一、概述

　　綠色出行對于現今社會日漸顯現其有益性，所以大受歡迎的共享單車、公共自行車日漸成為市民出行不可或缺的方式，而隨著這類單車的增加，管理問題日益嚴峻。

　　相對共享單車，公共自行車具有管理上的明顯優勢，不會造成單車扎堆影響正常交通等現象。隨著政府投入力度加大，廣大市民將來可以在市區更多地方租借公共自行車了。截至 2016 年底，我國已有超過 400 個市、縣配備了公共自行車系統，累計投放公共自行車鎖車器設備已達89萬套左右，市民可以用公交卡租還自行車，還可以使用支付寶、微信支付，實現離線消費、后臺計費。

　　然而，公共自行車的被盜事件一直以來都是非常頭痛的問題，群眾租借過程中被盜，特別是網點自行車批量被偷越來越常見，并且目前還沒有一種很好的機制保障公共自行車的安全。

　　二、 應用需求介紹

　　公共自行車的應用布局圖如圖1所示，每輛公共自行車都安裝一個有源標簽，每個自行車網點安裝一個基站。

圖1 應用布局圖

　　1. 丟失追蹤

　　每輛公共自行車安裝一個防盜標簽，每個租借網點安裝一個基站，系統可以對其24小時進行定位。當自行車不慎丟失或被偷時，失主向相關部門掛失，確認車主信息后，管理員可根據車輛租借記錄查詢到相應車輛信息，然后在防盜系統輸入自行車相關信息，后定位到掛失自行車的位置和行車軌跡。

　　2. 建設云數據

　　每個防盜標簽對應自行車車牌，標簽中記錄：車牌、生產日期、生產廠家、車架號、照片等信息，為城市公共自行車的管理構建了一個條理清晰的云數據庫。

　　3. 稽查工作

　　通過系統定位到可疑自行車的行車軌跡后，管理員可拿手持機PDA到最近基站點附件搜索，手持機PDA具有方向指引功能。

　　4. 效應擴展

　　系統建設完善后，更可使民眾私人車輛進行防丟定位管理，形成社會治安維護定位智能網。

　　三、 系統介紹

　　“公共自行車定位防盜系統”是利用無線傳輸、低功耗、組網定位等特點，實現免布線、精準識別、區域識別功能。

　　1. 防盜標簽

圖2 防盜標簽

　　防盜標簽擁有全國唯一的ID號，與自行車的詳細信息進行綁定，當自行車接近基站或PDA時，系統可以獲取到ID號。防盜標簽的工作溫度在-20°C~70°C，電池可工作3年時間，標簽建議固定安裝在自行車皮座內，如圖2所示。

　　2. 基站

圖3 基站

　　每個自行車網點安裝一個基站。為了防止被惡意破壞，基站外殼采用ABS+PC，防水防塵，耐磨耐熱抗沖擊，且具有阻燃性?；就ㄟ^無線網絡與后臺服務器通訊，某一路口基站不能工作的情況下(如斷電了)，其他基站不受任何影響，保障了系統的穩定性。

　　基站的工作溫度為-20°C~80°C，220V交流供電。外觀如圖3所示。

圖4 自行車中轉管理

　　針對站點公共自行車的中轉管理，由于防盜措施比較簡單，一旦被突破，就會造成批量損失，管理員可通過手持機PDA對這些自行車設置為布防狀態，在布防狀態下，當自行車離開站點時，系統即會主動告警，基站的保護距離在100米范圍內。

　　3. 手持機PDA

圖5 手持機

　　當自行車掛失后，管理員通過系統追蹤到可疑自行車的軌跡，確認離自行車最近的基站位置，結合手持機到該基站附近搜索自行車，手持機具有目標指引的功能，有目標快速地破案。手持機PDA讀取自行車的距離在60~80米左右。

　　四、 軟件效果

　　1. 登陸首頁

圖6 登陸首頁

　　2. 定位追蹤

圖7 定位追蹤

　　五、 系統優勢

　　1. 讀寫距離遠

　　防盜標簽讀寫的距離遠遠大于無源標簽，系統會控制在100m范圍的區域對公共自行車進行監控，這樣在對自行車進行監控管理時，可以快速讀取自行車的信息。

　　2. 無死角識別

　　由于有源標簽的無線信號是以球面波的方式發送出去，這樣對安裝在自行車上的有源標簽的安裝方向沒有要求，不管設備以哪個方向通過路口，都能被基站識別。

　　3. 輻射影響小

　　無源標簽工作時需要讀頭提供能量，所以對基站的無線信號發射功率相對要求較高，當無線信號功率達到一定值時會對人體有危害。相對無源標簽，有源標簽可自身提供能量，這樣基站和標簽的發射功率可以做得比較小，輻射為手機輻射的1/100。

　　4. 工作時間長

　　有源標簽用到的是低數據量和低功耗的無線技術，休眠功耗為μA級別，如此保障有源標簽的電池工作時間可長達3年。