城市公共自行車多功能智能管理系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于公共自行車管理技術領域。
【背景技術】
[0002]由于公共自行車租賃符合“低碳減排、綠色出行”的理念，而且方便了市民的出行，同時也降低了交通成本，因此在越來越多的城市得到了推廣，但是目前的城市自行車租賃管理系統在功能性及便利性上有著以下缺陷:
[0003]1、在早晚用車和還車高峰期，服務網點易出現“還時滿車，借時空粧”的現象，市民用戶無法知曉哪里有的借、何處可以還，耗費大量時間精力才能借到或還好自行車。
[0004]2、現有的城市自行車管理系統存在著修車難、維護難的缺點。自行車在使用過程中爆胎、脫鏈、發出噪音、剎車失靈等損壞現象經常發生，但城市公共自行車管理系統無法對損壞車輛進行自動識別，只能通過維修人員人工“掃車”才可了解當前轄區內公共自行車的損壞狀況。這種維護模式容易造成維護工作的停滯，嚴重影響城市自行車系統的正常運作。
[0005]3、目前的公共自行車服務網點的規劃與布局并未達到最優方案，而網點布局的優化需要大量詳細精確的可靠數據支持。
[0006]因此，迫切需要進一步完善城市公共自行車智能管理系統，提升公共自行車服務系統的信息化水平，改善城市公共自行車出行的便利性，為廣大市民創造暢通、連續、安全、便捷的自行車出行環境。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種使公共自行車的借取和維護管理更方便的城市公共自行車多功能智能管理系統。
[0008]為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0009]城市公共自行車多功能智能管理系統，包括上位機和多個下位機，每個所述下位機分別裝載在每輛自行車上，所述下位機與所述上位機進行協議通信并將采集到的自行車的實況數據上傳至所述上位機。
[0010]所述下位機包括:
[0011]用于實現下位機的信息采集以及在上位機與下位機之間的信息傳輸與交互的主控模塊；
[0012]與所述主控模塊相連，用于實現串口擴展的串口擴展模塊；
[0013]與所述串口擴展模塊相連，用于采集自行車定位數據的定位模塊；
[0014]與所述串口擴展模塊相連，用于傳送下位機實況數據至上位機的GPRS模塊；
[0015]與所述主控模塊相連，用于鍵入報修數據的按鍵模塊；
[0016]與所述主控模塊相連的電源模塊，所述電源模塊由太陽能充電板、鋰電池充電模塊及5V鋰聚合物組成。
[0017]所述主控模塊采用HT66FU50 44LQF芯片。
[0018]所述定位模塊采用UM220-111 N模塊和MAX3232EUE+芯片。
[0019]所述GPRS模塊采用S頂900A模塊。
[0020]所述串口擴展模塊采用GM8125異步串口擴展芯片。
[0021]采用上述技術方案后，本實用新型與【背景技術】相比，具有如下優點:
[0022]1、本系統可以監控公共自行的實況狀態。系統內每一輛公共自行車的ID、定位數據、報修情況將被記錄在數據庫內。用戶在發現車輛有損壞情況時，可按下該車下位機的報修按鈕，系統將自動將其標記為待修車輛。維修人員可查看轄區內待修車輛的實況信息，用戶借車可以通過手機APP對被借車輛進行掃碼綁定，掃描自行車上的二維碼后，用戶的信息將與該這輛綁定。
[0023]2、用戶可查詢當前各服務點的可用車輛、可還車位的實況信息，以供用戶選擇最為合適的服務點進行借車和還車服務，而系統也會為用戶推薦最優的參考目標網點并提供導航功能，使用戶迅速的找到最滿意的服務網點。
[0024]3、模塊耗能低，采用環保無污染且可持續發展的充電方案，同時主控芯片具有省電模式、主要模塊耗能低，具有較大性能優勢。
[0025]4、系統可記錄早晚借車高峰和還車高峰轄區內各服務網點的靜態數據和已借車輛的流動數據，并生成轄區內城市公共自行車的靜態網點實況圖和動態車輛流動圖，從而為政府決策部門提供詳細準確的信息，為決策機關對城市公共自行車服務規劃的優化升級提供科學、詳細、精確、可靠的數據支持。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型的系統總體示意圖；
[0027]圖2為下位機的模塊框架圖；
[0028]圖3為主控模塊的電路原理圖；
[0029]圖4為串口擴展模塊的硬件接口電路；
[0030]圖5為串口擴展模塊的地址線定義圖；
[0031]圖6為定位模塊的電路原理圖；
[0032]圖7為GPRS模塊的電路原理圖；
[0033]圖8為鍵盤模塊的電路原理圖；
[0034]圖9為工作原理圖；
[0035]圖10為下位機的程序流程圖
【具體實施方式】
[0036]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0037]實施例
[0038]如圖1所示，城市公共自行車多功能智能管理系統包括上位機和多個下位機，每個下位機分別裝載在每輛自行車上，下位機與上位機之間進行協議通信并將采集到的自行車的實況數據上傳至上位機。
[0039]如圖2所示，下位機包括定位模塊、主控模塊、按鍵模塊、串口擴展模塊、GPRS模塊以及電源模塊，其中串口擴展模塊、按鍵模塊以及電源模塊分別與主控模塊相連，定位模塊、GPRS模塊通過串口擴展模塊與主控模塊相連，GPRS模塊通過網絡與云端數據服務中心進行數據傳輸。
[0040]如圖3所示的主控模塊的示意圖，主控模塊用于通過串口擴展模塊連接并控制定位模塊和GPRS模塊，以此實現下位機的信息采集及上位機與下位機之間的信息傳輸與交互。主控模塊包括HT66FU50 44LQFP芯片，HT66FU50 44LQFP芯片的8腳和9腳連接鍵盤模塊，HT66FU50 44LQFP芯片的19腳通過VCC端連接電源模塊，HT66FU50 44LQFP芯片的40、39腳通過RXD、TXD端連接串口擴展模塊。
[0041]如圖4所示串口擴展模塊的硬件接口電路，串口擴展模塊采用GM8125異步串口擴展芯片實現串口擴展，其中GM8125芯片的母串口 RXDO、TXD0端連接主控模塊，串口子通道2的RXD2、TXD2端連接定位模塊，串口子通道1的RXD1、TXD1端連接GPRS模塊。
[0042]串口擴展模塊的擴展模式分為單通道工作模式和多通道工作模式，本實用新型采用單通道模式進行串口擴展，即可以指定一個子串口和母串口以相同的波特率單一的工作；將GM8125芯片的模式控制引腳MS置高電平，地址線定義圖如圖5所示，主控模塊的ΡΕ0?PE7端分別與GM8125芯片引腳連接，PE端的輸出值將影響串口擴展模塊通道的開閉，當PE輸出值為0x11時，串口子通道1的RXD1與TXD1都被打開，當PE輸出值為0x22時，串口子通道2的RXD2與TXD2都被打開。
[0043]如圖6所示的定位模塊原理圖，定位模塊包括UM220-1II N模塊和MAX3232EUE+芯片，UM220-1II N模塊的20腳、21腳分別通過TXD2端、RXD2端與MAX3232EUE+芯片的10腳、9腳相連，UM220-1II N模塊的11腳一方面通過電感L1、電容Cl、C2接地，另一方面連接接口 J1，接口 J1用于連接GPS天線；MAX3232EUE+芯片的7腳和8腳通過電阻Rl、R2連接接口 J2，接口 J2用于連接PC，UM220-1II N模塊的TXD2端、RXD2端連接串口擴展模塊的串口子通道2。
[0044]其中UM220-1II N是采用低功耗GNSS SoC芯片一HumbirdTM的北斗/GPS雙系統定位模塊，是目前市場上尺寸最小的北斗/GPS模塊，具有集成度高、功耗低的特點，定位精度可達3?5m，通過使用UM220-1II N模塊達到自行車下位機定位信息采集的目的。UM220-1II N模塊的默認輸出信息為NMEA-0183協議格式，默認輸出GGA(定位信息)、GLL (地理定位信息)、GSA (衛星信息)、GSV (可見衛星信息)等多條數據。通過調整CFGMSG命令可將模塊默認輸出數據設