本发明涉及共享雨伞领域，尤其涉及一种基于雨伞共享的还伞系统及还伞方法。
背景技术：
随着“共享单车”“共享充电宝”掀起的“共享”时尚，已经有人提出对人们日常出行常用的晴雨伞也进行“共享”的理念。
再者，现有的“共享单车”、“共享充电宝”通常基于扫描二维码来实现借或还：一方面，二维码信息在风吹雨打或经常使用的情况下容易因破损、刮花而无法被成功扫取；另一方面，用户终端无电状态下则不能进行二维码信息的扫取，也就是说要么直接无法借，要么可以借但不能即时还，严重影响到用户的使用体验。
nfc，nearfieldcommunication，近距离无线通讯技术，是由非接触式射频识别(rfid)及互联互通技术整合演变而来，在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能，能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。
具体地说，nfc模块安装在手机上，主要由五类应用：接触通过、接触支付、接触连接、接触浏览、下载接触。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种基于雨伞共享的还伞系统及还伞方法，约束用户将晴雨伞归还至固定伞架，以大大减少维护、调度成本。
进一步地，本发明优化技术方案，采用nfc技术代替现有的二维码识别技术，在用户终端无电情况下也能进行正常的借或还，提高用户体验。
所述伞架、晴雨伞均内置预存唯一识别码的nfc模块，所述nfc模块记为均能无线互联而实现数据交换的伞架的基站nfc模块、晴雨伞的伞体nfc模块；
所述晴雨伞，通过伞体nfc模块和基站nfc模块与伞架建立数据通讯；
所述伞架，包括存放晴雨伞的架体、安装在架体上的机电锁、安装在架体上并与机电锁电性连接的伞架服务器、与伞架服务器电性连接的无线通信模块、识别对应位置是否有晴雨伞且与伞架服务器电性连接的占位传感器；
所述后台运营管理平台，包括部署在云计算环境下的晴雨伞服务器和与中央服务器连接并用于存储数据的晴雨伞数据库。
基于上述还伞系统进行还伞操作的还伞过程为：用户将伞体nfc模块与基站nfc模块靠近以建立数据传输通道而发送还伞请求，伞架开启机电锁等待还伞同时伞架服务器将还伞情况由伞架远程发送至后台运营管理平台进行分析处理，待后台运营管理平台进行确认，收到还伞后还伞成功，未收到还伞则还伞不成功。
所述还伞情况包括基站nfc模块读取到的晴雨伞的唯一识别码信息、伞架的唯一识别码信息、占位传感器信号变化信息(伞架上是否新增晴雨伞信息)。
为了更好的实现本发明，进一步说明，所述还伞过程具体包括以下步骤：
步骤a：用户将欲返还的晴雨伞其伞体nfc模块靠近伞架的基站nfc模块，当伞体nfc模块与基站nfc模块建立数据传输通道后，伞架服务器读取基站nfc模块数据并发送机电锁打开的指令，机电锁开启后等待用户将晴雨伞放入；
步骤b：占位传感器不断检测伞架上是否有新增晴雨伞：若检测到有新增晴雨伞则反映为用户已将欲返还的晴雨伞放入机电锁，伞架服务器向晴雨伞服务器发送包含已还伞通知的还伞情况，并继续执行步骤c1-步骤c4；若未检测到新增晴雨伞则反映为用户未将晴雨伞放入机电锁，伞架服务器向晴雨伞服务器发送包含未还伞通知的还伞情况，并执行步骤d1-d2；
步骤c1：晴雨伞服务器根据收到的已还伞通知向晴雨伞数据库发送还伞入库的信息；
步骤c2：晴雨伞数据库确认还伞成功入库并反馈至晴雨伞服务器，同时晴雨伞数据库根据晴雨伞服务器发送的还伞情况进行数据更新；
进一步地，所述伞架的结构为仅设置一个存伞空腔的结构，进口端设置机电锁的进伞通道与存伞空腔连通，晴雨伞放入进伞通道后被集中存放在一个空腔内。所述晴雨伞进入进伞通道必须经过机电锁且机电锁关闭后晴雨伞无法被退出。
所述伞架的结构也可以为设置多个存伞空腔，每个存伞空腔设置一个机电锁且允许至多存放一个晴雨伞。此结构中每一个存伞空腔相互独立，每个机电锁也独立控制。
所述每个机电锁关联一个锁指示灯。例如：机电锁关闭时，锁指示灯熄灭；机电锁开启时，锁指示灯亮起。又例如：机电锁关闭时，锁指示灯亮红色；机电锁开启时，锁指示灯亮绿灯。通过锁指示灯，提示用户更快发现开启的机电锁。
所述伞架，包括存放晴雨伞的架体、安装在架体上的机电锁、安装在架体上并与机电锁电性连接的伞架服务器、与伞架服务器电性连接的无线通信模块、识别对应位置是否有晴雨伞且与伞架服务器电性连接的占位传感器、与伞架服务器连接的计时模块；
本发明中第三套主要实现方式：一种基于雨伞共享的还伞系统，包括用户终端、伞架、晴雨伞、后台运营管理平台，
所述用户终端、伞架、晴雨伞均内置预存唯一识别码的nfc模块，所述nfc模块记为均能无线互联而实现数据交换的用户终端的移动nfc模块、伞架的基站nfc模块、晴雨伞的伞体nfc模块；
所述用户终端，通过移动nfc模块和基站nfc模块与伞架建立数据通讯；
所述伞架，包括存放晴雨伞的架体、安装在架体上的伞架服务器和分别与伞架服务器电性连接的机电锁、占位传感器、无线通信模块、计时模块、信息显示器；
所述信息显示器，用于显示伞架状态信息、伞架中伞位信息、目前操作进度或操作结果信息、伞架中晴雨伞状态信息中至少一类信息；
所述后台运营管理平台，包括部署在云计算环境下的晴雨伞服务器和与中央服务器连接并用于存储数据的晴雨伞数据库；所述晴雨伞服务器实现用户数据管理、晴雨伞数据管理、伞架数据管理、借/还伞请求处理。
基于第三套主要实施方式中还伞系统进行还伞操作的还伞方法，所述还伞过程具体包括以下步骤：
步骤s1：用户将移动nfc模块与基站nfc模块靠近以建立数据传输通道而发送还伞请求；
步骤s2：所述伞架服务器接收到还伞请求后打开机电锁，同时将还伞请求和读取的移动nfc模块对应唯一识别码信息一起经无线通信模块发送至晴雨伞服务器；
步骤s3：所述晴雨伞服务器调取晴雨伞数据库中数据，具体指根据发送还伞请求的移动nfc模块对应唯一识别码信息调取绑定的、已借出的伞体nfc模块对应的唯一识别码，并等待还伞动作；
步骤r1：对被归还晴雨伞进行信息核对，具体是指：基站nfc模块读取新增晴雨伞自带伞体nfc模块中该晴雨伞对应的唯一识别码，伞架服务器将该晴雨伞对应的唯一识别码经无线通信模块发送至晴雨伞服务器，晴雨伞服务器从晴雨伞数据库中调取发送还伞请求对应的移动nfc模块其唯一识别码绑定的、借出的晴雨伞的唯一识别码，归还的晴雨伞的唯一识别码和借出时绑定的晴雨伞的唯一识别码进行比对，两个唯一识别码一致时则晴雨伞服务器向伞架服务器反馈还伞成功信息，两个唯一识别码不一致时则晴雨伞服务器向伞架服务器反馈还伞不成功信息；所述还伞成功信息或还伞不成功信息均由伞架服务器发送至信息显示器以文字形式显示并告知用户；
步骤t1：伞架服务器先将无还伞的信息发送至晴雨伞服务器，同时伞架服务器向信息显示器发送指令，在信息显示器上以文字形式显示还伞不成功并告知用户。
本发明中第四套主要实现方式：一种基于雨伞共享的还伞系统，包括用户终端、伞架、晴雨伞、后台运营管理平台；
所述用户终端安装与晴雨伞服务器通过移动信号进行数据通信的共享雨伞app；
所述晴雨伞设置伞体定位模块；所述伞架设置基站定位模块；所述伞体定位模块、基站定位模块按设定频率不断向后台运营管理平台发送位置信息；
所述晴雨伞还设置与伞体定位模块连接的可重复多次充放电的蓄电池、与蓄电池连接的伞体电源管理模块；所述伞架还设置将市电或公共用电电源转换为晴雨伞蓄电池工作电压的变压器、变压器；所述变压器的输出端与伞体电源管理模块可进行无线充电；
进一步地，所述伞体定位模块为gps定位装置、北斗定位装置、gps/北斗双模定位装置中任一种；所述基站定位模块为gps定位装置、北斗定位装置、gps/北斗双模定位装置中任一种。
进一步地，所述伞架包括存放晴雨伞的架体、安装在架体上的伞架服务器和分别与伞架服务器电性连接的机电锁、无线通信模块。
进一步地，所述伞体电源管理模块与变压器的输出端进行无线充电，可采用电磁感应式或磁场共振式或无线电波式或wifi信号式。
所述电磁感应式，是利用变化的磁场产生变化的电场、变化的电场产生变化的磁场的原理，通过线圈内部变化的磁场产生感应电压，从而实现充电。
所述磁场共振式，是利用能量发送装置与能量接收装置在相同频率下引起共振，而交换彼此能量。
所述无线电波式，是利用微波发射装置和微波接收装置依托捕捉到的无线电波能量，进行低电压产品的充电。
所述wifi信号式，式无线路由器发射出信号辐射能量而转换为电能进行充电。例如：airnergycharger。
为了更好的实现雨伞共享系统，在上述四套主要实施方式的基础上，所述还伞系统还包括维护调度系统。所述后台运营管理平台与维护调度系统进行数据共享。所述维护调度系统可以是人工维护、人工调度，也可以是人工维护、系统自身调度。所述维护是指，对故障、破损、不干净的晴雨伞回收以进行修理或保养。所述调度是指，使每个伞架中晴雨伞与伞位的数量关系保持在一个相对合理的阈值内。具体说，每个伞架内的伞位的数量最好大于正存放在伞架内的晴雨伞的数量，当二者相同时在无人借出晴雨伞的情况下就不能进行还伞操作；每个伞架内的晴雨伞的数量也不能太少，若可借状态下晴雨伞的数量过少，在多用户需要集中借伞时容易其冲突。
任一种上述主要实施方式中，所述伞架未设置占位传感器时，晴雨伞是否归还，可由用户通过用户终端直接或间接向后台运营管理平台进行登记。具体说：一是，间接方式：用户需要向后台运营管理平台声称自己已经将晴雨伞归还至伞架时，用户终端通过nfc技术与伞架进行数据传输并由伞架将“已成功还伞”的信息通过远程无线通信技术发送至后台运营管理平台，后台运营管理平台中晴雨伞数据库内数据更新；二是，直接方式；用户需要向后台运营管理平台声称自己已经将晴雨伞归还至伞架时，用户终端通过远程移动信号技术将“已成功还伞”的信息发送至后台运营管理平台，在由后台运营管理平台中晴雨伞服务器对晴雨伞数据库内数据进行更新。
任一种上述主要实施方式中，所述伞架设置占位传感器时，晴雨伞是否成功归还由占位传感器进行监测及反馈。
所述占位传感器，安装在架体上并与伞架服务器电性连接，用于识别机架上放置晴雨伞用伞位空闲/占用状态。所述占位传感器将伞位空闲或伞位占用的信号反馈至伞架服务器并由伞架服务器经无线通信模块发送至后台运营管理平台，后台运营管理平台综合还伞请求、被请求还伞的伞架是否有空闲伞位信息而做出是否开启机电锁（允许还伞）的指令，后台运营管理平台综合开启机电锁（允许还伞）指令、被请求还伞的伞架是否新增本占用伞位（收到返还晴雨伞）信息而反馈还伞是否成功的信息。
任一种上述主要实施方式中，所述伞架设置信息显示器时；信息显示器用于显示伞架状态信息、伞架中伞位信息、目前操作进度或操作结果信息、伞架中晴雨伞状态信息中至少一类信息。
所述伞架状态信息包括伞架是否是正常工作状态、伞架的位置。
所述伞架中伞位信息包括此伞架一共有多少个伞位、目前几个伞位为空闲状态、目前几个伞位为占用状态、目前几个伞位为待空闲、目前几个伞位为待占用。所述伞位为待空闲状态是指此伞位上正在存放的晴雨伞已被用户预约借出。所述伞位为待占用状态时指此伞位上此刻是空闲但被用户预约还伞了。
所述目前操作进度或操作结果信息包括目前操作的进度、目前操作的结果；如目前操作进度为申请还伞、目前操作结构为还伞成功。
为了更好的实现本发明，用户请求还伞时，伞架服务器或晴雨伞服务器结合伞架将伞架状态信息、伞架中伞位信息、目前操作进度或操作结果信息、伞架中晴雨伞状态信息，决定是否打开此伞架的机电锁。所述还伞系统中，一个伞架仅设置一个机电锁时，所有晴雨伞的归还、借出均通过这个机电锁，而可借状态的晴雨伞均位于架体内部。所述还伞系统中，一个伞架中每个伞位均设置一个机电锁时，机电锁与伞位一一对应。
本发明的有益效果如下：
（1）本发明设置专门用于存放晴雨伞的伞架，基于雨伞共享模式，且要求用户自觉将欲返还的晴雨伞放回指定位置布置的伞架中，进行统一存放，大大减少维护调度系统的人力、物力成本支出；
（2）本发明主要采用nfc技术在用户与伞架或者晴雨伞与伞架或用户与晴雨伞之间建立数据传输通道，即使用户终端没电情况下也能正常借出或归还晴雨伞，用户体验明显更好。
附图说明
图1为实施例1中本发明第一套实现方式中还伞系统的结构框图。
图2为实施例1中本发明第一套实现方式中还伞方法的序列图。
图3为实施例1中本发明第一套实现方式中还伞方法的步骤流程图。
图4为实施例2中本发明第二套实现方式中还伞系统的结构框图。
图5为实施例2中本发明第二套实现方式中还伞方法的序列图。
图6为实施例3中本发明第三套实现方式中还伞系统的结构框图。
图7为实施例3中本发明第三套实现方式中还伞方法的序列图。
图8为实施例4中本发明扩展的还伞系统的结构框图。
图9为实施例5中本发明第四套实现方式中还伞系统的结构框图。
图10为实施例8中还伞系统设置维护调度系统时的一种结构框图。
图11为实施例8中还伞系统设置维护调度系统时的另一种结构框图。
具体实施例
实施例1：
如图2、图3所示，基于上述还伞系统进行还伞操作的还伞过程为：用户将伞体nfc模块与基站nfc模块靠近以建立数据传输通道而发送还伞请求，伞架开启机电锁等待还伞同时伞架服务器将还伞情况由伞架远程发送至后台运营管理平台进行分析处理，待后台运营管理平台进行确认，收到还伞后还伞成功，未收到还伞则还伞不成功。
实施例2：
如图5所示，当机电锁打开等待还伞时，计时30秒：若30秒内有还伞动作则发送还伞通知并等待后续反馈；若30秒内无还伞动作则还伞失败且自动关闭机电锁。
实施例3：
如图6所示，本发明中第三套主要实现方式：一种基于雨伞共享的还伞系统，包括用户终端、伞架、晴雨伞、后台运营管理平台，
如图7所示，基于第三套主要实施方式中还伞系统进行还伞操作的还伞方法，所述还伞过程具体包括以下步骤：
实施例4：
如图8所示，本实施例还对第三套主要实现方式进行调整：一种基于雨伞共享的还伞系统，包括用户终端、伞架、晴雨伞、后台运营管理平台，
所述伞架，包括存放晴雨伞的架体、安装在架体上的伞架服务器和分别与伞架服务器电性连接的机电锁、占位传感器、无线通信模块、计时模块；
基于上述还伞系统进行还伞操作的还伞方法，所述还伞过程具体包括以下步骤：
步骤r1：对被归还晴雨伞进行信息核对，具体是指：基站nfc模块读取新增晴雨伞自带伞体nfc模块中该晴雨伞对应的唯一识别码，伞架服务器将该晴雨伞对应的唯一识别码经无线通信模块发送至晴雨伞服务器，晴雨伞服务器从晴雨伞数据库中调取发送还伞请求对应的移动nfc模块其唯一识别码绑定的、借出的晴雨伞的唯一识别码，归还的晴雨伞的唯一识别码和借出时绑定的晴雨伞的唯一识别码进行比对，两个唯一识别码一致时则晴雨伞服务器向伞架服务器反馈还伞成功信息，两个唯一识别码不一致时则晴雨伞服务器向伞架服务器反馈还伞不成功信息；所述还伞成功信息或还伞不成功信息均由伞架服务器写入基站nfc模块，用户终端的移动nfc模块读取基站nfc模块数据，获知还伞成功与否的信息；
步骤t1：伞架服务器先将无还伞的信息发送至晴雨伞服务器，同时伞架服务器向基站nfc模块写入还伞不成功信息，用户终端的移动nfc模块读取基站nfc模块数据而获知还伞不成功信息。
实施例5：
如图9所示，本发明中第四套主要实现方式：一种基于雨伞共享的还伞系统，包括用户终端、伞架、晴雨伞、后台运营管理平台。
所述用户终端安装与晴雨伞服务器通过移动信号进行数据通信的共享雨伞app。
所述晴雨伞设置伞体定位模块；所述伞架设置基站定位模块；所述伞体定位模块、基站定位模块按设定频率不断向后台运营管理平台发送位置信息。
为了保证伞架对归还晴雨伞的管理，所述伞架还包括架体、机电锁、伞架服务器、无线通信模块，机电锁、伞架服务器、无线通信模块均安装在架体上，伞架服务器控制机电锁开闭且伞架服务器通过无线通信模块与后台的晴雨伞服务器进行通信。
本实施例中，所述伞体定位模块发送的伞体位置信息与基站定位模块发送的伞架位置信息二者距离在设定区域内，是后台运营管理平台或伞架服务器开启机电锁的前提之一。也就是说，当满足其他还伞调节时，若伞体位置与伞架位置距离超出设定阈值，此伞架的机电锁也不能打开。通过伞体位置与伞架位置距离判断此伞架机电锁能否打开，与其他机电锁打开而还伞的条件相匹配，进一步保证还伞的准确性。
实施例6：
一种基于雨伞共享的还伞系统，包括用户终端、伞架、晴雨伞、后台运营管理平台和维护调度系统，后台运营管理平台与伞架、维护调度系统进行数据共享；所述用户终端、伞架、晴雨伞均内置预存唯一识别码的nfc模块，所述nfc模块记为均能无线互联而实现数据交换的用户终端的移动nfc模块、伞架的基站nfc模块、晴雨伞的伞体nfc模块。
所述伞架，还包括存放晴雨伞的架体和分别安装在架体上的机电锁、占位传感器、无线通信模块、中心控制器，占位传感器与复数个锁定晴雨伞用的机电锁一一对应设置，且机电锁、占位传感器、无线通信模块分别与中心控制器电性连接；所述占位传感器检测到对应机电锁中未锁定晴雨伞时向中心控制器发送空位信号；占位传感器检测到对应机电锁中锁定晴雨伞时向中心控制器发送占位信号。
实施例7：
本实施例在实施例1-6任一项基础上，做进一步优化，所述还伞系统还包括维护调度系统。所述后台运营管理平台与维护调度系统进行数据共享。所述维护调度系统可以是人工维护、人工调度，也可以是人工维护、系统自身调度。所述维护是指，对故障、破损、不干净的晴雨伞回收以进行修理或保养。所述调度是指，使每个伞架中晴雨伞与伞位的数量关系保持在一个相对合理的阈值内。具体说，每个伞架内的伞位的数量最好大于正存放在伞架内的晴雨伞的数量，当二者相同时在无人借出晴雨伞的情况下就不能进行还伞操作；每个伞架内的晴雨伞的数量也不能太少，若可借状态下晴雨伞的数量过少，在多用户需要集中借伞时容易其冲突。
本发明中，伞架服务器可以直接控制机电锁的启闭，晴雨伞服务器也可以通过伞架服务器间接控制机电锁的启闭。
本实施例的其他部分与实施例1-6任一项相同，故不再赘述。
实施例8：
本实施例在实施例1-7任一项的基础上，对还伞系统增加晴雨伞故障报修装置。
方案一：在实施例1-7的基础上，增加与后台运营管理平台数据共享的维护调度系统。由维护调度系统根据晴雨伞数据库中数据指定维护计划、调度计划并由维护人员对伞架、伞架内的晴雨伞进行维护或对伞架分布位置、晴雨伞在不同区域分配数量等进行调度。
方案二：改善晴雨伞结构，使用户自行申报故障晴雨伞，减少系统后台维护人员大量的、效率低下的排查工作。
具体是指晴雨伞中内置伞载终端且晴雨伞的伞柄上设置机械式的拨片，拨片的信号输出端与伞载终端电信连接。伞载终端与伞体nfc模块连接，可向伞体nfc模块中反复写人。所述拨片的位置分布对应晴雨伞的不同状态：正常、故障、预约还伞、待转借。用户将拨片置于某一位置时，通过伞载终端将拨片此位置对应的晴雨伞状态写入伞体nfc模块中。用户通过拨动拨片位置，借助伞架nfc模块读取伞体nfc模块信息而主动上传晴雨伞故障信息。
如果没有设置故障报修装置，故障晴雨伞在还伞时与其他正常晴雨伞混在一起，一是会再次被其他用户借出，影响用户使用；二是维护人员需要一一排查才能分辨哪些是故障雨伞而将其回收进行维修，增加维护人力成本。
本实施例中，还伞系统的其他部分、还伞方法可采用实施例1-7中记载内容，故不再赘述。本实施例中，仅在实施例1-7基础上增加还伞时由用户主动提供晴雨伞是否故障的信息，进一步减少维护、调度成本，提高用户使用体验。
实施例9：
本实施例的其他部分与实施例1-7任一项相同，故不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。