基于云服務器實現共享設備精準計費方式的研究

潘金虎 胡兆祥 周薇 王想實

摘要：市場上現有的共享裝置，如充電寶、充電線，甚至共享單車，都是按照使用次數進行收費。哪怕只使用了一分鐘，也是收取一次的費用，這種收費方式存在不合理之處。而該文中提出的共享設備精準計費方式，一是加入可用于時間控制的控制板電路模塊，二是加入云服務器技術。控制板是共享裝置與云服務器溝通的橋梁，借助后臺云服務器技術監控時長，計算實際使用時間，實現精準計費，是該文闡述的核心思想與設計創新之處。

關鍵詞：共享裝置;控制板電路模塊;云服務器技術;精準計費

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）08-0086-02

1 概述

投放于公共場所的共享設備為廣大人群的生活與出行提供便利，“共享”概念逐漸深入人心。現在出門在外，錢包不帶沒關系，手機帶了就好。用手機上的App程序掃描共享裝置上的二維碼，有些設備甚至無須支付押金，即可使用。但付費時一般按小時計費，使用時不安心、不舒坦，總提心會超過小時的整倍數時間，要再多支付一個小時的費用，哪怕只超過了一分鐘。這種收費實際上是不合情理的，可不可以采用新的技術進行改善這種狀況呢？目前市面上還沒有出現帶有可時控模塊精準計費的共享裝置，在以后的生活需求中，想必此種可實現合理收費的共享裝置的設計與發明，必定會具有廣闊的市場銷售空間。

2 設計思想

本文提出可設計一款用于時間控制的控制板電路模塊，并引入云服務器技術，用MySQL在服務器上搭建后臺數據庫，用于存儲用戶、設備、使用時長等信息。讓控制板充當共享裝置與云服務器溝通的橋梁，與云服務器通過GSM模塊的GPRS信道形成邏輯關聯，組成以云服務器為中心的星型拓撲結構，于共享裝置一一對應，安裝于每臺共享裝置內部，由共享裝置為其供電。通過云服務器監控所有設備的使用情況詳情，特別是使用時長，從而實現根據實際使用的時長進行精準計費。硬件模塊連接圖，如下所示：

3 實施過程

本文闡述的創新之處就是對共享裝置進行改造，在硬件上增加控制板模塊，在技術上添加云服務器技術，用于實現共享狀態與使用時長的控制。該共享裝置可在公共場所進行投放，開展共享服務。可時控計費共享裝置由云服務器、控制板、手持設備、共享裝置、標識充電板的二維碼五大部分組成。共享裝置的用戶群體可通過手機掃碼形式享受服務。但帶有可時控計費功能模塊的共享充電設備，在功能上具有業務的獨創性。具體如下：1）云服務器，所有業務支持的后臺處理樞紐，響應來自用戶的業務請求，并向控制板發送業務實施指令。2）控制板，可單獨做成外置模塊，也可以以集成電路芯片形式內嵌于共享裝置內部。在本文設計中，采用嵌入式進行開發設計。控制板使用GPRS信道與云服務器進行溝通，獲取業務指令并解析，通過RS232串口指揮充電板完成任務。3）手持設備，手機或平板，一是作為掃碼工具，可讀取每臺共享裝置上的二維碼，獲得業務的線上接口，是進行業務選定的工具;二也是費用支付的載體。4）共享裝置，按照控制板的指令，啟動或關閉。為掃碼用戶提供共享服務、輸入密碼服務、設置使用時長服務。5）標識共享裝置的二維碼，是每臺共享裝置的唯一標識，是用戶發起業務需求的信息源頭。

五部分工作的業務實施流程，主要是：1）用戶通過手持設備掃描共享裝置上的二維碼標識，將使用需求包括手機號、共享裝置二維碼標識信息上傳至云服務器，保存信息至Mysql后臺數據庫中。2）云服務器接收到請求后，向控制板下達業務指令。3）控制板向共享裝置下達執行指令。4）共享裝置開始工作，時長使用完畢后或接收到終止使用的指令后，將共享裝置當前狀態給控制板。5）控制板將業務實施信息反饋給云服務器，上傳使用時長保存至數據庫。根據時長進行精準計費，將時長、費用信息發送給手機。6）手機接收到信息后，核對無誤后，進行支付。支付成功，即意味著本次共享服務業務消費成功，本次業務終止。業務實施流程圖，如圖2所示。

4 該套裝置的創新點

該套裝置具有如下六條創新之處：1）投放容易、使用簡便，可為公共場合人群提供共享服務。2）手持端設備掃描每個共享裝置上唯一的二維碼，即可開啟業務。3）增加GSM通信模塊：它是控制板與云服務器溝通的實施器件。4）采用GPRS數據通信：通過撥號建立數據通信鏈路，用UDP協議傳送字符串與云服務器進行交流。5）RS232串口編程技術：是共享裝置與控制板通信接口，MCU通過RS232串口與充電板通信。6）增加控制板模塊設計和云服務器技術，實現使用時間可控：是本文設計創新出發點，也是最重要的實施環節。在硬件上增加控制板，在技術上添加云服務器技術，用于實現使用狀態與使用時長的控制。控制板是云服務器與共享裝置通信的橋梁，控制板接收云服務器下發的指令，并傳達給共享裝置，用于共享裝置的啟動、停止、狀態查詢、時長控制等。

5 結束語

現在市場上投放使用的共享設備，如共享充電寶、共享自行車等，盡管投放量大，使用方便，但都缺少時控模塊。為此我們設計的共享裝置，除了上述裝置的優點f使用簡單、付費方便）之外，最關鍵的技術點是設計出一款用于時間控制的控制板電路模塊，與云服務器進行交互，通過存儲在后臺數據庫的使用時長，實現精準計費。

參考文獻：

[1]楊晨，鄭明輝，譚杰.一種云服務器位置定位及安全性驗證方案[J].山東大學學報：理學版，2020，55（1）.

[2]張鵬，李超瀛，楊新園，等.基于云服務的環境試驗設備遠程計量測試儀器的設計與開發[J].計測技術，2019，39（5）：70-75.

[3]陳倫澍，張蕓，梁金威，等.基于云服務器圖像處理的物體辨別系統[Jl.計算機產品與流通，2019（9）：97-98.

[4]一種共享電動自行車的充電裝置[J].電動自行車，2018（11）：35.

[5]陳藍生.共享理念下江蘇首家停車計時收費裝置計量交互系統的研究與探索[J].中國計量，2018（5）：21-22.

[6]劉泓利，呂昆嶺，劉子博，等.共享單車新型充電裝置的設計開發[J].電子測試，2018（8）：30-31，70.

[7]李晨.云數據存儲位置的驗證機制研究與實現[D].西安：西安電子科技大學，2018.

【通聯編輯：代影】

收稿日期：2019-12-19

作者簡介：潘金虎（1998-），男，湖南岳陽人，無錫職業技術學院在讀專科生，專業方向為軟件技術;胡兆祥（1999-），男，安徽馬鞍山人，無錫職業技術學院在讀專科生，專業方向為移動應用開發;周薇（1975-），女，河南鄭州人，無錫職業技術學院講師，研究生，專業方向為軟件技術;王想實（1976-），女，內蒙古鄂爾多斯人，無錫職業技術學院講師，研究生，專業方向為軟件技術。