基于車載GPS定位技術的共享單車定位模式分析

陳逸群 渠麗巖 賀艷

摘要：共享單車在社會上廣泛使用，許多城市都有大量的共享單車供人們使用。但在給人們帶來便利的同時，也產(chǎn)生了一些問題。通過共享單車的定位系統(tǒng)的研究，可以幫助解決這些難題。共享單車定位系統(tǒng)和車載GPS定位系統(tǒng)有相似之處，筆者基于車載GPS定位技術，分析共享單車的定位模式。

關鍵字：車載GPS定位技術;共享單車;定位系統(tǒng)

一、開發(fā)共享單車的定位系統(tǒng)的意義和難點分析

定位系統(tǒng)對共享單車發(fā)展的具有十分重要的意義。一是有助于解決共享單車隨意停發(fā)的問題。共享單車在城市中有停放混亂的現(xiàn)象，主要是監(jiān)管不到位造成的。目前，缺少對共享單車的停放的監(jiān)督和管理。當共享單車裝上定位系統(tǒng)之后，后臺可以通過云端的位置信息，對停放位置不正確、不合理的單車進行警告和處理，讓監(jiān)管有了著力點。二是利于共享單車的安全出行。當騎行共享單車出現(xiàn)安全事故時，可以通過報告共享單車的編號查詢到共享單車的位置，從而鎖定騎車人的位置，有效的對其開展救助，實現(xiàn)安全文明的共享單車出行。三是換乘方便，提高單車的使用效率。通過共享單車的定位系統(tǒng)將共享單車所在的位置分享到網(wǎng)絡上，行人通過手機APP就能查詢到共享單車的具體位置，從而快速的找到附近的共享單車，提高共享單車的使用率。四是方便管理。有了共享單車的定位系統(tǒng)，可以時時將共享單車的位置信息傳輸?shù)焦芾碚叩墓芾砥脚_上，對共享單車實施有效的調度。將共享單車從比較密集的地方運輸?shù)叫枨罅勘容^大但車輛較少的地方。從而提高共享單車的管理效率。

共享單車定位系統(tǒng)開發(fā)利用的難點是供應定位系統(tǒng)運轉的電量不足。一方面單純的依靠電池的話，電池的體積較大，不易裝載。另一方面，太陽能的發(fā)電量不足以支持共享單車定位系統(tǒng)的用電量。在條件較好的情況下，太陽能發(fā)電只能滿足幾個月的共享單車定位系統(tǒng)的幾個月的用電量。所以解決共享單車的定位系統(tǒng)的用電問題是有迫切需求的。

二、共享單車的定位系統(tǒng)分析

原有的共享單車定位基本是通過使用者的手機定位系統(tǒng)來實現(xiàn)的。共享單車使用者利用手機，通過掃取二維碼來獲取單車的使用權，同時也上傳了自己手機的位置信息，但是這種方式存在一些弊端，如位置信息不穩(wěn)定，如果用戶手機斷電，就會失去了位置信息;位置信息不能被其他用戶使用，只能被單車的管理者使用等。

共享單車的定位系統(tǒng)和GPS定位系統(tǒng)的原理基本相同。大致可以分為五個部分。一是定位模塊。定位模塊利用GPS定位系統(tǒng)的定位功能，實現(xiàn)共享單車的基本定位。二是供電模塊。供電模塊保障整個共享單車的定位系統(tǒng)的能量供應，在太陽能和單車輪轂的機械能的共同作用下，通過電路，實現(xiàn)對定位系統(tǒng)的能量供應。供電系統(tǒng)的質量十分的重要，影響著定位系統(tǒng)的使用。三是中央處理器。在定位模塊獲得了單車的位置信息后，再將位置信息傳輸至中央處理器進行處理，并將處理后的位置信息傳輸至GPRS模塊。四是GPRS通信模塊。這個模塊在得到單車的位置信息后，再將位置信息上傳至云端，滿足共享單車管理者和用戶對共享單車位置信息的需求。

三、共享單車定位系統(tǒng)的硬件分析

（一）ISL85403：3V至40V的寬輸入電壓降壓方案。

（二）ISL6294：這是一款性價比很高的，完全集成的高輸入電壓鋰離子電池充電器。

（三）ISL91107：高集成降壓開關穩(wěn)壓器，可接受高于或低于穩(wěn)定輸出電壓的輸入電壓。與其他降壓-升壓穩(wěn)壓器不同，這款穩(wěn)壓器可以在各種工作模式之間自動轉換，而沒有顯著的輸出干擾。

（四）ISL9003A：（低壓降）穩(wěn)壓器。出色的PSRR（電源抑制率），可以實現(xiàn)高穩(wěn)定性;低噪聲，可以實現(xiàn)高集成度;特別適于GSM（全球移動通信系統(tǒng)）便攜式無線應用。

四、共享單車定位系統(tǒng)的電路分析

共享單車，基于瑞薩MCU和Intersil公司的電源管理芯片實現(xiàn)共享單車的定位。這個電源管理和定位系統(tǒng)主要有下面幾個電路。一是電能收集電路。共享單車定位系統(tǒng)的電量的來源主要指太陽能電板及輪轂發(fā)電機。電能來源主要由兩個部分組成，一部分來自于太陽能到電能的轉換，這部分能量大約占到總能量的40%，另外一部分的能量來源于共享單車在騎行中，由輪轂的轉動產(chǎn)生的能量，這部分主要是由共享單車機械能轉化為電能。這部分的能量大約占到總能量的60%。二是充電管理電路。有太陽能和輪轂產(chǎn)生的機械能，利用儲能鋰電池儲存電能的特點，將電能儲存進入鋰電池中，以備使用。充電管理電路是用來傳輸電能到鋰電池中的電路，這部分電路的設計要盡量簡單，保證電能的輸送效率。充電電路中鋰電池的選擇是關鍵部分。鋰電池的壽命和質量直接關系到共享單車定位系統(tǒng)的使用情況和使用的壽命。因此，要選擇質量較好的鋰電池進行電能儲存。三是定位系統(tǒng)工作的供電電路。系統(tǒng)功能模塊在工作時需要一定的電能支撐。在這一部分的電路設計上要盡量的間接、全面。保障每一部分都能得到充足的電能。定位系統(tǒng)的供電一定要注意控制電路的供電電壓的穩(wěn)定。穩(wěn)定的電壓才能保證定位系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和長期性。四是定位系統(tǒng)待機模塊的供電電路。這部分電路供應定位系統(tǒng)待機時所需要的電能。

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