CN106869564A - 一种共享经济模式下的物联网车位锁 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种共享经济模式下的物联网车位锁，属于互联网技术领域。它解决了现有车位锁共享等技术问题。一种共享经济模式下的物联网车位锁，本车位锁包括车位锁硬件装置、移动APP和服务器，车位锁硬件装置主要包括中央控制板、射频遥控单元、GPRS通信单元、电机驱动单元、防盗报警单元、驱动模块、MCU主控制单元、电源和车位锁本体。本发明具有优化车位锁共享等优点。

Description

一种共享经济模式下的物联网车位锁
技术领域
本发明属于物联网技术领域，涉及一种共享经济模式下的物联网车位锁。
背景技术
截止到2016年底，全国机动车保有量达2.9亿辆，其中汽车1.94亿辆机动车，每年以10％以上速度递增；机动车驾驶人3.6亿人，车位空缺数超过8000万个，每年车位缺口还在增大。解决停车难，一方面增加新的停车位；另一方面也需要私有停车位的共享。目前，私有车主，为保障私有车位权益，安装车位锁，出行后，车位上锁；与此同时，当他出行到其它目的地，其他车主也将车位上锁，造成大家到处寻找停车位。因此车位分享，可降低交通出行压力，同时也提高了车位资源的利用率。
让大多数车位主人，主动参与到车位共享中来，是关键。如果利用物联网技术，将车位锁联网：一方面，车位主人通过APP可以远程控制车位锁,方便自身车辆进出；还可以将闲置的车位信息发布在公共平台上，挂单分时出租，获取相应租金。需要停车的租户，打开APP，预定目的地停车位，获取车位锁的动态密码，通过导航快速定位停车，最后结束停车时，通过支付宝付费，车位锁可以再次挂单出租。物联网车位锁，为停车打造一个和谐生态系统，方便你我他，共享资源红利。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种共享经济模式下的物联网车位锁，本发明所要解决的技术问题是如何实现车位锁的经济共享。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种共享经济模式下的物联网车位锁，其特征在于，本车位锁包括车位锁硬件装置、移动APP和服务器，所述车位锁硬件装置主要包括中央控制板、射频遥控单元、GPRS通信单元、电机驱动单元、防盗报警单元、驱动模块、MCU主控制单元、电源和车位锁本体。
电机驱动单元：当单片机接收到解码后的射频遥控器信号或云平台发送的控制指令后，如果指令是解锁功能，单片机的会在三极管的引脚处拉高电平，促使继电器在上电导通，然后开关会在线圏电磁力的作用下与6V电源相通，驱使电机正转。如图4所示。
电机的转动将会引起车位锁升降臂转轴的跟随转动，当其上升或者下降到一定的位置后，会通过光电限位开关检测转轴位置，使微控制器在相应的管脚上产生低电平，当控制芯片检测到低电平后，将控制电机停止转动。
防盗报警单元：在上锁状态下，光电限位开关会检测转轴位置并给单片机管脚低电平信号，此时如果车位锁升降臂被外部力量强行推动，这时光电限位开关检测转轴位置给单片机给单片机管脚高电平，单片机检测到该管脚电平状态异常时，将驱动报警器发出高分贝警报声。
MCU主控制单元：MCU负责整个系统的驱动控制，如图5所示。包括接收解码后的射频信息、与云平台建立网络链接、解析GPRS单元接收的外网消息、检测光电限位开关状态、驱动报警单元、驱动车位锁电机等。
车为主：可以通过车载的感应装置，在20米范围内，可以遥控开启车位锁；或者通过手机APP远程开锁；同时，当车位闲置时，可以通过APP将车位挂单出租。
车位租户：通过APP扫描车俩周边的车位信息，根据共享车位的挂单时间，选择合适车位进行预定，获取车位锁的动态密码锁后，车位在10分钟后开始计费。租户车辆到达车位后，打开车位锁，即可泊车，当结束停车时，租户支付停车费；与此同时，车位锁将自动上锁，重新挂单分享出租。
相比传统车位锁，智能车位锁具有多元化的控制方式、在线预警功能、支持任何地点任何时间对车位锁的控制和分享；不仅能够让私车的车位有保障，还能让车位出租。在不增加硬件成本的条件下，具有资源共享和增值效益，使普通百姓停车更加智能化、人性化。
智能车位锁整个系统有三个重要的组成部分:车位锁硬件装置、移动APP和服务器；其中车位锁硬件装置主要包括中央控制板、GSM通讯模块、遥控接收模块、驱动模块、电源和车位锁本体；中央控制板，实现车位锁的控制、报警和联网；GSM模块实现车位锁的通信与定位；遥控接收模块，实现遥控式开锁；驱动模块，实现电机的精准控制；移动APP提供开锁、车位挂单、车位租赁、支付系统等功能，服务器提供用户管理、设备管理、支付功能、数据分析和运维管理等功能。
在上述的一种共享经济模式下的物联网车位锁中，所述射频遥控单元由发射模块和接收模块构成。
射频遥控单元负责近距离控制，通过遥控接收装置接收在一定距离范围内的遥控信号，从而驱动电机执行上锁和解锁的动作。相应的主要由发射模块和接收模块构成，发射模块的主要作用是将标识车主信息的独特码，通过无线电射频信号的方式发送出去，发射模块的硬件是由按键、发射芯片及外围电路组成的；接收模块的作用是将接收到的无线信号转换成电信号，并送入单片机进行操作控制，接收模块由接收芯片及外围电路构成。
GPRS单元负责硬件设备接入云平台的工作，实现设备联网功能。远程控制功能的实现通过GPRS单元通过移动2G网络接入外网云平台后，通过云平台将控制信息发送给单片机，进而驱动电机转动开关车位锁。
在上述的一种共享经济模式下的物联网车位锁中，所述车位锁本体包括锁体、车位板和电机，所述电机的输出轴上设置有齿轮一，所述车位板固定连接一转轴，所述转轴上固定连接有齿轮二，所述齿轮二开设有一环形槽，所述环形槽的弧度范围为0.6π～1.4π之间；所述转轴上固定设置有分别位于所述齿轮二两侧的挡板一和挡板二，所述挡板一和挡板二之间固定连接有一连杆，所述连杆插设在上述环形槽内，所述连杆与所述转轴相连。电机转动带动齿轮二旋转，固定在转轴上的锁体摆动一定角度，从而将车位阻挡，由于车位锁在地面上环境恶劣，经常被踩踏或者被汽车撞机，若干不能有较好的定位和限位强度，车位锁的使用寿命将得不到保障，连杆在环形槽内的两个极限位置能够被卡死，从而达到限位、提高车位锁受压强度的作用。
在上述的一种共享经济模式下的物联网车位锁中，所述环形槽的一端具有伸向齿轮二轴线方向的凹口，所述凹口与所述环形槽之间圆滑过度，所述挡板一和挡板二上分别设置有导向孔一和导向孔二，所述导向孔一和导向孔二分别插设有导柱一和导柱二，所述导柱一与导向孔一的底部之间固定设置有处于拉伸状态下的弹簧一，所述导柱二与所述导向孔二的底部之间固定设置有处于拉伸状态下的弹簧二，所述导柱一和导柱二分别与所述连杆的两端固定相连。
在锁体伸出地面时，车位被锁，连杆处于环形槽一极限位置，在弹簧一和弹簧二的拉力作用下，连杆滑入凹口内，从而锁体不能被轻易转动，在电机驱动下锁体能够从凹口滑出。
在上述的一种共享经济模式下的物联网车位锁中，所述电机的输出轴与所述齿轮一之间具有间隙，所述电机的输出轴的外壁上均匀设置有若干凹槽，所述齿轮一中孔的内壁上设置有与所述凹槽一一对应的安装孔，所述安装孔内设置有一钢珠，所述钢珠与所述安装孔底壁之间设置有处于拉伸状态下的压簧。锁体的转动范围较小，电机的驱动精度不能满足其要求，为了防止误操作和操作失效，电机的输出轴与齿轮一之间设置有一个扭矩过滤结构，该结构下，齿轮一的惯性力可以被消除，同时，电机出现的转角误差也可以被消除，提高了整个车位锁的可靠性和实用性。
在上述的一种共享经济模式下的物联网车位锁中，所述环形槽的弧度为0.96π。
当单片机接收到解码后的射频遥控器信号或云平台发送的控制指令后，如果指令是解锁功能，单片机的会在三极管的引脚处拉高电平，促使继电器在上电导通，然后开关会在线圏电磁力的作用下与6V电源相通，驱使电机正转。
电机的转动将会引起车位锁升降臂转轴的跟随转动，当其上升或者下降到一定的位置后，会通过光电限位开关检测转轴位置，使微控制器在相应的管脚上产生低电平，当控制芯片检测到低电平后，将控制电机停止转动。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、相比传统车位锁，智能车位锁具有多元化的控制方式、在线预警功能、支持任何地点任何时间对车位锁的控制和分享；不仅能够让私车的车位有保障，还能让车位出租。在不增加硬件成本的条件下，具有资源共享和增值效益，使普通百姓停车更加智能化、人性化。
2、锁体的转动范围较小，电机的驱动精度不能满足其要求，为了防止误操作和操作失效，电机的输出轴与齿轮一之间设置有一个扭矩过滤结构，该结构下，齿轮一的惯性力可以被消除，同时，电机出现的转角误差也可以被消除，提高了整个车位锁的可靠性和实用性。
附图说明
图1是本发明中智能车位锁的使用程序示意图。
图2是本发明中车位锁本体的结构示意图。
图3是本发明中车位锁传动部位的截面图。
图4是图3在A方向上的截面图。
图5是本发明中中央控制板的流程图。
图6是本发明中电机控制的流程图。
图7是本发明中MCU主控制单元的原理图。
图8是本发明中电机的驱动电路示意图。
图中，1、车位锁本体；11、锁体；12、车位板；13、齿轮一；14、转轴；15、齿轮二；16、环形槽；17、挡板一；18、挡板二；19、连杆；21、凹口；22、导向孔一；23、导向孔二；24、导柱一；25、导柱二；26、弹簧一；27、弹簧二；28、凹槽；29、安装孔；31、钢珠；32、压簧。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，本车位锁包括车位锁硬件装置、移动APP和服务器，车位锁硬件装置主要包括中央控制板、射频遥控单元、GPRS通信单元、电机驱动单元、防盗报警单元、驱动模块、MCU主控制单元、电源和车位锁本体1。
如图5和图8所示，电机驱动单元：当单片机接收到解码后的射频遥控器信号或云平台发送的控制指令后，如果指令是解锁功能，单片机的会在三极管的引脚处拉高电平，促使继电器在上电导通，然后开关会在线圏电磁力的作用下与6V电源相通，驱使电机正转。
电机的转动将会引起车位锁升降臂转轴14的跟随转动，当其上升或者下降到一定的位置后，会通过光电限位开关检测转轴14位置，使微控制器在相应的管脚上产生低电平，当控制芯片检测到低电平后，将控制电机停止转动。
防盗报警单元：在上锁状态下，光电限位开关会检测转轴14位置并给单片机管脚低电平信号，此时如果车位锁升降臂被外部力量强行推动，这时光电限位开关检测转轴14位置给单片机给单片机管脚高电平，单片机检测到该管脚电平状态异常时，将驱动报警器发出高分贝警报声。
如图6和图7所示，MCU主控制单元：MCU负责整个系统的驱动控制，如图5所示。包括接收解码后的射频信息、与云平台建立网络链接、解析GPRS单元接收的外网消息、检测光电限位开关状态、驱动报警单元、驱动车位锁电机等。
车为主：可以通过车载的感应装置，在20米范围内，可以遥控开启车位锁；或者通过手机APP远程开锁；同时，当车位闲置时，可以通过APP将车位挂单出租。如图2所示
车位租户：通过APP扫描车俩周边的车位信息，根据共享车位的挂单时间，选择合适车位进行预定，获取车位锁的动态密码锁后，车位在10分钟后开始计费。租户车辆到达车位后，打开车位锁，即可泊车，当结束停车时，租户支付停车费；与此同时，车位锁将自动上锁，重新挂单分享出租。
相比传统车位锁，智能车位锁具有多元化的控制方式、在线预警功能、支持任何地点任何时间对车位锁的控制和分享；不仅能够让私车的车位有保障，还能让车位出租。在不增加硬件成本的条件下，具有资源共享和增值效益，使普通百姓停车更加智能化、人性化。
智能车位锁整个系统有三个重要的组成部分:车位锁硬件装置、移动APP和服务器；其中车位锁硬件装置主要包括中央控制板、GSM通讯模块、遥控接收模块、驱动模块、电源和车位锁本体1；中央控制板，实现车位锁的控制、报警和联网；GSM模块实现车位锁的通信与定位；遥控接收模块，实现遥控式开锁；驱动模块，实现电机的精准控制；移动APP提供开锁、车位挂单、车位租赁、支付系统等功能，服务器提供用户管理、设备管理、支付功能、数据分析和运维管理等功能。
射频遥控单元由发射模块和接收模块构成；射频遥控单元负责近距离控制，通过遥控接收装置接收在一定距离范围内的遥控信号，从而驱动电机执行上锁和解锁的动作。相应的主要由发射模块和接收模块构成，发射模块的主要作用是将标识车主信息的独特码，通过无线电射频信号的方式发送出去，发射模块的硬件是由按键、发射芯片及外围电路组成的；接收模块的作用是将接收到的无线信号转换成电信号，并送入单片机进行操作控制，接收模块由接收芯片及外围电路构成。
GPRS单元负责硬件设备接入云平台的工作，实现设备联网功能。远程控制功能的实现通过GPRS单元通过移动2G网络接入外网云平台后，通过云平台将控制信息发送给单片机，进而驱动电机转动开关车位锁。
如图2、图3和图4所示，车位锁本体1包括锁体11、车位板12和电机，电机的输出轴上设置有齿轮一13，车位板12固定连接一转轴14，转轴14上固定连接有齿轮二15，齿轮二15开设有一环形槽16，环形槽16的弧度范围为0.6π～1.4π之间；转轴14上固定设置有分别位于齿轮二15两侧的挡板一17和挡板二18，挡板一17和挡板二18之间固定连接有一连杆19，连杆19插设在上述环形槽16内，连杆19与转轴14相连。电机转动带动齿轮二15旋转，固定在转轴14上的锁体11摆动一定角度，从而将车位阻挡，由于车位锁在地面上环境恶劣，经常被踩踏或者被汽车撞机，若干不能有较好的定位和限位强度，车位锁的使用寿命将得不到保障，连杆19在环形槽16内的两个极限位置能够被卡死，从而达到限位、提高车位锁受压强度的作用。
环形槽16的一端具有伸向齿轮二15轴线方向的凹口21，凹口21与环形槽16之间圆滑过度，挡板一17和挡板二18上分别设置有导向孔一22和导向孔二23，导向孔一22和导向孔二23分别插设有导柱一24和导柱二25，导柱一24与导向孔一22的底部之间固定设置有处于拉伸状态下的弹簧一26，导柱二25与导向孔二23的底部之间固定设置有处于拉伸状态下的弹簧二27，导柱一24和导柱二25分别与连杆19的两端固定相连。
在锁体11伸出地面时，车位被锁，连杆19处于环形槽16一极限位置，在弹簧一26和弹簧二27的拉力作用下，连杆19滑入凹口21内，从而锁体11不能被轻易转动，在电机驱动下锁体11能够从凹口21滑出。
电机的输出轴与齿轮一13之间具有间隙，电机的输出轴的外壁上均匀设置有若干凹槽28，齿轮一13中孔的内壁上设置有与凹槽28一一对应的安装孔29，安装孔29内设置有一钢珠31，钢珠31与安装孔29底壁之间设置有处于拉伸状态下的压簧32。锁体11的转动范围较小，电机的驱动精度不能满足其要求，为了防止误操作和操作失效，电机的输出轴与齿轮一13之间设置有一个扭矩过滤结构，该结构下，齿轮一13的惯性力可以被消除，同时，电机出现的转角误差也可以被消除，提高了整个车位锁的可靠性和实用性。
环形槽16的弧度为0.96π。
当单片机接收到解码后的射频遥控器信号或云平台发送的控制指令后，如果指令是解锁功能，单片机的会在三极管的引脚处拉高电平，促使继电器在上电导通，然后开关会在线圏电磁力的作用下与6V电源相通，驱使电机正转。
电机的转动将会引起车位锁升降臂转轴14的跟随转动，当其上升或者下降到一定的位置后，会通过光电限位开关检测转轴14位置，使微控制器在相应的管脚上产生低电平，当控制芯片检测到低电平后，将控制电机停止转动。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种共享经济模式下的物联网车位锁，其特征在于，本车位锁包括车位锁硬件装置、移动APP和服务器，所述车位锁硬件装置主要包括中央控制板、射频遥控单元、GPRS通信单元、电机驱动单元、防盗报警单元、驱动模块、MCU主控制单元、电源和车位锁本体(1)。
2.根据权利要求1所述一种共享经济模式下的物联网车位锁，其特征在于，所述射频遥控单元由发射模块和接收模块构成。
3.根据权利要求2所述一种共享经济模式下的物联网车位锁，其特征在于，所述车位锁本体(1)包括锁体(11)、车位板(12)和电机，所述电机的输出轴上设置有齿轮一(13)，所述车位板(12)固定连接一转轴(14)，所述转轴(14)上固定连接有齿轮二(15)，所述齿轮二(15)开设有一环形槽(16)，所述环形槽(16)的弧度范围为0.6π～1.4π之间；所述转轴(14)上固定设置有分别位于所述齿轮二(15)两侧的挡板一(17)和挡板二(18)，所述挡板一(17)和挡板二(18)之间固定连接有一连杆(19)，所述连杆(19)插设在上述环形槽(16)内，所述连杆(19)与所述转轴(14)相连。
4.根据权利要求3所述一种共享经济模式下的物联网车位锁，其特征在于，所述环形槽(16)的一端具有伸向齿轮二(15)轴线方向的凹口(21)，所述凹口(21)与所述环形槽(16)之间圆滑过度，所述挡板一(17)和挡板二(18)上分别设置有导向孔一(22)和导向孔二(23)，所述导向孔一(22)和导向孔二(23)分别插设有导柱一(24)和导柱二(25)，所述导柱一(24)与导向孔一(22)的底部之间固定设置有处于拉伸状态下的弹簧一(26)，所述导柱二(25)与所述导向孔二(23)的底部之间固定设置有处于拉伸状态下的弹簧二(27)，所述导柱一(24)和导柱二(25)分别与所述连杆(19)的两端固定相连。
5.根据权利要求4所述一种共享经济模式下的物联网车位锁，其特征在于，所述电机的输出轴与所述齿轮一(13)之间具有间隙，所述电机的输出轴的外壁上均匀设置有若干凹槽(28)，所述齿轮一(13)中孔的内壁上设置有与所述凹槽(28)一一对应的安装孔(29)，所述安装孔(29)内设置有一钢珠(31)，所述钢珠(31)与所述安装孔(29)底壁之间设置有处于拉伸状态下的压簧(32)。
6.根据权利要求5所述一种共享经济模式下的物联网车位锁，其特征在于，所述环形槽(16)的弧度为0.96π。
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