基于云服务器实现共享设备精准计费方式的研究
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作者:潘金虎 胡兆祥 周薇 王想实
摘要：市场上现有的共享装置，如充电宝、充电线，甚至共享单车，都是按照使用次数进行收费。哪怕只使用了一分钟，也是收取一次的费用，这种收费方式存在不合理之处。而该文中提出的共享设备精准计费方式，一是加入可用于时间控制的控制板电路模块，二是加入云服务器技术。控制板是共享装置与云服務器沟通的桥梁，借助后台云服务器技术监控时长，计算实际使用时间，实现精准计费，是该文阐述的核心思想与设计创新之处。
关键词：共享装置;控制板电路模块;云服务器技术;精准计费
中图分类号：TP3 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2020）08-0086-02
1 概述
投放于公共场所的共享设备为广大人群的生活与出行提供便利，“共享”概念逐渐深入人心。现在出门在外，钱包不带没关系，手机带了就好。用手机上的App程序扫描共享装置上的二维码，有些设备甚至无须支付押金，即可使用。但付费时一般按小时计费，使用时不安心、不舒坦，总提心会超过小时的整倍数时间，要再多支付一个小时的费用，哪怕只超过了一分钟。这种收费实际上是不合情理的，可不可以采用新的技术进行改善这种状况呢？目前市面上还没有出现带有可时控模块精准计费的共享装置，在以后的生活需求中，想必此种可实现合理收费的共享装置的设计与发明，必定会具有广阔的市场销售空间。
2 设计思想
本文提出可设计一款用于时间控制的控制板电路模块，并引入云服务器技术，用MySQL在服务器上搭建后台数据库，用于存储用户、设备、使用时长等信息。让控制板充当共享装置与云服务器沟通的桥梁，与云服务器通过GSM模块的GPRS信道形成逻辑关联，组成以云服务器为中心的星型拓扑结构，于共享装置一一对应，安装于每台共享装置内部，由共享装置为其供电。通过云服务器监控所有设备的使用情况详情，特别是使用时长，从而实现根据实际使用的时长进行精准计费。硬件模块连接图，如下所示：
3 实施过程
本文阐述的创新之处就是对共享装置进行改造，在硬件上增加控制板模块，在技术上添加云服务器技术，用于实现共享状态与使用时长的控制。该共享装置可在公共场所进行投放，开展共享服务。可时控计费共享装置由云服务器、控制板、手持设备、共享装置、标识充电板的二维码五大部分组成。共享装置的用户群体可通过手机扫码形式享受服务。但带有可时控计费功能模块的共享充电设备，在功能上具有业务的独创性。具体如下：1）云服务器，所有业务支持的后台处理枢纽，响应来自用户的业务请求，并向控制板发送业务实施指令。2）控制板，可单独做成外置模块，也可以以集成电路芯片形式内嵌于共享装置内部。在本文设计中，采用嵌入式进行开发设计。控制板使用GPRS信道与云服务器进行沟通，获取业务指令并解析，通过RS232串口指挥充电板完成任务。3）手持设备，手机或平板，一是作为扫码工具，可读取每台共享装置上的二维码，获得业务的线上接口，是进行业务选定的工具;二也是费用支付的载体。4）共享装置，按照控制板的指令，启动或关闭。为扫码用户提供共享服务、输入密码服务、设置使用时长服务。5）标识共享装置的二维码，是每台共享装置的唯一标识，是用户发起业务需求的信息源头。
五部分工作的业务实施流程，主要是：1）用户通过手持设备扫描共享装置上的二维码标识，将使用需求包括手机号、共享装置二维码标识信息上传至云服务器，保存信息至Mysql后台数据库中。2）云服务器接收到请求后，向控制板下达业务指令。3）控制板向共享装置下达执行指令。4）共享装置开始工作，时长使用完毕后或接收到终止使用的指令后，将共享装置当前状态给控制板。5）控制板将业务实施信息反馈给云服务器，上传使用时长保存至数据库。根据时长进行精准计费，将时长、费用信息发送给手机。6）手机接收到信息后，核对无误后，进行支付。支付成功，即意味着本次共享服务业务消费成功，本次业务终止。业务实施流程图，如图2所示。
4 该套装置的创新点
该套装置具有如下六条创新之处：1）投放容易、使用简便，可为公共场合人群提供共享服务。2）手持端设备扫描每个共享装置上唯一的二维码，即可开启业务。3）增加GSM通信模块：它是控制板与云服务器沟通的实施器件。4）采用GPRS数据通信：通过拨号建立数据通信链路，用UDP协议传送字符串与云服务器进行交流。5）RS232串口编程技术：是共享装置与控制板通信接口，MCU通过RS232串口与充电板通信。6）增加控制板模块设计和云服务器技术，实现使用时间可控：是本文设计创新出发点，也是最重要的实施环节。在硬件上增加控制板，在技术上添加云服务器技术，用于实现使用状态与使用时长的控制。控制板是云服务器与共享装置通信的桥梁，控制板接收云服务器下发的指令，并传达给共享装置，用于共享装置的启动、停止、状态查询、时长控制等。
5 结束语
现在市场上投放使用的共享设备，如共享充电宝、共享自行车等，尽管投放量大，使用方便，但都缺少时控模块。为此我们设计的共享装置，除了上述装置的优点f使用简单、付费方便）之外，最关键的技术点是设计出一款用于时间控制的控制板电路模块，与云服务器进行交互，通过存储在后台数据库的使用时长，实现精准计费。
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【通联编辑：代影】
收稿日期：2019-12-19
作者简介：潘金虎（1998-），男，湖南岳阳人，无锡职业技术学院在读专科生，专业方向为软件技术;胡兆祥（1999-），男，安徽马鞍山人，无锡职业技术学院在读专科生，专业方向为移动应用开发;周薇（1975-），女，河南郑州人，无锡职业技术学院讲师，研究生，专业方向为软件技术;王想实（1976-），女，内蒙古鄂尔多斯人，无锡职业技术学院讲师，研究生，专业方向为软件技术。
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