NB-IoT智能共享單車智能鎖解決方案

隨著各種代步工具的普及，單車已逐漸淡出我們的生活，但共享單車一出現，就盤活了傳統單車行業。智能鎖是共享單車的核心部件，做為必備部件，不僅可以定位防盜，也是獲取大數據的重要來源，它是一種物聯網應用技術，也是典型的"物聯網+互聯網"應用，通過智能感知、識別技術與普及計算等通信感知技術，在用戶與車之間進行信息交換和通信。
一、共享單車智能鎖介紹

共享單車與普通自行車最大的區別——我愛物聯網研發的智能車鎖共享單車智能鎖的通信方式為：通過藍牙連接手機，依靠連接狀態的手機上的APP進行GPS定位和計費，以及與服務器進行通信。優點是由于只需要藍牙連接，車鎖的整體功耗非常低，幾乎不用充電，維護的成本也相對較低，在信號不好的地方也可以開鎖落鎖進行計費。

二、共享單車智能鎖解決方案亮點

基于NB-IoT的共享單車智能鎖解決方案，有著更低的功耗、更好的覆蓋、更低的時延。首先，與GSM相比，覆蓋增益達20dB，因此，覆蓋無死角，可保證用戶任何地方(地下停車場)都能正常開鎖;其次，低時延可確保用戶良好的體驗，NB-IoT智能鎖從關鎖到收到新派密碼，時間約為2秒，相較GSM鎖的6.81秒，大大縮短NB-IoT的共享單車智能鎖解決方案解決了功耗高、電池使用壽命短的問題，按照每車每天開鎖10次計算，電池使用壽命可以達到2-3年，可以支撐整輛單車的使用生命周期; NB-IoT芯片，模組成本低，并且單車不需要額外的充電裝置，拉低了整車成本。

IoT平臺可使能單車智能化精細運維。通過共享單車智能鎖SIM卡全生命周期管理，可有效監管單車連接狀態，確保高效監管單車，如：統一激活新注冊單車，掛起故障單車群，結束丟失單車;通過SIM卡的經營分析，支持智能監管單車，如：用量Top排行，Top群組統計，總用量趨勢、地區、時段用量趨勢，數據連接事件、位置變化;通過IoT平臺的FOTA功能，可實現智能鎖的高效遠程固件升級，增強運維能力;端到端故障定位能力，可協助高效定位端管云故障，助力運維。
三、共享單車智能鎖的核心技術

1、藍牙芯片

其實每輛智能解鎖單車都有內置藍牙芯片。這種芯片具有超低功耗的特點，而在安全性上，藍牙“LE Secure Connections”安全配對方式的引入，使得藍牙與鎖的結合更加流暢合理。

藍牙芯片的主要功能有：支持定位，藍牙IC可直驅馬達，支持多種開鎖方式，如：二維碼掃描方式/MAC地址識別,單車編號輸入,藍牙連接方式開鎖等，另外這款藍牙芯片還支持接收GSM，GPRS網絡、W-CDMA網絡和TD-SCDMA網絡數據。

所以當你使用共享單車的時候，手機藍牙與單車內置的藍牙芯片相連，通過手機掃碼，給內置藍牙芯片信號，這種信號就能夠驅動直驅馬達進行開鎖，同時，藍牙芯片通過共享手機GPS，獲得單車位置信息，并把信息傳輸給云端平臺。

2、智能鎖是帶有SIM模塊的2G網絡制式的

在智能鎖內集成了帶有獨立號碼的SIM卡，通過3G、4G網絡，與云端保持通信能力，及時將車輛所在位置(GPS信息)和車輛當前狀態報送云端。

四、共享自行車智能鎖應用功能

如今的藍牙解鎖、電子圍欄、預約等新增的功能應用，智能鎖關鍵、基礎的功能已經逐漸確定下來，各家智能鎖的差異已經不大了。目前，智能鎖基本都是由控制、通信、感知、執行、供電等幾大類模塊組成。

主要的模塊功能如下：

控制芯片(單片機)：智能鎖系統的控制中樞，整體負責通信、車鎖控制和狀態信息收集。

移動通信芯片(Modem)：內置電信運營商的Sim卡，負責與云端應用后臺進行通信。

藍牙通信模塊：主要是用于連接用戶手機并實現解鎖、也與電子圍欄的應用實現有關。

GPS通信模塊：物理定位功能

車鎖的傳感器：感知車鎖的開、關狀態，并將車鎖狀態信息向控制芯片上報。

車鎖的執行器：控制芯片通過執行器對車鎖進行開、關操作。

蜂鳴器：用于異常狀態的發聲告警

電源模塊：電池、充電模塊(芯片)、充電裝置(太陽能電池板;電機和測速傳感器等)

共享單車應用，其實就是通過“單車-云端-用戶手機”之間的信息傳遞來完成的，其中最關鍵的是解閉智能鎖的過程。目前，最新的“GPS定位+藍牙”解鎖和還車模式已經比較普遍。
五、共享單車智能鎖工作原理

共享單車主要的是在于那把鎖，也稱智能鎖，只要下載APP，然后注冊，交上押金，即可使用，定位功能會為你找尋離你最近的單車，然后只需要一鍵掃碼即可騎走，很是方便。那么重點來了，這個智能鎖的關鍵就是芯片，只有這個芯片才能發揮這么大的作用。

目前市面上用于共享單車鎖的藍牙芯片主要是這款藍牙智能芯片：ST17H30，一起來看看它擁有哪些功能：

芯片：ST17H30 QFN20pin BLE4.0超低功耗

功能：支持定位，藍牙IC可直驅馬達，支持多種開鎖方式，如：通過二維碼掃描方式/藍牙連接方式開鎖等，支持空中升級OTA ，多重加密。

優勢：低成本，多重加密更安全，超低功耗，數年無需更換電池，配備專業測試工具，較其它芯片方案的測試效率提升10倍以上。

六、共享單車鎖的內部硬件構造

1、鎖舌

鎖舌是一個半圓圈形狀，用來鎖住車輪胎。鎖舌上有一個卡口。跟老式的機械鎖類似。

2、卡口

鎖舌上有一個豁口，用來卡住鎖舌用。跟卡栓配合使用。卡栓卡在卡口里面，來保證鎖舌不能移動，起到鎖住自行車輪的效果。

3、卡栓

卡栓，跟一個彈簧2和一個馬達驅動模塊連在一起。

4、彈簧

跟鎖舌連在一起，拉鎖舌開鎖用。鎖舌的卡口沒有東西卡住時，利用彈簧1的拉力，把鎖舌拉出來，鎖舌全部縮回到鎖的內部;

5、馬達以及驅動裝置

馬達外加周邊齒輪等裝置組成，只在開鎖的瞬間起作用省電、。馬達工作時，通過齒輪，把卡栓從卡口里拉出來，同時壓縮住彈簧2 。

七、共享自行車智能鎖開鎖方式

目前主流采用的共享單車開鎖方式普遍使用的是GPRS+藍牙開鎖，服務器只需用流量連接用戶手機，再由手機藍牙發送開鎖指令。同時解決了開鎖時間慢、不穩定、耗費電量等問題。開鎖功耗大大降低，不需要依賴鎖中模塊的信號強度，穩定性大大提高。

八、共享自行車智能鎖發展前景

不難發現，共享單車上的智能鎖從上線之處到現今，開鎖的方式已經經歷了三次優化。從短信開鎖到GPRS開鎖再到GPRS + 藍牙開鎖，最后到現在的窄帶物聯網(NB-IoT)開鎖。

窄帶物聯網(NB-IoT)作為IoT領域的一項新興技術，隨著產業鏈尤其是芯片技術的逐步成熟，同時在運營商的廣泛支持下，將其應用于共享單車領域獲得了越來越多的共識。雖然窄帶物聯網在單車上的應用還不是很廣泛，但也開始在部分單車開始實用。

借助共享單車的規模效應和快速流動能力，NB-IoT物聯網技術的產業鏈將不斷成熟，相關制造成本也會進一步下降，為推動物聯網進一步商用奠定了基礎。共享單車行業，率先把無樁共享模式與物聯網結合，將單車做為服務和數據的入口，已成功讓共享單車成為“萬物互聯”的第一個突破口，未來發展空間不可估量。