基于车载GPS定位技术的共享单车定位模式研究

鲍星安

摘要： 共享单车以其无与伦比的便利性在各个城市迅速普及，极大地提高了城市居民出行的便利性，但同时又因为共享单车的无序停放、随意停放给城市管理带来了另一种拥堵和不便。作者在对现有共享单车定位技术的分析的基础上，结合单片机（嵌入式）和GPS定位技术提出了一种基于车载GPS定位技术的共享单车定位模式，在这一模式下，单车本身具有定位功能，用户借助专用手机APP可方便的实现车辆搜索与借车，同时也可方便的实现电子围栏功能，对还车环节实现有效管理，杜绝了单车随意停放的问题。

Abstract： With its unparalleled convenience， shared bicycles are rapidly popularized in all cities， which greatly improves the convenience of urban residents' travel. At the same time， random and disorderly parking of bicycles bring another congestion to urban management. Based on the analysis of the existing shared bicycle positioning technology， the author presents a shared bicycle positioning model based on the GPS positioning technology combined with the single chip （embedded） and GPS positioning technology. In this mode， the bicycle has its own positioning function. The user with a dedicated mobile phone APP can easily achieve vehicle search and use， and it can also easily achieve the electronic fence function， to achieve an effective management of the return of the bicycles， and put an end to the problem of bicycle parking.

關键词： 共享单车；定位技术；电子围栏；管理

Key words： shared bicycle；positioning technology；electronic fence；management

中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）06-0177-02

0 引言

随着我国经济的快速发展，机动车特别是私家车保有量飞速增加，交通拥堵越来越成为了城市交通的顽疾，严重影响了城市居民的工作和出行。面对拥堵的城市交通状况，越来越多的人们在短途出行时往往选择采用低碳、便捷的自行车，因此，近几年，城市公共自行车、共享单车迅速发展起来，尤其是共享单车，以其多彩的颜色、无定位桩的限制和庞大的数量迅速充斥了城市的各个角落[1]。

与公共自行车相比，共享单车没有定位桩的限制，在车辆的使用和还车时可以随心所欲，任何地点都可以成为车辆停放点，任何地点只要能看到车辆就能使用，这样虽然给人们使用共享单车提供了极大地便利，但同时又给城市管理带来了另一个巨大的麻烦，大量共享单车的无序停放、随意停放给城市制造了另一种拥堵和混乱。笔者对ofo共享单车和摩拜单车定位技术和原理进行了分析研究，针对两者在定位技术上的缺陷提出了一种新的基于车载GPS定位技术的共享单车定位模式。

1 现有共享单车的定位机制研究

市面上使用较多的主要有ofo单车和摩拜单车两种，这两种单车的定位技术或原理基本相同，都采用GPS和蜂窝网络混合的定位机制，通过后台服务器在用户通过微信或其他客户端软件扫码借车、使用过程阶段获取用户手机的位置信息，简单而言，就是手机的位置即是共享单车的位置。在用户骑行结束之后，用户手机的位置即是单车的最终位置，将上一位用户的还车位置作为单车的待定位置，因此手机的定位精准，就能确保单车的定位精准[2]。

这种通过利用手机定位来判断共享单车的位置，定位成本为零，整体的造价成本较低，具有较强的经济效益。但是在实际的应用中，手机的全过程的GPS定位和数据通信功能的畅通是保证单车有效使用的基础，若是手机位置和单车的位置无法有效重合，服务器就会显示单车的错误位置，导致用户无法找到单车的存放位置，降低了用户的体验，同时在这种模式下，管理方因为不掌握单车的位置信息，完全失去了对单车的有效管理，单车被随意停放、随意破坏、甚至单车丢失的情况层出不穷。

2 基于车载GPS定位技术的定位模式

基于对现有共享单车定位机制的研究，笔者提出了一种基于车载GPS定位技术的共享单车定位系统。系统包括硬件和软件两个部分，硬件部分负责车辆的定位和数据上传云端的功能，软件部分，也就是专用手机APP或电脑客户端管理程序通过读取上传的定位数据，结合软件内置的百度地图导航模块对定位数据进行实例化显示、位置定位和路径规划等功能[3]。

2.1 定位系统功能结构

定位系统硬件部分集成在一个车载模块上，在每辆单车上设有车载模块，车载模块包括供电单元、GPS定位单元、GPRS通信单元、处理器单元等组成，其中GPS定位单元实现单车本身的定位功能，GPRS通信单元将车辆定位数据上传云端，供电单元采用太阳能和锂电电池结合的供电方式，确保在任何时间都能保证系统的电源供应。系统结构图如图1所示。endprint

从图1可知，每辆单车都具有定位功能，系统可获取每辆单车的实时定位数据，因此，一方面用户可通过手机进行搜索附近可用单车，调高借车效率，另一方面，管理方可根据城市地区情况，在后台通过软件来设定可停车的区域，也就是所谓的电子围栏，停车时系统自动检查车辆的位置数据是否符合要求，当车辆停放在该电子围栏内时可闭锁还车，停在电子围栏外时，不能闭锁还车。

2.2 车载模块的硬件结构

车载模块作为系统的硬件部分是整个系统的核心，包括供电单元、GPS定位单元、GPRS通信单元、处理器单元。硬件结构如图2所示。

GPS定位单元通过串口通信将定位数据传输给处理器单元，处理器单元将数据处理后再经过串口将数据发送至GPRS单元，最终由GPRS单元将定位数据发动至云端服务器。

考虑到单车的车载使用，就必须确保硬件结构的小型化、低能耗，因此处理器单元采用飞思卡尔8 位单片机HCS08GT60CS08GT60 单片机是一个超低功耗微处理器，其电流值是5mA～7mA，当芯片处于“休眠”模式时，其所需电流小于0.1mA。电源单元采用太阳能电池板和锂电池双备份，确保了系统的电源供应不间断。

3 结束语

共享单车的便捷性、共享性成为城市交通的最佳连接方式，在日益重視环保的当前，共享单车的使用能够有效的缓解城市交通，降低汽车尾气的排放。通过共享单车的GPS定位管理系统，不仅能够大大提高用户使用的便捷性，同时借助一定的技术创新和管理模式创新，在充分发挥共享单车的便利性前提下有效降低管理上的弊端，尤其在管理层面，在大数据时代，通过对每辆单车的定位轨迹也就是用户的出行数据的分析，系统能够挖掘用户出行的规律，通过大数据分析技术对单车定位数据进行分析，能够更细致地划分停放区域，从根本上解决了共享单车乱停乱放、管理效率低下的的难题，并向政府推荐禁停区及停放区的规划方案。

参考文献：

[1]姚树洁，汪锋.理性看待共享经济的潜在风险[J].人民论坛，2017（21）：185-186.

[2]陈圣辉.共享单车的移动定位技术的比较研究[J].山东工业技术，2017（17）：140-141.

[3]郑金凤，林凯强，等.基于北斗平台的城市共享单车智能导向系统[J].信息通信，2017（8）：59-60.endprint