一种基于半波通信的共享电动自行车系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于半波通信的共享电动自行车系统，其中共享电动自行车采用键盘或扫码开锁，通过设置通信站、射频通信站、充电登记控制器或红外登记装置的方式，使共享电动自行车实现有序停放登记，用户共管和无障碍定位，并通过半波通信方式联网，实现登记信息经共享电动自行车、充电登记控制器传递至通信站再上传至总站控制器。

【技术实现步骤摘要】
一种基于半波通信的共享电动自行车系统(一)
：本专利技术涉及一种基于半波通信的共享电动自行车系统，其中共享电动自行车采用键盘或扫码开锁，通过设置通信站、射频通信站、充电登记控制器或红外登记装置的方式，使共享电动自行车实现有序停放登记，用户共管和无障碍定位，并通过半波通信方式联网，实现登记信息经共享电动自行车、充电登记控制器传递至通信站再上传至总站控制器。(二)
技术介绍
：街头悄然出现了数量不多的共享电动单车，它们整齐地摆放在自行车停放区的共享单车之中，。共享电动单车解决的是3到10公里的出行需求，使用方法与共享单车大同小异，每辆电动单车后设置有标牌，标牌上包括二维码与车辆编号，用户可以通过扫描二维码的方式来解锁车辆，从而达到完成骑行。街头出现的共享电动单车外观几乎都为电动摩托车样式，不具备脚踏功能违反国标规定，车速较快，一旦驾驶操作不当，存在较大安全隐患，极易引发交通安全事故根据现行国家技术标准《电动自行车通用技术条件》规定：电动自行车的设计时速在20公里以内、重量含电池不超过40公斤、必须具备脚踏骑行功能。但是，电动自行车按交通安全法属于非机动车，同样享有路上行驶权。其次，电动自行车可以满足远距离的行驶需求。现在城市范围拓展越来越大，因此共享电动自行车特别适合二线城市和农村乡镇的需求。(三)
技术实现思路
：共享电动自行车采用键盘密码锁，用密码或扫码开锁。打开手机APP对准共享电动自行车的二维码扫码后，手机通过蓝牙发出开锁指令即可手动开锁，手机APP开始计时，当用户到达目的地锁车到位时，锁车开关动作记录车锁状态，用户即可依计时时间结账。对于长时间使用频繁开关车锁时，可在手机APP中设置简单密码，与车锁控制器作扫码开锁通信后，即可用所述简单密码开锁，到达目的地结账后所述简单密码失效。当几个人集体旅游用车、街头广告宣传队用车等均可用一部手机APP的集体用车界面分别对每一部车作扫码开锁，同时设置简单密码，用完车通过手机蓝牙对每一部共享电动自行车发出结账确认，关锁后，所有简单密码失效。作为过路人或义务员的临时用户可从键盘输入密码开锁，不用安装手机APP可随时对乱停放未登记车或故障车利用手机根据共享电动自行车车牌提供的信息，向总站控制器拨打电话，电话末尾加共享电动自行车号，总站控制器回复开锁密码短信，临时用户即可用密码开锁，这时共享电动自行车如果是正确停放登记将拒绝开锁，当临时用户将乱停放车纠正停放位置并登记锁车后，车锁控制器记录使用时间和专用密码，通过充电登记控制器和通信网络向总站控制器汇总累计奖励或费用，总站根据计时时间，在设定时间内锁车登记有奖，超过设定时间费用由电话费扣除。总站控制器与各通信站通过电力线半波通信组网。总站控制器与各通信站是在约定的同步时间通信，同步时间采用对电网周波的累计计数值与电网一个周波的平均时间相乘的积，再加上计时时间点与电网周波整数值之间的计时值得到同步时间。在总站控制器与各通信站的半波通信装置中各安装一个通信电子开关、开关驱动模块。通信电子开关的开关驱动模块是从电力网线的周波信号经电阻降压、信号调理并反相后接D触发器A的CLK端，D触发器A的Q端接单片机的外部中断口INT1，该中断口设置为电平触发。D触发器A的D端接地，其S端与单片机的I/O口相接，初始状态S端置1。当CLK端的正方波信号到来时，其上升沿使D触发器置0中断口INT1低电平产生中断，在中断服务程序中先经0.5MS延时后接通通信电子开关，开始计时，并使S端置0，D触发器置1即Q端为1而关中断INT1，然后进行通信，通信电子开关依所采用通信方式接于单片机相应端口，并进行信号调理，计时9MS以内这一周波的通信结束，关断通信电子开关，S端置1使开中断等待下一周波的通信，如此周而复始实现半波通信。本次通信结束时总站控制器向各通信站发送关断通信电子开关和关中断INT1的指令。共享电动自行车安装有智能限速器和数字式车速计，并具备脚踏功能，最高时速小于20公里。在共享电动自行车停放区设置通信站或安装电动自行车的充电登记控制器或射频通信站或红外登记装置。充电登记控制器包含单片机、充电控制器、非易失存储器、红外收发装置和蓝牙模块，单片机的串行口与蓝牙模块直接相联。通信站中包含半波通信装置和充电登记控制器，各通信站将收集到的登记信息进行数据处理后上传至总站控制器，由总站控制器监测各处车流量，并实现共享电动自行车有序停放用户共管和无障碍定位。共享电动自行车中装有电动车控制器和智能限速器，电动车控制器包含单片机、非易失存储器、红外收发装置、蓝牙模块和键盘，红外收发装置接于单片机的I/O口，单片机的串行口与蓝牙模块直接相联。红外收发装置中包含由红外发射管和红外接收管及透镜构成的红外收发探头。单片机的I/O口分别与共享电动自行车的电门锁和固定于前轮架的马蹄锁连接。非共享电动自行车使用的机械式电门锁不用，改由继电器及其驱动电路构成，其开关信号由单片机经I/O口提供，当用户用车时电动车控制器获得开锁指令后向电门锁发送开锁信号，串联于蓄电池供电电路的继电器常开触头闭合，从而取代非共享电动自行车使用的钥匙打开电门锁，共享电动自行车的不同状态由转换开关控制。电动车控制器还同时将开锁信号发送给马蹄锁，马蹄锁由常见的开锁电机和开锁机构组成，由电动车控制器开锁后就可以手动拉开车锁。安装马蹄锁是加强电动自行车的防盗功能。共享电动自行车中智能限速器是由电动车控制器通过单片机控制脉宽调制电路的输出，从而改变功率管输出功率，并根据数字式车速计的测量数据和车速设定值改变最高时速。根据出行的登记站点道路拥挤情况在设定时间内最高时速被限定在10至15公里，当生手骑行或道路拥挤出现骑行速度变化大时，最高时速被限定在8至12公里。共享电动自行车的电池组安装铂热电阻，由电动车控制器通过A/D转换器测量电池组环境温度，当温度超过25℃时开启风扇降温，当温度超过50℃时报警并降低电池组输出功率。射频通信站用于不便设置自行车停放区的窄人行道的道路边对骑行中的共享电动自行车交换信息。射频通信站安装有微控制器、非易失存储器和蓝牙模块，其中微控制器采用AT89C55，并采用CC2541芯片串口透传的蓝牙模块，AT89C55与CC2541芯片通过串口通信传输数据，并将数据保存在非易失存储器中以作进一步处理。当骑行中的共享电动自行车进入射频通信站蓝牙信号覆盖区时，共享电动自行车蓝牙模块被唤醒接入微微网，进入微微网的共享电动自行车依次与射频通信站进行登记信息交换，登记信息交换后的共享电动自行车蓝牙模块置于休眠状态。在闹市区的主干道路边标有非机动车停车位标线的自行车停放区设置通信站或充电登记控制器，设置通信站用于构成通信网络，一个充电登记控制器包括一个或多个充电桩，充电桩的充电控制器装有热敏电阻测温装置，并具有防水和充满断电功能，超过25℃时开启风扇降温保护，当共享电动自行车接入充电桩后，延时10分钟开始充电并由LED显示充电状态。共享电动自行车停放时，用户依其车上电量表，选择停放于充电桩位置或紧靠充电桩顺序排列的停放位置，如果电量表显示需要充电时不去充电不予结账并被扣款惩罚，去充电奖励。每个充电桩均安装红外收发装置，由充电登记控制器轮巡扫描安装于充电桩的红外收发装置对接入充电桩的共享电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于半波通信的共享电动自行车系统,共享电动自行车采用键盘密码锁，用密码或扫码开锁；打开手机APP对准共享电动自行车的二维码扫码后，手机通过蓝牙发出开锁指令即可手动开锁，手机APP开始计时，当用户到达目的地锁车到位时，锁车开关动作记录车锁状态，用户即可依计时时间结账；其特征是，对于长时间使用频繁开关车锁时，可在手机APP中设置简单密码，与电动车控制器作扫码开锁通信后，即可用所述简单密码开锁，到达目的地结账后所述简单密码失效；当几个人集体旅游用车、街头广告宣传队用车等均可用一部手机APP的集体用车界面分别对每一部车作扫码开锁，同时设置简单密码，用完车通过手机蓝牙对每一部共享电动自行车发出结账确认，关锁后，所有简单密码失效；作为过路人或义务员的临时用户可从键盘输入密码开锁，不用安装手机APP可随时对乱停放未登记车或故障车利用手机根据共享电动自行车车牌提供的信息，向总站控制器拨打电话，电话末尾加共享电动自行车号，总站控制器回复开锁密码短信，临时用户即可用密码开锁，这时共享电动自行车如果是正确停放登记将拒绝开锁，当临时用户将乱停放车纠正停放位置并登记锁车后，电动车控制器记录使用时间和专用密码，通过充电登记控制器和通信网络向总站控制器汇总累计奖励或费用，总站根据计时时间，在设定时间内锁车登记有奖，超过设定时间费用由电话费扣除；总站控制器与各通信站通过电力线半波通信组网；总站控制器与各通信站是在约定的同步时间通信，同步时间采用对电网周波的累计计数值与电网一个周波的平均时间相乘的积，再加上计时时间点与电网周波整数值之间的计时值得到同步时间；在总站控制器与各通信站的半波通信装置中各安装一个通信电子开关、开关驱动模块；通信电子开关的开关驱动模块是从电力网线的周波信号经电阻降压后接D触发器再接单片机的外部中断口，当周波信号到来时产生中断，在中断服务程序中进行通信，通信电子开关接于单片机相应端口，计时9MS以内这一周波的通信结束，关断通信电子开关，开中断等待下一周波的通信，如此周而复始实现半波通信；共享电动自行车安装有智能限速器和数字式车速计，并具备脚踏功能，在共享电动自行车停放区设置通信站或安装电动自行车的充电登记控制器或射频通信站或红外登记装置；充电登记控制器装有蓝牙模块，单片机的串行口与蓝牙模块直接相联；通信站中装有半波通信装置和充电登记控制器，共享电动自行车中装有电动车控制器和智能限速器，电动车控制器包含蓝牙模块和键盘，红外收发装置接于单片机的I/O口，单片机的串行口与蓝牙模块直接相联；红外收发装置中包含由红外发射管和红外接收管及透镜构成的红外收发探头；单片机的I/O口分别与共享电动自行车的电门锁和固定于前轮架的马蹄锁连接；非共享电动自行车使用的机械式电门锁不用，改由继电器及其驱动电路构成，其开关信号由单片机经I/O口提供，当用户用车时电动车控制器获得开锁指令后向电门锁发送开锁信号，串联于蓄电池供电电路的继电器常开触头闭合，共享电动自行车的不同状态由转换开关控制；电动车控制器还同时将开锁信号发送给马蹄锁，马蹄锁由常见的开锁电机和开锁机构组成，由电动车控制器开锁后就可以手动拉开车锁；共享电动自行车中智能限速器是由电动车控制器通过单片机控制脉宽调制电路的输出，从而改变功率管输出功率，并根据数字式车速计的测量数据和车速设定值改变最高时速；根据出行的登记站点道路拥挤情况在设定时间内最高时速被限定在10至15公里，当生手骑行或道路拥挤出现骑行速度变化大时，最高时速被限定在8至12公里；共享电动自行车的电池组安装铂热电阻，由电动车控制器通过A/D转换器测量电池组环境温度，当温度超过25℃时开启风扇降温，当温度超过50℃时报警并降低电池组输出功率；射频通信站用于不便设置自行车停放区的窄人行道的道路边对骑行中的共享电动自行车交换信息；射频通信站安装有微控制器、非易失存储器和蓝牙模块，其中微控制器采用AT89C55，并采用CC2541芯片蓝牙模块；当骑行中的共享电动自行车进入射频通信站蓝牙信号覆盖区时，共享电动自行车蓝牙模块被唤醒接入微微网，进入微微网的共享电动自行车依次与射频通信站进行登记信息交换，登记信息交换后的共享电动自行车蓝牙模块置于休眠状态；在闹市区的主干道路边的自行车停放区设置通信站或充电登记控制器，一个充电登记控制器包括一个或多个充电桩，充电桩的充电控制器装有热敏电阻测温装置，并具有防水和充满断电功能，超过25℃时开启风扇降温保护，当共享电动自行车接入充电桩后，延时10分钟开始充电并由LED显示充电状态；共享电动自行车停放时，用户依其车上电量表，选择停放于充电桩位置或紧靠充电桩顺序排列的停放位置，如果电量表显示需要充电时不去充电不予结账并被扣款惩罚，去充电奖励；每个充电桩均安装红外收发装置，由充电登记控制器轮巡扫描安装于充电桩的红外收发装置对...

【技术特征摘要】
1.一种基于半波通信的共享电动自行车系统,共享电动自行车采用键盘密码锁，用密码或扫码开锁；打开手机APP对准共享电动自行车的二维码扫码后，手机通过蓝牙发出开锁指令即可手动开锁，手机APP开始计时，当用户到达目的地锁车到位时，锁车开关动作记录车锁状态，用户即可依计时时间结账；其特征是，对于长时间使用频繁开关车锁时，可在手机APP中设置简单密码，与电动车控制器作扫码开锁通信后，即可用所述简单密码开锁，到达目的地结账后所述简单密码失效；当几个人集体旅游用车、街头广告宣传队用车等均可用一部手机APP的集体用车界面分别对每一部车作扫码开锁，同时设置简单密码，用完车通过手机蓝牙对每一部共享电动自行车发出结账确认，关锁后，所有简单密码失效；作为过路人或义务员的临时用户可从键盘输入密码开锁，不用安装手机APP可随时对乱停放未登记车或故障车利用手机根据共享电动自行车车牌提供的信息，向总站控制器拨打电话，电话末尾加共享电动自行车号，总站控制器回复开锁密码短信，临时用户即可用密码开锁，这时共享电动自行车如果是正确停放登记将拒绝开锁，当临时用户将乱停放车纠正停放位置并登记锁车后，电动车控制器记录使用时间和专用密码，通过充电登记控制器和通信网络向总站控制器汇总累计奖励或费用，总站根据计时时间，在设定时间内锁车登记有奖，超过设定时间费用由电话费扣除；总站控制器与各通信站通过电力线半波通信组网；总站控制器与各通信站是在约定的同步时间通信，同步时间采用对电网周波的累计计数值与电网一个周波的平均时间相乘的积，再加上计时时间点与电网周波整数值之间的计时值得到同步时间；在总站控制器与各通信站的半波通信装置中各安装一个通信电子开关、开关驱动模块；通信电子开关的开关驱动模块是从电力网线的周波信号经电阻降压后接D触发器再接单片机的外部中断口，当周波信号到来时产生中断，在中断服务程序中进行通信，通信电子开关接于单片机相应端口，计时9MS以内这一周波的通信结束，关断通信电子开关，开中断等待下一周波的通信，如此周而复始实现半波通信；共享电动自行车安装有智能限速器和数字式车速计，并具备脚踏功能，在共享电动自行车停放区设置通信站或安装电动自行车的充电登记控制器或射频通信站或红外登记装置；充电登记控制器装有蓝牙模块，单片机的串行口与蓝牙模块直接相联；通信站中装有半波通信装置和充电登记控制器，共享电动自行车中装有电动车控制器和智能限速器，电动车控制器包含蓝牙模块和键盘，红外收发装置接于单片机的I/O口，单片机的串行口与蓝牙模块直接相联；红外收发装置中包含由红外发射管和红外接收管及透镜构成的红外收发探头；单片机的I/O口分别与共享电动自行车的电门锁和固定于前轮架的马蹄锁连接；非共享电动自行车使用的机械式电门锁不用，改由继电器及其驱动电路构成，其开关信号由单片机经I/O口提供，当用户用车时电动车控制器获得开锁指令后向电门锁发送开锁信号，串联于蓄电池供电电路的继电器常开触头闭合，共享电动自行车的不同状态由转换开关控制；电动车控制器还同时将开锁信号发送给马蹄锁，马蹄锁由常见的开锁电机和开锁机构组成，由电动车控制器开锁后就可以手动拉开车锁；共享电动自行车中智能限速器是由电动车控制器通过单片机控制脉宽调制电路的输出，从而改变功率管输出功率，并根据数字式车速计的测量数据和车速设定值改变最高时速；根据出行的登记站点道路拥挤情况在设定时间内最高时速被限定在10至15公里，当生手骑行或道路拥挤出现骑行速度变化大时，最高时速被限定在8至12公里；共享电动自行车的电池组安装铂热电阻，由电动车控制器通过A/D转换器测量电池组环境温度，当温度超过25℃时开启风扇降温，当温度超过50℃时报警并降低电池组输出功率；射频通信站用于不便设置自行车停放区的窄人行道的道路边对骑行中的共享电动自行车交换信息；射频通信站安装有微控制器、非易失存储器和蓝牙模块，其中微控制器采用AT89C55，并采用CC2541芯片蓝牙模块；当骑行中的共享电动自行车进入射频通信站蓝牙信号覆盖区时，共享电动自行车蓝牙模块被唤醒接入微微网，进入微微网的共享电动自行车依次与射频通信站进行登记信息交换，登记信息交换后的共享电动自行车蓝牙模块置于休眠状态；在闹市区的主干道路边的自行车停放区设置通信站或充电登记控制器，一个充电登记控制器包括一个或多个充电桩，充电桩的充电控制器装有热敏电阻测温装置，并具有防水和充满断电功能，超过25℃时开启风扇降温保护，当共享电动自行车接入充电桩后，延时10分钟开始充电并由LED显示充电状态；共享电动自行车停放时，用户依其车上电量表，选择停放于充电桩位置或紧靠充电桩顺序排列的停放位置，如果电量表显示需要充电时不去充电不予结账并被扣款惩罚，去充电奖励；每个充电桩均安装红外收发装置，由充电登记控制器轮巡扫描安装于充电桩的红外收发装置对接入充电桩的共享电动自行车编号登记；此后由接于充电桩的共享电动自行车对停靠在充电桩旁边的共享电动自行车开始依序作红外接力编号登记，随意停放则无法登记无法结账；共享电动自行车的红外收发装置设置定位用红外收发探头和接力用红外收发探头；共享电动自行车的红外收发探头除与充电桩对射外，还装于车把的后视镜架顶部或另装一个用于标识或装饰的立杆顶部的接力用红外收发探头，接力用红外收发探头具有统一安装高度和位置向电动自行车左右对射，相应作左或右标记，其发射的信号不被其它自行车所阻挡；每日充电登记控制器作为主设备安装在充电桩上的红外线收发装置起动后的设定时间内，共享电动自行车依次接入充电桩登记或进入充电桩旁边依序停放作接力编号登记，所述接力编号登记是指由充电桩登记的共享电动自行车的接力用红外收发探头对存放于充电桩旁边的共享电动自行车开始登记，登记后的共享电动自行车再以成功登记时接力用红外收发探头的左或右接收，向右或左的未登记共享电动自行车进行编号登记，并传递登记和编号信息，直到最后无法对下一辆登记和编号或到设定时间，最后一辆被成功登记和编号的共享电动自行车标记为接力车从休眠状态被唤醒接入主设备中蓝牙模块控制的微微网，并将通过接力传递的所有已登记和编号的共享电动自行车信息无线发送至主设备，发送后接力车蓝牙模块进入休眠模式完成接力编号登记，成为第一批登记和编号的共享电动自行车，此后由充电登记控制器对共享电动自行车编号进行接力登记和编号；接力登记和编号过程：先对已进入充电登记控制器中蓝牙信号覆盖区并锁车后未登记的共享电动自行车被唤醒接入微微网，由充电登记控制器对微微网内每辆共享电动自行车依序分配“新编号”，用于红外接力登记，分配新编号后的共享电动自行车蓝牙模块即置于休眠状态，接着，充电登记控制器对包括充电桩登记和编号的已登记和编号的共享电动自行车以其编号为地址实现充电登记控制器与共享电动自行车蓝牙模块串口通信的登记信息交换，并且充电登记控制器将所有新编号发送给除充电桩登记和编号外所有已登记和编号的共享电动自行车，然后从接力车开始依新编号为地址对新编号共享电动自行...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金木，
申请(专利权)人：福州台江区超人电子有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35