基于車載GPS定位技術的共享單車定位模式研究

鮑星安

摘要： 共享單車以其無與倫比的便利性在各個城市迅速普及，極大地提高了城市居民出行的便利性，但同時又因為共享單車的無序停放、隨意停放給城市管理帶來了另一種擁堵和不便。作者在對現(xiàn)有共享單車定位技術的分析的基礎上，結合單片機（嵌入式）和GPS定位技術提出了一種基于車載GPS定位技術的共享單車定位模式，在這一模式下，單車本身具有定位功能，用戶借助專用手機APP可方便的實現(xiàn)車輛搜索與借車，同時也可方便的實現(xiàn)電子圍欄功能，對還車環(huán)節(jié)實現(xiàn)有效管理，杜絕了單車隨意停放的問題。

Abstract： With its unparalleled convenience， shared bicycles are rapidly popularized in all cities， which greatly improves the convenience of urban residents' travel. At the same time， random and disorderly parking of bicycles bring another congestion to urban management. Based on the analysis of the existing shared bicycle positioning technology， the author presents a shared bicycle positioning model based on the GPS positioning technology combined with the single chip （embedded） and GPS positioning technology. In this mode， the bicycle has its own positioning function. The user with a dedicated mobile phone APP can easily achieve vehicle search and use， and it can also easily achieve the electronic fence function， to achieve an effective management of the return of the bicycles， and put an end to the problem of bicycle parking.

關鍵詞： 共享單車；定位技術；電子圍欄；管理

Key words： shared bicycle；positioning technology；electronic fence；management

中圖分類號：P228.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）06-0177-02

0 引言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，機動車特別是私家車保有量飛速增加，交通擁堵越來越成為了城市交通的頑疾，嚴重影響了城市居民的工作和出行。面對擁堵的城市交通狀況，越來越多的人們在短途出行時往往選擇采用低碳、便捷的自行車，因此，近幾年，城市公共自行車、共享單車迅速發(fā)展起來，尤其是共享單車，以其多彩的顏色、無定位樁的限制和龐大的數(shù)量迅速充斥了城市的各個角落[1]。

與公共自行車相比，共享單車沒有定位樁的限制，在車輛的使用和還車時可以隨心所欲，任何地點都可以成為車輛停放點，任何地點只要能看到車輛就能使用，這樣雖然給人們使用共享單車提供了極大地便利，但同時又給城市管理帶來了另一個巨大的麻煩，大量共享單車的無序停放、隨意停放給城市制造了另一種擁堵和混亂。筆者對ofo共享單車和摩拜單車定位技術和原理進行了分析研究，針對兩者在定位技術上的缺陷提出了一種新的基于車載GPS定位技術的共享單車定位模式。

1 現(xiàn)有共享單車的定位機制研究

市面上使用較多的主要有ofo單車和摩拜單車兩種，這兩種單車的定位技術或原理基本相同，都采用GPS和蜂窩網(wǎng)絡混合的定位機制，通過后臺服務器在用戶通過微信或其他客戶端軟件掃碼借車、使用過程階段獲取用戶手機的位置信息，簡單而言，就是手機的位置即是共享單車的位置。在用戶騎行結束之后，用戶手機的位置即是單車的最終位置，將上一位用戶的還車位置作為單車的待定位置，因此手機的定位精準，就能確保單車的定位精準[2]。

這種通過利用手機定位來判斷共享單車的位置，定位成本為零，整體的造價成本較低，具有較強的經(jīng)濟效益。但是在實際的應用中，手機的全過程的GPS定位和數(shù)據(jù)通信功能的暢通是保證單車有效使用的基礎，若是手機位置和單車的位置無法有效重合，服務器就會顯示單車的錯誤位置，導致用戶無法找到單車的存放位置，降低了用戶的體驗，同時在這種模式下，管理方因為不掌握單車的位置信息，完全失去了對單車的有效管理，單車被隨意停放、隨意破壞、甚至單車丟失的情況層出不窮。

2 基于車載GPS定位技術的定位模式

基于對現(xiàn)有共享單車定位機制的研究，筆者提出了一種基于車載GPS定位技術的共享單車定位系統(tǒng)。系統(tǒng)包括硬件和軟件兩個部分，硬件部分負責車輛的定位和數(shù)據(jù)上傳云端的功能，軟件部分，也就是專用手機APP或電腦客戶端管理程序通過讀取上傳的定位數(shù)據(jù)，結合軟件內置的百度地圖導航模塊對定位數(shù)據(jù)進行實例化顯示、位置定位和路徑規(guī)劃等功能[3]。

2.1 定位系統(tǒng)功能結構

定位系統(tǒng)硬件部分集成在一個車載模塊上，在每輛單車上設有車載模塊，車載模塊包括供電單元、GPS定位單元、GPRS通信單元、處理器單元等組成，其中GPS定位單元實現(xiàn)單車本身的定位功能，GPRS通信單元將車輛定位數(shù)據(jù)上傳云端，供電單元采用太陽能和鋰電電池結合的供電方式，確保在任何時間都能保證系統(tǒng)的電源供應。系統(tǒng)結構圖如圖1所示。endprint

從圖1可知，每輛單車都具有定位功能，系統(tǒng)可獲取每輛單車的實時定位數(shù)據(jù)，因此，一方面用戶可通過手機進行搜索附近可用單車，調高借車效率，另一方面，管理方可根據(jù)城市地區(qū)情況，在后臺通過軟件來設定可停車的區(qū)域，也就是所謂的電子圍欄，停車時系統(tǒng)自動檢查車輛的位置數(shù)據(jù)是否符合要求，當車輛停放在該電子圍欄內時可閉鎖還車，停在電子圍欄外時，不能閉鎖還車。

2.2 車載模塊的硬件結構

車載模塊作為系統(tǒng)的硬件部分是整個系統(tǒng)的核心，包括供電單元、GPS定位單元、GPRS通信單元、處理器單元。硬件結構如圖2所示。

GPS定位單元通過串口通信將定位數(shù)據(jù)傳輸給處理器單元，處理器單元將數(shù)據(jù)處理后再經(jīng)過串口將數(shù)據(jù)發(fā)送至GPRS單元，最終由GPRS單元將定位數(shù)據(jù)發(fā)動至云端服務器。

考慮到單車的車載使用，就必須確保硬件結構的小型化、低能耗，因此處理器單元采用飛思卡爾8 位單片機HCS08GT60CS08GT60 單片機是一個超低功耗微處理器，其電流值是5mA～7mA，當芯片處于“休眠”模式時，其所需電流小于0.1mA。電源單元采用太陽能電池板和鋰電池雙備份，確保了系統(tǒng)的電源供應不間斷。

3 結束語

共享單車的便捷性、共享性成為城市交通的最佳連接方式，在日益重視環(huán)保的當前，共享單車的使用能夠有效的緩解城市交通，降低汽車尾氣的排放。通過共享單車的GPS定位管理系統(tǒng)，不僅能夠大大提高用戶使用的便捷性，同時借助一定的技術創(chuàng)新和管理模式創(chuàng)新，在充分發(fā)揮共享單車的便利性前提下有效降低管理上的弊端，尤其在管理層面，在大數(shù)據(jù)時代，通過對每輛單車的定位軌跡也就是用戶的出行數(shù)據(jù)的分析，系統(tǒng)能夠挖掘用戶出行的規(guī)律，通過大數(shù)據(jù)分析技術對單車定位數(shù)據(jù)進行分析，能夠更細致地劃分停放區(qū)域，從根本上解決了共享單車亂停亂放、管理效率低下的的難題，并向政府推薦禁停區(qū)及停放區(qū)的規(guī)劃方案。

參考文獻：

[1]姚樹潔，汪鋒.理性看待共享經(jīng)濟的潛在風險[J].人民論壇，2017（21）：185-186.

[2]陳圣輝.共享單車的移動定位技術的比較研究[J].山東工業(yè)技術，2017（17）：140-141.

[3]鄭金鳳，林凱強，等.基于北斗平臺的城市共享單車智能導向系統(tǒng)[J].信息通信，2017（8）：59-60.endprint