技术集成的校园公共自行车管理系统的设计探讨

冯雪兰

摘 要：随着各院校招生数量不断增加，学校规模在不断扩大。在这种情况下，校内师生的出行问题就成了院校较为重视的问题之一。针对这一点，主要对技术集成的校园公共自行车管理系统的设计进行了探讨。

关键词：技术集成；校园公共自行车；管理系统；ZigBee

中图分类号：TP315 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.09.110

“校园公共自行车”这一理念的提出，不仅为院校内师生出行提供了相应的出行工具，同时也是“低碳环保”理念的体现。正因为如此，很多院校都安排了相应的自行车点，以此来为校内师生提供出行工具。但是，在具体实践过程中，校园公共自行车本身也存在着一定的问题，就比如说，在使用过程中很难掌握车辆状态，部分学生借车不还等。而为了有效避免这些现象的发生，学校就需要对公共自行车进行管理。为了有效提高管理质量，笔者将对自行车管理系统进行具体分析。

1 公共自行车管理系统组成与运行原理

在对校园公共自行车管理系统进行设计的过程中，其管理系统主要有5个部分，分别是现场监控单元、校园有线局域网、ZigBee校区传输网、数据仓库和监控平台。而在实际运行过程中，这一管理系统主要是将无线网络和有线局域网结合在一起，这样就能有效地完成数据传输，从而能最大程度地降低系统构建的经济成本，同时也能提高组网的灵活性。而在这一系统中，现场监控单元的主要作用就是对自行车存取这一方面进行管理，在具备这一单元后，一旦用户成功借出或归还自行车，其中所存在的微控制器就会将用户编码、车辆编码、存车点编码、借还状况等信息都一起發送到终端，管理人员最终能及时、有效地掌握这些数据。在实现过程中，现场监控平台的核心控制器主要使用了性能较高的STM32微控制器。这与传统的ZigBee网络有着较大的差异。使用这一控制器能够最大程度地减轻终端传输节点的工作负担，让其能够有效地进行网络信息传输。

2 校园公共自行车管理系统硬件设计

在对校园公共自行车管理系统硬件方面进行设计的过程中，主要需要对以下几个方面进行设计：①ZigBee传输模块的设计。在对自行车ZigBee传输模块进行设计的过程中，为了保证ZigBee网络的稳定性，在对这一模块各个节点进行设计的过程中，可以使用Chipcon公司所生产的CC2430F64芯片。这样就能真正实现嵌入式ZigBee应用的片上系统，并且在应用这一芯片之后，只需要较少的外围器件就能有效地满足组网的需求，而且其还具有较多的工作模式，能够最大程度地满足系统对功耗这方面的需求。②监控单元的设计。在对现场监控单元硬件进行设计的过程中，每一个存车点都存在相应的监控单元，并且每个监控单元都能对一辆自行车的存取工作进行控制，同时将串口与终端传输节点连接在一起，这样就能形成相应的多机通信网络。③微控制器模块设计。在对微控制器模块进行设计的过程中，主要采用ST公司所生产的控制器STM32F205ZCT6。这一控制器有着较为良好的性能，工作频率较高，并且通信接口也较多。④读卡器设计。在对读卡器进行设计的过程中，其NFC通信芯片具体使用PN532这一具备较高集成化的非接触式通信收发器。在使用过程中，其工作频率能够达到13.56 MHz，并且有6种不同的运行模式。⑤LCD显示模块设计。在对LCD显示模块进行设计的过程中，其显示控制器主要选用芯片ILI9320，然后将其与微控制器的FSMC接口连接在一起，这样就能有效地显示相应的操作信息。⑥电磁锁及其电源模块设计。在对电磁锁及其电源模块进行设计的过程中，两者都可以使用威宜斯公司所生产的产品。

3 校园公共自行车管理系统软件设计

在对校园公共自行车管理系统软件方面进行设计的过程中，主要需要对以下几个方面进行设计：①现场监控单元。在对这一单元软件进行设计的过程中，所采用的方式依然是传统的“等待+中断”，这样就能在一定程度上减少移植操作系统所带来的内存消耗问题。应用这一软件设计方式，现场监控单元主程序在完成硬件初始化操作之后，就会及时进入到低功耗这一模式当中，最终等待中断子程序这一现象的发生。②ZigBee协议栈的移植。在对校园公共自行车管理系统软件进行设计的过程中，为了最大程度地降低建立ZigBee这一网络的难度，在对其软件进行设计的过程中，在每个节点上都移植了基于ZigBee2006标准的协议栈Z-Stack。在使用这一协议的过程中，用户可以直接调用，并且还能最大程度地增强无线网络的安全性，确保整个系统在使用过程中的可靠性。③LwIP网络协议的移植。在管理系统设计过程中，虽然STM32F207VCT6内部已经集成了相应的以太网控制器，但是其所实现的功能仅仅是MAC层的功能，所以，在软件设计过程中，为了能够有效地和接入互联网设备通信，还需要移植相应的TCP/IP协议栈，而其中较为适合的就属LwIP网络协议。因为该协议本身就属于一种轻量级的协议栈，在使用过程中只需要少量的内存，所以在系统设计开发过程中十分适合。④数据仓库的设计。在对管理系统软件进行设计的过程中，数据仓库这一部分属于较为关键的部分，其主要的作用就是存储整个系统会使用到的数据。这一部分设计是否合理会直接对系统的运行造成影响。因此，在对其进行设计的过程中，一定要按照系统业务数据和地图数据的实际情况进行合理的设计。

4 结束语

综上所述，本文主要对技术集成的校园公共自行车管理系统的设计进行了分析，通过对系统组成部分与运行原理进行相关概述，然后提出该系统硬件和软件方面的具体设计，以期能够有效提高校园公共自行车管理的质量。

参考文献

[1]于宝堃，胡瑜，尤琦涵.多技术集成的校园公共自行车管理系统的设计[J].单片机与嵌入式系统应用，2016，16（5）：57-60.

[2]兰威.大学校园公共自行车及停车系统设计研究——以西南交通大学为例[D].成都：西南交通大学，2016.

〔编辑：刘晓芳〕