基于车载GPS定位技术的共享单车定位模式分析

陈逸群 渠丽岩 贺艳

摘要：共享单车在社会上广泛使用，许多城市都有大量的共享单车供人们使用。但在给人们带来便利的同时，也产生了一些问题。通过共享单车的定位系统的研究，可以帮助解决这些难题。共享单车定位系统和车载GPS定位系统有相似之处，笔者基于车载GPS定位技术，分析共享单车的定位模式。

关键字：车载GPS定位技术;共享单车;定位系统

一、开发共享单车的定位系统的意义和难点分析

定位系统对共享单车发展的具有十分重要的意义。一是有助于解决共享单车随意停发的问题。共享单车在城市中有停放混乱的现象，主要是监管不到位造成的。目前，缺少对共享单车的停放的监督和管理。当共享单车装上定位系统之后，后台可以通过云端的位置信息，对停放位置不正确、不合理的单车进行警告和处理，让监管有了着力点。二是利于共享单车的安全出行。当骑行共享单车出现安全事故时，可以通过报告共享单车的编号查询到共享单车的位置，从而锁定骑车人的位置，有效的对其开展救助，实现安全文明的共享单车出行。三是换乘方便，提高单车的使用效率。通过共享单车的定位系统将共享单车所在的位置分享到网络上，行人通过手机APP就能查询到共享单车的具体位置，从而快速的找到附近的共享单车，提高共享单车的使用率。四是方便管理。有了共享单车的定位系统，可以时时将共享单车的位置信息传输到管理者的管理平台上，对共享单车实施有效的调度。将共享单车从比较密集的地方运输到需求量比较大但车辆较少的地方。从而提高共享单车的管理效率。

共享单车定位系统开发利用的难点是供应定位系统运转的电量不足。一方面单纯的依靠电池的话，电池的体积较大，不易装载。另一方面，太阳能的发电量不足以支持共享单车定位系统的用电量。在条件较好的情况下，太阳能发电只能滿足几个月的共享单车定位系统的几个月的用电量。所以解决共享单车的定位系统的用电问题是有迫切需求的。

二、共享单车的定位系统分析

原有的共享单车定位基本是通过使用者的手机定位系统来实现的。共享单车使用者利用手机，通过扫取二维码来获取单车的使用权，同时也上传了自己手机的位置信息，但是这种方式存在一些弊端，如位置信息不稳定，如果用户手机断电，就会失去了位置信息;位置信息不能被其他用户使用，只能被单车的管理者使用等。

共享单车的定位系统和GPS定位系统的原理基本相同。大致可以分为五个部分。一是定位模块。定位模块利用GPS定位系统的定位功能，实现共享单车的基本定位。二是供电模块。供电模块保障整个共享单车的定位系统的能量供应，在太阳能和单车轮毂的机械能的共同作用下，通过电路，实现对定位系统的能量供应。供电系统的质量十分的重要，影响着定位系统的使用。三是中央处理器。在定位模块获得了单车的位置信息后，再将位置信息传输至中央处理器进行处理，并将处理后的位置信息传输至GPRS模块。四是GPRS通信模块。这个模块在得到单车的位置信息后，再将位置信息上传至云端，满足共享单车管理者和用户对共享单车位置信息的需求。

三、共享单车定位系统的硬件分析

（一）ISL85403：3V至40V的宽输入电压降压方案。

（二）ISL6294：这是一款性价比很高的，完全集成的高输入电压锂离子电池充电器。

（三）ISL91107：高集成降压开关稳压器，可接受高于或低于稳定输出电压的输入电压。与其他降压-升压稳压器不同，这款稳压器可以在各种工作模式之间自动转换，而没有显著的输出干扰。

（四）ISL9003A：（低压降）稳压器。出色的PSRR（电源抑制率），可以实现高稳定性;低噪声，可以实现高集成度;特别适于GSM（全球移动通信系统）便携式无线应用。

四、共享单车定位系统的电路分析

共享单车，基于瑞萨MCU和Intersil公司的电源管理芯片实现共享单车的定位。这个电源管理和定位系统主要有下面几个电路。一是电能收集电路。共享单车定位系统的电量的来源主要指太阳能电板及轮毂发电机。电能来源主要由两个部分组成，一部分来自于太阳能到电能的转换，这部分能量大约占到总能量的40%，另外一部分的能量来源于共享单车在骑行中，由轮毂的转动产生的能量，这部分主要是由共享单车机械能转化为电能。这部分的能量大约占到总能量的60%。二是充电管理电路。有太阳能和轮毂产生的机械能，利用储能锂电池储存电能的特点，将电能储存进入锂电池中，以备使用。充电管理电路是用来传输电能到锂电池中的电路，这部分电路的设计要尽量简单，保证电能的输送效率。充电电路中锂电池的选择是关键部分。锂电池的寿命和质量直接关系到共享单车定位系统的使用情况和使用的寿命。因此，要选择质量较好的锂电池进行电能储存。三是定位系统工作的供电电路。系统功能模块在工作时需要一定的电能支撑。在这一部分的电路设计上要尽量的间接、全面。保障每一部分都能得到充足的电能。定位系统的供电一定要注意控制电路的供电电压的稳定。稳定的电压才能保证定位系统的工作稳定性和长期性。四是定位系统待机模块的供电电路。这部分电路供应定位系统待机时所需要的电能。

参考文献：

[1]倪文宇.天津市共享单车存在问题与治理对策[J].科技经济导刊，2018，26（03）：187+190.

[2]董平.共享单车定位技术分析[J].微型电脑应用，2017，33（08）：68-71.

国家级大学生创新创业训练计划项目资助    项目编号 201713897001

天津理工大学中环信息学院 300380