共自行车组建的ZigBee网络能够在无需人工干预的情况下，建立连接，构建ZigBee网络，公共自行车和租赁终端可以通过ZigBee无线网络通信，从而实现租赁管理。
[0056]5、时延短，ZigBee模块之间建立连接快。模块之间通信时延可以保证在毫秒级，可以保证租赁管理实时性。
[0057]6、成本低，频段多。ZigBee协议免专利费，可以降低系统成本，工作频段灵活，可以工作在2.4GHz等多个免执照频段。
[0058]7、网络容量大。每个ZigBee网络可以容纳上万个节点，可以满足无锁粧公共自行车租赁要求。
[0059]8、无线通信模块采用CC2530芯片，集成了处理器与射频于一体，与ZigBee具有很好的兼容性。
[0060]图2是本发明系统实施例的结构示意图，如图2所示，一种无线管理的公共自行车租赁管理系统，其包括:租赁终端210和自行车220 ；
[0061]所述自行车220包括:
[0062]通信模块221，用于:在位于停车场区域内时，通过ZigBee协议与所述租赁终端建立自组网的无线连接；
[0063]读卡器222，用于:进行租还车身份读取并生成租还车信息；
[0064]单片机223，用于:将所述租还车信息通过所述无线连接发送给所述租赁终端，接收来自所述租赁终端的许可信息完成租还车操作；
[0065]所述租赁终端210，用于:通过ZigBee无线信号的强度变化来获得所述自行车的位置信息，并根据所述租还车信息和所述位置信息判断所述自行车是否非法脱离所述停车场区域，是则进行警报处理。
[0066]可见，本发明实施例采用基于ZigBee技术的无锁粧方式既能满足租赁系统的租赁需求，又能弥补目前有线联网租赁系统所存在的不足。
[0067]本发明实施例采用了 ZigBee技术对公共自行车进行无线租赁管理，ZigBee模块成本低，功耗低，容量高，为无锁粧公共自行车租赁管理提供了一种很好的解决方案。
[0068]其中，所述读卡器具有射频识别模块，用于识别IC卡的身份信息；所述单片机还用于:控制所述自行车的锁控模块解锁或锁闭。所述锁控模块为基于电磁锁的机械结构。
[0069]可见，基于ZigBee技术的无锁粧公共自行车租赁系统利用ZigBee无线传输方式，将射频识别模块识别的IC卡信息发送到租赁终端，租赁终端根据收到的信息，可以对自行车进行相应的控制。公共自行车和租赁终端通过ZigBee无线方式通信，减少了布线安装问题，维护方便，成本低。
[0070]所述自行车还包括:语音模块和显示模块；电源模块，用于:通过自行车运转过程中的机械能进行充电。
[0071]可见，本发明实施例中，不但通过无线自组网技术取代有线布线，还通过ZigBee无线信号的强度变化来获得所述自行车的位置信息，从而实现原来锁粧的安全功能，从而彻底取消锁粧，是一种无锁粧公共自行车租赁系统。
[0072]该无锁粧公共自行车租赁系统，主要由租赁终端，城市管理中心，自行车以及用户IC卡组成。每辆自行车配有RFID (Rad1 Frequency Identif icat1n，无线射频识别)，模块读卡器以及ZigBee无线通信模块，RFID模块读卡器用于对用户卡的识别，ZigBee无线通信模块用于与租赁终端的无线通信。
[0073]租赁终端作为ZigBee网络的网关，建立租赁系统管理网络，公共自行车作为ZigBee网络中的节点，能够加入租赁终端建立的网络，租赁终端能够通过ZigBee技术能够实现对公共自行车的控制，位置的获取以及租赁过程的管理。
[0074]其中，租车还车流程如下:
[0075]自行车与租赁终端之间的通信利用ZigBee无线网络，每辆自行车和租赁终端均配备ZigBee无线模块，租赁终端的ZigBee无线模块主要负责组建和管理网络，自行车无线模块可以加入租赁终端建立的网络，租赁终端和自行车形成一个自组网，通过ZigBee无线网络进行通信。
[0076]在无锁粧公共自行车租赁系统中，每辆自行车都有用于租车、还车的读卡器，每次租车时，只需要将IC卡在自行车刷卡处进行刷卡，射频识别模块能够识别卡号身份信息，将卡号ID、自行车ID以及租车时间通过ZigBee网络无线发送到租赁终端，租赁终端进行存储并上传到服务器，然后回复租车成功信号，租车成功。还车时，首先将自行车放置于管理区域，在刷卡处进行刷卡，自行车无线模块将卡号ID、自行车ID以及还车时间传送至租赁终端，租赁终端通过计算时间得出相应租车费用，将费用信息发送至自行车无线模块，对IC卡扣费，同时提示还车成功。
[0077]其中，安全性管理如下:
[0078]出现非法租车的时候，租赁终端和自行车会产生报警信息，同时租赁终端可以将报警信息及时通知相关的安保人员。
[0079]在无锁粧公共自行车管理区域内，租赁终端和自行车可以通过之间的无线信号判断之间的距离，从而实现对自行车位置的监控，当未经刷卡，自行车离开管理区域时，可以产生报警信号。
[0080]本发明租赁终端和自行车之间采用了基于RSSI (接收信号强度指示)的定位算法。无线信号在传输的过程中，信号的强度值和传播距离有着明确的关系，随着距离的增加，信号强度值会下降，本发明就利用了这个规律对自行车进行定位管理。
[0081]ZigBee无线信号在传播过程中，接收信号强度与距离具有以下关系:
[0082]Pij = P0-10nplogl0 (di j)
[0083]Pij为j节点接收到的i节点信号强度值，PO为信号传播I米后的信号强度，np为环境损耗指数，dij为i节点与j节点之间的距离。通过这个公式，可以根据接收到的信号强度，得到租赁终端和自行车之间的距离，当租赁终端和自行车检测到之间的距离过大，已经超出租赁区域时，能够产生报警信号。
[0084]其中，硬件设计如下:
[0085]图3为本发明一种低功耗、无线管理的无锁粧公共自行车租赁管理系统示意图，其包括多辆自行车，通过ZigBee无线连接租赁终端，租赁终端通过GPRS连接城市管理中心；
[0086]图4为本发明一种低功耗、无线管理的无锁粧公共自行车租赁管理系统自行车硬件结构示意图，硬件设计框架如图4所示，无锁粧公共自行车硬件由RFID模块(RFID模块读卡器)、ZigBee天线(ZigBee无线通信模块)、电源管理模块、语音模块、IXD显示模块、处理器模块和锁控模块组成。
[0087]图5为本发明一种低功耗、无线管理的无锁粧公共自行车租赁管理系统的租赁终端结构示意图。租赁终端硬件由RFID模块(RFID模块读卡器)、ZigBee天线(ZigBee无线通信模块)、电源模块、语音模块、IXD显示模块、处理器模块和GPRS/GSM模块组成。
[0088]GPRS/GSM无线通信模块主要应用在紧急情况下报警，