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探析技术集成的校园公共自行车管理系统的设计思路

作者:2017-06-14 17:11文章来源:未知
  “校园公共自行车”这一理念的提出,不仅为院校内师生出行提供了相应的出行工具,同时也是“低碳环保”理念的体现。正因为如此,很多院校都安排了相应的自行车点,以此来为校内师生提供出行工具。但是,在具体实践过程中,校园公共自行车本身也存在着一定的问题,就比如说,在使用过程中很难掌握车辆状态,部分学生借车不还等。而为了有效避免这些现象的发生,学校就需要对公共自行车进行管理。为了有效提高管理质量,笔者将对自行车管理系统进行具体分析。
  1 公共自行车管理系统组成与运行原理
  在对校园公共自行车管理系统进行设计的过程中,其管理系统主要有5 个部分,分别是现场监控单元、校园有线局域网、ZigBee 校区传输网、数据仓库和监控平台。而在实际运行过程中,这一管理系统主要是将无线网络和有线局域网结合在一起,这样就能有效地完成数据传输,从而能最大程度地降低系统构建的经济成本,同时也能提高组网的灵活性。而在这一系统中,现场监控单元的主要作用就是对自行车存取这一方面进行管理,在具备这一单元后,一旦用户成功借出或归还自行车,其中所存在的微控制器就会将用户编码、车辆编码、存车点编码、借还状况等信息都一起发送到终端,管理人员最终能及时、有效地掌握这些数据。在实现过程中,现场监控平台的核心控制器主要使用了性能较高的STM32 微控制器。这与传统的ZigBee网络有着较大的差异。使用这一控制器能够最大程度地减轻终端传输节点的工作负担,让其能够有效地进行网络信息传输。
  2 校园公共自行车管理系统硬件设计
  在对校园公共自行车管理系统硬件方面进行设计的过程中,主要需要对以下几个方面进行设计:①ZigBee 传输模块的设计。在对自行车ZigBee 传输模块进行设计的过程中,为了保证ZigBee 网络的稳定性,在对这一模块各个节点进行设计的过程中,可以使用Chipcon 公司所生产的CC2430F64 芯片。这样就能真正实现嵌入式ZigBee 应用的片上系统,并且在应用这一芯片之后,只需要较少的外围器件就能有效地满足组网的需求,而且其还具有较多的工作模式,能够最大程度地满足系统对功耗这方面的需求。②监控单元的设计。在对现场监控单元硬件进行设计的过程中,每一个存车点都存在相应的监控单元,并且每个监控单元都能对一辆自行车的存取工作进行控制,同时将串口与终端传输节点连接在一起,这样就能形成相应的多机通信网络。③微控制器模块设计。在对微控制器模块进行设计的过程中,主要采用ST 公司所生产的控制器STM32F205ZCT6。这一控制器有着较为良好的性能,工作频率较高,并且通信接口也较多。④读卡器设计。在对读卡器进行设计的过程中,其NFC 通信芯片具体使用PN532 这一具备较高集成化的非接触式通信收发器。在使用过程中,其工作频率能够达到13.56 MHz,并且有6 种不同的运行模式。⑤LCD 显示模块设计。在对LCD显示模块进行设计的过程中,其显示控制器主要选用芯片ILI9320,然后将其与微控制器的FSMC 接口连接在一起,这样就能有效地显示相应的操作信息。⑥电磁锁及其电源模块设计。在对电磁锁及其电源模块进行设计的过程中,两者都可以使用威宜斯公司所生产的产品。
  3 校园公共自行车管理系统软件设计
  在对校园公共自行车管理系统软件方面进行设计的过程中,主要需要对以下几个方面进行设计:①现场监控单元。在对这一单元软件进行设计的过程中,所采用的方式依然是传统的“等待+中断”,这样就能在一定程度上减少移植操作系统所带来的内存消耗问题。应用这一软件设计方式,现场监控单元主程序在完成硬件初始化操作之后,就会及时进入到低功耗这一模式当中,最终等待中断子程序这一现象的发生。②ZigBee协议栈的移植。在对校园公共自行车管理系统软件进行设计的过程中,为了最大程度地降低建立ZigBee 这一网络的难度,在对其软件进行设计的过程中,在每个节点上都移植了基于ZigBee2006 标准的协议栈Z-Stack。在使用这一协议的过程中,用户可以直接调用,并且还能最大程度地增强无线网络的安全性,确保整个系统在使用过程中的可靠性。③LwIP 网络协议的移植。在管理系统设计过程中,虽然STM32F207VCT6 内部已经集成了相应的以太网控制器,但是其所实现的功能仅仅是MAC 层的功能,所以,在软件设计过程中,为了能够有效地和接入互联网设备通信,还需要移植相应的TCP/IP 协议栈,而其中较为适合的就属LwIP 网络协议。因为该协议本身就属于一种轻量级的协议栈,在使用过程中只需要少量的内存,所以在系统设计开发过程中十分适合。④数据仓库的设计。在对管理系统软件进行设计的过程中,数据仓库这一部分属于较为关键的部分,其主要的作用就是存储整个系统会使用到的数据。这一部分设计是否合理会直接对系统的运行造成影响。因此,在对其进行设计的过程中,一定要按照系统业务数据和地图数据的实际情况进行合理的设计。
  4 结束语
  综上所述,本文主要对技术集成的校园公共自行车管理系统的设计进行了分析,通过对系统组成部分与运行原理进行相关概述,然后提出该系统硬件和软件方面的具体设计,以期能够有效提高校园公共自行车管理的质量。

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