NB-IoT智能共享单车智能锁解决方案

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。
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。
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。
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。