基于物联网—共享雨伞系统设计

周敢，张靖

(武汉商学院，湖北武汉430056)

基于物联网—共享雨伞系统设计

周敢，张靖

(武汉商学院，湖北武汉430056)

随着时代的发展，信息网络化的普及，人们生活质量得到了很大的提升，从而出现了一个很重要的问题，大量的资源浪费。随着共享经济的生活化，共享实体产物的多元化，人们应该合理的使用实体产物，合理地将手中的雨伞进行共享。将构想一个基于物联网的共享雨伞系统，系统将通过手机APP或微信小程序来进行取伞或存伞的操作，内置处理器会通过移动通信技术来接收服务器端发送的指令，并控制其他的硬件设备进行协助来完成整个取伞、计时、存伞、收款一系列操作。

共享经济；物联网；处理器；服务器

党的十八届五中全会指出：“共享是中国特色社会主义的本质要求。必须坚持发展为了人民、发展依靠人民、发展成果由人民共享。”共享社会发展成果，一直是人类社会发展的理想和目标。无论是古代还是现代，无论是资本主义社会还是社会主义社会，在描绘社会发展前景时，共享都是其中最为引人入胜的篇章[1]。

随着共享经济的生活化，使得我们的生活发生的翻天覆地的变化，让我们感受到比如：可以经常看到高速公路上空的货车在跑，大量私家车车里仅有一个车主一人，自行车停放在自行车停放处等等，你会发现这些问题现在已经得到了一定的解决，因为有了货车帮，有了滴滴打车，有了共享单车的出现，这一系列问题都在提醒着我们，我们已经进入了资源共享的时代

1 系统设计的背景

共享时代就是通过互联网合理的安排和运用现有的产物，使资源最大化。

我们是这个时代的最大受益者，在使用这些工具时，我们应该树立这种共享理念。受到这些共享理念的影响，本文将设计一款共享雨伞。

1)设计初衷

因为受到共享理念的洗礼，而且现今的会存在一个很常见的问题，比如说：你出门时天气特别好，你没有带雨伞，但是当你出地铁站、教室或者公司你发现下雨了，这时候只能等雨停或者再买一把伞，而与此同时会有这样的一个场景，有一部分人正要坐地铁、上课或者进公司大楼，他们有一段时间不会使用到雨伞，这时候就存在资源浪费的问题。

针对上面所述存在的问题，所以本文提出了共享雨伞设计。

2)人群及场景

按照这种理念的特性，首先会对学生以及上班族进行试验，因为学生和上班族大部分都会使用智能机，而且这种新潮必须需要这两种人群去推动和发展，主要设计的场景是办公大厦门口、地铁站口、学校的教室以及寝室、学校图书馆、大型商场进出口、小区门口，主要对这些人流量较多的地方进行放置。

2 系统总体的设计

图1 共享雨伞系统

共享雨伞系统如图1所示，共享雨伞系统整体分成三层，感知层、网络层以及应用层[2]。

网络层对整个系统进行无线连接，取到整个系统的数据传输。网络层是接收发送和匹配数据，当接到用户发送的数据，将数据与服务器存储的数据进行匹配，再将数据反馈给雨伞取存器。

感知层是共享雨伞系统的核心，是采集信息的重要部分。感知层是来接收发送处理数据，当用户需要使用雨伞，通过扫描雨伞取存器上的二维码解锁获取雨伞，主要使用GPRS来接受发送数据，用CC2530来执行数据，用RFID技术来判断和具体实施。

应用层位于三层的顶层面向用户，用户通过手机APP或者微信小程序进行扫码解锁，获取共享雨伞。

3 硬件设计

图2 共享雨伞硬件设计

共享雨伞硬件设计如图2所示，CC2530芯片是控制了整个共享雨伞系统，从图中可以看到CC2530是整个核心，通过GPRS接收服务器传来的数据和发送数据给服务器，控制RFID来解锁，通过独有的RFID芯片来判断雨伞是否存入，GPS主要对当前共享雨伞器进行定位。

1)CC2530芯片

CC2530它能够以及其低的总的原材料成本建设强大的网络节点。CC2530在本设计中取到了主要的核心部分，来控制整个系统的正常运作。

2)GPRS模块

GPRS是无线网络通信的一种技术，也是移动通信服务商提供的一种服务。主要是用来进行信息的接收和发送。

3)GPS模块

GPS系统是地面上有一个主控站和多个监控站，定期地对星座的卫星进行精确的位置和时间测定，并向卫星发出数据信息。用户使用GPS接收机同时接收4颗以上卫星的信号，即可确定自身所在的经纬度、高度及精确时间，GPS主要是对共享雨伞存取器进行定位，以免意外情况发生。

4)射频识别技术(RFID)

射频识别，RFID(Radio Frequency Identification)技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号辨识特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间设立机器或光学接触，RFID技术主要是判断带有RFID芯片的雨伞是否在共享雨伞存取器中。

4 软件设计

软件设计主要设计App和微信小程序。App是现如今主流的用户端，是属于面向用户程序，能够直接的进行操作完成借伞和还伞的操作。微信小程序是现在正在兴起，同时也即将流行起来的简单版的“App”，因为现如今市场上App太多，使得太多人对安装App产生了恐惧，而微信小程序比较轻量级，更符合现代人的胃口。

1)APP设计

App设计主要用于借伞、还伞以及付款。

App整体简单方便使用，首次使用App需要登记手机号、账号、密码、昵称、身份证号。用户成功注册后，需要等待审核，审核通过后用户还需要缴纳押金，押金主要是对借出的伞作保障，如不损坏押金可以及时退还。

用户可操作登陆App，登陆成功后界面会直接是一张地图，会显示附近取存雨伞固定点，用户找到后通过App上立即扫码或者输入编码按钮可以直接借取雨伞，借伞成功后，App会开始计时，当需要存还雨伞时点击立即还伞，计时会停止，同时会弹出缴费界面，收费按照每小时0.1元为标准，不足一小时按照一小时算。

用户可以通过App对基本信息进行修改，同时也可以充值以及退款，直接通过App可以退还押金。

2)微信小程序设计

微信小程序主要是用于借伞、还伞、以及付款，相对于App来说更加的轻量级，而微信是现今最主流的APP，使得微信小程序的价值越来越高。

微信小程序主要使用H5进行编写，整体操作流程与App类似，但是不能对自己的信息进行修改。

3)服务器设计(数据库)

服务器设计主要是对数据库的设计，数据库在整个系统中起着非常重要的地位，数据库结构设计的好坏将直接对应用系统的效率，以及实现的效果产生影响。合理的数据库结构设计可以提高数据存储的效率，保证数据的完整和一致。

根据数据库分析可知，一个用户对应借一把雨伞。一把雨伞对应一列表。

根据分析可得出以下结论。

用户数据项：账号、密码、昵称、手机号、身份证。

雨伞数据项：编号、二维码数据。

5 流程实施

具体实施方案是凭据用户操作的角度来描述如图3所示。

1)取伞的具体流程

用户使用手机APP或者微信小程序扫共享雨伞取存器上的二维码，手机会通过GPS定位将当前的位置和扫当前二维码反馈的数据发送到服务器，服务器就会对信息进行处理配对以及判断，当能成功配对到就说明当前二维码有效，再判断当前二维码所对应的雨伞是否被借出，如果没有被借出就通过GPRS发送指令至共享雨伞存取器上，共享雨伞存取器中的CC2530芯片就会根据接收的指令对RFID进行操作，RIFD来判断接收的指令进行下达指令解锁，用户就能取伞使用，同时手机上开始计时。

图3 共享雨伞具体实施

2)存伞的具体流程

用户直接将伞放入共享雨伞存取器上，伞就直接进行锁定，RFID发送指令至CC2530用来说明当前用户已将雨伞放置共享雨伞存取器上，CC2530将收到的命令通过GPRS发送至服务器，服务器就行配对通过GPRS将命令发送至APP或者微信小程序，计时就会暂停。

6 结束语

在这个互联网时代，在这个数据大爆发时代，有千万种可能性，而本文所设计的只是千万种可能性的中的一种，共享理念的是这个时代的产物，合理的引进这种理念，合理的使用共享理念设计出相应的产品，以推动时代的发展，本文完成一款共享雨伞的设计，合理的使用时代的产物，推进时代的发展。我们应该结合一系列诸如此类的产物，创造更多推动时代发展的新型互联网+产品[4]。

[1]孟鑫.共享理念与分配正义原则[J].科学社会主义,2016(1).

[2]胡永利,孙艳丰,尹宝才.物联网信息感知与交互技术[J].计算机学报,2012(6).

[3]宋鹏飞,张海.基于GPS/GPRS/RFID的车辆监控终端设计[J].计算机信息,2009,25(4-2).

[4]宁家骏.“互联网+”行动计划的实施背景、内涵及主要内容[J].电子政务,2015(6).

Design of Shared Umbrella System Based on Internet of Things

ZHOU Gan,ZHANG Jing
(Wuhan BusinessUniversity,Wuhan 430056,China)

With the development of the times,the popularity of information network,people's quality of life has been greatly im⁃proved,resulting in a very important issue,a lot of waste of resources.With the sharing of economic life,the diversity of shared products,people should be a reasonable use of physical products,reasonable to the hands of the umbrella to share.

This article will consider a shared umbrella system Based on the Internet of Things,the system will be through the mobile phone APP or WeChat program to take umbrella or umbrella operation,the built-in processor through mobile communication technology to receive the server-sent instructions,and control other of the hardware equipment to assist the completion of the whole umbrella,timing,umbrella,collection of a series of operations.

Share the economy;Internet of Things;processor;server

TP311

A

1009-3044(2017)21-0099-03

2017-06-25

周敢(1995—)，男，湖北黄冈人，武汉商学院2014级物联网应用技术专业学生，主要研究方向为物联网技术；张靖(1970—)，女，湖北武汉人，副教授，研究方向为物联网、RFID技术、无线传感网络。