本發明屬于物聯網應用技術領域，具體是一種基于物聯網的共享自行車安防系統及其安防方法。

背景技術：

目前，中國實用新型專利于2016年2月3日授權公告了一種智能自行車安全系統，其授權公告號為CN205010372U，該智能自行車安全系統，包括車載信息裝置、服務器和智能手機，所述的車載信息裝置包括語音識別模塊、信息收發模塊、GPS模塊和微處理器，所述語音識別模塊把收到的語音信息經過處理比對發送給微處理器，所述的微處理器將處理過的語音信息經過處理以后發送給信息收發模塊，所述的信息收發模塊將信號發送給服務器，所述的服務器將信號發送給智能手機；所述的GPS模塊可以將車輛的實時位置信息發送給微處理器，所述的微處理器將收到的信號處理后發送給信息收發裝置，所述的信息收發裝置將信號發送給服務器，所述的服務器將該信號發送給智能手機。該專利主要用于實時反映車輛的行駛信息；但是該專利的語音識別模塊需要的數據信息量巨大，效果容易受到周圍環境的影響，并且該安全系統主要用于用戶觀察自行車的運動軌跡和實時位置，本質上沒有解決自行車本身的安全性問題，而且市場應用價值不明顯。

中國發明專利于2016年7月13日公開了一種具有內置式安全系統的人力車，其公開公布號為CN105764782A，該具有內置式安全系統的人力車，優選為自行車，其包括具有下管和車座管的車架，所述下管優選由兩個區段形成。鎖裝置的第一部件插入到車座管的下端中。下管的第一區段在一端通過樞軸銷連接至伸縮式管，而所述第一區段的另一端包含孔，所述孔的直徑與車座管的直徑相同。下管的第二區段在一端通過樞軸銷連接至自行車驅動系統，而所述第二區段的另一端包含孔，鎖裝置的第二部件插入到該孔中。該專利主要針對自行車的車架做了一個內置式的安全系統，其系統的物理結構復雜，對自行車的做工工藝要求極高，各區段的銜接和集成化程度有待考證。

陀螺儀傳感器是一個簡單易用的基于自由空間移動和手勢的定位和控制系統，它原本是運用到直升機模型上，現已被廣泛運用于手機等移動便攜設備。用來感測和維持方向的裝置，主要檢測空間某些相位的傾角變化、位置變化?，F有的LY330ALH陀螺儀是一種高性能低功耗的單軸微機械陀螺儀，能夠測量沿偏航軸的角速率。它提供了優異的溫度穩定性和擴展的工作溫度范圍(-40℃至+85℃)的高分辨率。LY330ALH滿量程的±300的DPS，是能夠檢出率高達140Hz的-3dB帶寬。該裝置包括一個傳感元件和一個CMOS IC；傳感元件是由一個單一的驅動質量塊，保持在連續振蕩和的基礎上，能夠使用科里奧利原理，當一個角速度傳感器應用；CMOS IC上提供了測量角速度的外部世界，通過模擬輸出電壓，允許高水平的集成和生產微調，以更好地匹配傳感元件的特點。

CC3200控制器是TI無線連接SimpleLink Wi-Fi和物聯網(IoT)解決方案最新推出的一款Wi-Fi MCU，是業界第一個具有內置Wi-Fi的MCU，是針對物聯網應用、集成高性能ARM Cortex-M4的無線MCU?？蛻裟軌蚴褂脝蝹€集成電路開發整個應用，借助片上Wi-Fi、互聯網和強大的安全協議，無需Wi-Fi經驗即可實現快速的開發。CC3200控制器是一個完整平臺解決方案，其中包括軟件、示例應用、工具、用戶和編程指南、參考設計以及TI E2E支持社區。CC3200控制器采用易于布局的四方扁平無引線(QFN)封裝。CC3200控制器包括應用MCU、Wi-Fi網絡處理器(CC3100)和電源管理3大部分。

(1)應用MCU包含一個運行頻率為80MHz的行業標準ARM Cortex-M4內核，包含用于存放代碼和數據的內部RAM以及存放引導加載程序和外設驅動程序的ROM，還包含快速并行接口、UART、SPI、I2C、I2S/PCM、SD/MMC、PWM和ADC等多種外設。

(2)Wi-Fi網絡處理器(CC3100)包含一個Wi-Fi片上互聯網和一個可完全免除應用MCU處理負擔的專用ARM MCU。Wi-Fi片上互聯網包含802.11b/g/n射頻、基帶和具有強大加密引擎的MAC，可以實現支持256位加密的快速安全的互聯網連接。Wi-Fi片上互聯網還包括嵌入式TCP/IP和TLS/SSL協議棧、HTTP服務器和多種互聯網協議。CC3200支持站點、接入點和Wi-Fi直連3種模式，支持WPA2個人和企業安全性以及WPS2。

(3)電源管理包括支持寬電源電壓范圍的集成直流-直流轉換器，可以啟用低功耗模式，具有RTC的休眠模式所需電流少于4uA。用2節干電池供電，工作時間可以長達1年以上。

目前，作為服務社社會的OFO共享單車和摩拜單車風靡全國，都是旨在解決“最后三公里”的單車共享模式，最終受益的是我們社會群眾。然而OFO共享單車和摩拜單車的自行車都共同面臨多種安防問題，其主要問題表現在他們的自行車慘遭不同程度的人為破壞，破壞程度不堪入目，如：自行車的輪子、車頭、車座等被人為的將強行拆走，而且一旦輪子、車頭、車座等被人為的將強行拆走，管理員也很難發現，給后續的維修也造成了很大的麻煩。因此，對于自行車的安防，除了提高公民的基本素質外，還需要采用技術手段來解決上述問題。

技術實現要素：

針對上述現有技術的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種基于物聯網的共享自行車安防系統及其安防方法。

為解決上述技術問題，本發明提供了如下技術方案：

一種基于物聯網的共享自行車安防系統，包括微控制器，以及與微控制器輸出端連接聲光報警驅動電路，所述聲光報警驅動電路與聲光報警裝置連接；還包括通過A/D轉換器與微控制器輸入端連接的第一反光板型光電開關、第二反光板型光電開關、第一斷路感應器和第二斷路感應器；所述第一反光板型光電開關的反光板安裝在車頭支撐管內，第一反光板型光電開關的發光器和收光器裝入車頭安裝管內；所述第二反光板型光電開關的反光板安裝在車座支撐管內，第二反光板型光電開關的發光器和收光器裝入車座安裝管內；所述第一斷路感應器的兩個回路通斷檢測端與前輪安裝軸連接；所述第二斷路感應器的兩個回路通斷檢測端與后輪安裝軸連接。

作為本發明進一步的改進方案：所述基于物聯網的共享自行車安防系統，還包括與微控制器連接的GPS定位模塊，通過A/D轉換器與微控制器輸入端連接的陀螺儀傳感器，以及與微控制器通訊的服務器，所述服務器還與管理員后臺終端通訊。

作為本發明進一步的改進方案：所述管理員后臺終端為PC機、智能手機或者平板電腦。

作為本發明進一步的改進方案：所述服務器還與用戶移動智能終端通訊；所述用戶移動智能終端為智能手機、平板電腦或者智能手環。

作為本發明進一步的改進方案：所述的陀螺儀傳感器采用型號為CJMCU-330LY300ALH的單軸微機械陀螺儀傳感器，所述陀螺儀傳感器外設連接同步時鐘電路。

作為本發明進一步的改進方案：所述基于物聯網的共享自行車安防系統，還包括與微控制器電連接藍牙電子鎖。

作為本發明進一步的改進方案：所述藍牙電子鎖的鎖舌上設有通過A/D轉換器與微控制器電連接的應變式壓力傳感器。

作為本發明進一步的改進方案：所述微控制器采用的是可充電鋰電池供電，在自行車還上設有用于為可充電鋰電池供電的發電機；所述微控制器上外設有可充電的電源接口。

作為本發明進一步的改進方案：所述的微控制器采用CC3200launchPad。

一種采用所述基于物聯網的共享自行車安防系統的安防方法，當車頭被拆下時，第一反光板型光電開關的光束會被中斷，第一反光板型光電開關即產生車頭報警信號；當車座被拆下時，第二反光板型光電開關的光束會被中斷，第二反光板型光電開關即產生車座報警信號；當前輪被拆下時，第一斷路感應器的兩個回路通斷檢測端被斷開，第一斷路感應器即產生前輪報警信號；當后輪被拆下時，第二斷路感應器的兩個回路通斷檢測端被斷開，第二斷路感應器即產生后輪報警信號；當微控制器接收到車頭報警信號或車座報警信號或前輪報警信號或后輪報警信號時，微控制器控制GPS定位模塊進行定位，并控制控制聲光報警裝置報警，同時微控制器將GPS定位模塊的定位信息以及相應的報警信號發送到服務器，服務器再將定位信息以及相應的報警信號提供給管理員后臺終端，供管理員查看，便于管理員人員報警或者安排附近的人員前去查看，以及維修人員攜帶相應的配件前去更換。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明通過巧妙的使用反光板型光電開關和斷路感應器，對車頭、車座、前輪和后輪進行定位安防監控，不僅可以及時發現自行車被破壞，還能定位自行車被破壞的位置，以及被破壞時所處的地理位置，為自行車的安防以及后續維修提供了極大的便利。

附圖說明

圖1為現有的自行車結構示意圖；

圖2為本發明基于物聯網的自行車智能安防系統的原理框圖；

圖中：A-車頭支撐管、B-車頭安裝管、C-車座支撐管、D-車座安裝管、E-前輪安裝軸、F-后輪安裝軸。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。

請參閱圖1和圖2，本發明提供了一種基于物聯網的共享自行車安防系統，包括微控制器，以及與微控制器輸出端連接聲光報警驅動電路，所述聲光報警驅動電路與聲光報警裝置連接；還包括通過A/D轉換器與微控制器輸入端連接的第一反光板型光電開關、第二反光板型光電開關、第一斷路感應器和第二斷路感應器；所述第一反光板型光電開關的反光板安裝在車頭支撐管A內，第一反光板型光電開關的發光器和收光器裝入車頭安裝管B內；所述第二反光板型光電開關的反光板安裝在車座支撐管C內，第二反光板型光電開關的發光器和收光器裝入車座安裝管D內；所述第一斷路感應器的兩個回路通斷檢測端與前輪安裝軸E連接；所述第二斷路感應器的兩個回路通斷檢測端與后輪安裝軸F連接。

本發明中，所述基于物聯網的共享自行車安防系統，還包括與微控制器連接的GPS定位模塊，通過A/D轉換器與微控制器輸入端連接的陀螺儀傳感器，以及與微控制器通訊的服務器，所述服務器還與用戶移動智能終端通訊和管理員后臺終端通訊。所述用戶移動智能終端為智能手機、平板電腦或者智能手環；所述管理員后臺終端為PC機、智能手機或者平板電腦。所述的陀螺儀傳感器采用型號為CJMCU-330LY300ALH的單軸微機械陀螺儀傳感器，所述陀螺儀傳感器外設連接同步時鐘電路，實時將檢測自行車的運動狀態以及震動等情況。

一種采用所述基于物聯網的共享自行車安防系統的安防方法，當車頭被拆下時，第一反光板型光電開關的光束會被中斷，第一反光板型光電開關即產生車頭報警信號；當車座被拆下時，第二反光板型光電開關的光束會被中斷，第二反光板型光電開關即產生車座報警信號；當前輪被拆下時，第一斷路感應器的兩個回路通斷檢測端被斷開，第一斷路感應器即產生前輪報警信號；當后輪被拆下時，第二斷路感應器的兩個回路通斷檢測端被斷開，第二斷路感應器即產生后輪報警信號；當微控制器接收到車頭報警信號或車座報警信號或前輪報警信號或后輪報警信號時，微控制器控制GPS定位模塊進行定位，并控制控制聲光報警裝置報警，同時微控制器將GPS定位模塊的定位信息以及相應的報警信號發送到服務器，服務器再將定位信息以及相應的報警信號提供給管理員后臺終端，供管理員查看，便于管理員人員報警或者安排附近的人員前去查看，以及維修人員攜帶相應的配件前去更換。

本發明中，所述基于物聯網的共享自行車安防系統，還包括與微控制器電連接藍牙電子鎖；所述藍牙電子鎖的鎖舌上設有通過A/D轉換器與微控制器電連接的應變式壓力傳感器，應變式壓力傳感器能夠智能感應藍牙電子鎖是不是處于正常的工作狀態，如果出現強制推行或者人為的破壞藍牙電子鎖，應變式壓力傳感器將采集的信號發送給微控制器，所述微控制器控制聲光報警裝置報警，同時向服務器發送報警信號。

本發明中，所述微控制器采用的是可充電鋰電池供電，在自行車還上設有用于為可充電鋰電池供電的發電機。另外，所述微控制器上外設有可充電的電源接口。

本發明中，所述的微控制器采用CC3200launchPad。

上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明，但是本專利并不限于上述實施方式，在本領域的普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下做出各種變化。