自行车借还系统及自行车借还车方法

摘要

本发明公开了一种自行车借还系统，包括管理中心；设置在每个自行车站点的站点服务器；若干自行车，每辆自行车上均设置有一唯一对应的识别标志、一锁具；用户携带的可与管理中心进行通讯连接的智能终端，每个智能终端均包括一用于对自行车上的识别标志进行识别的识别模块；站点服务器可与管理中心进行通讯连接，站点服务器可控制自行车上的锁具自动打开。本发明使得在借还自行车时不需要使用借车卡，而且自行车站点无需设置驻车电子防盗锁柱,占地空间更少。

说明书

技术领域

本发明涉及一种自行车借还系统及自行车借还车方法。

背景技术

公共自行车作为具有低碳环保、健康出行、共享高效、使用便捷等优点，近年来在全世界快速发展。共享公共自行车出行系统通常以城市为单位进行部署、建设，由数据中心、驻车站点、驻车电子防盗锁柱、自行车（含随车锁具、车辆电子标签）及相应的通讯、监控设备组成。一个数据中心可管理几百至几千个站点，每个站点配备20～80驻车电子防盗锁柱。公共自行车管理单位向居民发放借车卡，用户在站点刷卡借车，到达目的地后，将车归还到就近的站点。可根据使用时长和一定的计费标准收取一定的使用费。但也存在以下方面的问题：

1、用户使用不便。一是用户必须提前知道出发点周边有自行车网点，以及目的地周边有还车点才会用车；二是还车时除将车辆放入锁柱外还需刷卡确认，如果不熟悉流程或者周边环境噪杂，容易发生误以为还车成功但实际未真正还车，从而导致车辆丢失；三是中间暂停车辆需要提前记密码，容易遗忘或不锁车，导致车辆丢失；四是高峰期自行车站点的驻车电子防盗锁柱不足，导致无法还车。

2、用户需到指定办理点办理借车卡和充值，程序繁琐。

3、建设成本高，周期长。

4、自行车站点选址难，设施供电难，政府需协助解决。

5、营运成本高。驻车电子防盗锁柱、闸机等设备的维护成本高，此外为借车卡的发卡和充值，需配套设置服务中心和工作人员，大大增加了人工成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种自行车借还系统，其使得在借还自行车时不需要使用借车卡，而且自行车站点无需设置驻车电子防盗锁柱,占地空间更少。

为解决上述技术问题，本发明提供的自行车借还系统，包括：

管理中心；

设置在每个自行车站点的站点服务器，每个站点服务器均包括一第一控制模块、一第一通讯模块和一第二通讯模块，第一通讯模块和第二通讯模块均与第一控制模块电性连接，第一通讯模块用于与管理中心进行通讯连接；

若干自行车，每辆自行车上均设置有一唯一对应的识别标志、一锁具、一用于控制锁具自动打开的第二控制模块和一用于与站点服务器上的第二通讯模块进行配对连接的第三通讯模块，第三通讯模块与第二控制模块电性连接；

用户携带的可与管理中心进行通讯连接的智能终端，每个智能终端均包括一用于对自行车上的识别标志进行识别的识别模块。

作为优选，每辆自行车上的锁具均为电子密码锁，每辆自行车上的第二控制模块均可用于存储开锁密码，每辆自行车上均设置有用于输入开锁密码的按键模块。

作为优选，每辆自行车上的识别标志均为二维码。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种自行车借还车方法，其特征在于，包括：

（1）、当用户需要借车时，用户通过携带的智能终端中的APP查询附近的自行车站点，选择将要前往的自行车站点；

（2）、用户到达选定的自行车站点，选取要借用的自行车，然后用户通过携带的智能终端中的APP并利用智能终端中的识别模块识别所选取的自行车上的识别标志，以使智能终端获取自行车信息，并且通过自行车上的第三通讯模块与用户所在的自行车站点的站点服务器上的第二通讯模块的自动配对连接，使得智能终端获取用户所在的自行车站点的信息，智能终端将自行车信息和自行车站点信息发送至管理中心；

（3）、智能终端中的APP询问用户是否要借车，如用户选择“是”，则智能终端发送信号到管理中心，管理中心确认用户要借车，管理中心调出相应的用户信息、自行车站点信息、自行车信息，确认该用户取得所选取的自行车的使用权，并且管理中心开始计时该用户使用自行车的时间；

同时，管理中心发送信号到用户所在的自行车站点的站点服务器，站点服务器解除对用户所选取的自行车的距离控制；

同时，管理中心发送信号到用户所在的自行车站点的站点服务器，站点服务器发送信号到用户所选取的自行车上的第二控制模块，第二控制模块控制用户所选取的自行车上的锁具打开，用户可骑用所选取的自行车；

到此用户完成借车流程；

（4）、当用户需要还车时，用户将所持有的自行车骑到目的地附近的自行车站点，用户所持有的自行车上的第三通讯模块与用户所在的自行车站点的站点服务器上的第二通讯模块自动配对连接；

（5）、用户手动将所持有的自行车上的锁具锁上，此时该锁具上的用于检测锁具状态的状态检测器发送信号到用户所持有的自行车上的第二控制模块，用户所持有的自行车上的第二控制模块发送信号到用户所在的自行车站点的站点服务器，站点服务器发送信号到管理中心，管理中心得知用户所持有的自行车已经被锁具锁上，然后管理中心发送信息到用户携带的智能终端，通知用户其所持有的自行车已经上锁，同时，智能终端通过APP询问用户现在是否要还车，如果用户选择“是”，则管理中心确认用户还车成功，管理中心解除用户对所持有的自行车的使用权，并结算用户的用车时间，该自行车恢复到可借用状态；如果用户不是要还车，则选择“暂不还”，等用户需要重新使用所持有的自行车时，打开自行车上的锁具即可；

到此用户完成还车流程。

作为优选，在步骤（3）中，管理中心确认用户要借车时，管理中心产生一组密码，管理中心将该密码发送至用户所选取的自行车的锁具的第二控制模块，该密码作为该锁具开锁的电子密码；

同时，管理中心将该密码发送至用户携带的智能终端；

当用户在骑用自行车时，如果用户需要临时停车，用户手动将所持有的自行车上的锁具锁上，当用户需要将所持有的自行车上的锁具打开时，用户在所持有的自行车上的锁具上输入智能终端接收到的密码，即可将锁具打开。

作为优选，在用户临时停车时，如果临时停车地点位于某一个自行车站点附近而使得用户所持有的自行车上的第三通讯模块与该自行车站点的站点服务器上的第二通讯模块自动配对连接，则当用户手动将所持有的自行车上的锁具锁上时，则智能终端会通过APP询问用户现在是否要还车，用户选择“暂不还”。

作为优选，在每辆自行车上均设置有报警器，在站点服务器没有解除对自行车的距离控制时，如果自行车被移动出所在的自行车站点的服务范围而使得自行车上的第三通讯模块与自行车站点的站点服务器上的第二通讯模块断开连接，则报警器报警。

作为优选，在每辆自行车的锁具上均设置有用于检测锁具是否被暴力拆解的检测机构，当锁具被暴力拆解时，报警器报警。

作为优选，在每辆自行车上均设置有指示灯，当用户或自行车维护人员发现自行车损坏时，用户或自行车维护人员通过携带的智能终端上的APP发送自行车信息到管理中心，使管理中心得知该自行车损坏，管理中心发送信号到损坏的自行车所在的自行车站点的站点服务器，该站点服务器发送信号到损坏的自行车上的第二控制模块，第二控制模块控制指示灯发红光。

作为优选，当自行车进入自行车站点的服务范围内而使得自行车上的第三通讯模块与所在自行车站点的站点服务器上的第二通讯模块自动配对连接时，自行车上的第二控制模块控制指示灯发蓝光，并且指示灯在亮起后A秒熄灭。

采用以上结构和方法后，本发明与现有技术相比，具有以下的优点：

本发明使用时，用户可以通过所携带的智能终端上的APP完成借车和还车操作，操作简便，不易出错，而且用户无需办理借车卡，这样也就无需配套设置办卡服务中心和办卡工作人员，节省了公共服务成本。

而且本发明使用时，在自行车站点无需设置驻车电子防盗锁柱，使得本发明的建设成本和维护成本较低，也避免了还车高峰时没有空余的驻车电子防盗锁柱而造成“还车难”的问题。

附图说明

图1是自行车借还系统的结构框图；

图2是站点服务器的结构框图；

图3是锁具的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

由图1～图3所示，本发明自行车借还系统包括一管理中心、设置在每个自行车站点的站点服务器、若干自行车、用户携带的可与管理中心进行通讯连接的智能终端。

管理中心是功能强大的后台数据管理和控制中心，存放在云平台，其功能包括用户数据管理、站点服务器数据管理、自行车数据管理、系统控制、电子密码生成等。

每个站点服务器均包括一第一控制模块、一第一通讯模块和一第二通讯模块，第一通讯模块和第二通讯模块均与第一控制模块电性连接，第一通讯模块用于与管理中心进行通讯连接，第一控制模块和第二通讯模块包含于一站点BLE模块中，第一通讯模块为GPRS模块，也就是说自行车站点的站点服务器的站点BLE模块通过GPRS与管理中心进行通讯。

每辆自行车上均设置有一唯一对应的识别标志、一锁具、一用于控制锁具自动打开的第二控制模块和一用于与站点服务器上的第二通讯模块进行配对连接的第三通讯模块，第三通讯模块与第二控制模块电性连接，第二控制模块和第三通讯模块包含于一终端BLE模块中，每辆自行车具有一编号，以表明自行车信息，每辆自行车的编号、每辆自行车上的识别标志和每辆自行车上的终端BLE模块具有一一对应的关系，也就是说当识别出某一自行车上的识别标志后，就可以获取该自行车的编号和该自行车上的终端BLE模块的网络地址，也就获取了自行车信息和自行车上的锁具信息，每辆自行车上的锁具均包括有一电磁铁开关，电磁铁开关由终端BLE模块控制。

每辆自行车上的终端BLE模块均可用于存储开锁密码，每辆自行车上均设置有用于输入开锁密码的按键模块，也就是说可以向自行车的锁具的终端BLE模块预先存入开锁密码，当用户需要开锁时，通过按键模块键入开锁密码，当开锁密码与终端BLE模块内存储的开锁密码一致时，终端BLE模块控制锁具上的电磁铁开关动作，使得锁具自动打开，这样就便于用户对所持有的自行车进行临时停车。

每个智能终端均包括一用于对自行车上的识别标志进行识别的识别模块，所述的识别标志为二维码，所述的智能终端为手机，手机上具有APP，APP由用户在APP应用商店自行下载，该APP的功能包括对话界面、用户数据管理、地图导航、二维码扫描、使用说明等功能，用户可使用手机上的APP来扫描自行车上的二维码来获取自行车信息、自行车上的锁具信息。

本发明还提供了一种自行车借还车方法，包括以下步骤：

（1）、当用户需要借车时，用户通过携带的手机中的APP的地图导航功能查询附近的自行车站点，选择将要前往的自行车站点，用户可以根据手机中的地图前往选定的自行车站点，如果用户不认识路，也可以用手机的APP中的地图导航功能来规划前往选定自行车站点的路线，这样用户就可以通过手机随时随地查询附近的自行车站点，较为方便，还可以通过APP的导航功能较容易找到选定的自行车站点；

（2）、用户到达选定的自行车站点，选取要借用的自行车，然后用户通过携带的手机中的APP并利用手机中的识别模块识别所选取的自行车上的二维码，以使手机获取选定自行车的信息，并且通过自行车上的终端BLE模块与用户所在的自行车站点的站点服务器上的站点BLE模块的自动配对连接，使得用户的手机获取用户所在的自行车站点的信息，用户的手机将选定的自行车的信息和用户所在的自行车站点的信息发送至管理中心，以使管理中心得知用户所选定的自行车和用户所在的自行车站点；

（3）、当管理中心得知用户所选定的自行车和用户所在的自行车站点后，用户的手机中的APP询问用户是否要借车，如用户选择“是”，则用户的手机发送信号到管理中心，管理中心确认用户要借车，管理中心调出相应的用户信息、自行车站点信息、自行车信息，确认该用户取得所选取的自行车的使用权，并且管理中心开始计时该用户使用自行车的时间；

同时，管理中心发送信号到用户所在的自行车站点的站点服务器的站点BLE模块，站点BLE模块解除对用户所选取的自行车的距离控制，也就是说此时自行车可以离开自行车所在自行车站点的服务范围而不触发警报，如果在站点BLE模块没有解除对自行车的距离控制的情况自行车离开自行车站点的服务范围，则自行车站点会发出警报，此处判断自行车是否离开自行车站点的服务范围，是通过自行车上的终端BLE模块与站点服务器上的站点BLE模块是否断开连接来判断的，如果自行车上的终端BLE模块与站点服务器上的站点BLE模块断开连接，则该自行车离开该自行车站点的服务范围；

同时，管理中心发送信号到用户所在的自行车站点的站点服务器的站点BLE模块，站点BLE模块发送信号到用户所选取的自行车上的终端BLE模块，终端BLE模块控制用户所选取的自行车上的锁具自动打开，用户可骑用所选取的自行车；

到此用户完成借车流程，用户骑用所选定的自行车；

（4）、当用户需要还车时，用户将所持有的自行车骑到目的地附近的自行车站点，此处也可以通过用户携带的手机中的APP的地图导航功能来查询目的地附近的自行车站点，用户所持有的自行车上的终端BLE模块与用户所在的自行车站点的站点服务器上的站点BLE模块自动配对连接；

（5）、用户手动将所持有的自行车上的锁具锁上，此时该锁具上的用于检测锁具状态的状态检测器发送信号到用户所持有的自行车上的终端BLE模块，用户所持有的自行车上的终端BLE模块发送信号到用户所在的自行车站点的站点服务器的站点BLE模块，站点BLE模块发送信号到管理中心，管理中心得知用户所持有的自行车已经被锁具锁上，然后管理中心发送信息到用户携带的手机，通知用户其所持有的自行车已经上锁，同时，用户所持有的手机通过APP询问用户现在是否要还车，如果用户选择“是”，则管理中心确认用户还车成功，管理中心解除用户对所持有的自行车的使用权，并结算用户的用车时间，该自行车恢复到可借用状态；如果用户不是要还车，则选择“暂不还”，等用户需要重新使用所持有的自行车时，打开自行车上的锁具即可；

到此用户完成还车流程，还车成功后，自行车重新处于可借用状态，并且还车地点的自行车站点对自行车具有距离控制。

在步骤（3）中，管理中心确认用户要借车时，管理中心产生一组密码，管理中心将该密码发送至用户所选取的自行车的终端BLE模块，该密码作为该锁具开锁的电子密码；同时，管理中心将该密码发送至用户携带的手机。

当用户在骑用自行车时，如果用户需要临时停车，用户手动将所持有的自行车上的锁具锁上，当用户需要将所持有的自行车上的锁具打开时，用户在所持有的自行车上的锁具上输入手机接收到的密码，即可将锁具打开，这样，当用户临时停车时，就不需要提前记住开锁密码，管理中心将开锁密码发送至用户的手机上的APP，这样可以避免用户遗忘开锁密码而使得无法开锁的情况。

在用户临时停车时，如果临时停车地点位于某一个自行车站点附近而使得用户所持有的自行车上的终端BLE模块与该自行车站点的站点服务器上的站点BLE模块自动配对连接，则当用户手动将所持有的自行车上的锁具锁上时，则用户的手机会通过APP询问用户现在是否要还车，用户选择“暂不还”，这样，由于此时用户的手机会通过APP询问用户是否要还车并且APP上具有“暂不还”的选项，这样可以便于用户选择要还车还是临时停车，以方便用户在自行车站点附近进行临时停车。

在每辆自行车上均设置有报警器，在站点服务器没有解除对自行车的距离控制时，如果自行车被移动出所在的自行车站点的服务范围而使得自行车上的终端BLE模块与自行车站点的站点服务器上的站点BLE模块断开蓝牙连接，则该自行车上的终端BLE模块会发送信号到自行车上的报警器，报警器报警，以警示管理人员该自行车被非法移动，以避免自行车被盗，报警器报警时报警声音可达100dB以上，以对盗窃者起到警吓作用。

在每辆自行车的锁具上均设置有用于检测锁具是否被暴力拆解的检测机构，当锁具被暴力拆解时，报警器报警，这样可以更好的避免自行车被盗。

在每辆自行车上均设置有LED指示灯，当用户或自行车维护人员发现自行车损坏时，用户或自行车维护人员通过携带的手机上的APP发送自行车信息到管理中心，可以在手机APP上设置报修功能，用户点击手机APP上的报修按钮，然后扫描损坏自行车上的二维码来获取自行车信息，手机将损坏自行车的信息发送至管理中心，使管理中心得知该自行车损坏，管理中心发送信号到损坏的自行车所在的自行车站点的站点服务器的站点BLE模块，站点BLE模块发送信号到损坏的自行车上的终端BLE模块，终端BLE模块控制损坏自行车上的LED指示灯发红光，也就是说当自行车损坏时，自行车上的LED指示灯发红光，这样就可以向用户清楚的表明该自行车损坏，便于用户选用自行车，以避免用户选择损坏的自行车，而且也可以向管理中心及时传送自行车损坏的情况，以及时对自行车进行维修。

当自行车进入自行车站点的服务范围内而使得自行车上的终端BLE模块与所在自行车站点的站点服务器上的站点BLE模块自动配对连接时，自行车上的终端BLE模块控制该自行车上的LED指示灯发蓝光，这样就可以便于用户得知所持有的自行车是否进入自行车站点的服务范围，使得用户在得知自行车进入自行车站点的服务范围后可以及时进行还车操作，节省用户的还车时间，并且LED指示灯在亮起后10秒熄灭，以节省用电量。

本发明中，自行车站点的站点服务器和自行车上的锁具均采用电池供电，由于自行车站点的站点服务器采用站点BLE模块，自行车上的锁具采用终端BLE模块（BLE模块即为低功耗蓝牙模块），使得耗电量较少，采用电池供电即可，这样就不需要为自行车站点设置供电线路，使得自行车站点建设方便，而且也可以使得自行车上的电池无需经常充电和更换电池，具体用电量如下：

(1)自行车上的耗费电量主要包括锁具的电磁铁开关能耗、蓝牙通讯能耗、LED指示灯蓝光能耗。

(2)自行车上的报警器和LED指示灯红光均为紧急情况下使用，情况出现后会有维修人员进行维护，并会及时更换电池，所需的电能耗费不计算。

(3)自行车上的锁具耗费电量=电磁铁开关能耗（每天自行车使用次数*电磁铁开关触发能耗*2）+蓝牙通讯能耗+LED指示灯蓝光能耗(每天自行车使用次数*3*10*每秒LED能耗)。这里假定自行车每次借用时平均会有一次临时停车，会经过2个非目标站点服务器；蓝灯每次亮10秒。

BLE模块即低功耗蓝牙模块，通过调整站点BLE模块的功率大小，可以调整站点BLE模块的信号范围，由于在自行车还车时，需要使自行车上的终端BLE模块与自行车站点的站点BLE模块配对连接，也就是说需要将自行车停放在站点BLE模块的信号范围内，这样，通过调整站点BLE模块的信号范围，就可以调整自行车站点的可进行借还车操作的区域范围的大小，使得可以根据自行车车流量的大小而相应的调整自行车站点的可进行借还车操作的区域范围的大小。

以上仅就本发明应用较佳的实例做出了说明，但不能理解为是对权利要求的限制，本发明的结构可以有其他变化，不局限于上述结构。总之，凡在本发明的独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。