CN106910270A - 智能开锁方法和智能开锁装置及独立电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了智能开锁方法和智能开锁装置及独立电池。本发明的智能开锁方法解决现有锁具开闭过程中用户身份鉴权不完善的技术问题。该方法包括：在独立电池中集成识别信息；将独立电池与车架电路电连接；通过车架电路上传识别信息。本发明在简化鉴权过程的软硬件配置同时，既满足了鉴权过程的完成，又避免了移动终端故障带来的潜在危害。同时使得电池受到使用者保护，可以达到正常的使用寿命。本发明还包括智能开锁装置及独立电池。

Description

智能开锁方法和智能开锁装置及独立电池

技术领域

本发明涉及锁具启闭的方法和装置，特别涉及一种智能开锁方法和一种智能开锁装置。

背景技术

在共享经济模式下，交通领域出现的共享单车解决了出行最后一公里的问题。如图1所示，为共享单车的基本控制架构示意图，在车架上集成有锁具和车架标识，还同时集成车架电路，车架电路通常包括定位装置、电池、充电感应线圈、通信装置，控制器（简称MCU），有时还包括，提示音电路。控制器用于控制数据的输入/输出和数据处理，锁具作为受控端接受控制器的开锁控制信号，云端的鉴权服务器存储有与车架标识对应的开锁数据指令。使用者通过持有的移动终端上的应用软件（简称APP）以用户身份扫描、识别、获取车架标识，将车架标识通过通信装置建立的通信链路上传至鉴权服务器，鉴权服务器根据获得的用户身份以及关联的资金数据判断用户可以（授权）使用该单车时，将对应车架标识的开锁数据指令通过通信链路下传至控制器，控制器控制开锁，并将相应的定位信号（GPS信号、BDS信号、GLONASS信号、GalileoPS信号等）通过通信链路上传，并开始计费。在使用者到达目的地后锁闭锁具时，闭锁信号作为用户结算的触发信号和车架定位信号通过通信链路上传，相应服务器终止计费。虽然云端的服务器搭建受后台功能架构影响会存在较大的拓扑结构差异，但是在与车架及移动终端的鉴权数据交互过程基本一致。

在单车使用过程中逐渐发现至少存在以下技术缺陷：

在野外环境中，电池与其他电路装置直接集成存在潜在的危害，电池与集成电路的无故障使用时间存在数量级上的差异，一旦出现故障，整个健全和使用过程将终止，受地理位置影响，维修的人力和时间成本巨大。对于电动单车这一缺陷的现实影响会更突出。

鉴权过程需要移动终端配合，一旦移动终端断电或程序崩溃会导致鉴权无法建立。进一步由于移动终端的智能化，也存在被利用漏洞盗用身份和泄密的可能性。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种智能开锁方法和智能开锁装置，用于解决现有锁具开闭过程中，用户身份鉴权不完善的技术问题。

本发明的智能开锁方法，包括：

在独立电池中集成识别信息；

将独立电池与车架电路电连接；

通过车架电路上传识别信息。

本发明的智能开锁装置，包括：

信息集成模块，用于在独立电池中集成识别信息；

电路连接模块，用于将独立电池与车架电路电连接；

信息传输模块，用于通过车架电路上传识别信息。

本发明的独立电池，用于通过适配端口输出电力和识别信息。

本发明的智能开锁方法和智能开锁装置将关于用户真实性的身份信息直接固化在独立电池中，通过电池与车架的分散配置和有序结合，使得身份鉴权的过程中可以省略移动终端。在简化鉴权过程的软硬件配置同时，既满足了鉴权过程的完成，又避免了移动终端故障带来的潜在危害。同时使得电池受到使用者保护，可以达到正常的使用寿命。

更进一步，本发明实施例的智能开锁方法可以基于电池与车架电路在接口上的物理适配性，实现一个电池应于不同服务商的单车，大大削减了各服务商的维修成本。

附图说明

图1为现有共享单车的基本控制架构示意图。

图2为本发明实施例一种智能开锁方法的流程图。

图3为本发明实施例另一种智能开锁方法的流程图。

图4为本发明实施例一种智能开锁装置的架构示意图。

图5为本发明实施例一种智能开锁装置的硬件架构示意图。

图6为本发明实施例智能开锁装置中的电池的一种电路结构示意图。

图7为本发明实施例智能开锁装置中的电池的另一种电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图纸中的步骤编号仅用于作为该步骤的附图标记，不表示执行顺序。

图2为本发明实施例一种智能开锁方法的流程图。如图2所示，本发明实施例的智能开锁方法包括：

步骤100：在独立电池中集成识别信息。

步骤200：将独立电池与车架电路电连接。

步骤300：通过车架电路上传识别信息。

本发明实施例的智能开锁方法，将关于用户真实性的身份信息直接固化在独立电池中，通过电池与车架的分散配置和有序结合，使得身份鉴权的过程中可以省略移动终端。在简化鉴权过程的软硬件配置同时，既满足了鉴权过程的完成，又避免了移动终端故障带来的潜在危害。同时使得电池受到使用者保护，可以达到正常的使用寿命。

更进一步，本发明实施例的智能开锁方法可以基于电池与车架电路在接口上的物理适配性，实现一个电池应于不同服务商的单车，大大削减了各服务商的维修成本。

在本发明一实施例中，在独立电池中集成识别信息中包括：

步骤110：固化集成识别信息。

固化是指将具有信息存储功能的介质固化在电池的包装内。

对应的数据交互过程中，识别信息被动输出。

图3为本发明实施例另一种智能开锁方法的流程图。如图3所示，在本发明一实施例中，在独立电池中集成识别信息中包括：

步骤110：固化集成识别信息。

步骤120：固化集成识别信息的读取-发送过程。

对应的数据交互过程中，识别信息主动输出。

识别信息包括唯一的用户识别信息如身份证件信息、鉴权秘钥信息、开锁秘钥、软件序列号或硬件序列号，和/或唯一的独立电池识别信息如组成元件的硬件序列号。这些识别信息形成具体的编码格式，编码格式具有校验功能。

例如采用将识别信息的字符串转换为ASCII码二进制编码序列并增加循环校验码。或者采用图形化的条形码或二维码图案编码序列。

固化集成识别信息可以通过将识别信息固化在存储器、存储电路或寄存器中形成。例如可以采用电擦除存储器（简称EPROM）或闪存储器（简称Flash ROM）存储识别信息的二进制编码序列。数据硬件存储属于本领域成熟的技术手段。

固化集成识别信息的读取-发送过程可以通过编解码器或控制器（简称MCU）形成对电擦除存储器中数据的读取过程，并进一步形成数据的输出或转发。采用通用的单片机、控制器、编解码器接收触发请求或数据请求对数据进行读取和转发属于本领域成熟的技术手段。在读取-发送过程中包括请求鉴权也是本领域成熟的技术手段。

本实施例中，利用固化集成将重要信息和控制过程固化在电池内部，利用使用者对独立电池的维护证信息安全性和控制可靠性。

在本发明一实施例中，在将独立电池与车架电路电连接中包括：

步骤210：形成独立电池上电连接的适配电路端口。

步骤220：形成车架电路上电连接的适配电路端口。

步骤230：通过适配电路端口形成独立电池和车架电路的供电连接。

步骤240：通过适配电路端口形成独立电池和车架电路的数据连接。

上述电连接的适配电路端口可以采用通用串行总线标准，例如USB2、USB3或USB3.1标准，或者符合上述标准物理结构定义的其他电路端口。

通过适配电路端口形成的供电连接和数据连接可以使通过一组适配电路端口不同的对应端子形成，也可以是通过多于一组的适配电路端口形成。

本发明实施例中适配电路端口可以保证独立电池的唯一识别信息，一旦被各服务商的鉴权过程识别和确认后，独立电池就可以与各服务商的独特的单车或电动单车的车架电路适配连接。使得各服务商的电池配置和维护可以剥离车架本身，大大降低了制造和维护成本。

在本发明一实施例中，利用独立电池上电连接的适配电路端口可以与其他设备建立数据连接。例如与受控身份标识设备建立数据连接，修改独立电池中的识别信息。

在本发明一实施例中，在通过车架电路上传识别信息中包括：

步骤310：通过数据连接独立电池发送识别信息。

步骤320：通过数据连接车架电路获取独立电池的识别信息。

步骤330：通过车架电路将识别信息上传。

数据连接是建立在独立电池的内置控制器和车架电路的内置控制器之间。独立电池通过内置的控制器发送读取的识别信息，车架电路通过内置的控制器获取识别信息，并将识别信息通过通信装置上传。

本发明实施例中，利用车架电路的通信链路将独立电池的识别信息上传鉴权服务器，改变了现有技术中利用额外软件环境和不安全的车架标识形成用户信息的数据传输途径，使得整个状态、识别数据的上传过程和鉴权状态、密码指令的下行过程都处于服务商可控的通信链路中，数据安全性和系统的稳定性得以保障。

在本发明一实施例中，在通过车架电路上传识别信息，鉴权成功开锁计费后，还包括：

步骤400：判断独立电池与车架电路上电连接状态并形成相应的反馈信号，包括：

当电连接断开且锁具锁闭，车架电路上传请求结算信号；

当电连接断开但锁具未锁闭，车架电路上传请求结算信号并播放提示音；

当电连接部分断开，车架电路上传状态异常信号并播放提示音。

本实施例中通过独立电池的电连接状态可以形成计费起止周期的又一个准确参考点，提高计费精度，并作为使用者行为判断的基础数据。

图4为本发明实施例一种智能开锁装置的架构示意图。如图4所示，与本发明实施例的智能开锁方法技术效果相应的智能开锁装置，包括：

信息集成模块10，用于在独立电池中集成识别信息。

电路连接模块20，用于将独立电池与车架电路电连接。

信息传输模块30，用于通过车架电路上传识别信息。

本发明一实施例中，信息集成模块10中包括：

信息固化模块11，用于固化集成识别信息。

本发明另一实施例中，信息集成模块10中包括：

信息固化模块11，用于固化集成识别信息。

软件固化模块12，用于固化集成识别信息的读取-发送过程。

电路连接模块20中包括：

电池接口模块21，用于形成独立电池上电连接的适配电路端口。

车架接口模块22，用于形成车架电路上电连接的适配电路端口。

供电连接模块23，用于通过适配电路端口形成独立电池和车架电路的供电连接。

数据连接模块24，用于通过适配电路端口形成独立电池和车架电路的数据连接。

信息传输模块30中包括：

信息传输模块31：用于通过数据连接独立电池发送识别信息。

信息接收模块32：用于通过数据连接车架电路获取独立电池的识别信息。

信息转发模块33：用于通过车架电路将识别信息上传鉴权服务器。

还包括电连接状态判断模块40，用于判断独立电池与车架电路上电连接状态并形成相应的反馈信号，包括：

当电连接断开且锁具锁闭，车架电路上传请求结算信号；

当电连接断开但锁具未锁闭，车架电路上传请求结算信号并播放提示音；

当电连接部分断开，车架电路上传状态异常信号并播放提示音。

本发明实施例中智能开锁装置的具体实现和有益效果可参见智能开锁装置，在此不再赘述。

本发明实施例的独立电池，用于通过适配端口输出电力和识别信息。

本发明一实施例的独立电池包括：

电池电源，用于提供直流电流输出；

存储器，用于存储识别信息；

存储器和适配端口建立数据连接，电池电源和存储器建立工作电源的电连接，电池电源和适配端口建立电流输出的电连接。

本发明另一实施例的独立电池包括：

电池电源，用于提供直流电流输出；

存储器，用于存储识别信息；

电源控制器，用于读取存储器的识别信息输出，或受控向存储器写入更新的识别信息；

电源控制器分别与存储器和适配端口建立数据连接，电池电源分别与控制器和存储器建立工作电源的电连接，电池电源和适配端口建立电流输出的电连接。

采用利用或不利用电源控制器可以形成存储器存储信息的主动数据交互或被动数据交互，利用电源控制器可以增加数据交互的附加安全功能，省略电源控制器可以加数据交互的控制偏移至车架电路，降低独立电池的集成难度。

图5为本发明实施例一种智能开锁装置的硬件架构示意图。如图5所述，本发明实施例的智能开锁装置的硬件结构，包括：

独立电池，用于通过适配端口输出电力和识别信息；

车架电路，用于通过适配端口接收电力和识别信息，并转发识别信息。

在本发明一实施例中，作为独立电池的便携式多功能智能电池包括：

电池电源，用于提供直流电流输出；

存储器，用于存储识别信息。

存储器和适配端口建立数据连接，电池电源和存储器建立工作电源的电连接，电池电源通过独立电池和车架电路的适配端口建立直流电流输出的电连接。

在本发明另一实施例中，作为独立电池的便携式多功能智能电池包括：

电池电源，用于提供直流电流输出；

存储器，用于存储识别信息；为静态存储数据的存储器。

电源控制器，用于读取存储器的识别信息输出，或受控向存储器写入更新的识别信息。

电源控制器分别与存储器和适配端口建立数据连接，电池电源分别与控制器和存储器建立工作电源的电连接，电池电源通过独立电池和车架电路的适配端口建立直流电流输出的电连接。

适配端口配套设置，通常为配合连接的一对适配端口中的一个，例如插头型与插座型的适配端口，例如USB插头和插座。

车架电路包括：

锁具，用于根据控制信号开锁，生成锁止触发信号；

通信装置，用于受控无线发送或接收数据；

定位装置，用于接收定位信号转发；

车架控制器，用于接收通过适配端口接收识别信息、锁止触发信号、定位信号，形成上行数据无线发送，无线接收下行数据，形成控制信号。

锁具、通信装置、定位装置和车架控制器通过适配端口与电池电源建立工作电源的电连接，车架控制器通过适配端口与电源控制器建立数据连接。

本发明一实施例的独立电池包括：

外壳、锂电池组（也可以采用其他类型的电池组作为电池电源）、适配端口和存储器，在外壳中固定锂电池组和存储器，在外壳侧壁上固定适配端口，存储器的数据输出端连接在适配端口数据端子上，锂电池组的两极连接在适配端口的正负极端子上。

本发明一实施例的独立电池的适配端口采用USB2、USB3或USB3.1的串行端口。

图6为本发明实施例智能开锁装置中的电池的一种电路结构示意图。如图6所示，作为电池电源的锂电池组与并联的放电输出单元（主要包括DC-DC直流变换电路）和充电输入单元（主要包括DC-DC直流变换电路）形成供电回路，放电输出单元的输出端子连接第一适配端口的电源端子，充电输入单元的输入端子连接第二适配端口的电源端子。

放电输出单元和充电输入单元分别采用DC-DC直流变换电路。

本发明一实施例中，在上述实施例基础上，设置的存储器数据输出端子连接第一适配端口的数据端子。

存储器采用闪存芯片。

本发明一实施例中，在上述实施例基础上，设置与锂电池组的锂电池并联的电池保护均衡电路。

电池保护均衡电路，用于检测电池的工况参数形成编码数据流。

电池保护均衡电路包括：

检测电路，用于采集电池各类型的物理参数；

模数转换电路，用于将物理参数数字化；

编码电路，用于将数字化的物理参数统一编码形成码流数据输出。模数转换电路和编码电路可以采用集成编码的模/数转换芯片。

检测电路包括电压传感器、电流传感器和温度传感器。每个电池对应一个检测电路。

本发明一实施例中，在上述实施例基础上，在供电回路上串联保险电阻形成过流保护电路。

本发明一实施例中，在上述实施例基础上，在供电回路上设置与保险电阻串联的过压保护电路。

过压保护电路包括采集供电回路电压变化的过压保护器，过压保护器的断路执行机构串联在供电回路中或与过流保护电路连接。

本发明一实施例中，在上述实施例基础上，在供电回路上串联采样电阻形成电流检测电路。

本发明一实施例中，在上述实施例基础上，在外壳上设置LED显示屏模块。

供电回路分别连接存储器、电池保护均衡电路、过压保护电路和LED显示屏模块的工作电源输入端。

本发明一实施例中还包括电源控制器，用于接收输入数据并形成状态数据和控制数据输出。LED显示屏模块的数据输入端连接电源控制器的一个数据输出端，LED显示屏模块的使能端、电池保护均衡电路和过压保护电路的数据输出端，以及电流检测电路的输出端分别连接电源控制器的对应数据输入端。电源控制器的控制端包括场效应晶体管，用于形成受电源控制器输出信号控制的供电回路的开关。电源控制器可以利用一路数据输出端口连接第一适配端口数据端子，向上位系统发送电池状态数据。

本实施例的电池，在供电回路上形成了各种各样的检测电路和执行电路，为成熟的电源控制器形成了复杂的外围监控测量电路，解决了现有电源控制器缺乏有效监控测量电路获取监测数据或信号，无法进行数据处理生成精确控制信号的技术问题。

图7为本发明实施例智能开锁装置中的电池的另一种电路结构示意图。如图7所示，本发明实施例的电路结构与上述电池的电路结构的区别在于，存储器的数据输出端连接电源控制器的一个对应数据输入端，电源控制器的一个数据输出端连接第一适配端口的数据端子。

本发明实施例的电池可以检测每一只锂离子电池的电压，电池组的电压，充放电的电流，电池的温度，实时的对电池进行单只电池过压，欠压保护。电池组充放电过电流保护，以及过温度保护，短路保护。

包括的电源控制器利用外围电路提供的各种数据和信号，可以实时的监控每单只电池的电压，电池组的电压，充放电的电流，电池组的温度，电池的剩余容量，电池组的健康状态，电池组的循环使用次数，通过串行总线通讯接口实时报告电池组的监控数据给主机。实时监控电池组的数据，当电池发生过压，欠压，过温，过流，短路等安全隐患时，可以控制锂离子电池保护电路对电池组实现实时的两级保护功能。

当电池存在爆炸，起火的安全隐患时，会自动触发二级保护，熔断保险丝。使电池永久失效。避免电池组产生起火爆炸的安全隐患。

电源控制器可以将计算后的电池容量按比例显示在LED上，电量状态一目了然。

放电输出单元使用40uArt超低功耗DC/DC转换IC，输入范围4V-40V，输出5V、2A的放电电流，采用USB接口，可以给各种使用USB接口充电器的数码产品（例如手机、iPad等）充电，达到充电宝的功能。

充电输入单元采用输入电压范围4.5V-5.5V、2A。工作温度-40℃-125℃军工级DC/DC升压IC，输出设置为29.4V恒压、250mA恒流，使用普通的手机充电器就可以给本智能锂离子电池组充电的功能。

本智能电池有一路24 V、10 A输出接口，输出功率最大可以达到240W，可以给电动自行车供电。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (22)

1.一种智能开锁方法，包括：

在独立电池中集成识别信息；

将独立电池与车架电路电连接；

通过车架电路上传识别信息。

2.如权利要求1所述的智能开锁方法，其特征在于，所述在独立电池中集成识别信息，包括：

固化集成识别信息。

3.如权利要求1所述的智能开锁方法，其特征在于，所述在独立电池中集成识别信息，包括：

固化集成识别信息；

固化集成识别信息的读取-发送过程。

4.如权利要求1所述的智能开锁方法，其特征在于，所述将独立电池与车架电路电连接，包括：

形成独立电池上电连接的适配电路端口；

形成车架电路上电连接的适配电路端口；

通过适配电路端口形成独立电池和车架电路的供电连接；

通过适配电路端口形成独立电池和车架电路的数据连接。

5.如权利要求1所述的智能开锁方法，其特征在于，所述通过车架电路上传识别信息，包括：

通过数据连接独立电池发送识别信息；

通过数据连接车架电路获取独立电池的识别信息；

通过车架电路将识别信息上传。

6.如权利要求1所述的智能开锁方法，其特征在于，还包括：

判断独立电池与车架电路上电连接状态并形成相应的反馈信号，

当电连接断开且锁具锁闭，车架电路上传请求结算信号；

当电连接断开但锁具未锁闭，车架电路上传请求结算信号并播放提示音；

当电连接部分断开，车架电路上传状态异常信号并播放提示音。

7.一种智能开锁装置，包括：

信息集成模块，用于在独立电池中集成识别信息；

电路连接模块，用于将独立电池与车架电路电连接；

信息传输模块，用于通过车架电路上传识别信息。

8.如权利要求7所述的智能开锁装置，其特征在于，所述信息集成模块包括：

信息固化模块，用于固化集成识别信息。

9.如权利要求7所述的智能开锁装置，其特征在于，所述信息集成模块包括：

信息固化模块，用于固化集成识别信息；

软件固化模块，用于固化集成识别信息的读取-发送过程。

10.如权利要求7所述的智能开锁装置，其特征在于，所述电路连接模块包括：

电池接口模块，用于形成独立电池上电连接的适配电路端口；

车架接口模块，用于形成车架电路上电连接的适配电路端口；

供电连接模块，用于通过适配电路端口形成独立电池和车架电路的供电连接；

数据连接模块，用于通过适配电路端口形成独立电池和车架电路的数据连接。

11.如权利要求7所述的智能开锁装置，其特征在于，所述信息传输模块包括：

信息传输模块：用于通过数据连接独立电池发送识别信息；

信息接收模块：用于通过数据连接车架电路获取独立电池的识别信息；

信息转发模块：用于通过车架电路将识别信息上传鉴权服务器。

12.如权利要求7所述的智能开锁装置，其特征在于，还包括电连接状态判断模块，用于判断独立电池与车架电路上电连接状态并形成相应的反馈信号，

当电连接断开且锁具锁闭，车架电路上传请求结算信号；

当电连接断开但锁具未锁闭，车架电路上传请求结算信号并播放提示音；

当电连接部分断开，车架电路上传状态异常信号并播放提示音。

13.一种独立电池，用于通过适配端口输出电力和识别信息。

14.如权利要求13所述的独立电池，其特征在于，所述独立电池包括：

电池电源，用于提供直流电流输出；

存储器，用于存储识别信息；

存储器和适配端口建立数据连接，电池电源和存储器建立工作电源的电连接，电池电源和适配端口建立电流输出的电连接。

15.如权利要求13所述的独立电池，其特征在于，所述独立电池包括：

电池电源，用于提供直流电流输出；

存储器，用于存储识别信息；

电源控制器，用于读取存储器的识别信息输出，或受控向存储器写入更新的识别信息；

电源控制器分别与存储器和适配端口建立数据连接，电池电源分别与控制器和存储器建立工作电源的电连接，电池电源和适配端口建立电流输出的电连接。

16.如权利要求14或15所述的独立电池，其特征在于，还包括放电输出单元和充电输入单元，电池电源与并联的放电输出单元和充电输入单元形成供电回路，放电输出单元的输出端子连接第一适配端口的电源端子，充电输入单元的输入端子连接第二适配端口的电源端子。

17.如权利要求16所述的独立电池，其特征在于，所述存储器数据输出端子连接第一适配端口的数据端子。

18.如权利要求16所述的独立电池，其特征在于，设置与所述电池电源的电池并联的电池保护均衡电路，电池保护均衡电路包括：

检测电路，用于采集电池各类型的物理参数；

模数转换电路，用于将物理参数数字化；

编码电路，用于将数字化的物理参数统一编码形成码流数据输出；

检测电路包括电压传感器、电流传感器和温度传感器，每个电池对应一个检测电路。

19.如权利要求16所述的独立电池，其特征在于，所述供电回路上串联保险电阻形成过流保护电路。

20.如权利要求16所述的独立电池，其特征在于，所述供电回路上设置与保险电阻串联的过压保护电路。

21.如权利要求16所述的独立电池，其特征在于，所述供电回路上串联采样电阻形成电流检测电路。

22.如权利要求16所述的独立电池，其特征在于，所述独立电池设置LED显示屏模块。