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NB-IoT智能共享单车智能锁解决方案
发布时间 : 2019-11-19 浏览次数 : 85

随着各种代步工具的普及,单车已逐渐淡出我们的生活,但共享单车一出现,就盘活了传统单车行业。智能锁是共享单车的核心部件,做为必备部件,不仅可以定位防盗,也是获取大数据的重要来源,它是一种物联网应用技术,也是典型的"物联网+互联网"应用,通过智能感知、识别技术与普及计算等通信感知技术,在用户与车之间进行信息交换和通信。
单车智能锁解决方案
一、共享单车智能锁介绍

共享单车与普通自行车最大的区别——我爱物联网研发的智能车锁共享单车智能锁的通信方式为:通过蓝牙连接手机,依靠连接状态的手机上的APP进行GPS定位和计费,以及与服务器进行通信。优点是由于只需要蓝牙连接,车锁的整体功耗非常低,几乎不用充电,维护的成本也相对较低,在信号不好的地方也可以开锁落锁进行计费。

二、共享单车智能锁解决方案亮点

基于NB-IoT的共享单车智能锁解决方案,有着更低的功耗、更好的覆盖、更低的时延。首先,与GSM相比,覆盖增益达20dB,因此,覆盖无死角,可保证用户任何地方(地下停车场)都能正常开锁;其次,低时延可确保用户良好的体验,NB-IoT智能锁从关锁到收到新派密码,时间约为2秒,相较GSM锁的6.81秒,大大缩短NB-IoT的共享单车智能锁解决方案解决了功耗高、电池使用寿命短的问题,按照每车每天开锁10次计算,电池使用寿命可以达到2-3年,可以支撑整辆单车的使用生命周期; NB-IoT芯片,模组成本低,并且单车不需要额外的充电装置,拉低了整车成本。

IoT平台可使能单车智能化精细运维。通过共享单车智能锁SIM卡全生命周期管理,可有效监管单车连接状态,确保高效监管单车,如:统一激活新注册单车,挂起故障单车群,结束丢失单车;通过SIM卡的经营分析,支持智能监管单车,如:用量Top排行,Top群组统计,总用量趋势、地区、时段用量趋势,数据连接事件、位置变化;通过IoT平台的FOTA功能,可实现智能锁的高效远程固件升级,增强运维能力;端到端故障定位能力,可协助高效定位端管云故障,助力运维。
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三、共享单车智能锁的核心技术

1、蓝牙芯片

其实每辆智能解锁单车都有内置蓝牙芯片。这种芯片具有超低功耗的特点,而在安全性上,蓝牙“LE Secure Connections”安全配对方式的引入,使得蓝牙与锁的结合更加流畅合理。

蓝牙芯片的主要功能有:支持定位,蓝牙IC可直驱马达,支持多种开锁方式,如:二维码扫描方式/MAC地址识别,单车编号输入,蓝牙连接方式开锁等,另外这款蓝牙芯片还支持接收GSM,GPRS网络、W-CDMA网络和TD-SCDMA网络数据。

所以当你使用共享单车的时候,手机蓝牙与单车内置的蓝牙芯片相连,通过手机扫码,给内置蓝牙芯片信号,这种信号就能够驱动直驱马达进行开锁,同时,蓝牙芯片通过共享手机GPS,获得单车位置信息,并把信息传输给云端平台。

2、智能锁是带有SIM模块的2G网络制式的

在智能锁内集成了带有独立号码的SIM卡,通过3G、4G网络,与云端保持通信能力,及时将车辆所在位置(GPS信息)和车辆当前状态报送云端。

四、共享自行车智能锁应用功能

如今的蓝牙解锁、电子围栏、预约等新增的功能应用,智能锁关键、基础的功能已经逐渐确定下来,各家智能锁的差异已经不大了。目前,智能锁基本都是由控制、通信、感知、执行、供电等几大类模块组成。

主要的模块功能如下:

控制芯片(单片机):智能锁系统的控制中枢,整体负责通信、车锁控制和状态信息收集。

移动通信芯片(Modem):内置电信运营商的Sim卡,负责与云端应用后台进行通信。

蓝牙通信模块:主要是用于连接用户手机并实现解锁、也与电子围栏的应用实现有关。

GPS通信模块:物理定位功能

车锁的传感器:感知车锁的开、关状态,并将车锁状态信息向控制芯片上报。

车锁的执行器:控制芯片通过执行器对车锁进行开、关操作。

蜂鸣器:用于异常状态的发声告警

电源模块:电池、充电模块(芯片)、充电装置(太阳能电池板;电机和测速传感器等)

共享单车应用,其实就是通过“单车-云端-用户手机”之间的信息传递来完成的,其中最关键的是解闭智能锁的过程。目前,最新的“GPS定位+蓝牙”解锁和还车模式已经比较普遍。
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五、共享单车智能锁工作原理

共享单车主要的是在于那把锁,也称智能锁,只要下载APP,然后注册,交上押金,即可使用,定位功能会为你找寻离你最近的单车,然后只需要一键扫码即可骑走,很是方便。那么重点来了,这个智能锁的关键就是芯片,只有这个芯片才能发挥这么大的作用。

目前市面上用于共享单车锁的蓝牙芯片主要是这款蓝牙智能芯片:ST17H30,一起来看看它拥有哪些功能:

芯片:ST17H30 QFN20pin BLE4.0超低功耗

功能:支持定位,蓝牙IC可直驱马达,支持多种开锁方式,如:通过二维码扫描方式/蓝牙连接方式开锁等,支持空中升级OTA ,多重加密。

优势:低成本,多重加密更安全,超低功耗,数年无需更换电池,配备专业测试工具,较其它芯片方案的测试效率提升10倍以上。

六、共享单车锁的内部硬件构造

1、锁舌

锁舌是一个半圆圈形状,用来锁住车轮胎。锁舌上有一个卡口。跟老式的机械锁类似。

2、卡口

锁舌上有一个豁口,用来卡住锁舌用。跟卡栓配合使用。卡栓卡在卡口里面,来保证锁舌不能移动,起到锁住自行车轮的效果。

3、卡栓

卡栓,跟一个弹簧2和一个马达驱动模块连在一起。

4、弹簧

跟锁舌连在一起,拉锁舌开锁用。锁舌的卡口没有东西卡住时,利用弹簧1的拉力,把锁舌拉出来,锁舌全部缩回到锁的内部;

5、马达以及驱动装置

马达外加周边齿轮等装置组成,只在开锁的瞬间起作用省电、。马达工作时,通过齿轮,把卡栓从卡口里拉出来,同时压缩住弹簧2 。

七、共享自行车智能锁开锁方式

目前主流采用的共享单车开锁方式普遍使用的是GPRS+蓝牙开锁,服务器只需用流量连接用户手机,再由手机蓝牙发送开锁指令。同时解决了开锁时间慢、不稳定、耗费电量等问题。开锁功耗大大降低,不需要依赖锁中模块的信号强度,稳定性大大提高。

八、共享自行车智能锁发展前景

不难发现,共享单车上的智能锁从上线之处到现今,开锁的方式已经经历了三次优化。从短信开锁到GPRS开锁再到GPRS + 蓝牙开锁,最后到现在的窄带物联网(NB-IoT)开锁。

窄带物联网(NB-IoT)作为IoT领域的一项新兴技术,随着产业链尤其是芯片技术的逐步成熟,同时在运营商的广泛支持下,将其应用于共享单车领域获得了越来越多的共识。虽然窄带物联网在单车上的应用还不是很广泛,但也开始在部分单车开始实用。

借助共享单车的规模效应和快速流动能力,NB-IoT物联网技术的产业链将不断成熟,相关制造成本也会进一步下降,为推动物联网进一步商用奠定了基础。共享单车行业,率先把无桩共享模式与物联网结合,将单车做为服务和数据的入口,已成功让共享单车成为“万物互联”的第一个突破口,未来发展空间不可估量。

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