公共自行车租赁系统混合锁桩设计与实现

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….
0X7D
0X7E
0X7E …. 0X7D 0X5E ….
0X7D 0X5D 0X7E
17
M1卡扇区划分
信息重要性
历史租还车记录




当前租还车信息


用户基本信息
18
块0 卡号+厂商信息(已固化)
块1 预留 扇区0 块2 预留
块3 密码A
存取控制
块0 用户租车信息
块1 用户还车信息
块2 用户租车信息
工作温度
(-10±5 ~ -40±5)℃
静态功耗
<6W (24V×0.25A)
高低温测试
(-30±2)℃,2h(低温存储) (-70±2)℃,2h(高温存储)
湿度测试
(40±2)℃,90%-96%,48h(恒定湿热)
锁桩数量(同一站点)
≤100个
锁桩供电功率(同一站点) ≤800W
锁桩主控机械尺寸
100mm×100mm
3
充电锁桩硬件设计
4
混合锁桩软件设计
5
测试及总结
8
充电锁桩硬件总体设计

充电管理


Flash存储模 测
GPIO

STM32F103
UART
TX RX SPI JTAG
GPIO GPIO GPIO
PSAM卡
SPI
UART
程序下载接口
主车锁控制
STM32F107
读卡模块
副车锁控制
GPIO
UART
CAN总线模块
同时租车数
20
混合锁桩整体设计
模块设计





















锁桩
硬件
天 锁具
通信 模块
线

充电模块
卡 器 模
显示 模块
最小 系 统
引 导 程

语音 模块


线 锁具
电源模块
站点
软件 应用 程序 通信 协议 驱动 函数
升级改造
7
论文主要内容
1 课题背景及研究意义
2 混合锁桩总体设计
CAN帧头
净荷(8个字节)
CAN帧尾
……
CAN帧头
净荷(8个字节)
CAN帧尾
15
串行总线帧格式设计
帧头 (首字节)
帧起始
0X7E
数据 (变长)
命令体
校验字 (2字节)
校验字
帧尾 (尾字节)
帧结束
0X7E
命令头(3字节)
帧净荷(变长)
16
串行总线帧格式设计
定义转译字符
命令体
+
校验字
0X7E ….
0X7E
Status:响应消息时有效 0:失败 1:成功
Pro :协议类型
BIT7
BIT6 BIT5-0
Dire
Status
Pro
SDU帧头(1字节)
Split :指示SDU帧分裂包 0:SDU帧未分裂 (完整SDU帧) 1:SDU帧分裂 (部分SDU帧)
Eof :在Split=1时有效 表示此包是否为分裂
后台管理系统


数 据 库
CAN总线
锁桩
站点
5
CAN总线 锁桩
站点
混合锁桩需求分析
功能需求 正常租还车 调度上下架 锁桩停启用 音量调节 故障处理
6
性能需求
系统性能指标
指标参数
租还车感应时间
≤600ms
用户卡读卡距离
≥10mm
工作电压
锁桩供电电压:+24V ±5% 自行车充电电压:+36V ±5%
✓浅丘陵地势 ✓普通自行车 ✓调度难题
3
✓电动助力车 ✓省时省力
论文主要内容
1 课题背景及研究意义
2 混合锁桩总体设计
3 充电锁桩硬件设计
4
混合锁桩软件设计
5
测试及总结
4
公共自行车租赁系统









防 火 墙
防 火 墙
WEB 服 务 器
网络



务 器
监控中心
运维
通信服务器
交换设备
移 动
读卡器电路
10
滤波电路 天线电路
语音模块电路
增益放大控制电路
11
论文主要内容
1 课题背景及研究意义
2 混合锁桩总体设计
3
充电锁桩硬件设计
4
混合锁桩软件设计
5
测试及总结
12
锁桩软件总体设计
锁桩软件结构
底层驱动移植
通信接口
F L A S H 存 储 模
读 卡 模 块
安 全 管 理 模 块
C A N 总 线
其他扇区
保留
银行卡读写设计
C骑双PU行向卡目认读录证写
骑行主目录
PSAM卡
开始
密钥认证
PSAM卡
电子现金应用目录
小额支付扩展应用目录
锁桩寻卡
银行卡
PSAM卡
选择应用目录
锁桩
发送随机数
产生、保存随机数
产生、保存随机数
银行卡
发送随机数
计算随机数密文 防冲解撞密密文、比对随机数 选卡
内部认证
发送交骑易信息 行 应
验证交用易结果 密 结钥束 文 件
解密骑密文、比对P随SA机M数卡
计算随机数密文




用 PSAM卡记


用 外部文认证



19
远程升级设计
FLASH扇区划分
CAN总线与IAP技术
双映像文件烧写原理
双映像文件
0x08003000 0x08022000
0x08012000
0x08002000 0x08000000
块3 密码A
存取控制
扇区5-11 块0 用户还车信息
块1 用户租车信息
块2 用户还车信息
块3 密码A
存取控制


块0 当前租车信息
扇区12
块1 当前还车信息 块2 预留
块3 密码A
存取控制
块0 用户余额(钱包)
扇区13
块1 基本信息 块2 预留
块3 密码A
存取控制
密码B 密码B 密码B 密码B 密码B
SDU帧的最后一个包 Len :表示SDU帧长度
BIT7
BIT6 BIT5-0
Split
Eof
Len
PDU帧头(1字节)
SDU帧头(1字节)
SDU帧净荷(0-59字节) SDU帧(0-60)
PDU帧头(1字节)
PDU帧净荷(7字节)
PDU帧(8个字节)
……
PDU帧头(1字节)
PDU帧净荷(7字节)
PDU帧(8个字节)
电源转换
PM66语音芯片

频 电
CD4051译码器

LM4871功放

UART
示 STM32F103

并口

LCD12864
站点
VIN 24V
VCC 12V
VCC 5V
VDD 3.3V
LM2596
LM2596
LM1117-3.3
9
处理能力 成本 存储容量 兼容性
RFID射频识别电路
射频载波
公共自行车租赁系统混合锁桩设计与实现
论文主要内容
1 课题背景及研究意义
2 混合锁桩总体设计 3 充电锁桩硬件设计 4 混合锁桩软件设计
5
测试及总结
2
1 课题来源及背景
课题来源:校企合作项目 ——“山西省XX市公共自行车租赁系统开发项目”
✓交通拥堵 ✓环境污染 ✓“最后一公里”难题
✓“零污染、零排放” ✓提高道路利用率 ✓适合短距离出行
串 行 总 线

IC卡信息安全
M1
C

P

U







统 初 始 化 配
远 程 更 新
租 还 车 流 程

13
CΒιβλιοθήκη BaiduN总线特性
广播传输 3个接收FIFO 报文重传机制
标准帧
14
CAN总线设计
固定报文编号 锁桩物理编号 定义FIFO接收队列
自动重传 约定传输协议
CAN总线帧格式设计
Dire :包请求(主叫)方向 0:站点到锁桩的请求 1:锁桩到站点的请求
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