基于RFID的共享單車精準定位停放系統

毛方強　方勇

摘 要：為有效解決共享單車亂停亂放、無序雜亂、破壞城市形象以及給城市管理造成巨大成本等社會問題，文中在研究RFID技術的基礎上，通過無線射頻網絡構建了一個完整的共享單車精準定位系統。

關鍵詞：共享單車；RFID；互聯網租賃自行車；定位；精準停放

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2018）03-00-02

0 引 言

近年來，隨著國家“兩創”的大力推動，我國互聯網租賃自行車（俗稱“共享單車”）快速發展，在更好地滿足公眾出行需求、有效解決城市交通出行“最后一公里”問題、緩解城市交通擁堵、構建綠色出行體系等方面發揮了積極作用，有力推動了分享經濟的發展。但同時也存在車輛亂停亂放、車輛運營維護不到位、企業主體責任不落實、無序競爭等問題。李克強總理主持召開的關于促進分享經濟發展的國務院常務會議上，明確鼓勵創新、包容審慎、規范有序的行業發展原則。交通部等十部委聯合出臺的《關于鼓勵和規范互聯網租賃自行車發展的指導意見》，為互聯網單車的健康可持續發展進一步指明了方向。“共享單車這個新事物是借助新技術發展起來的，新事物有不足，這個方案好！”李總理在考察共享單車電子驛站時說，“可以通過新技術來完善這個新事物，讓老百姓的出行更便利，管理更有序！”為改變嚴峻的城市單車亂停亂放現象，實現資源的合理有效利用，就需要提高共享單車的精準定位效率，避免出現亂停亂放現象，減少政府與社會管理成本，提升城市形象。

1 系統組成

共享單車精準定位停放系統的主要組成部分包括共享單車、RFID電子車牌、站點管理器、感應線圈、手機APP、單車監管云平臺等。系統拓撲圖如圖1所示。

1.1 電子車牌

工業級IP68可防水、防震、防腐蝕，一次性金屬扎帶安裝簡單，高效，完全獨立，無需修改現有單車的結構，自帶電池，持續工作時間可達3年，對環境影響極小，不受雨雪洪水等惡劣天氣影響，停靠點指定區域誤差不超過30 cm，擁有多種安裝方式，適應不同品牌單車的安裝。電子車牌如圖2所示。

1.2 站點管理器與感應線圈

站點管理器包含觸發模塊、接收模塊、電源管理模塊、通信模塊、蓄電池、天線等，感應電子識別器誤差在30 cm范圍內，保證規范停車，感應線圈最長可達200 m，覆蓋范圍廣，單個停靠區域最大管理單車數量為500輛，可定時盤點停靠區域單車數量，設備帶自測功能，可降低故障率。安裝在地面停車區域的線圈封裝在停靠保護套內，鉚釘安裝在地面，設備既可接市電，又可使用太陽能、風能等綠色能源。站點管理器與感應線圈如圖3所示。

2 業務流程與技術路線

2.1 業務流程

（1）單車開鎖：騎行者使用各共享單車APP掃碼，通過藍牙、機械密碼等方式開鎖，保持流程一致；

（2）騎行過程：在騎行過程中，單車平臺正常計費；

（3）尋找停靠點：單車需要停車時可以直接在道路上找到有明顯非機動車停靠點標識的區域停車，或者用單車平臺APP尋找停車區域；

（4）鎖車通知：監管平臺接收到停靠信號后會向對應單車平臺發送允許鎖車信號，單車平臺向智能鎖或者APP發送允許鎖車的信號；

（5）手動鎖車：騎行者在收到APP的鎖車通知后，才允許進行鎖車結賬操作，否則即便用戶強行鎖車，平臺依舊會繼續收費，或者不允許鎖車。

2.2 技術路線

（1）停靠區域：停靠區域安裝停靠感應線圈和通信設備，共享單車按規范停車后向監管平臺發送停車信息；

（2）共享單車：安裝感應標簽，單車必須按規范區域停靠才會觸發停靠點的感應線圈發起停車流程，否則無法停止扣費；

（3）規范停放：當單車按規范停靠到規定區域后，單車上的電子停車標識會向監管平臺發送停靠請求信號；

（4）城市單車監管平臺：建立城市單車監管平臺，統一處理共享單車停車請求的接收、轉發以及各單車品牌的授權、監控等管理；

（5）企業單車平臺：對共享單車平臺升級，收到監管平臺的鎖車信號后利用APP通知客戶鎖車，未按規定停車將繼續扣費或無法鎖車。

3 方案優勢與投入產出分析

厘米級精準定位、切實可行的低成本、方便實施的識別技術是解決共享單車亂停亂放、占道等市政難題的關鍵。實際案例如圖4所示。

（1）精準：可精準停放在停放點區域內，停靠誤差不超過30 cm，真正解決共享單車市政管理難題；

（2）穩定：運行精準度不受氣候、環境等影響，運行穩定停車區域可達200 m；

（3）開放：適用于所有單車品牌，有無GPS、電單車自行車、運營非運營都可以停放，并對其進行管理；

（4）簡單：單車無須破壞性改裝，操作方便，停放點施工方便，可風光虧補供電，減少市政建設、無線網絡通信等路面施工；

（5）低成本：傳統有樁站點單個鎖樁成本為2 500元，按40輛車的容量設計，建設成本約15萬元，利用基于RFID的共享單車精準停放定位技術系統，可節約55%的建設成本。同時，隨著系統不斷擴容（單車可最大擴展至500輛），系統平均單輛車的成本接近單車成本。

4 結 語

基于RFID的共享單車精準定位停放技術系統綜合運用RFID物聯網、精準定位技術，以解決城市非機動車在管理過程中存在的突出問題。目前共享單車的亂停亂放、占用盲道、盲目投放等管理問題為公安、城管等城市非機動車管理部門所關注。該方案的提出為城市管理者提供了管理各類運營、非營運、電動、非電動等非機動車輛的新思路、新方法。

參考文獻

[1]王佩瑋.無線射頻識別標簽防碰撞算法比較分析[J].物聯網技術，2017，7（4）： 21-24.

[2]魯建廈，徐林燕，趙林斌，等.基于文獻計量法的RFID研究現狀分析[J].計算機集成制造系統，2017，23（11）：2518-2532.

[3]韓美林，劉有耀. RFID定位技術和常見算法比較[J].產業與科技論壇，2014（1）： 89-91.

[4]李敏蓮.共享單車市場調研與分析[J].財經界：學術， 2017（5）： 121-123.

[5]李琨浩.基于共享經濟視角下城市共享單車發展對策研究[J].城市，2017（3）： 66-69.

[6]劉克斕.共享單車的物聯網定位技術[J].電子技術與軟件工，2017（23）：21.

[7]鄭九兵.城市公共自行車系統的新制度經濟學分析[D].深圳：深圳大學，2017.

[8]張靜，張慶偉，王開宇，等.應用于物聯網設備的無線射頻識別定位技術研究[J].現代電子技，2017，40（5）：29-32.