基于单片机的共享单车车座智能防尘套的设计

周海晶，撖韶峰，陈 伟

(1.重庆旅游职业学院，重庆 黔江 409099；2.重庆市黔江区民族职业教育中心，重庆 黔江 409099)

0 引言

共享单车作为城市慢行、共享公交系统的重要组成部分，同时兼具绿色低碳、方便快捷、经济环保等特点，目前在我国各大、中城市已蓬勃发展。但共享单车在各投放区域的使用率却大相径庭，特别是新城开发、城市改造等区域的单车由于较长时间闲置导致车座集满灰尘，没人愿意使用，最后只能集中清理并重新投放，管理成本大大提升。基于单片机的共享单车车座智能防尘套的设计，主要是针对共享单车设计的一种自动收缩防尘座套，与车锁相连，消费者锁车时需将防尘座套盖好后方能锁车计费或者享受奖励。从而保持车座干净，提高使用率，降低共享单车公司运行成本。

1 总体设计框架

基于单片机的共享单车车座智能防尘套的设计中布料选用特殊布料，具有防尘防雨防晒功能，持久耐用。利用弹簧卷收缩，采用静音阻尼装置，收放自如，卷轴采用铝合金受力大持久耐用。共享单车专用，与计费软件一体，自动识别是否装好座椅套，提高共享单车使用率，大大降低共享单车管理成本。共享单车座椅防尘套，具有收缩功能，与GPS车锁连接，能够识别是否盖好防尘套。基于单片机的共享单车车座智能防尘套的设计主要有以下五个方面：

1.1 座套的设计

防尘套布料选择，考虑到使用寿命和防尘防雨作用，选用银色雨伞布料，防尘套造型结合座椅外形贴合设计，末端设计与卷轴相连，首端设计与锁止开关相连。

1.2 卷轴的设计

防尘套收缩设计，采用弹簧卷轴进行收缩，考虑到收缩动作缓和及静音效果，设计了阻尼装置和定位器，卷轴和中心轴都采用铝合金，卷轴结构如图1所示。

图1 卷轴结构图

1.3 座套锁止识别开关的设计

防尘套复位锁止识别，自行设计自弹电控锁，能在扫码骑车时与车锁同时自动解锁和弹出，能智能识别使用共享单车结束后是否盖好防尘套。

1.4 轴外壳、锁止开关外壳的设计

轴外壳、锁止开关外壳采用一体化整体专业设计，材料采用铝合金防锈、耐晒，用螺丝固定在车座钢管上。

1.5 语音控制电路的设计

单片机编程控制语音芯片，采用开源电路设计，设计了语音提示功能，研究整合空间、电源以及布线，使得结构更紧凑。

2 硬件设计

2.1 器材选择

选用防尘防雨防晒功能的特殊布料用于制作座椅套；选用0.5 mm线径17 mm外径的弹簧、3 mm和37 mm的铝合金管、定位器和阻尼器来制作具有自动收缩功能的卷轴；选用铝材制作外壳；一块太阳能板；GPS定位自行车锁的设计需要开源电路板用于设计语音电路。

2.2 设备选择

利用CAD软件来设计具有防尘防雨防晒功能的座椅套；需要缝纫设备进行制作座椅套；需要机械设计CAD软件、数控车床、数控铣床、钻床、切割机等机加工设备来进行卷轴及外壳的制作；需要PC电脑、单片机进行程序的编写工作。

设计中所需的器材、型号及项目设计成本核算如表1所示。

表1 器材、型号及成本核算

3 软件设计

3.1 程序流程

A信号代表锁车信号，B信号代表锁防尘套信号。

1) 收到A信号6秒钟后没有收到B信号，语音提醒“请锁好车座防尘套”。

2) 收到A信号6秒钟内收到B信号，播放语音赞扬“绿色出行，谢谢您使用带有车座防尘套的单车！”

3) 收到B信号6秒后，没有收到A信号，播放第三种语音“记得锁好车锁哟！”

4) 收到B信号6秒后，收到A信号，播放语音赞扬“绿色出行，谢谢您使用带有座椅防尘套的单车！”

程序流程图如图2所示。

图2 程序流程图

3.2 程序解析

#include

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

sbit yin1=P0^0;

sbit yin2=P0^1;

sbit key1=P0^2;

sbit key2=P0^3;

void delayms(uint x)

{

uchar i;

while(x--)

for(i=0;i<123;i++);

}

void main()

{

while(1)

{

if(key1==0)

{

delayms(6000);

if(key2==0)

{

yin1=0;

}

else yin2=0;

}

}

}

以上是执行两种条件的程序设计，整个系统设计的完整程序略。

3.3 实物调试

在完成了系统的硬件设计和软件开发之后，对卷轴和电动锁进行了反复调试，对安装的位置和大小进行调整设计，后期可以优化卷轴设计，尤其是阻尼器和定位器的尺寸，使得卷轴体积更小，使之看上去既美观又实用。并对电路板进行调试，调试结果表明可以实现预期的功能设计，并可以开发研制防尘盖式的产品，使得骑行者使用这些共享单车防尘产品更加简单方便。实物调试图如图3所示。

图3 实物调试图

4 结语

共享单车弥补了城市交通系统中“最后一公里”的漏洞，使得人们不必纠结于“走路太累打车浪费”的情况，满足了大众短途出行的需求，减缓了交通压力。本文设计了以AT89S52-24P单片机为核心的共享单车车座智能防尘套，经实物调试后，初步证实了基于单片机的共享单车车座智能防尘套设计的可行性，而且据调查显示，受访共享单车使用者均认为安装防尘套更加有利于人们在众多短距离出行方式中选择此种健康、环保、便利的出行方式，并在使用过程中逐渐培养人们爱护设施设备的行为习惯。