公共自行車管理系統(tǒng)設(shè)計方案

1、淮 陰 工 學 院畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告學 生 姓 名：旭東學 號：1111203128專 業(yè)：測控技術(shù)與儀器設(shè)計(論文)題目：基于無線網(wǎng)的公共自行車管理系統(tǒng)的設(shè)計硬件部分指 導 教 師:宇林2015年1月20日開題報告填寫要求1開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期完成，經(jīng)指導教師簽署意見與所在專業(yè)審查后生效。2開題報告容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標準格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)與時交給指導教師簽署意見。3“文獻綜述”

2、應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打印）在本開題報告第一欄目，學生寫文獻綜述的參考文獻應(yīng)不少于10篇（不包括辭典、手冊）。4有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當按照國標GB/T 740894數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2006年3月15日”或“2006-03-15”。畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）開 題 報 告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫2000字左右的文獻綜述文 獻 綜 述一、選題目的和現(xiàn)實意義隨著我國城市化進程的推進，城市交通問題已然成為了眾多大城市的“城市病”，過量私家車和公務(wù)車一方面造成了城市的擁堵，另一方面排放的

3、汽車尾氣嚴重影響空氣質(zhì)量。隨著兩型社會的宣傳與實踐，“綠色出行，低碳環(huán)?！钡某鲂蟹绞皆絹碓绞艿阶放?，全國各地興起了建設(shè)公共自行車租賃系統(tǒng)的熱潮。公共自行車在國外已很普與，所以在國也必將推廣普與?，F(xiàn)在很多企業(yè)、學校都在向郊外搬遷形成工業(yè)園、大學城等，因此上班族、學生等人群外出等多有不便。引進自助公共自行車系統(tǒng)，能夠方便人們?nèi)粘Ｉ习?、外出、游玩、逛街等，而且騎自行車是一種具有環(huán)保、健身、娛樂、無噪音于一體的出行方式，值得大力提倡。自助公共自行車由運營商統(tǒng)一布點鋪放，安裝在公交站點、工業(yè)園區(qū)、學校大門等使用人群較多的區(qū)域，通過設(shè)備綜合管理平臺實現(xiàn)智能化、無人化統(tǒng)一管理，必將受到人們的青睞。二、國前景

4、近年來，隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)高速增長，居民消費水平穩(wěn)步提高，私家車保有量迅速增長。據(jù)報道，截至2011年6月底，全國機動車總保有量達217億輛。其中私家車7000萬輛，而且還在以每年超過1000萬輛的速度快速增長。但是快速增長的私家車在提高民眾生活質(zhì)量的同時，也帶來了城市交通擁堵、交通事故增多、停車難、空氣噪聲污染等諸多嚴重問題。自2000年以來，我國城市道路與公共交通投資累計超過2萬億元，但仍無法遏制城市交通擁堵的蔓延。可見單純依靠道路建設(shè)是無法解決城市交通問題的。大力發(fā)展城市公共交通體系是公認的解決城市交通問題的有效方法。現(xiàn)代城市公共交通體系主要由：公交汽車(含公交電車與有軌電車)、城市軌道

5、交通(含地鐵、輕軌、畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）開 題 報 告城郊鐵路列車)與公共交通站點。國的大城市越來越重視城市公共交通體系的建設(shè)。比如，在“十一五”期間，投入7 15億元資金優(yōu)先發(fā)展城市公共交通，公共交通投入占交通基礎(chǔ)設(shè)施投資的比例將達到45。公交汽車和城市軌道交通在城市公共交通體系中發(fā)揮著大動脈的作用，但是由于線路和站點布局的限制，是無法覆蓋城市每一個角落的。即在公共交通體系的末端，缺少一套針對每個乘客特定的短途出行需求的公共交通微循環(huán)系統(tǒng)。因此才會出現(xiàn)所謂“最后一公里”問題和黑出租、摩的泛濫而又屢禁不止的現(xiàn)象。為此一種能夠?qū)崿F(xiàn)城市公共交通微循環(huán)的公共自行車管理系統(tǒng)就顯得尤為的重要，也就有了

6、良好的發(fā)展前景和廣闊的市場。三、國外發(fā)展“公共自行車”的概念最早起源于歐洲。1965年在荷蘭開始出現(xiàn)第一代公共自行車系統(tǒng)，但是運行效果不盡人意。1995年丹麥首都哥本哈根推出第二代公共自行車系統(tǒng)。上世紀90年代末，歐洲的公共自行車租賃行業(yè)開始采用迅速發(fā)展的計算機、無線通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)了數(shù)字化管理和運營，被稱為第三代公共自行車系統(tǒng)。法國：憑銀行卡可直接租車法國自行車租賃服務(wù)最早開始于1998年的雷恩市，并先后在拉羅舍爾、里昂、巴黎、艾克斯等城市推廣。在法國，可通過兩種方式租用自行車。交通卡持有者可憑該卡和銀行卡直接租用自行車；非持有者則需提前申請，并在15天后獲取租賃卡。為了防止惡意破壞，

7、法國一些城市的公共自行車采用置剎車裝置、防爆輪胎，以與專用工具才能拆卸的可調(diào)節(jié)高度坐椅。英國倫敦：用短信可以租車英國自行車租賃業(yè)務(wù)很發(fā)達。首都倫敦近來推出一項便捷租車業(yè)務(wù)通過短信實現(xiàn)租車。注冊用戶只需給租車服務(wù)中心發(fā)送短信，就會收到一個開鎖密碼。通過密碼，用戶可在市任何一個租車停放處自行取車。當用戶到達距離目的地附近的停放處后，只需再次發(fā)送短信，便可得到上鎖密碼。畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）開 題 報 告美國紐約：管理全面實現(xiàn)數(shù)字化紐約公共自行車系統(tǒng)非常先進。從網(wǎng)絡(luò)預(yù)訂到自行車站租車，管理全面實現(xiàn)數(shù)字化、自動化。租車人只需用信用卡或銀行借記卡支付押金后就可以拿到一枚智能鑰匙，取出自行車就行了。游客還

8、可以用智能手機從網(wǎng)絡(luò)上下載專用軟件，獲得紐約市自行車路線圖以與相關(guān)各種服務(wù)?？偨Y(jié)國外公共自行車的實施的成功經(jīng)驗大體為以下幾個方面：第一、科學合理的規(guī)劃是系統(tǒng)成功的保證要發(fā)展自行車交通的前提條件是：將自行車交通納入交通體系，統(tǒng)籌規(guī)劃，進行基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，讓自行車交通融入人們的生活。規(guī)劃城市的自行車交通系統(tǒng)要在不同區(qū)域?qū)嵤┮虻刂埔说牟呗裕坏诙?、政府的支持是系統(tǒng)成功的關(guān)鍵因素政府的支持對保證公共自行車系統(tǒng)的連續(xù)性和服務(wù)水平起到了關(guān)鍵性作用，公共自行車系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量的高低以與系統(tǒng)服務(wù)的公益性將取決于政府的支持力度。公共自行車系統(tǒng)的實施離不開企業(yè)和政府的共同支持，企業(yè)建設(shè)公共自行車系統(tǒng)的目標是盈利，確保有

9、穩(wěn)定的現(xiàn)金流，保證系統(tǒng)運行的長期性和可靠性。而政府的目標是通過建設(shè)公共自行車系統(tǒng)為 居民提供便利的交通服務(wù)，實現(xiàn)公共自行車系統(tǒng)的公益性。第三、穩(wěn)定可靠的技術(shù)支撐是系統(tǒng)成功的必要條件公共自行車的成功實施離不開穩(wěn)定可靠的技術(shù)支撐，從公共自行車系統(tǒng)實施的各個環(huán)節(jié)出發(fā)，設(shè)計公共自行車系統(tǒng)運營管理的技術(shù)包括公共自行車車輛的制造和裝配技術(shù)、車輛的租賃系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化的運營和調(diào)度系統(tǒng)、車輛通信技術(shù)、車輛定位系統(tǒng)等。自行車作為一種環(huán)保節(jié)能的交通方式，在國外越來越受青睞。從國外這些城市來看，只有公益性，公共自行車才有普與的可能，這是國外許多城市發(fā)展公共自行車的共同經(jīng)驗。公益性的公共自行車，政府必然需要大量資金的注入

10、，不過，相較于其他交通疏堵投入（如造橋修路），這筆錢微不足道，它帶來的社會效益，實難估量。畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）開 題 報 告2本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）四、研究方法與實現(xiàn)的功能4.1系統(tǒng)概述無線智能公共自行車管理系統(tǒng)由射頻識別作為核心系統(tǒng)，這使每一輛自行車都會擁有一個標簽，同時車主也有一與之匹配的 IC 卡。車主在存取車時必須刷卡，通過對車輛和 IC 卡信息的讀取、對比，系統(tǒng)便會判定此次存取操作的合法性，再根據(jù)結(jié)果的不同做出相應(yīng)的反應(yīng)。若有非法的取車操作，系統(tǒng)會通過現(xiàn)場的報警裝置和接收設(shè)備，進行防盜措施，避免了車輛的丟失。4.2系統(tǒng)總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，整套系統(tǒng)分

11、為若干個節(jié)點和一個中央服務(wù)器，每個節(jié)點在實際環(huán)境中代表一個停車場。 各節(jié)點通過 RFID 射頻設(shè)備收集自行車的信息并通過接觸式天線讀取用戶 IC 卡數(shù)據(jù)； 最后通過以太網(wǎng)傳遞給服務(wù)器。服務(wù)器匯總各個自行車停放的數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)的存儲和比對，將反饋信息通過校園網(wǎng)絡(luò)傳送到各個監(jiān)測終端，通過一系列指令控制節(jié)點執(zhí)行相應(yīng)的操作。監(jiān)測終端1自行車停放點n自行車停放點2自行車停放點1無 線 網(wǎng) 絡(luò)監(jiān)測終端n數(shù)據(jù)服務(wù)器 圖1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）開 題 報 告4.3節(jié)點結(jié)構(gòu)框圖一個節(jié)點的結(jié)構(gòu)如圖所示。各個節(jié)點通過RFID 射頻讀卡器檢測自行車的智能芯片，并存儲相關(guān)數(shù)據(jù)；同時 IC 卡讀卡器通過天線

12、讀取IC 卡信息。節(jié)點通過控制的ARM 用無線網(wǎng)將信息發(fā)送至服務(wù)器并接受反饋數(shù)據(jù)，執(zhí)行相關(guān)的提示或報警操作。服務(wù)器3G/4G無線網(wǎng)絡(luò)無線路由或雙控線嵌入式系統(tǒng)報警裝置RFID讀卡器IC讀卡器 圖2節(jié)點結(jié)構(gòu)框圖4.4硬件模塊4.4.1RFID 模塊RFID 技術(shù)的基本工作原理是標簽進入磁場后，接收閱讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得。的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息（PassiveTag），或者由標簽主動發(fā)送某一頻率的信號 （ActiveTag），解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進行有關(guān)數(shù)據(jù)處理 。由于RFID 射頻天線和標簽分為多種標準， 本套系統(tǒng)的 RFID 模塊采用了遠望谷公

13、司的 XCRF-502C 固定式射頻讀寫器，此讀寫器工作在 902-928Mhz 頻段，有效檢測圍為 10 米。4.4.2嵌入式模塊由于在本系統(tǒng)中嵌入式模塊主要擔負信息傳輸和控制的功能，并不需求高速運算和大量數(shù)據(jù)緩存，因此采用了以 ARM2440 為核心的開發(fā)方案。嵌入式模塊在 ARM2440核畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）開 題 報 告心的外圍添加了以太網(wǎng)口用于與服務(wù)器進行通信；LCD 顯示屏用于實時顯示提示信息；蜂鳴器用于應(yīng)急報警；I2C 總線接口用于與IC讀卡模塊進行通信，串口用于與RFID射頻模塊通信。4.4.3 IC 讀卡器模塊IC讀卡器天線采用Philips MFRC522 原裝芯片設(shè)計讀

14、卡電路，該模塊使用51單片機驅(qū)動讀卡器檢測IC卡信息并使用I2C總線將數(shù)據(jù)會傳到ARM主控芯片上。畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）開 題 報 告參考文獻1 羅春彬,龑,易彬.RFID 技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用綜述J.通信技術(shù),2009,40(12):112-114.2 胡建國.智能 RFID 標簽芯片理論與實現(xiàn)D.廣:大學,2010.3 王艷平.Windows 網(wǎng)絡(luò)與通信程序設(shè)計M.:人民郵電,2009:48-120.4 徐麗萍.RFID 系統(tǒng)讀寫器與電子標簽硬件結(jié)構(gòu)分析J.通信技術(shù),2012,45(08):118-119.5 Feddema, Helen.Access 2007 VBAM.s.l.: JohnWiley & Sons Inc.,2007:90-143.6 遠望谷公司.遠