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申请/专利权人：安徽工程大学

摘要：本发明公开了一种城市免费自行车的监管系统及方法，属于城市免费自行车的监管技术领域，包括控制中心和多辆自行车，每辆自行车的车胎内安装有压力传感器，压力传感器连接第一无线传输模块，自行车的坐垫下方安装有保护盒，保护盒内包括第二电源模块、单片机、GPS模块和第二无线收发模块，自行车后轮的车闸位置上设有自动锁，自动锁、GPS模块和第二无线收发模块连接单片机，第一无线传输模块连接第二无线收发模块，第二无线收发模块连接控制中心，通过手机访问控制中心。本发明通过在自行车车胎内设置压力传感器、在车闸出设置自动锁，根据自行车状况给用户提供合适的自行车，解决了骑行用户无法及时了解自行车状况的问题。

主权项：1.一种城市免费自行车的监管系统，其特征在于，包括控制中心和多辆自行车，每辆自行车的车胎内安装有压力传感器，压力传感器连接第一无线传输模块，自行车的坐垫下方安装有保护盒，保护盒内包括第二电源模块、单片机、GPS模块和第二无线收发模块，自行车后轮的车闸位置上设有自动锁，自动锁、GPS模块和第二无线收发模块连接单片机，第一无线传输模块连接第二无线收发模块，第二无线收发模块连接控制中心，通过手机访问控制中心；所述第一无线传输模块安装在车轮上，通过车胎上的气嘴连接压力传感器，第一无线传输模块连接有安装在同一车轮上的第一电源模块；所述保护盒的外形是弧形。

全文数据：城市免费自行车的监管系统及方法技术领域[0001]本发明属于城市免费自行车的监管技术领域，涉及监管和报警方向，具体涉及一种城市免费自行车的监管系统及方法。背景技术[0002]目前城市免费自行车系统已经随着政府的大力资助在各个城市发展起来了，极大的方便了公众的出行。但是现在的城市免费自行车系统主要是方便了借车还车，方便了公众，但是却极大的忽视了自行车本身的检测与控制，无法实时的给用户提供现有的自行车状况，同时也无法积极的让工作人员了解自行车现在的状况。在用户使用车时无法判断这辆自行车适不适合出行。发明内容[0003]根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种城市免费自行车的监管系统及方法，通过在自行车车胎内设置压力传感器、在车闸出设置自动锁，根据自行车状况给用户提供合适的自行车，解决了骑行用户无法及时了解自行车状况的问题，具有检测车胎所受压力，判断当前的自行车是否合适该骑行用户。本系统可以检测自行车车胎的气体饱和状态、用户骑上自行车时自行车所受到的应力，以及此时的自行车状态是否适合该用户使用，并将这些数据记录下来，储存备用；自行车在用户一定的时间里不动的情况下，自动上锁，用户在使用城市免费自行车的规定时间内，会在规定时间到达前的一定时间进行报警，提醒用户注意形成及时还车。[0004]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:一种城市免费自行车的监管系统，包括控制中心和多辆自行车，每辆自行车的车胎内安装有压力传感器，压力传感器连接第一无线传输模块，自行车的坐垫下方安装有保护盒，保护盒内包括第二电源模块、单片机、GPS模块和第二无线收发模块，自行车后轮的车闸位置上设有自动锁，自动锁、GPS模块和第二无线收发模块连接单片机，第一无线传输模块连接第二无线收发模块，第二无线收发模块连接控制中心，通过手机访问控制中心。[0005]上述系统中，所述第一无线传输模块安装在车轮上，通过车胎上的气嘴连接压力传感器，第一无线传输模块连接有安装在同一车轮上的第一电源模块。所述保护盒的外形是弧形，保护盒的端部安装有反光片。所述自行车上安装了超时提醒的led灯、计时器和超重提醒的蜂鸣器，LED灯、计时器和蜂鸣器连接保护盒内的第二电源模块。所述城市免费自行车的监管系统内还设有连接控制中心的云数据中心。[0006]—种城市免费自行车的监管方法，方法步骤包括:步骤一、设置控制中心监管多辆自行车，每辆自行车的车胎内设置压力传感器，发送压力信号数据经过第一无线传输模块给单片机;步骤二、单片机接收到压力信号数据后，上传到控制中心同时分析压力信号数据的变化，如果在阈值时间内压力没有明显变化，单片机向自动锁发出锁合的命令，自行车自动上锁;步骤三、当压力传感器测到的压力数据低于自行车车应有的压力时，将提醒工作人员及时处理，同时锁定该自行车，在此期间不能使用；当压力传感器所测得的压力数据高于自行车应有的压力时，用户使用时压力传感器所测得的应力过大，该自行车不适合该用户使用，自行车将报警并且闪烁LED灯，同时数据上传到控制中心;步骤四、在联通网络的情况下，超载的压力数据和用户数据保存到‘云’数据中心，并与以前用户留下的数据进行比较，推荐适合该用户使用的自行车，用户通过手机查询被推荐自行车的位置信息。[0007]上述方法中，所述方法中当用户使用一辆自行车，在到达归还时间前的阈值时间内，自行车发出报警并且LED灯闪烁。[0008]本发明有益效果是:本发明的提供一种自行车的监管系统，可以检测自行车车胎的气体饱和状态、用户骑上自行车时自行车所受到的应力，以及此时的自行车状态是否适合该用户使用，并将这些数据记录下来，储存备用；自行车在用户一定的时间里不动的情况下，自动上锁，用户在使用城市免费自行车的规定时间内，会在规定时间到达前的一定时间进行报警，提醒用户注意形成及时还车。附图说明[0009]下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：[0010]图1是本发明的具体实施方式的自行车上的设备安装位置图。[0011]图2是本发明的具体实施方式的自行车上的自动锁的示意图。[0012]图3是本发明的具体实施方式的自行车在独立条件下的工作模式框图。[0013]图4是本发明的具体实施方式的自行车在网络连接下的工作模式。[0014]图中，1、第一电源模块，2、保护盒，3、自动锁，4、反光片，5、锁道，6、锁轴，7、微电机，8、凹槽，9、凸起，10、锁位开关。具体实施方式[0015]下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。[0016]如图1-4所示，本发明提供的城市免费自行车的监管系统，在自行车的车胎内安装一个压力传感器，车胎外安装第一无线传输模块，通过车胎的气嘴，压力传感器连接第一无线传输模块，压力传感器用来检测车胎内的气体压力和骑行时受到的压力，连接线通过气嘴连通压力传感器和第一无线传输模块，保证了数据的安全传输，减缓了连接线的磨损时长，也避免了第一无线模块安装在车胎内受压易损坏的情况。自行车后轮安装锁处安装一个自动锁3,在自行车的坐垫下方安装有一个保护盒2,保护盒2内设有第二电源模块、单片机、GPS模块和第二无线收发模块等设备，自动锁3连接单片机，保护盒2安装在坐垫下方，不会占用空间，不能载人可以让自行车变成单人出行的工具，增加出行安全的概率。保护盒2具体安装在自行车的后支架上，位于坐垫的下方，不会影响坐垫的升降动作，保护盒2整体是弧形外形，自行车后面的反光片4设置在保护盒2的端部，二者结合实用性高。压力传感器安装在车胎内侧检测气体压力和总体压力，第一无线传输模块与之相连，第一电源模块1连接第一无线传输模块和压力传感器，第一电源模块1安装在第一无线传输模块旁的车轮上，因为车轮总是在运转中，所以使用单独的电池供电。当装有压力传感器的车胎在行驶中处于的位置不同，所承受的压力也就不同，这些数据通过无线传输模块传给单片机，就可以判断此时的压力情况，以及车是否在运动中，同时这些数据也会上传到控制中心用来分析数据。保护盒2中，第二电源模块连接自动锁3、单片机、GPS模块和第二无线收发模块，自动锁3、GPS模块和第二无线收发模块连接在单片机上，自动锁3根据单片机的指令动作，GPS模块用来定位自行车的位置，第二无线收发模块用来和第一无线传输模块之间接收发送信息，并发送数据信息到控制中心。[0017]自动锁3安装在后轮车刹处，自动锁3内设有两个锁位档，第一档是人工锁起和开合使用的，第二档是单片机指令自动锁3起，单片机接收到的压力信号超过车胎的承载范围，发出警报后第二档自动锁3起，超载的骑行者打不开。自动锁3内设有锁道5、锁轴6和微电机7，锁轴6安装在锁道5内连接在微电机7上，微电机7连接单片机，微电机7能够控制锁轴6在锁道5内运动，微电机7上方设有锁位开关10,锁位开关10连接微电机7,控制微电机7锁起锁轴6。锁轴6的端部设有凹槽8,锁道5上设有和凹槽8大小相同的凸起9能够卡合在凹槽8内，凸起9的下方支撑柱是伸缩的连接在微电机7上。自动锁3的第一档是按下锁位开关10，锁轴6运动到对面锁道5内，卡合在车轮之间，完成锁车动作，如果自行车长久静止不动，微电机7运行锁轴6锁起车轮。在一些情况下自动锁3会强制锁起自行车，此时是自动锁3的第二档自动锁3起，微电机7在单片机的指令下，带动锁轴6运行，同时凸起9下的支撑柱收缩，运动位置后，锁轴6停止、凸起9升起卡进凹槽8内，骑行者打不开，使用手机也不能解锁，只能更换自行车。LED灯、计时器和蜂鸣器安装在车把横梁上，连接保护盒2内的第二电源模块，LED灯安装在车把上在将要超时收费的时候发光闪烁，提醒骑行者看一下计时器。计时器上设有一个小的显示屏，可以显示骑行时间，提醒骑行者将要超时收费，具体时间费用需要查看手机。蜂鸣器安装在车把上是为了在单片机检测到车胎受压过大发出警报提醒骑行者换车，此时计时器不亮、自动锁3也会锁起，单片机会发送消息到控制中心，手机上可以查收警报原因。如图3所示，是自行车没联网时的独立系统，压力传感器的数据通过第一无线传输模块传给单片机，同时此处的第一无线传输模块由电源模块1单独供电。单片机接收到压力传感器的数据后，上传到控制中心的同时，也会分析压力的变化数据，如果在一定的时间内压力没有太明显的变化的话，单片机将会向自动锁3发出锁合的命令，自行车就会自动上锁，防止丢失。当压力传感器所测到的压力低于自行车车应有的压力时，将提醒工作人员及时处理，同时锁定该自行车，在此期间不能使用；当压力传感器所测得的气压高于自行车应有的压力时，用户使用时压力传感器所测得的应力过大，此时该自行车不适合该用户使用，自行车将报警并且闪烁LED灯。在用户开始使用城市免费自行车同时，自行车的计时器开始计时，并且在规定的时间到达之前的一定时间给予报警并且LED灯闪烁，提醒用户在规定的时间里还车或换车，以免超时扣费，同时GPS模块也会向控制中心提供车辆的具体位置{目息。[0018]如图4所示，是自行车与网络联通后的框图，通过第二无线收发模块，将自行车压力、位置等信息实时的传输到控制中心，并上传到“云”数据中心，并记录下来以便用户下次使用时进行数据分析对比。当压力传感器所测得的气压高于自行车应有的压力时，用户使用时压力传感器所测得的应力过大，此时该自行车不适合该用户使用，自行车将报警并且闪烁LED灯，同时数据将上传到控制中心，保存到‘云’数据中心，并与以前用户留下的数据进行比较后，为该用户推荐适合该用户使用的自行车，用户可以通过手机查询这些信息。当用户在一定的时间里没有归还自行车同时也没有使用自行车，从而导致自行车自动上锁，或者用户因有事自动上锁，也可以通过手机客户端自动解锁，并且继续使用该自行车。当用户开始使用一辆自行车时，即将到达归还时间，自行车会给予报警并且led灯闪烁，这里的距离归还车辆的一段时间可以通过手动调节自行车上的报警系统设定时间外，也可以通过手机客户端进行时间的设置，同时控制中心也将根据该自行车上GPS模块提供的具体位置，为用户提供最近的自行车停车点的位置与距离，以供用户自己选择。同时用户也可以通过手机客户端查询该自行车的记录。现有的免费自行车有些品牌不需要停放到固定点，根据厂家需要选择此项功能。[0019]上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

权利要求：1.一种城市免费自行车的监管系统，其特征在于，包括控制中心和多辆自行车，每辆自行车的车胎内安装有压力传感器，压力传感器连接第一无线传输模块，自行车的坐垫下方安装有保护盒，保护盒内包括第二电源模块、单片机、GPS模块和第二无线收发模块，自行车后轮的车闸位置上设有自动锁，自动锁、GPS模块和第二无线收发模块连接单片机，第一无线传输模块连接第二无线收发模块，第二无线收发模块连接控制中心，通过手机访问控制中心。2.根据权利要求1所述的城市免费自行车的监管系统，其特征在于，所述第一无线传输模块安装在车轮上，通过车胎上的气嘴连接压力传感器，第一无线传输模块连接有安装在同一车轮上的第一电源模块。3.根据权利要求1所述的城市免费自行车的监管系统，其特征在于，所述保护盒的外形是弧形，保护盒的端部安装有反光片。4.根据权利要求1所述的城市免费自行车的监管系统，其特征在于，所述自行车上安装了超时提醒的LED灯、计时器和超重提醒的蜂鸣器，LED灯、计时器和蜂鸣器连接保护盒内的第二电源模块。5.根据权利要求1所述的城市免费自行车的监管系统，其特征在于，所述城市免费自行车的监管系统内还设有连接控制中心的云数据中心。6.—种城市免费自行车的监管方法，其特征在于，方法步骤包括：步骤一、设置控制中心监管多辆自行车，每辆自行车的车胎内设置压力传感器，发送压力信号数据经过第一无线传输模块给单片机；步骤二、单片机接收到压力信号数据后，上传到控制中心同时分析压力信号数据的变化，如果在阈值时间内压力没有明显变化，单片机向自动锁发出锁合的命令，自行车自动上锁；步骤三、当压力传感器测到的压力数据低于自行车车应有的压力时，将提醒工作人员及时处理，同时锁定该自行车，在此期间不能使用；当压力传感器所测得的压力数据高于自行车应有的压力时，用户使用时压力传感器所测得的应力过大，该自行车不适合该用户使用，自行车将报警并且闪烁LED灯，同时数据上传到控制中心；步骤四、在联通网络的情况下，超载的压力数据和用户数据保存到‘云’数据中心，并与以前用户留下的数据进行比较，推荐适合该用户使用的自行车，用户通过手机查询被推荐自行车的位置信息。7.根据权利要求6所述的城市免费自行车的监管方法，其特征在于，所述方法中当用户使用一辆自行车，在到达归还时间前的阈值时间内，自行车发出报警并且LED灯闪烁。

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