共享單車(chē)定位導(dǎo)航系統(tǒng)的研究

雷友建

摘要：共享單車(chē)作為目前最熱門(mén)的共享經(jīng)濟(jì)的代表之一，本課題主要以共享單車(chē)定位導(dǎo)航系統(tǒng)為研究核心，通過(guò)共享單車(chē)定位技術(shù)剖析，以GPS+GPRS+電子圍欄技術(shù)的多模式導(dǎo)航技術(shù)融合，作為解決共享單車(chē)遇到的定位不精準(zhǔn)而產(chǎn)生的使用和管理問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：共享單車(chē);GPS;GPRS;電子圍欄

中圖分類(lèi)號(hào)：U491.225 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）02-0102-02

1 背景

近年來(lái)共享經(jīng)濟(jì)迅速大面積蔓延整個(gè)中國(guó)甚至全世界，而共享單車(chē)的出現(xiàn)是典型的共享經(jīng)濟(jì)，共享單車(chē)是“互聯(lián)網(wǎng)+交通”衍生出來(lái)的一個(gè)新生事物，共享單車(chē)在帶給人們方便與快捷，解決出行和城市環(huán)保的同時(shí)，共享單車(chē)還有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，因此很快被人們接受。

2 存在的現(xiàn)象及問(wèn)題

相比傳統(tǒng)的公共自行車(chē)，共享單車(chē)隨走隨停的用戶體驗(yàn)優(yōu)勢(shì)明顯，但由于風(fēng)投資本一窩而上的推動(dòng)作用，共享單車(chē)存在過(guò)量投放，車(chē)多人少的情況，并且存在運(yùn)營(yíng)管理不善、單車(chē)亂停亂放等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響城市環(huán)境及交通秩序。雖然共享單車(chē)加入了新技術(shù)，運(yùn)營(yíng)模式上采取“無(wú)樁”式管理，可以通過(guò)app查找最近的自行車(chē)，由于其定位精度較差，造成地圖上顯示有車(chē)，但實(shí)際上卻沒(méi)有車(chē)在該地方，各大共享單車(chē)都有這樣的情況出現(xiàn)，針對(duì)該問(wèn)題的現(xiàn)象本課題進(jìn)行了調(diào)研及技術(shù)研究。

3 技術(shù)方案分析

為了解決共享單車(chē)定位的問(wèn)題，本課題研究了共享單車(chē)的精準(zhǔn)定位系統(tǒng)，分析當(dāng)前共享單車(chē)定位系統(tǒng)的各大方案，通過(guò)實(shí)際測(cè)試發(fā)現(xiàn)，各大品牌共享單車(chē)的物聯(lián)網(wǎng)定位精度存在些許差異，摩拜在騎行過(guò)程中，共享單車(chē)的定位時(shí)長(zhǎng)發(fā)生漂移，而且出現(xiàn)了APP上顯示有車(chē)但卻找不到車(chē)的情況;對(duì)于OFO共享單車(chē)定位技術(shù)是在前期市場(chǎng)投放之后才加入的技術(shù);所以共享單車(chē)的精準(zhǔn)定位技術(shù)存在較大提升空間，特別是在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下共享單車(chē)更是無(wú)法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，在動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方面需要結(jié)合GPSR技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新。

GPS定位技術(shù)：GPS是利用分布在太空的24顆衛(wèi)星組成的信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)，其的原理是將接收到的3顆或3顆以上的衛(wèi)星信號(hào)經(jīng)過(guò)誤差處理后解算出位置信息，然后將其位置數(shù)據(jù)信息傳給接收機(jī)，最后接收機(jī)將該信息進(jìn)行一定的計(jì)算和變換，從而顯示出其具體經(jīng)緯度。

GPRS定位技術(shù)：手機(jī)GPRS定位系統(tǒng)，它指通過(guò)基站定位技術(shù)來(lái)計(jì)算出移動(dòng)手機(jī)或移動(dòng)終端用戶的位置信息（經(jīng)緯度坐標(biāo)），并在電子地圖上顯示出被定位對(duì)象的具體位置的技術(shù)或服務(wù)。

GPS電子圍欄技術(shù)：該技術(shù)是基于GPS技術(shù)的應(yīng)用，同時(shí)結(jié)合RTK（Real-time kinematic，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)）載波相位差分技術(shù)來(lái)提高其定位的精確度，在可移動(dòng)設(shè)備有開(kāi)啟GPS的情況下，在地圖里虛擬出一個(gè)“電子圍欄”，這樣便可以限定車(chē)輛的使用區(qū)域，以及限定其停放點(diǎn)，同時(shí)實(shí)時(shí)掌握電子區(qū)域內(nèi)的車(chē)輛數(shù)量、狀態(tài)、位置及各區(qū)間的流量情況等信息，當(dāng)你設(shè)定電子圍欄范圍后，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備移動(dòng)出了你設(shè)定的范圍就報(bào)警，此外手機(jī)APP的地圖上將標(biāo)識(shí)出所有智能停車(chē)點(diǎn)的位置，引導(dǎo)用戶進(jìn)行規(guī)范停車(chē)。

4 方案提出：GPS+GPRS+電子圍欄技術(shù)

為了解決上述技術(shù)難題，本課題提出了GPS+GPRS+電子圍欄技術(shù)的技術(shù)方案。通過(guò)該方案實(shí)現(xiàn)三位一體的多元化互補(bǔ)性精準(zhǔn)定位，不僅解決車(chē)定位的精準(zhǔn)度問(wèn)題，還能解決車(chē)輛在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中或有建筑物遮擋GPS信號(hào)的情況下出現(xiàn)的信號(hào)漂移，最后還能限定車(chē)輛的停放范圍，從而解決車(chē)輛的亂停亂放影響交通及其發(fā)展問(wèn)題。

下列為基于GPS+GPRS+電子圍欄技術(shù)的共享單車(chē)精準(zhǔn)定位方案框架圖1。

其工作原理如下：通過(guò)該系統(tǒng)方案可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)前共享單車(chē)的精準(zhǔn)定位問(wèn)題，系統(tǒng)供電由太陽(yáng)能充電板與內(nèi)置充電電池提供，控制系統(tǒng)對(duì)GPS模塊、電子鎖模塊、GPRS模塊進(jìn)行管理。該導(dǎo)航系統(tǒng)首先利用GPS模塊進(jìn)行定位，通過(guò)衛(wèi)星將接收到的信號(hào)傳遞給控制器進(jìn)行處理，然后通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)反饋給云端數(shù)據(jù)庫(kù)，云端數(shù)據(jù)庫(kù)再給手機(jī)APP傳遞數(shù)據(jù)，并在地圖上顯示出來(lái)車(chē)的具體位置，這樣便可以實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的定位;不過(guò)當(dāng)車(chē)輛處于室內(nèi)或室外GPS信號(hào)較弱時(shí)就無(wú)法實(shí)現(xiàn)位置信息更新，這樣就需要利用GPRS模塊和基站信號(hào)進(jìn)行定位，如此就可以解決室內(nèi)外由于GPS信號(hào)問(wèn)題而產(chǎn)生的定位不準(zhǔn)確問(wèn)題;其次通過(guò)電子圍欄的應(yīng)用，其在手機(jī)（GIS） 地圖上虛擬劃定一個(gè)共享單車(chē)停區(qū)以及使用區(qū)域，讓車(chē)輛停放在指定范圍中，當(dāng)停放單車(chē)超出電子圍欄規(guī)定的區(qū)域時(shí)，手機(jī)就會(huì)發(fā)出信息提示，要求使用者將單車(chē)騎返回至指定區(qū)域，否則共享單車(chē)將無(wú)法上鎖，系統(tǒng)也將會(huì)持續(xù)計(jì)費(fèi)，電子圍欄”設(shè)置目的在于限制停車(chē)位置，共享單車(chē)通過(guò)定位技術(shù)識(shí)別用戶是否將車(chē)停放在指定區(qū)域內(nèi)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)或懲罰，同時(shí)實(shí)時(shí)掌握電子圍欄和停車(chē)區(qū)域里的單車(chē)數(shù)量、在線狀態(tài)、位置信息及各區(qū)間的流量情況等信息，為共享單車(chē)的運(yùn)維、調(diào)度和投放等提供智能化的指引等等。

5 結(jié)語(yǔ)

共享經(jīng)濟(jì)下催生出的共享單車(chē)，由于共享單車(chē)定位精度上的差異使得用戶體驗(yàn)大有差異，從而導(dǎo)致各大品牌運(yùn)營(yíng)商的市場(chǎng)占有率存在明顯的差異。本課題研究的GPS+GPRS+電子圍欄技術(shù)定位技術(shù)作為當(dāng)前共享單車(chē)的科技核心，從而誰(shuí)掌握了最先進(jìn)的定位技術(shù)誰(shuí)就掌握了市場(chǎng)。隨著科技的發(fā)展我們期待著共享單車(chē)未來(lái)定位的更加更準(zhǔn)、功耗更低，同時(shí)結(jié)合人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等技術(shù)的融合應(yīng)用使得共享單車(chē)以及共享經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)獲得更好的發(fā)展和服務(wù)于人民的幸福生活。

參考文獻(xiàn)

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Research on the Positioning and Navigation System of Shared Bicycle

LEI You-jian

（Jiangmen Polytechnic，Jiangmen Guangdong? 529090）

Abstract：Shared bicycle is one of the most popular sharing economy， This topic mainly to share the bicycle localization navigation system as the research core， By analyzing the positioning technology of Shared bicycle， the multi-mode navigation technology fusion of GPS+GPRS+ electronic fence technology can be used to solve the use and management problems caused by inaccurate positioning of Shared bicycle.

Key words：shared bicycle;GPS;GPRS; electronic fence