公共自行車管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1、淮 陰 工 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告學(xué) 生 姓 名：旭東學(xué) 號(hào)：1111203128專 業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器設(shè)計(jì)(論文)題目：基于無(wú)線網(wǎng)的公共自行車管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)硬件部分指 導(dǎo) 教 師:宇林2015年1月20日開(kāi)題報(bào)告填寫要求1開(kāi)題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)與所在專業(yè)審查后生效。2開(kāi)題報(bào)告容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)與時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)。3“文獻(xiàn)綜述”

2、應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打印）在本開(kāi)題報(bào)告第一欄目，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于10篇（不包括辭典、手冊(cè)）。4有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo)GB/T 740894數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2006年3月15日”或“2006-03-15”。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）開(kāi) 題 報(bào) 告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述文 獻(xiàn) 綜 述一、選題目的和現(xiàn)實(shí)意義隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的推進(jìn)，城市交通問(wèn)題已然成為了眾多大城市的“城市病”，過(guò)量私家車和公務(wù)車一方面造成了城市的擁堵，另一方面排放的

3、汽車尾氣嚴(yán)重影響空氣質(zhì)量。隨著兩型社會(huì)的宣傳與實(shí)踐，“綠色出行，低碳環(huán)?！钡某鲂蟹绞皆絹?lái)越受到追捧，全國(guó)各地興起了建設(shè)公共自行車租賃系統(tǒng)的熱潮。公共自行車在國(guó)外已很普與，所以在國(guó)也必將推廣普與?，F(xiàn)在很多企業(yè)、學(xué)校都在向郊外搬遷形成工業(yè)園、大學(xué)城等，因此上班族、學(xué)生等人群外出等多有不便。引進(jìn)自助公共自行車系統(tǒng)，能夠方便人們?nèi)粘Ｉ习?、外出、游玩、逛街等，而且騎自行車是一種具有環(huán)保、健身、娛樂(lè)、無(wú)噪音于一體的出行方式，值得大力提倡。自助公共自行車由運(yùn)營(yíng)商統(tǒng)一布點(diǎn)鋪放，安裝在公交站點(diǎn)、工業(yè)園區(qū)、學(xué)校大門等使用人群較多的區(qū)域，通過(guò)設(shè)備綜合管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)智能化、無(wú)人化統(tǒng)一管理，必將受到人們的青睞。二、國(guó)前景

4、近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速增長(zhǎng)，居民消費(fèi)水平穩(wěn)步提高，私家車保有量迅速增長(zhǎng)。據(jù)報(bào)道，截至2011年6月底，全國(guó)機(jī)動(dòng)車總保有量達(dá)217億輛。其中私家車7000萬(wàn)輛，而且還在以每年超過(guò)1000萬(wàn)輛的速度快速增長(zhǎng)。但是快速增長(zhǎng)的私家車在提高民眾生活質(zhì)量的同時(shí)，也帶來(lái)了城市交通擁堵、交通事故增多、停車難、空氣噪聲污染等諸多嚴(yán)重問(wèn)題。自2000年以來(lái)，我國(guó)城市道路與公共交通投資累計(jì)超過(guò)2萬(wàn)億元，但仍無(wú)法遏制城市交通擁堵的蔓延?？梢?jiàn)單純依靠道路建設(shè)是無(wú)法解決城市交通問(wèn)題的。大力發(fā)展城市公共交通體系是公認(rèn)的解決城市交通問(wèn)題的有效方法?，F(xiàn)代城市公共交通體系主要由：公交汽車(含公交電車與有軌電車)、城市軌道

5、交通(含地鐵、輕軌、畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）開(kāi) 題 報(bào) 告城郊鐵路列車)與公共交通站點(diǎn)。國(guó)的大城市越來(lái)越重視城市公共交通體系的建設(shè)。比如，在“十一五”期間，投入7 15億元資金優(yōu)先發(fā)展城市公共交通，公共交通投入占交通基礎(chǔ)設(shè)施投資的比例將達(dá)到45。公交汽車和城市軌道交通在城市公共交通體系中發(fā)揮著大動(dòng)脈的作用，但是由于線路和站點(diǎn)布局的限制，是無(wú)法覆蓋城市每一個(gè)角落的。即在公共交通體系的末端，缺少一套針對(duì)每個(gè)乘客特定的短途出行需求的公共交通微循環(huán)系統(tǒng)。因此才會(huì)出現(xiàn)所謂“最后一公里”問(wèn)題和黑出租、摩的泛濫而又屢禁不止的現(xiàn)象。為此一種能夠?qū)崿F(xiàn)城市公共交通微循環(huán)的公共自行車管理系統(tǒng)就顯得尤為的重要，也就有了

6、良好的發(fā)展前景和廣闊的市場(chǎng)。三、國(guó)外發(fā)展“公共自行車”的概念最早起源于歐洲。1965年在荷蘭開(kāi)始出現(xiàn)第一代公共自行車系統(tǒng)，但是運(yùn)行效果不盡人意。1995年丹麥?zhǔn)锥几绫竟瞥龅诙沧孕熊囅到y(tǒng)。上世紀(jì)90年代末，歐洲的公共自行車租賃行業(yè)開(kāi)始采用迅速發(fā)展的計(jì)算機(jī)、無(wú)線通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化管理和運(yùn)營(yíng)，被稱為第三代公共自行車系統(tǒng)。法國(guó)：憑銀行卡可直接租車法國(guó)自行車租賃服務(wù)最早開(kāi)始于1998年的雷恩市，并先后在拉羅舍爾、里昂、巴黎、艾克斯等城市推廣。在法國(guó)，可通過(guò)兩種方式租用自行車。交通卡持有者可憑該卡和銀行卡直接租用自行車；非持有者則需提前申請(qǐng)，并在15天后獲取租賃卡。為了防止惡意破壞，

7、法國(guó)一些城市的公共自行車采用置剎車裝置、防爆輪胎，以與專用工具才能拆卸的可調(diào)節(jié)高度坐椅。英國(guó)倫敦：用短信可以租車英國(guó)自行車租賃業(yè)務(wù)很發(fā)達(dá)。首都倫敦近來(lái)推出一項(xiàng)便捷租車業(yè)務(wù)通過(guò)短信實(shí)現(xiàn)租車。注冊(cè)用戶只需給租車服務(wù)中心發(fā)送短信，就會(huì)收到一個(gè)開(kāi)鎖密碼。通過(guò)密碼，用戶可在市任何一個(gè)租車停放處自行取車。當(dāng)用戶到達(dá)距離目的地附近的停放處后，只需再次發(fā)送短信，便可得到上鎖密碼。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）開(kāi) 題 報(bào) 告美國(guó)紐約：管理全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化紐約公共自行車系統(tǒng)非常先進(jìn)。從網(wǎng)絡(luò)預(yù)訂到自行車站租車，管理全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、自動(dòng)化。租車人只需用信用卡或銀行借記卡支付押金后就可以拿到一枚智能鑰匙，取出自行車就行了。游客還

8、可以用智能手機(jī)從網(wǎng)絡(luò)上下載專用軟件，獲得紐約市自行車路線圖以與相關(guān)各種服務(wù)?？偨Y(jié)國(guó)外公共自行車的實(shí)施的成功經(jīng)驗(yàn)大體為以下幾個(gè)方面：第一、科學(xué)合理的規(guī)劃是系統(tǒng)成功的保證要發(fā)展自行車交通的前提條件是：將自行車交通納入交通體系，統(tǒng)籌規(guī)劃，進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，讓自行車交通融入人們的生活。規(guī)劃城市的自行車交通系統(tǒng)要在不同區(qū)域?qū)嵤┮虻刂埔说牟呗?；第二、政府的支持是系統(tǒng)成功的關(guān)鍵因素政府的支持對(duì)保證公共自行車系統(tǒng)的連續(xù)性和服務(wù)水平起到了關(guān)鍵性作用，公共自行車系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量的高低以與系統(tǒng)服務(wù)的公益性將取決于政府的支持力度。公共自行車系統(tǒng)的實(shí)施離不開(kāi)企業(yè)和政府的共同支持，企業(yè)建設(shè)公共自行車系統(tǒng)的目標(biāo)是盈利，確保有

9、穩(wěn)定的現(xiàn)金流，保證系統(tǒng)運(yùn)行的長(zhǎng)期性和可靠性。而政府的目標(biāo)是通過(guò)建設(shè)公共自行車系統(tǒng)為 居民提供便利的交通服務(wù)，實(shí)現(xiàn)公共自行車系統(tǒng)的公益性。第三、穩(wěn)定可靠的技術(shù)支撐是系統(tǒng)成功的必要條件公共自行車的成功實(shí)施離不開(kāi)穩(wěn)定可靠的技術(shù)支撐，從公共自行車系統(tǒng)實(shí)施的各個(gè)環(huán)節(jié)出發(fā)，設(shè)計(jì)公共自行車系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理的技術(shù)包括公共自行車車輛的制造和裝配技術(shù)、車輛的租賃系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化的運(yùn)營(yíng)和調(diào)度系統(tǒng)、車輛通信技術(shù)、車輛定位系統(tǒng)等。自行車作為一種環(huán)保節(jié)能的交通方式，在國(guó)外越來(lái)越受青睞。從國(guó)外這些城市來(lái)看，只有公益性，公共自行車才有普與的可能，這是國(guó)外許多城市發(fā)展公共自行車的共同經(jīng)驗(yàn)。公益性的公共自行車，政府必然需要大量資金的注入

10、，不過(guò)，相較于其他交通疏堵投入（如造橋修路），這筆錢微不足道，它帶來(lái)的社會(huì)效益，實(shí)難估量。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）開(kāi) 題 報(bào) 告2本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段（途徑）四、研究方法與實(shí)現(xiàn)的功能4.1系統(tǒng)概述無(wú)線智能公共自行車管理系統(tǒng)由射頻識(shí)別作為核心系統(tǒng)，這使每一輛自行車都會(huì)擁有一個(gè)標(biāo)簽，同時(shí)車主也有一與之匹配的 IC 卡。車主在存取車時(shí)必須刷卡，通過(guò)對(duì)車輛和 IC 卡信息的讀取、對(duì)比，系統(tǒng)便會(huì)判定此次存取操作的合法性，再根據(jù)結(jié)果的不同做出相應(yīng)的反應(yīng)。若有非法的取車操作，系統(tǒng)會(huì)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的報(bào)警裝置和接收設(shè)備，進(jìn)行防盜措施，避免了車輛的丟失。4.2系統(tǒng)總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，整套系統(tǒng)分

11、為若干個(gè)節(jié)點(diǎn)和一個(gè)中央服務(wù)器，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在實(shí)際環(huán)境中代表一個(gè)停車場(chǎng)。 各節(jié)點(diǎn)通過(guò) RFID 射頻設(shè)備收集自行車的信息并通過(guò)接觸式天線讀取用戶 IC 卡數(shù)據(jù)； 最后通過(guò)以太網(wǎng)傳遞給服務(wù)器。服務(wù)器匯總各個(gè)自行車停放的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和比對(duì)，將反饋信息通過(guò)校園網(wǎng)絡(luò)傳送到各個(gè)監(jiān)測(cè)終端，通過(guò)一系列指令控制節(jié)點(diǎn)執(zhí)行相應(yīng)的操作。監(jiān)測(cè)終端1自行車停放點(diǎn)n自行車停放點(diǎn)2自行車停放點(diǎn)1無(wú) 線 網(wǎng) 絡(luò)監(jiān)測(cè)終端n數(shù)據(jù)服務(wù)器 圖1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）開(kāi) 題 報(bào) 告4.3節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)框圖一個(gè)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)如圖所示。各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)RFID 射頻讀卡器檢測(cè)自行車的智能芯片，并存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)；同時(shí) IC 卡讀卡器通過(guò)天線

12、讀取IC 卡信息。節(jié)點(diǎn)通過(guò)控制的ARM 用無(wú)線網(wǎng)將信息發(fā)送至服務(wù)器并接受反饋數(shù)據(jù)，執(zhí)行相關(guān)的提示或報(bào)警操作。服務(wù)器3G/4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)線路由或雙控線嵌入式系統(tǒng)報(bào)警裝置RFID讀卡器IC讀卡器 圖2節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)框圖4.4硬件模塊4.4.1RFID 模塊RFID 技術(shù)的基本工作原理是標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收閱讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得。的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息（PassiveTag），或者由標(biāo)簽主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào) （ActiveTag），解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理 。由于RFID 射頻天線和標(biāo)簽分為多種標(biāo)準(zhǔn)， 本套系統(tǒng)的 RFID 模塊采用了遠(yuǎn)望谷公

13、司的 XCRF-502C 固定式射頻讀寫器，此讀寫器工作在 902-928Mhz 頻段，有效檢測(cè)圍為 10 米。4.4.2嵌入式模塊由于在本系統(tǒng)中嵌入式模塊主要擔(dān)負(fù)信息傳輸和控制的功能，并不需求高速運(yùn)算和大量數(shù)據(jù)緩存，因此采用了以 ARM2440 為核心的開(kāi)發(fā)方案。嵌入式模塊在 ARM2440核畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）開(kāi) 題 報(bào) 告心的外圍添加了以太網(wǎng)口用于與服務(wù)器進(jìn)行通信；LCD 顯示屏用于實(shí)時(shí)顯示提示信息；蜂鳴器用于應(yīng)急報(bào)警；I2C 總線接口用于與IC讀卡模塊進(jìn)行通信，串口用于與RFID射頻模塊通信。4.4.3 IC 讀卡器模塊IC讀卡器天線采用Philips MFRC522 原裝芯片設(shè)計(jì)讀

14、卡電路，該模塊使用51單片機(jī)驅(qū)動(dòng)讀卡器檢測(cè)IC卡信息并使用I2C總線將數(shù)據(jù)會(huì)傳到ARM主控芯片上。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）開(kāi) 題 報(bào) 告參考文獻(xiàn)1 羅春彬,龑,易彬.RFID 技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用綜述J.通信技術(shù),2009,40(12):112-114.2 胡建國(guó).智能 RFID 標(biāo)簽芯片理論與實(shí)現(xiàn)D.廣:大學(xué),2010.3 王艷平.Windows 網(wǎng)絡(luò)與通信程序設(shè)計(jì)M.:人民郵電,2009:48-120.4 徐麗萍.RFID 系統(tǒng)讀寫器與電子標(biāo)簽硬件結(jié)構(gòu)分析J.通信技術(shù),2012,45(08):118-119.5 Feddema, Helen.Access 2007 VBAM.s.l.: JohnWiley & Sons Inc.,2007:90-143.6 遠(yuǎn)望谷公司.遠(yuǎn)