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，也產生了一些問題。通過共享單車的定位系統的研究，可以幫助解決這些難題。共享單車定位系統和車載GPS定位系統有相似之處，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

一、開發共享單車的定位系統的意義和難點分析

定位系統對共享單車發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的問題。共享單車在城市中有停放混亂的現象，主要是監管不到位造成的。目前，缺少對共享單車的停放的監督和管理。當共享單車裝上定位系統之后，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將共享單車所在的位置分享到網絡上，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，可以時時將共享單車的位置信息傳輸到管理者的管理平臺上，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到需求量比較大但車輛較少的地方。從而提高共享單車的管理效率。

共享單車定位系統開發利用的難點是供應定位系統運轉的電量不足。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，太陽能的發電量不足以支持共享單車定位系統的用電量。在條件較好的情況下，太陽能發電只能滿足幾個月的共享單車定位系統的幾個月的用電量。所以解決共享單車的定位系統的用電問題是有迫切需求的。

二、共享單車的定位系統分析

原有的共享單車定位基本是通過使用者的手機定位系統來實現的。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和GPS定位系統的原理基本相同。大致可以分為五個部分。一是定位模塊。定位模塊利用GPS定位系統的定位功能，實現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，實現對定位系統的能量供應。供電系統的質量十分的重要，影響著定位系統的使用。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：高集成降壓開關穩壓器，可接受高于或低于穩定輸出電壓的輸入電壓。與其他降壓-升壓穩壓器不同，這款穩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）穩壓器。出色的PSRR（電源抑制率），可以實現高穩定性;低噪聲，可以實現高集成度;特別適于GSM（全球移動通信系統）便攜式無線應用。

四、共享單車定位系統的電路分析

共享單車，基于瑞薩MCU和Intersil公司的電源管理芯片實現共享單車的定位。這個電源管理和定位系統主要有下面幾個電路。一是電能收集電路。共享單車定位系統的電量的來源主要指太陽能電板及輪轂發電機。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。三是定位系統工作的供電電路。系統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。定位系統的供電一定要注意控制電路的供電電壓的穩定。穩定的電壓才能保證定位系統的工作穩定性和長期性。四是定位系統待機模塊的供電電路。這部分電路供應定位系統待機時所需要的電能。

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