基于單片機(jī)的共享單車車座智能防塵套的設(shè)計(jì)

周海晶，撖韶峰，陳 偉

(1.重慶旅游職業(yè)學(xué)院，重慶 黔江 409099；2.重慶市黔江區(qū)民族職業(yè)教育中心，重慶 黔江 409099)

0 引言

共享單車作為城市慢行、共享公交系統(tǒng)的重要組成部分，同時(shí)兼具綠色低碳、方便快捷、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等特點(diǎn)，目前在我國(guó)各大、中城市已蓬勃發(fā)展。但共享單車在各投放區(qū)域的使用率卻大相徑庭，特別是新城開(kāi)發(fā)、城市改造等區(qū)域的單車由于較長(zhǎng)時(shí)間閑置導(dǎo)致車座集滿灰塵，沒(méi)人愿意使用，最后只能集中清理并重新投放，管理成本大大提升?；趩纹瑱C(jī)的共享單車車座智能防塵套的設(shè)計(jì)，主要是針對(duì)共享單車設(shè)計(jì)的一種自動(dòng)收縮防塵座套，與車鎖相連，消費(fèi)者鎖車時(shí)需將防塵座套蓋好后方能鎖車計(jì)費(fèi)或者享受獎(jiǎng)勵(lì)。從而保持車座干凈，提高使用率，降低共享單車公司運(yùn)行成本。

1 總體設(shè)計(jì)框架

基于單片機(jī)的共享單車車座智能防塵套的設(shè)計(jì)中布料選用特殊布料，具有防塵防雨防曬功能，持久耐用。利用彈簧卷收縮，采用靜音阻尼裝置，收放自如，卷軸采用鋁合金受力大持久耐用。共享單車專用，與計(jì)費(fèi)軟件一體，自動(dòng)識(shí)別是否裝好座椅套，提高共享單車使用率，大大降低共享單車管理成本。共享單車座椅防塵套，具有收縮功能，與GPS車鎖連接，能夠識(shí)別是否蓋好防塵套?；趩纹瑱C(jī)的共享單車車座智能防塵套的設(shè)計(jì)主要有以下五個(gè)方面：

1.1 座套的設(shè)計(jì)

防塵套布料選擇，考慮到使用壽命和防塵防雨作用，選用銀色雨傘布料，防塵套造型結(jié)合座椅外形貼合設(shè)計(jì)，末端設(shè)計(jì)與卷軸相連，首端設(shè)計(jì)與鎖止開(kāi)關(guān)相連。

1.2 卷軸的設(shè)計(jì)

防塵套收縮設(shè)計(jì)，采用彈簧卷軸進(jìn)行收縮，考慮到收縮動(dòng)作緩和及靜音效果，設(shè)計(jì)了阻尼裝置和定位器，卷軸和中心軸都采用鋁合金，卷軸結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 卷軸結(jié)構(gòu)圖

1.3 座套鎖止識(shí)別開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)

防塵套復(fù)位鎖止識(shí)別，自行設(shè)計(jì)自彈電控鎖，能在掃碼騎車時(shí)與車鎖同時(shí)自動(dòng)解鎖和彈出，能智能識(shí)別使用共享單車結(jié)束后是否蓋好防塵套。

1.4 軸外殼、鎖止開(kāi)關(guān)外殼的設(shè)計(jì)

軸外殼、鎖止開(kāi)關(guān)外殼采用一體化整體專業(yè)設(shè)計(jì)，材料采用鋁合金防銹、耐曬，用螺絲固定在車座鋼管上。

1.5 語(yǔ)音控制電路的設(shè)計(jì)

單片機(jī)編程控制語(yǔ)音芯片，采用開(kāi)源電路設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了語(yǔ)音提示功能，研究整合空間、電源以及布線，使得結(jié)構(gòu)更緊湊。

2 硬件設(shè)計(jì)

2.1 器材選擇

選用防塵防雨防曬功能的特殊布料用于制作座椅套；選用0.5 mm線徑17 mm外徑的彈簧、3 mm和37 mm的鋁合金管、定位器和阻尼器來(lái)制作具有自動(dòng)收縮功能的卷軸；選用鋁材制作外殼；一塊太陽(yáng)能板；GPS定位自行車鎖的設(shè)計(jì)需要開(kāi)源電路板用于設(shè)計(jì)語(yǔ)音電路。

2.2 設(shè)備選擇

利用CAD軟件來(lái)設(shè)計(jì)具有防塵防雨防曬功能的座椅套；需要縫紉設(shè)備進(jìn)行制作座椅套；需要機(jī)械設(shè)計(jì)CAD軟件、數(shù)控車床、數(shù)控銑床、鉆床、切割機(jī)等機(jī)加工設(shè)備來(lái)進(jìn)行卷軸及外殼的制作；需要PC電腦、單片機(jī)進(jìn)行程序的編寫(xiě)工作。

設(shè)計(jì)中所需的器材、型號(hào)及項(xiàng)目設(shè)計(jì)成本核算如表1所示。

表1 器材、型號(hào)及成本核算

3 軟件設(shè)計(jì)

3.1 程序流程

A信號(hào)代表鎖車信號(hào)，B信號(hào)代表鎖防塵套信號(hào)。

1) 收到A信號(hào)6秒鐘后沒(méi)有收到B信號(hào)，語(yǔ)音提醒“請(qǐng)鎖好車座防塵套”。

2) 收到A信號(hào)6秒鐘內(nèi)收到B信號(hào)，播放語(yǔ)音贊揚(yáng)“綠色出行，謝謝您使用帶有車座防塵套的單車！”

3) 收到B信號(hào)6秒后，沒(méi)有收到A信號(hào)，播放第三種語(yǔ)音“記得鎖好車鎖喲！”

4) 收到B信號(hào)6秒后，收到A信號(hào)，播放語(yǔ)音贊揚(yáng)“綠色出行，謝謝您使用帶有座椅防塵套的單車！”

程序流程圖如圖2所示。

圖2 程序流程圖

3.2 程序解析

#include

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

sbit yin1=P0^0;

sbit yin2=P0^1;

sbit key1=P0^2;

sbit key2=P0^3;

void delayms(uint x)

{

uchar i;

while(x--)

for(i=0;i<123;i++);

}

void main()

{

while(1)

{

if(key1==0)

{

delayms(6000);

if(key2==0)

{

yin1=0;

}

else yin2=0;

}

}

}

以上是執(zhí)行兩種條件的程序設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完整程序略。

3.3 實(shí)物調(diào)試

在完成了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā)之后，對(duì)卷軸和電動(dòng)鎖進(jìn)行了反復(fù)調(diào)試，對(duì)安裝的位置和大小進(jìn)行調(diào)整設(shè)計(jì)，后期可以優(yōu)化卷軸設(shè)計(jì)，尤其是阻尼器和定位器的尺寸，使得卷軸體積更小，使之看上去既美觀又實(shí)用。并對(duì)電路板進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試結(jié)果表明可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能設(shè)計(jì)，并可以開(kāi)發(fā)研制防塵蓋式的產(chǎn)品，使得騎行者使用這些共享單車防塵產(chǎn)品更加簡(jiǎn)單方便。實(shí)物調(diào)試圖如圖3所示。

圖3 實(shí)物調(diào)試圖

4 結(jié)語(yǔ)

共享單車彌補(bǔ)了城市交通系統(tǒng)中“最后一公里”的漏洞，使得人們不必糾結(jié)于“走路太累打車?yán)速M(fèi)”的情況，滿足了大眾短途出行的需求，減緩了交通壓力。本文設(shè)計(jì)了以AT89S52-24P單片機(jī)為核心的共享單車車座智能防塵套，經(jīng)實(shí)物調(diào)試后，初步證實(shí)了基于單片機(jī)的共享單車車座智能防塵套設(shè)計(jì)的可行性，而且據(jù)調(diào)查顯示，受訪共享單車使用者均認(rèn)為安裝防塵套更加有利于人們?cè)诒姸喽叹嚯x出行方式中選擇此種健康、環(huán)保、便利的出行方式，并在使用過(guò)程中逐漸培養(yǎng)人們愛(ài)護(hù)設(shè)施設(shè)備的行為習(xí)慣。