探析技術(shù)集成的校園公共自行車(chē)管理系統的設計思路論文
“校園公共自行車(chē)”這一理念的提出，不僅為院校內師生出行提供了相應的出行工具，同時(shí)也是“低碳環(huán)�！崩砟畹捏w現。正因為如此，很多院校都安排了相應的自行車(chē)點(diǎn)，以此來(lái)為校內師生提供出行工具。但是，在具體實(shí)踐過(guò)程中，校園公共自行車(chē)本身也存在著(zhù)一定的問(wèn)題，就比如說(shuō)，在使用過(guò)程中很難掌握車(chē)輛狀態(tài)，部分學(xué)生借車(chē)不還等。而為了有效避免這些現象的發(fā)生，學(xué)校就需要對公共自行車(chē)進(jìn)行管理。為了有效提高管理質(zhì)量，筆者將對自行車(chē)管理系統進(jìn)行具體分析。
1 公共自行車(chē)管理系統組成與運行原理
在對校園公共自行車(chē)管理系統進(jìn)行設計的過(guò)程中，其管理系統主要有5 個(gè)部分，分別是現場(chǎng)監控單元、校園有線(xiàn)局域網(wǎng)、ZigBee 校區傳輸網(wǎng)、數據倉庫和監控平臺。而在實(shí)際運行過(guò)程中，這一管理系統主要是將無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和有線(xiàn)局域網(wǎng)結合在一起，這樣就能有效地完成數據傳輸，從而能最大程度地降低系統構建的經(jīng)濟成本，同時(shí)也能提高組網(wǎng)的靈活性。而在這一系統中，現場(chǎng)監控單元的主要作用就是對自行車(chē)存取這一方面進(jìn)行管理，在具備這一單元后，一旦用戶(hù)成功借出或歸還自行車(chē)，其中所存在的微控制器就會(huì )將用戶(hù)編碼、車(chē)輛編碼、存車(chē)點(diǎn)編碼、借還狀況等信息都一起發(fā)送到終端，管理人員最終能及時(shí)、有效地掌握這些數據。在實(shí)現過(guò)程中，現場(chǎng)監控平臺的核心控制器主要使用了性能較高的STM32 微控制器。這與傳統的ZigBee網(wǎng)絡(luò )有著(zhù)較大的差異。使用這一控制器能夠最大程度地減輕終端傳輸節點(diǎn)的工作負擔，讓其能夠有效地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )信息傳輸。
2 校園公共自行車(chē)管理系統硬件設計
在對校園公共自行車(chē)管理系統硬件方面進(jìn)行設計的過(guò)程中，主要需要對以下幾個(gè)方面進(jìn)行設計：①ZigBee 傳輸模塊的設計。在對自行車(chē)ZigBee 傳輸模塊進(jìn)行設計的過(guò)程中，為了保證ZigBee 網(wǎng)絡(luò )的穩定性，在對這一模塊各個(gè)節點(diǎn)進(jìn)行設計的過(guò)程中，可以使用Chipcon 公司所生產(chǎn)的CC2430F64 芯片。這樣就能真正實(shí)現嵌入式ZigBee 應用的片上系統，并且在應用這一芯片之后，只需要較少的外圍器件就能有效地滿(mǎn)足組網(wǎng)的需求，而且其還具有較多的工作模式，能夠最大程度地滿(mǎn)足系統對功耗這方面的需求。②監控單元的設計。在對現場(chǎng)監控單元硬件進(jìn)行設計的過(guò)程中，每一個(gè)存車(chē)點(diǎn)都存在相應的監控單元，并且每個(gè)監控單元都能對一輛自行車(chē)的存取工作進(jìn)行控制，同時(shí)將串口與終端傳輸節點(diǎn)連接在一起，這樣就能形成相應的多機通信網(wǎng)絡(luò )。③微控制器模塊設計。在對微控制器模塊進(jìn)行設計的過(guò)程中，主要采用ST 公司所生產(chǎn)的控制器STM32F205ZCT6。這一控制器有著(zhù)較為良好的性能，工作頻率較高，并且通信接口也較多。④讀卡器設計。在對讀卡器進(jìn)行設計的過(guò)程中，其N(xiāo)FC 通信芯片具體使用PN532 這一具備較高集成化的非接觸式通信收發(fā)器。在使用過(guò)程中，其工作頻率能夠達到13.56 MHz，并且有6 種不同的運行模式。⑤LCD 顯示模塊設計。在對LCD顯示模塊進(jìn)行設計的過(guò)程中，其顯示控制器主要選用芯片ILI9320，然后將其與微控制器的FSMC 接口連接在一起，這樣就能有效地顯示相應的操作信息。⑥電磁鎖及其電源模塊設計。在對電磁鎖及其電源模塊進(jìn)行設計的過(guò)程中，兩者都可以使用威宜斯公司所生產(chǎn)的產(chǎn)品。
3 校園公共自行車(chē)管理系統軟件設計
在對校園公共自行車(chē)管理系統軟件方面進(jìn)行設計的過(guò)程中，主要需要對以下幾個(gè)方面進(jìn)行設計：①現場(chǎng)監控單元。在對這一單元軟件進(jìn)行設計的過(guò)程中，所采用的方式依然是傳統的“等待+中斷”，這樣就能在一定程度上減少移植操作系統所帶來(lái)的內存消耗問(wèn)題。應用這一軟件設計方式，現場(chǎng)監控單元主程序在完成硬件初始化操作之后，就會(huì )及時(shí)進(jìn)入到低功耗這一模式當中，最終等待中斷子程序這一現象的發(fā)生。②ZigBee協(xié)議棧的移植。在對校園公共自行車(chē)管理系統軟件進(jìn)行設計的過(guò)程中，為了最大程度地降低建立ZigBee 這一網(wǎng)絡(luò )的難度，在對其軟件進(jìn)行設計的過(guò)程中，在每個(gè)節點(diǎn)上都移植了基于ZigBee2006 標準的協(xié)議棧Z-Stack。在使用這一協(xié)議的過(guò)程中，用戶(hù)可以直接調用，并且還能最大程度地增強無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的安全性，確保整個(gè)系統在使用過(guò)程中的可靠性。③LwIP 網(wǎng)絡(luò )協(xié)議的移植。在管理系統設計過(guò)程中，雖然STM32F207VCT6 內部已經(jīng)集成了相應的以太網(wǎng)控制器，但是其所實(shí)現的功能僅僅是MAC 層的功能，所以，在軟件設計過(guò)程中，為了能夠有效地和接入互聯(lián)網(wǎng)設備通信，還需要移植相應的TCP/IP 協(xié)議棧，而其中較為適合的就屬LwIP 網(wǎng)絡(luò )協(xié)議。因為該協(xié)議本身就屬于一種輕量級的協(xié)議棧，在使用過(guò)程中只需要少量的內存，所以在系統設計開(kāi)發(fā)過(guò)程中十分適合。④數據倉庫的設計。在對管理系統軟件進(jìn)行設計的過(guò)程中，數據倉庫這一部分屬于較為關(guān)鍵的部分，其主要的作用就是存儲整個(gè)系統會(huì )使用到的數據。這一部分設計是否合理會(huì )直接對系統的運行造成影響。因此，在對其進(jìn)行設計的過(guò)程中，一定要按照系統業(yè)務(wù)數據和地圖數據的實(shí)際情況進(jìn)行合理的設計。
4 結束語(yǔ)
綜上所述，本文主要對技術(shù)集成的校園公共自行車(chē)管理系統的設計進(jìn)行了分析，通過(guò)對系統組成部分與運行原理進(jìn)行相關(guān)概述，然后提出該系統硬件和軟件方面的具體設計，以期能夠有效提高校園公共自行車(chē)管理的質(zhì)量。
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