CN106976501B - 共享自行车的车载控制设备及其管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种共享自行车的车载控制设备，其特征是：包括中央控制模块，所述中央控制模块分别与输入模块、定位模块、供电模块、通信模块、显示模块、声光报警模块和电磁阻尼模块连接，所述电磁阻尼模块包括永磁三相发电机和阻尼控制模块，中央控制模块与电磁阻尼模块构成解锁或上锁的管理机构；管理方法：采用先解锁用户优先使用、后验证的管理模式，所述后验证通过“静态核实”和“动态核实”两个阶段，最终实现共享自行车的零等待解锁。有益效果：本发明采用的共享自行车及其管理系统，无需在自行车上有特定的二维码或数字号码，同时可以秒解锁，无需等待漫长的解锁时间。

Description

共享自行车的车载控制设备及其管理方法

技术领域

本发明属于智能控制技术领域，尤其涉及一种共享自行车的车载控制设备及其管理方法。

背景技术

随着智能终端技术的普及和共享经济的发展，共享自行车迎来了快速发展的黄金时期，不断出现各种品牌共享自行车投放到城市各个角落，解决了市民出行最后1公里的交通问题，极大地方便了群众。但是也出现了新的棘手的问题。问题主要存在于开锁、解锁环节。目前，共享自行车锁主要有两种，一种是可远程控制开锁的智能锁，另一种是机械密码锁。虽然锁的结构形式不同，但是开锁步骤及方法是相同的。开锁第一步需要用智能终端扫描二维码或者给智能终端手动输入数字号码来确定想要开锁的自行车的固有信息并向共享自行车管理平台申请开锁，进而管理平台远程开锁或给用户智能终端发来相应自行车机械锁密码，骑行结束后手动锁车。专利文献105480327A公开了一种马蹄型锁，包括：外壳，具有锁本体部；电仓壳体，被配置在锁本体部内；设有挡槽的锁销，通过移动来开放或关闭所述锁口；锁舌，被装配于电仓壳体的外侧面，通过进出于锁销的挡槽来阻挡或释放锁销的移动；第一施力构件，对锁销赋予向开放锁口的方向移动的力；第二施力构件，对锁舌赋予向进入锁销的挡槽的方向移动的力；PCB板，被收容在电仓壳体内；电池，被收容在电仓壳体内，为本马蹄型锁内的各电子部件供电；电机，被装配于电仓壳体的外侧面；电机驱动模块，被安装在PCB电路板上，用于驱动电机的输出轴的旋转；锁舌驱动构件，连接于电机的输出轴，将电机的旋转驱动力转变成使锁舌从锁销的挡槽中移出的驱动力。

专利文献204706096U公开了一种自行车管理系统，该系统包括移动通信设备、云端、自行车和运营策略中心；其中，所述自行车包括车载电子设备；所述运营策略中心与所述云端连接，用于为所述云端提供自行车管理策略；所述移动通信设备通过无线网络与所述云端建立通信，所述云端通过无线网络与所述自行车的车载电子设备建立通信；所述移动通信设备经由所述云端对所述自行车进行控制；所述自行车定时向所述云端上报状态信息。专利文献105656243A公开了一种用于车辆的电机、包含该电机的电机系统及利用该电机系统充电和刹车的方法。所述电机包括：离合器单元、行星齿轮系、转子、磁钢以及与该磁钢固定连接的定子；所述离合器单元用于在所述车轮轴和所述行星齿轮系之间传递旋转力矩；所述行星齿轮系套设在所述车轮轴上，能够利用从所述离合器单元传输来的力带动所述转子转动，或将转子的转动传输到所述离合器单元；其中，在所述车辆正常行驶时，所述电机利用定子和转子的相对运动而在所述线圈中产生的感应电流为车辆的电池充电；在所述车辆收到刹车信号时，所述电机利用定子和转子的相对运动而在所述线圈中产生的感应逆电势使得所述车辆刹车。专利文献106548555A公开了一种智能车锁的开锁方法及用户终端，其中，该方法包括：用户终端接收所述智能车锁发送的无线信号；所述用户终端根据所述无线信号的信号强度确定与所述智能车锁的当前距离；所述用户终端判断所述当前距离是否小于预设值,若是，与所述智能车锁建立无线连接；所述用户终端通过所述无线连接接收所述智能车锁发送的车锁参数，并向所述智能车锁发送与所述车锁参数相对应的开锁密码。

上述开锁方式原理上无任何问题，但是现实环境中存在各种问题。现有共享自行车为了区别每一辆自行车无不例外地，每辆自行车都有唯一的二维码，恰恰这个二维码上存在最为严重的问题，具体表现为:人为破坏二维码或刮掉数字号码，导致二维码破损而无法读取信息；更为严重的是用含有木马程序的诈骗二维码覆盖自行车原二维码，用户很难辨别真伪，致使用户的个人财务信息流失，存在着巨大的安全隐患。由于共享自行车具有数量众多、分布分散且无法有效监督的特点，管理公司以及用户均不能防范及克服上述不文明现象及安全隐患。虽然大力宣传要提高市民素质，但总有心术不正的人在破坏，通过市民素质的提高来解决上述问题是不可能的。第二种严重问题表现为：开锁滞后。用户为了开锁而需要花费的时间包括，扫二维码、用户终端通过云端向管理平台发送信息、管理平台确认信息、管理平通过云端向智能锁发送开锁信息、智能锁接收到动态密码后开锁。整个过程需要多方多次信息的传递过程，由于信号的强弱等因素时而会发生通信延时的现象，用户等待时间较长，用户体验差。第三种严重问题表现为用户骑行结束后忘记锁车的情况时有发生，这种情况用户须回到骑行结束位置找到之前骑过的自行车上锁，但是很多情况是用户发现未锁车时已经坐上了地铁或公交车，而且回到骑行结束位置时发现自行车已被别人骑走了，费用还在持续发生着，用户干着急，只能期待好心人发现未锁车后给锁上，或者联系服务平台找车锁车。随着共享经济的深入发展，亟待需要新的技术方案解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种共享自行车的车载控制设备及其管理方法,使共享自行车不再需要车载二维码或数字号码，彻底解决二维码破损而无法读取信息或误扫恶意诈骗二维码的安全隐患，同时可以实现零等待解锁，无需等待漫长的解锁时间，而且用户忘记锁车时可在异地随时还车上锁，为用户提供更加安全更加便捷更加人性化的共享自行车服务。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种共享自行车的车载控制设备，包括中央控制模块以及分别与中央控制模块连接的输入模块、定位模块、供电模块、通信模块、显示模块和声光报警模块，其特征是：所述中央控制模块还连接有电磁阻尼模块，所述电磁阻尼模块包括永磁三相发电机和阻尼控制模块，三相永磁发电机以花鼓形式安装于自行车前轮或后轮，阻尼控制模块与永磁三相发电机连接，中央控制模块与电磁阻尼模块构成解锁或上锁的控制机构；所述电磁阻尼模块由中央控制模块通过脉冲宽度调制脉冲信号占空比控制阻尼控制模块的阻尼大小，占空比越大阻尼越大，电压为低电平时阻尼最小，处于解锁状态；电压为高电平时阻尼最大，处于上锁状态；脉冲信号占空比由0％逐渐加大直到100％完全上锁，上锁过程采用缓慢增加阻尼的方式，用时5-10秒。

所述阻尼控制模块包括六个MOS管，两个MOS管为一组，分别并联于永磁三相发电机各相之间，且每组的两个MOS管连接方向相反，六个MOS管的 G脚相连并与中央控制模块连接；或所述阻尼控制模块包括三相整流桥和与三相整流桥输出端之间并联的MOS管，三相整流桥的输入端分别与永磁三相发电机连接，MOS管的D脚与三相整流桥的正极输出端连接，MOS管的S 脚与三相整流桥的负极输出端连接，且三相整流桥的正极串联一个二极管作为供电正极，MOS管的G脚与中央控制模块相连。

一种应用共享自行车车载控制设备的管理方法，其特征是：采用先解锁用户优先使用、后验证的管理模式，所述后验证通过“静态核实”和“动态核实”两个阶段，所述“静态核实”需要核实动态密码的有效性以及针对共享自行车车载控制设备反馈的自行车所处位置信息与申请用户所处位置信息进行比对；所述“动态核实”需要进一步核查自行车和申请用户的运动轨迹，最终实现共享自行车的零等待解锁，具体管理方法步骤如下：

一、用户下载应用软件，并在管理平台上注册用户信息，用户通过云端与管理平台双向交互信息；共享自行车的车载控制设备通过云端与管理平台双向交互信息；

二、静态核实阶段

(1)用户需要用车时，打开应用软件，管理平台即刻发送自行车分布信息，申请用户给管理平台发送用户所处位置信息及请求解锁信息；

(2)管理平台给用户发送动态密码；

(3)用户找到任意一辆与应用软件相关公司的共享自行车后，输入动态密码，共享自行车的车载控制设备固有程序即刻自行解除阻尼，使自行车处于临时解锁状态，用户即可优先使用自行车；

(4)自行车的车载控制设备同时将用户输入的动态密码和自行车固有识别码以及自行车所处位置信息发回管理平台；

(5)管理平台将共享自行车的车载控制设备反馈的动态密码与发过的动态密码进行核查是否有效；

A、动态密码的有效性条件

是否是管理平台发出的动态密码？

是否是在规定有效时间内使用的动态密码？

是否是尚未被过期处理的动态密码？

否，无效，管理平台给自行车发送上锁指令；

是，有效，管理平台继续对自行车位置与用户位置信息进行判断；

B、判断位置：继续对共享自行车的车载控制设备反馈的自行车所处位置信息与申请用户位置信息进行比较；

判断条件为自行车与申请用户之间距离是否小于阈值？

若，大于阈值，管理平台判断自行车位置与申请用户位置信息不符合条件，给自行车发送上锁指令；

若，小于阈值，管理平台判断自行车位置与申请用户位置信息符合条件，维持临时解锁状态；

经过静态核实阶段后，管理平台将本次发出的动态密码做过期处理，同时给用户发送开始计时计费通知；

三、动态核实阶段

管理平台进一步针对自行车和申请用户的运动轨迹进行动态核实，

动态核实条件：判断自行车与申请用户的运动轨迹是否一致？

若不一致，管理平台判断自行车使用有误，给自行车发送上锁指令，同时给用户发送停止计时计费通知；

若一致，管理平台判断自行车使用正常，给自行车发送正式解锁状态指令信息；

四、用户骑行结束后的还车处理

(1)申请用户通过手动还车；

申请用户按下共享自行车的车载控制设备输入模块的还车/上锁按钮，共享自行车的车载控制设备预设程序即刻将自行车上锁；自行车给管理平台发送上锁信息及坐标位置信息；管理平台给用户发送还车成功及计费结果信息，结束本次租车服务；

(2)申请用户通过应用软件还车；

申请用户给管理平台发送还车申请信息，管理平台给申请用户发送还车成功及计费结果信息；管理平台给自行车发送上锁指令信息，自行车上锁；自行车给管理平台发送上锁信息及坐标位置信息，结束本次租车服务。

所述管理平台还包括初步判断程序，初步判断内容是：判断申请用户是否属于重新申请？

不是重新申请，则管理平台会给用户发送一个动态密码；

是重新申请，则管理平台会给用户发送新的动态密码；

同时，管理平台会对之前发过的动态密码是否使用过进行判断，

若未使用过，则对该动态密码做过期处理；

若使用过，则对用该动态密码申请解锁的自行车重新上锁。

所述静态核实阶段的自行车与申请用户之间距离阈值范围是100-150 米；所述动态核实阶段的自行车和申请用户之间运动轨迹范围小于200米。

有益效果：与现有技术相比，本发明采用的共享自行车及其管理系统，无需在自行车上有特定的二维码或数字号码，彻底解决二维码破损而无法读取信息或误扫恶意诈骗二维码的安全隐患，从根本上杜绝了少数心术不正之人的破坏行为，彻底解决了不能用道德及素质来解决的棘手问题。同时可以秒解锁，无需等待漫长的解锁时间，而且用户忘记锁车时可在异地随时还车/上锁，为用户提供更加安全更加便捷更加人性化的共享自行车服务。

附图说明

图1是现有共享自行车智能锁开锁流程示意图；

图2是现有共享自行车机械锁开锁流程示意图；

图3是本发明的解锁流程示意图；

图4是本发明的模块连接框图；

图5是发明的电磁阻尼模块及阻尼控制模块实施例1示意图；

图5-1是图5中阻尼控制模块MOS管连接部放大示意图；

图6是本发明的电磁阻尼模块及阻尼控制模块实施例2示意图；

图7是本发明的阻尼控制信号类型示意图；

图8是本发明管理系统的管理方法流程框图；

图9是本发明的通过自行车上还车按钮锁车流程示意图；

图10是本发明的通过应用软件来锁车流程示意图；

图11是本发明的解锁现实场景1流程示意图；

图12是本发明的解锁现实场景2流程示意图；

图13是本发明的解锁现实场景3流程示意图；

图14是本发明的解锁现实场景4流程示意图；

图15是本发明的解锁现实场景5流程示意图；

图16是本发明的解锁现实场景6流程示意图。

图中：1、扫码(读取车辆信息)，2、用户移动终端将用户信息及车辆信息发到云端申请开锁，3、云端给用户终端发送解锁信息，4、云端远程解锁，4-1、按照步骤3解锁信息手动解锁，5、云端与管理平台双向交互数据；

101、用户给管理平台发送用户信息(身份信息、位置信息)及解锁申请信息

101-1、用户给管理平台发送重新申请解锁信息

102、管理平台给用户发送解锁信息(动态密码或二维码)

102-1、管理平台给用户发送解锁信息(动态密码或二维码)

102-2、管理平台给用户发送新的解锁信息(动态密码或二维码)

102-3、管理平台给使用之前密码申请解锁的自行车发送重新上锁指令

103、用户将动态密码输入到自行车(即刻解锁-解除阻尼)

104、自行车给管理平台发送用户所输入动态密码及自行车自身位置信息及识别信息

105、管理平台确认密码不符合，给自行车发送上锁指令信息

105-1、管理平台确认自行车与用户位置不符合，给自行车发送上锁指令信息

105-2、管理平台确认自行车与用户移动轨迹不符合，给自行车发送上锁指令信息

106、管理平台给用户发送开始计时计费通知

107、管理平台给用户发送取消计时计费通知

108、管理平台确认自行车与用户移动轨迹符合条件，给自行车发送维持解锁状态指令信息

109、用户骑行结束后手动还车(按还车/上锁键)

110、自行车给管理平台发送上锁信息及位置信息

111、管理平台给用户发送还车成功及计费结果信息

112、用户给管理平发送还车申请信息

113、管理平台给用户发送还车成功及计费结果信息

114、管理平台给自行车发送上锁指令信息

115、自行车给管理平台发送上锁信息及位置信息

150、云端与管理平台双向交互数据

100、用户移动终端设备，200、现有共享自行车，300、云端，400、管理平台，500、无二维码无锁共享自行车，501、中央控制模块，502、输入模块，503、定位模块，504、供电模块，505、通信模块，506、显示模块， 507、声光报警模块，508、电磁阻尼模块，5081、三相永磁发电模块，5082、阻尼控制模块。

具体实施方式

下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。

详见附图3-8，本实施例提供了一种共享自行车的车载控制设备，包括输入模块、中央控制模块、定位模块、供电模块、通信模块、显示模块、声光报警模块和电磁阻尼模块，所述电磁阻尼模块包括永磁三相发电机和阻尼控制模块，三相永磁发电机以花鼓形式安装于自行车前轮或后轮，阻尼控制模块与永磁三相发电机连接，中央控制模块与电磁阻尼模块构成解锁或上锁的管理机构；电磁阻尼模块508由永磁三相发电机5081和阻尼控制模块5082组成，三相永磁发电机以花鼓形式安装于前轮或后轮。阻尼大小由中央控制模块通过控制阻尼控制模块电平信号输入端G端电压来实现，G端电压为低电平时三个相线A、B、C相互开路，阻尼最小，处于解锁状态；G端电压为高电平时三个相线A、B、C相互短路，阻尼最大，处于上锁状态；G端电压为PWM信号时阻尼大小由脉冲信号占空比来决定，占空比越大阻尼越大。为了防止在骑行过程中上锁而可能发生的安全隐患，上锁过程采用缓慢增加阻尼的方式，具体方式为报警模块发出即将上锁的提示后，G端脉冲信号占空比由0％逐渐加大直到100％完全上锁，时间可设定5-10 秒。本发明的上锁/解锁状态是通过脉冲信号的占空比的控制来改变电磁阻尼，且上锁过程是连续缓慢的，因此可在骑行过程中上锁。本发明所述的“上锁/解锁”应该理解为一种状态，实际上本发明自行车的上锁/解锁并没有使用当前的实体锁具，而是对以花鼓形式安装于前轮或后轮的三相永磁发电机采用缓慢增加阻尼的方式，实现上锁/解锁状态。在此应特别说明。

电磁阻尼模块两种结构状态

实施例1

详见附图5、5-1，所述阻尼控制模块包括六个MOS管，两个MOS管为一组，永磁三相发电机各相A、B、C之间分别并联两个MOS管，且每组的两个 MOS管连接方向相反，六个MOS管的G脚相连并与中央控制模块连接；一个 MOS管D(S)脚与另一个MOS管S(D)脚相连，并入两相之间。

骑行时，花鼓型三相发电机磁铁旋转，线圈中的磁通发生变化，线圈中产生磁感应电动势，骑行速度越快产生的磁感应电动势越大。

当MOS管G脚电压为低电平时6个MOS管均处于截止状态，三相发电机旋转产生的磁感应电动势没有形成闭回路，线圈中没有产生电流，不发生阻碍发电机旋转的反向电磁力，此状态即为解锁状态。

当MOS管G脚电压为高电平时6个MOS管均处于导通状态，三相发电机旋转产生的磁感应电动势形成闭回路，线圈中产生电流，发生阻碍发电机旋转的反向电磁力，此状态即为上锁状态。本发明自行车在上锁状态下可拖行，但是阻力非常大，且速度越快阻力越大，骑行不如走路快，且更费力，致使骑车的人自愿放弃本次骑行。

实施例2

详见附图6，所述阻尼控制模块包括三相整流桥和与三相整流桥输出端之间并联的MOS管，三相整流桥的输入端分别与永磁三相发电机连接， MOS管的D脚与三相整流桥的正极输出端连接，MOS管的S脚与三相整流桥的负极输出端连接，且三相整流桥的正极串联一个二极管作为供电正极，MOS 管的G脚与中央控制模块相连。正极串联二极管可以防止上锁状态时，避免用电部分短路。

输入模块502与中央控制模块501连接，通过输入模块将步骤102-1中管理平台给用户发送的动态密码输入到中央控制模块，动态密码可以是数字密码，也可以是二维码。相应地输入模块可以是机械式按键，也可以是二维码识别模块。

定位模块503与中央控制模块连接，提供自行车位置信息供用户寻找。自行车位置、自行车位置的变化、位置变化速度及轨迹等信息作为核实用户与自行车匹配真实性的判断条件之一。定位模块可以是GPS模块，也可以是北斗导航模块。

供电模块504给自行车电子设备提供电能，确保设备正常工作。供电模块可以是太阳能发电模块加电池，也可以是电磁式发电机模块加电池。

通信模块505与中央控制模块连接，中央控制模块通过通信模块与云端及用户移动终端设备双向通信。

显示模块506与中央控制模块连接，显示用户所输入信息、提示信息、自行车状态信息等。显示模块可以是断码显示屏，也可以是点阵显示屏。

声光报警模块507与中央控制模块连接，用于解锁成功或失败提示、按键提示、自行车非正常移动时报警，并通过中央控制模块及通信模块将信息发送到管理平台。

详见附图8，本发明共享自行车管理系统控制流程如下：采用先解锁用户优先使用、后验证的管理模式，所述后验证通过“静态核实”和“动态核实”两个阶段，所述“静态核实”需要核实动态密码的有效性以及针对共享自行车车载控制设备反馈的自行车所处位置信息与申请用户所处位置信息进行比对；所述“动态核实”需要进一步核查自行车和申请用户的运动轨迹，最终实现共享自行车的零等待解锁。

一、静态核实

101、用户给管理平台发送用户信息及开锁申请信息；

判断用户申请是否为重新申请？

102步骤：若，非重新申请，则管理平台给用户发送解锁信息(动态密码或二维码)；

102-1步骤：若，是重新申请，则管理平台给用户发送新的解锁信息(动态密码或二维码)，并对之前密码的使用状态进行判断；

判断用户重新申请之前的动态密码是否使用过？

若，未使用过，则对之前密码过期处理；

102-3步骤：若，使用过，则对用之前动态密码申请解锁的自行车重新上锁；

103、用户找到任意一辆与应用软件相关公司的共享自行车后，输入动态密码，共享自行车的车载控制设备即刻自行解除阻尼，自行车处于解锁状态，用户即可优先使用自行车；

104、自行车的车载控制设备同时将用户输入的动态密码和自行车固有识别码以及自行车所处位置信息发回管理平台管理平台将自行车反馈信息(动态密码及自行车位置信息)与用户信息(动态密码及用户位置信息)进行比较；

首先判断动态密码是否有效？(是否是管理平台发出的动态密码？

是否是在规定有效时间内使用的动态密码？尚未被过期处理的动态密码？) ；

105步骤：否，无效，则给自行车发送上锁指令；

是，有效，则管理平台继续对自行车位置与用户位置信息进行判断；

自行车与用户之间距离是否小于阈值？(如，100m范围内)；

105-1步骤：若，大于阈值，管理平台判断自行车位置与申请用户位置信息不符合条件，给自行车发送上锁指令；

106步骤：若，小于阈值，管理平台判断自行车位置与申请用户位置信息符合条件，维持解锁状态；并将本次发出的动态密码做过期处理，同时给用户发送开始计时计费通知；

动态密码只允许使用一次，静态核实通过了就对此动态密码做过期处理，目的是提高静态核实效率，进一步降低撞号概率，让绝大部分核实在静态核实阶段结束，且确保一个动态密码只解锁一辆自行车，防止一个动态密码输入多辆自行车，第一个输入的静态核实结束后即做过期处理，同样动态密码后输入的就无效。如果动态密码直到动态审核阶段一直有效，若发生撞号事件，且撞号者先使用，则动态密码主到真正开始骑行了等动态核实结束后才知道自己动态密码无效，虽然动态密码主可以重新申请新动态密码，但体验效果不佳。应做到如果动态密码被别人撞号用了，动态密码主输入完动态密码后马上就知道此动态密码过期，尽可能少影响动态密码主；

二、动态核实：为了防止在极其巧合的情况下可能发生的，近距离内(阈值范围)密码撞号的现象，进一步对运动轨迹进行动态核实；

判断自行车与申请用户的运动轨迹是否一致？

105-2步骤：若，不一致，管理平台判断自行车使用有误，给自行车发送上锁指令；107步骤：同时给用户发送停止计时计费通知；

108步骤：若，一致，管理平台判断自行车使用正常，给自行车发送维持解锁状态指令信息；

用户骑行结束后可通过手动按自行车还车/上锁按钮，或在应用软件上申请还车。

用户手动还车/上锁流程如下：

109、用户骑行结束后，按下共享自行车的车载控制设备输入模块的还车/ 上锁按钮，共享自行车的车载控制设备预设程序即刻将自行车上锁；

110、自行车给管理平台发送上锁信息及坐标位置信息；

111、管理平台给用户发送还车成功及计费结果信息；

结束本次租车服务。

用户软件申请还车流程如下：

112、用户给管理平发送还车申请信息；

113、管理平台给用户发送还车成功及计费结果信息；

114、管理平台给自行车发送上锁指令信息；

115、自行车给管理平台发送上锁信息及坐标位置信息；

结束本次租车服务；

以上流程中自行车与管理平台之间、用户与管理平台之间信息传递都是通过云端作为中间纽带进行通信；

150、云端与管理平台双向交互数据；

用户按照上述流程解锁时，如果因种种原因密码无效而解锁失败，可重新申请新密码重新解锁；

101-1、用户给管理平台发送重新申请开锁信息；

在没有解锁状态下拖行或被移动则触发声光报警，并向管理平台报告异常状态并发送位置、时间等信息，用于日后找车作参考。

为了防止极少数人钻先解锁后核实方案的空子，用连续输入任意数字的方法来试图连续骑行的做法，可设置连续两次密码输入错误将强制锁车 1分钟等措施。

结合不同场景的实施例进一步说明本发明的管理方法

实施例1

详见附图11，A人获得动态密码，给A自行车输入动态密码，且不受其他人干扰。

密码主A给A自行车输入动态密码，由于所有信息都是真实的，静态核实项目中，密码有效性、位置条件均符合，动态核实项目轨迹条件也符合，成功解锁。

实施例2

详见附图12，不同位置的两人及两辆自行车，且距离大于阈值，且两人输入相同动态密码。(A人为动态密码主人，B人为撞号者) 。

密码主A给A自行车输入动态密码，静态核实项目中，密码有效性、位置条件均符合，动态核实项目轨迹条件也符合，成功解锁。A人使用动态密码后，动态密码被过期处理。

撞号者B给B自行车输入动态密码，虽然撞到了A人的动态密码，但A人先于B人已使用，动态密码已被过期处理，动态密码有效性不符合，解锁失败。

即便撞号者B先于A人输入动态密码，静态核实项目中，虽然可以通过密码有效性核实，但是位置条件不符合，解锁还是失败。

实施例3

详见附图13，近距离(阈值内)的两人及两辆自行车，输入相同密码。(A人为动态密码主人，B人为撞号者，A人先输入) 。

密码主A先给A自行车输入动态密码，静态核实项目中，密码有效性、位置条件均符合，动态核实项目轨迹条件也符合，成功解锁。A人使用动态密码后，动态密码被过期处理。

撞号者B给B自行车输入动态密码，虽然撞到了A人的动态密码，且位置也在阈值范围内，但A人先于B人已使用，动态密码被过期处理，动态密码有效性不符合，解锁失败。

实施例4

详见附图14，近距离(阈值内)的两人及两辆自行车，其中只有一辆自行车输入动态密码。(A人为动态密码主人，B人为撞号者，B人输入，A 人未使用且不移动) 。

密码主A未使用密码，且不移动，且未做任何操作。

撞号者B给B自行车输入动态密码，由于密码主A人未使用，静态核实项目中，密码有效性、位置条件均符合，顺利通过静态核实，进入动态核实阶段。由于输入到B自行车的动态密码对应的用户是A人，且A人不移动，而B人骑B自行车开始移动，导致同一动态密码对应的用户和自行车移动轨迹将不同，动态核实轨迹不符合，将重新上锁，解锁失败。

实施例5

详见附图15，近距离(阈值内)的两人及两辆自行车，辆自行车输入相同动态密码。(A人为动态密码主人，B人为撞号者，B人先输入，A人后输入且解锁失败后重新申请新动态密码) 。

密码主A给自行车A输入动态密码，由于B人先于A人使用动态密码，动态密码被过期处理，动态密码有效性不符，第一次解锁失败。A人重新申请动态密码，用新的动态密码重新解锁，解锁成功。同时将用原动态密码解锁的自行车重新上锁。

撞号者B给B自行车输入动态密码，由于B人先于动态密码主A人使用，静态核实项目中，密码有效性、位置条件均符合，顺利通过静态核实，且动态密码已使用过因此动态密码被过期处理。由于动态密码主A人晚于B人输入动态密码，静态核实项目中，密码有效性不符合，静态核实未通过，第一次尝试失败。但由于原动态密码主A人重新申请新的动态密码，用原动态密码解锁的B自行车重新上锁，解锁失败。

实施例6

详见附图16，近距离(阈值内)的两人及两辆自行车，只有一辆输入动态密码。(A人为动态密码主人，B人为撞号者，B人输入，A人未使用且与B人同行且在应用软件上做还车申请) 。

密码主A未使用密码，与B人同行，收到开始计时计费通知后直接在应用软件上申请还车。

撞号者B给B自行车输入动态密码，由于密码主A人未使用，且A人恰恰又与B人同行，B人用撞到的密码通过静态核实和动态核实，但此时A人收到开始计时计费通知，A人在应用软件上申请还车，管理平台将给B自行车发送上锁指令，B自行车重新上锁，解锁失败。

撞号为极低概率事件，如采用9位动态密码时动态密码组合数为10亿个，即便真实动态密码主附近100m范围内有1000人同时试图撞号，撞号成功的概率也只有百万分之一，几乎是不可能的事件。极端情况下，即便撞号成功，由于动态密码只能使用一次，要么原动态密码主先使用或者撞号者先使用，若原动态密码主先使用，则撞号者无任何机会。若撞号者先使用，原动态密码主虽然不能用原动态密码解锁，但可以重新申请新动态密码解锁，同时将用原动态密码解锁的自行车重新上锁。即便奇迹般各种巧合事件全部发生，撞号开始骑行，但移动轨迹不同，还会重新锁车。更极端情况，撞号成功某一个人的动态密码，且移动轨迹也与动态密码主相同，但此时动态密码主会收到管理平台发送的开始计时计费通知，动态密码主直接在应用软件上申请还车也将自行车重新上锁，因此想撞号解锁骑行是及其渺茫的事件。

详见附图1、2，现有共享自行车开锁过程：

①选定要开锁的自行车；

②打开应用软件，读取自行车固有信息(扫二维码或输入数字识别号码) ；

③通过用户终端发送到自行车管理平台，并申请开锁；

④管理平台确认，符合条件则远程开锁。

现有共享自行车上锁/解锁是通过锁舌缩进/伸出的方式，允许或限制车轮旋转，只有能转和不能转两种状态，且骑行过程是绝对不能进行上锁操作。

存在的问题：

第一、一旦自行车二维码或数字号码受损，则无法进行下一步骤。

第二、误扫到木马诈骗二维码，手机被黑，存在着巨大的安全隐患。

第二、用户等待时间长，用户必须等上述流程全部结束，马蹄形锁打开方能使用自行车，若遇上信号不好的情况等待时间更长。

本发明共享自行车开锁过程：

①用户打开应用软件，管理平台即刻发送自行车分布信息，申请用户给管理平台发送用户所处位置信息及请求开锁信息；

②管理平台给用户发送解锁信息(解锁信息为动态密码或二维码) ；

③用户找到任意一辆与应用软件相关公司的共享自行车后，输入动态密码，共享自行车的车载控制设备即刻自行解除阻尼，自行车处于解锁状态，用户即可优先使用自行车；

④与此同时，自行车的车载控制设备同时将用户输入的动态密码和自行车固有识别码以及自行车所处位置信息发回管理平台，管理平台进行解锁和/或上锁的“静态核实”和“动态核实”；

⑤管理平台确认，符合条件时给自行车发送维持解锁状态的指令；

若不符合条件则向自行车发送重新上锁指令。

用户使用共享自行车的模拟过程：用户向管理平台申请解锁(一并发送用户位置信息)，管理平台给用户一个动态密码，用户将动态密码输入到就近任意一辆自行车，自行车先行解锁，此刻开始用户可骑行，同时自行车将用户输入动态密码及自行车自身信息(识别信息、位置信息)发给管理平台，管理平台对自行车反馈的动态密码、位置信息与用户的动态密码、位置信息进行“静态核实”。静态核实：首先，对“动态密码”的有效性核实，此动态密码管理平台是否发行过？在有效时间内，如30秒内或未曾被过期处理？如有效性核实发现问题，则向自行车发送重新上锁指令。如有效性核实没问题，进一步核实“位置”，即自行车与用户之间距离是否在合理范围内？(如100m内)如“位置”出现问题，管理平台向自行车发送重新上锁指令；如自行车与用户之间距离在合理范围内，即可通过静态核实，管理平台给用户发送开始计时计费通知。静态核实结束后继续进行“动态核实”，核实自行车与用户的运动轨迹是否相同？目的是为了防止在极其巧合的情况下可能发生近距离范围内动态密码撞号的现象；轨迹核实范围可设定为200m以内，即对自行车和用户移动的200m进行轨迹分析。如轨迹不符合，则向自行车发送重新上锁指令；如符合，则维持解锁状态。

本发明的上锁/解锁状态是通过脉冲信号的占空比的控制来改变电磁阻尼的大小，且上锁过程是连续缓慢的，因此可在骑行过程中上锁。

本发明的特点为，零风险、零等待。关于零风险，由于解锁时无需扫二维码，因此彻底解除了可能扫到木马二维码的高风险因素。关于零等待，本发明的开锁理念为先解锁后核实，即无论是输入真实密码还是任意输入数字，都会立即解锁，不占用用户一秒钟，输完即可骑行，同时管理平台进行核实，若核实结果正确则维持解锁状态，若核实结果不正确则重新上锁，既提高真实用户的体验评价，又防止占小便宜的行为，而且用户忘记锁车时可在异地随时还车/上锁，为用户提供更加安全更加便捷更加人性化的共享自行车服务。

上述参照实施例对该一种共享自行车的车载控制设备及其管理方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种共享自行车的车载控制设备，包括中央控制模块以及分别与中央控制模块连接的输入模块、定位模块、供电模块、通信模块、显示模块和声光报警模块，其特征是：所述中央控制模块还连接有电磁阻尼模块，所述电磁阻尼模块包括永磁三相发电机和阻尼控制模块，三相永磁发电机以花鼓形式安装于自行车前轮或后轮，阻尼控制模块与永磁三相发电机连接，中央控制模块与电磁阻尼模块构成解锁或上锁的控制机构；所述电磁阻尼模块由中央控制模块通过脉冲宽度调制脉冲信号占空比控制阻尼控制模块的阻尼大小，占空比越大阻尼越大，电压为低电平时阻尼最小，处于解锁状态；电压为高电平时阻尼最大，处于上锁状态；脉冲信号占空比由0％逐渐加大直到100％完全上锁，上锁过程采用缓慢增加阻尼的方式，用时5-10秒。

2.根据权利要求1所述的共享自行车的车载控制设备，其特征是：所述阻尼控制模块包括六个MOS管，两个MOS管为一组，分别并联于永磁三相发电机各相之间，且每组的两个MOS管连接方向相反，六个MOS管的G脚相连并与中央控制模块连接；或所述阻尼控制模块包括三相整流桥和与三相整流桥输出端之间并联的MOS管，三相整流桥的输入端分别与永磁三相发电机连接，MOS管的D脚与三相整流桥的正极输出端连接，MOS管的S脚与三相整流桥的负极输出端连接，且三相整流桥的正极串联一个二极管作为供电正极，MOS管的G脚与中央控制模块相连。

3.一种应用共享自行车车载控制设备的管理方法，其特征是：具备权利要求1-2任意一项所述共享自行车的车载控制设备，采用先解锁用户优先使用、后验证的管理模式，所述后验证通过“静态核实”和“动态核实”两个阶段，所述“静态核实”需要核实动态密码的有效性以及针对共享自行车车载控制设备反馈的自行车所处位置信息与申请用户所处位置信息进行比对；所述“动态核实”需要进一步核查自行车和申请用户的运动轨迹，最终实现共享自行车的零等待解锁，具体管理方法步骤如下：

一、用户下载应用软件，并在管理平台上注册用户信息，用户通过云端与管理平台双向交互信息；共享自行车的车载控制设备通过云端与管理平台双向交互信息；

二、静态核实阶段

(1)用户需要用车时，打开应用软件，管理平台即刻发送自行车分布信息，申请用户给管理平台发送用户所处位置信息及请求解锁信息；

(2)管理平台给用户发送动态密码；

(3)用户找到任意一辆与应用软件相关公司的共享自行车后，输入动态密码，共享自行车的车载控制设备固有程序即刻自行解除阻尼，使自行车处于临时解锁状态，用户即可优先使用自行车；

(4)自行车的车载控制设备同时将用户输入的动态密码和自行车固有识别码以及自行车所处位置信息发回管理平台；

(5)管理平台将共享自行车的车载控制设备反馈的动态密码与发过的动态密码进行核查是否有效；

A、动态密码的有效性条件

是否是管理平台发出的动态密码？

是否是在规定有效时间内使用的动态密码？

是否是尚未被过期处理的动态密码？

否，无效，管理平台给自行车发送上锁指令；

是，有效，管理平台继续对自行车位置与用户位置信息进行判断；

B、判断位置：继续对共享自行车的车载控制设备反馈的自行车所处位置信息与申请用户位置信息进行比较；

判断条件为自行车与申请用户之间距离是否小于阈值？

若，大于阈值，管理平台判断自行车位置与申请用户位置信息不符合条件，给自行车发送上锁指令；

若，小于阈值，管理平台判断自行车位置与申请用户位置信息符合条件，维持临时解锁状态；

经过静态核实阶段后，管理平台将本次发出的动态密码做过期处理，同时给用户发送开始计时计费通知；

三、动态核实阶段

管理平台进一步针对自行车和申请用户的运动轨迹进行动态核实，

动态核实条件：判断自行车与申请用户的运动轨迹是否一致？

若不一致，管理平台判断自行车使用有误，给自行车发送上锁指令，同时给用户发送停止计时计费通知；

若一致，管理平台判断自行车使用正常，给自行车发送正式解锁状态指令信息；

四、用户骑行结束后的还车处理

(1)申请用户通过手动还车；

申请用户按下共享自行车的车载控制设备输入模块的还车/上锁按钮，共享自行车的车载控制设备预设程序即刻将自行车上锁；自行车给管理平台发送上锁信息及坐标位置信息；管理平台给用户发送还车成功及计费结果信息，结束本次租车服务；

(2)申请用户通过应用软件还车；

申请用户给管理平台发送还车申请信息，管理平台给申请用户发送还车成功及计费结果信息；管理平台给自行车发送上锁指令信息，自行车上锁；自行车给管理平台发送上锁信息及坐标位置信息，结束本次租车服务。

4.根据权利要求3所述的管理方法，其特征是：所述管理平台还包括初步判断程序，初步判断内容是：判断申请用户是否属于重新申请？

不是重新申请，则管理平台会给用户发送一个动态密码；

是重新申请，则管理平台会给用户发送新的动态密码；

同时，管理平台会对之前发过的动态密码是否使用过进行判断，

若未使用过，则对该动态密码做过期处理；

若使用过，则对用该动态密码申请解锁的自行车重新上锁。

5.根据权利要求3所述的管理方法，其特征是：所述静态核实阶段的自行车与申请用户之间距离阈值范围是100-150米；所述动态核实阶段的自行车和申请用户之间运动轨迹范围小于200米。

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