CN107195030B - 一种基于gnss定位的共享单车车锁控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于GNSS定位的共享单车车锁控制系统，该控制系统包括后台服务器、移动设备和车锁，车锁内至少设有微控制器和第一通信模块，后台服务器与移动设备通信，移动设备通过蓝牙模块与微控制器连接；车锁内还设置第二通信模块和GNSS定位模块；GNSS定位模块用于获取车锁的定位信息；微控制器用于当车锁与移动设备处于断开状态并接收到关锁指令时，启动GNSS定位模块和第二通信模块，并将车锁的定位信息与车锁的基本信息通过第二通信模块发送给后台服务器。本发明还公开了一种基于GNSS定位的共享单车车锁控制方法。本发明既节省了资源，又解决了异常情况下能够正常终止单车计费等的问题。

Description

一种基于GNSS定位的共享单车车锁控制系统及方法
技术领域
本发明涉及一种车锁，尤其涉及一种共享单车的车锁控制。
背景技术
目前，对于共享单车来说，车锁的控制是最重要的。一般是通过后台服务器、车锁以及移动设备三者之间的通信来对车锁的开锁或关锁进行控制的。
一种是在车锁内设置微控制器、GPS模块以及通信模块，车锁的微控制器可直接与后台服务器进行通信；用户通过移动设备在APP上获取车锁的信息并将其发送给后台服务器，然后后台服务器接收到车锁信息后进行验证，并验证通过后将开锁指令通过通信模块发送给车锁的微控制器，从而控制车锁执行开锁指令。这种开锁方式，由于GPS模块以及通信模块随时处于开启的状态来接收信息，极大地浪费资源。
另外一种是通过移动设备与车锁之间进行通信，移动设备将车锁的信息在APP上发送给后台服务器，后台服务器验证后将对应的车锁开锁信号返回到移动设备，然后通过移动设备将开锁信号转发给车锁，从而达到车锁开锁的目的。这种开锁方式，车锁内只需要设置与移动设备连接的通信模块，比如蓝牙模块，使得车的重量会减轻许多。但是，这种开锁方式，由于单车内没有设置定位模块，在单车没有开锁的情况下，后台服务器是不能够获知单车的位置信息；而且，当用户需要关锁时，而移动设备出现故障，比如没电、蓝牙断开、APP退出等情况下，此时后台服务器并不能够获知该单车的信息，则就不能够对单车进行终止计费等；而且，当单车不使用时，后台服务器也无法获取单车的信息，这样就给用户以及工作人员都带来了很大的不便。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种基于GNSS定位的共享单车车锁控制系统，其既可以节省资源，又可以使得在用户移动设备与车锁断开时后台服务器获取单车的信息。
本发明的目的之二在于提供一种基于GNSS定位的共享单车车锁控制方法，其既可以节省资源，又可以使得在用户移动设备与车锁断开时后台服务器获取单车的信息。
本发明的目的之一采用以下技术方案实现：
一种基于GNSS定位的共享单车车锁控制系统，包括后台服务器、移动设备和车锁，所述车锁内至少设有微控制器和第一通信模块，所述后台服务器与移动设备通信，所述移动设备通过第一通信模块与微控制器连接；所述车锁内还设置第二通信模块和GNSS定位模块；所述第二通信模块、GNSS定位模块分别与微控制器电性连接；所述GNSS定位模块用于获取车锁的定位信息；所述微控制器通过第二通信模块与后台服务器进行通信；
所述微控制器用于当微控制器与移动设备处于断开状态并接收到关锁指令时，启动GNSS定位模块和第二通信模块，并将车锁的定位信息与车锁的基本信息通过第二通信模块发送给后台服务器。
进一步地，所述车锁内还设置计时器，所述计时器与微控制器电性连接；所述计时器用于记录车锁关锁到车锁开锁的时间。
进一步地，所述第二通信模块为2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块、5G通信模块和emtc通信模块中的一种或多种；第一通信模块为蓝牙通信模块。
本发明的目的之二采用以下技术方案实现：
一种基于GNSS定位的共享单车车锁控制方法，应用于如前所述的基于GNSS定位的共享单车车锁控制系统，包括以下步骤：
当车锁的微控制器与移动设备处于断开状态下并且接收到关锁指令时，启动GNSS定位模块和第二通信模块，并通过GNSS定位模块获取车锁的定位信息以及将车锁的定位信息与车锁的基本信息通过第二通信模块发送给后台服务器，从而使得后台服务器根据车锁的定位信息与车锁的基本信息执行对应的操作；
当车锁的微控制器与移动设备处于连接状态下，GNSS定位模块与第二通信模块处于休眠状态。
进一步地，还包括：
当设置于车锁内的计时器达到预设时间时，车锁的微控制器用于启动GNSS定位模块与第二通信模块，并通过第二通信模块向后台服务器发送车锁的基本信息以及查询信号，从而使得后台服务器根据车锁的基本信息与查询信号来查询单车的工作模式；
当单车的工作模式为寻车模式时，车锁的微控制器定时通过GNSS定位模块获取车锁的定位信息并通过第二通信模块向后台服务器发送车锁的定位信息，直到单车的工作模式为车锁模式，停止向后台服务器发送车锁的定位信息；
所述计时器用于记录车锁的关锁到开锁之间的时间，所述计时器与微控制器电性连接。
进一步地，所述对应的操作至少包括终止计费和向移动设备发送计费终止通知。
进一步地，所述车锁的基本信息至少包括车锁的使用状态和车锁编号。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：通过在正常情况下将GNSS定位模块和第二通信模块休眠，节省了资源；在异常情况下，唤醒GNSS定位模块和第二通信模块，来使得后台服务器能够获知单车的信息，来终止单车计费以及通知用户，方便用户的使用。
附图说明
图1为本发明提供的控制系统的系统模块图；
图2为本发明提供的共享单车的正常关锁流程示意图；
图3为本发明提供的共享单车的异常关锁的流程示意图；
图4为本发明提供的寻车模式下的共享单车控制流程示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例
一种基于GNSS定位的共享单车车锁控制系统，如图1-4所示，其包括后台服务器、移动设备和车锁，在车锁内至少集成设置第一通信模块、微控制器等，每个单车均安装一个车锁。
微控制器通过第一通信模块与移动设备通信，微控制器用于向移动设备发送车锁的基本信息。移动设备与后台服务器进行通信，用于将车锁的基本信息发送给后台服务器，并接收后台服务器返回的开锁指令，以及将开锁指令发送给车锁的微控制器，从而使得车锁的微控制器来控制车锁执行开锁动作。优选地，第一通信模块为蓝牙通信模块，当然也可以是其他的常用的近场通信模块。
一般来说，在移动设备上安装对应的APP，用户的移动设备通过蓝牙与车锁配对连接，并在APP指定的位置上输入对应的车锁编号或扫描车锁的二维码来获取车锁的信息，并将该车锁的信息发送到后台服务器。后台服务器对车锁的信息进行验证，并验证通过后将开锁指令返回给移动设备，最后通过移动设备将开锁指令发送给车锁的微控制器，从而控制车锁开锁。
车锁的信息包括车锁编号、位置等等，这里的位置是通过移动设备的GPS来获取到的车的位置。
用户在关锁时，移动设备将车锁的信息并将其发送给后台服务器，从而使得后台服务器对单车的骑行终止计费并反馈给移动设备通知用户。当用户关锁时，移动设备将车锁的编号、位置、使用时间等发送给后台服务器，从而使得后台服务器对车锁进行终止计费。
但是由于车锁不能够直接与后台服务器进行通信，当移动设备与车锁断开连接时，后台服务器就无法获取车锁的信息与位置。这时，当用户手动关锁或单车处于故障的状态下，工作人员并不能够获知单车的使用情况以及单车的具体位置，给用户造成不便、不便于维修或寻回车辆等。
为了解决上述问题，本发明在车锁内还集成设置了GNSS定位模块和第二通信模块，第二通信模块、GNSS定位模块分别与微控制器电性连接。GNSS定位模块用于获取车锁的定位信息，微控制器通过第二通信模块与后台服务器通信。微控制器还用于获取GNSS定位模块发送的车锁的定位信息，并将车锁的定位信息与车锁的基本信息通过第二通信模块发送给后台服务器。第二通信模块可以是2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块、5G通信模块以及emtc通信模块等移动通信模块。本发明所采用的GNSS定位技术涵盖了GPS定位、北斗定位、GLONASS定位等常见的定位技术。
另外，GNSS定位模块和第二通信模块并不是一直处于开启状态，也即是说，在正常情况下，车锁内的GNSS定位模块以及第二通信模块处于休眠状态下，不工作。用户只需要按照正常的开锁方式开锁或关锁即可。
但是在用户的移动设备的蓝牙断开、没电或APP退出等异常情况下，当用户执行关锁操作时，后台服务器无法获取车锁的信息，这样就造成了后台服务器无法获取单车的信息，比如无法对单车的骑行进行终止计费的操作。因此，在用户的移动设备的蓝牙断开、没电或APP退出等异常情况下，用户执行关锁操作时，微控制器启动GNSS定位模块和第二通信模块，并通过GNSS定位模块获取车锁的定位信息，然后通过第二通信模块将车锁的基本信息以及定位信息发送给后台服务器，从而使得后台服务器获取该车锁的基本信息并执行对应的操作，比如终止计费，向移动设备发送对应的通知消息。车锁的基本信息包括车锁的编号、车锁的使用时间、车锁的状态等。
本发明中通过在正常情况下，将GNSS定位模块和第二通信模块休眠，从而既可以节省电能，又可以不影响用户的使用。在异常情况下，能够及时获取单车的信息执行对应的操作，不影响用户的使用。
优选地，在车锁内还设置有计时器，计时器与微控制器电性连接，计时器可以是微控制器中的时钟芯片，也可以是另外设置的单独的计时芯片。计时器用于记录车锁关锁到车锁开锁的时间，并且当车锁开锁时计时器就会自动清零，这样就可以记录一辆单车多久才会被使用。
当车锁在一定时间内没有被开启，也即是单车在一定时间内未被使用时，车锁的微控制器通过第二通信模块向后台服务器发送车锁的信息以及定位信息。这样，后台工作人员可随机获知每个单车的使用情况，当单车出现长时间没使用的状态时，则说明单车有可能被放置于人烟稀少的地方、个人家中、小区等地方，不利于使用，工作人员可采取对应的措施，比如寻回车辆等。
另外，后台工作人员可将对应单车标记为寻车模式或车锁模式，其中寻车模式是指该单车可被寻回，这样可避免车辆长期处于未使用状态，造成资源的浪费，比如处于人烟稀少的地方或被人藏起等。车锁模式是指正常的骑行模式。
也即是说，当单车在一定时间内未被使用时，车锁的微控制器通过第二通信模块向后台服务器发送查询信号，并查询单车是否处于寻车模式，若是，则说明该车辆处于被寻回状态，车锁会定时向后台服务器发送定位信号，直到运营人员将车辆标记为车锁模式，极大地方便了工作人员对车辆的寻回工作。
一种基于GNSS定位模式的共享单车车锁的控制方法，其包括以下步骤：
当车锁的微控制器与移动设备处于断开状态并且用户执行关锁操作时，启动GNSS定位模块获取单车的定位信息并通过第二通信模块将车锁的基本信息与单车的定位信息发送给后台服务器，从而使得后台服务器根据单车的基本信息与单车的定位信息执行对应的操作；
当设置于车锁内的计时器达到预设时间时，车锁的微控制器用于启动GNSS定位模块与第二通信模块，并通过第二通信模块向后台服务器发送车锁的基本信息以及查询信号，从而使得后台服务器根据车锁的基本信息与查询信号来查询单车的工作模式；
当单车的工作模式为寻车模式时，车锁的微控制器定时通过GNSS定位模块获取车锁的定位信息并通过第二通信模块向后台服务器发送车锁的定位信息，直到单车的工作模式为车锁模式，停止向后台服务器发送车锁的定位信息。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种基于GNSS定位的共享单车车锁控制系统，包括后台服务器、移动设备和车锁，所述车锁内至少设有微控制器和第一通信模块，所述后台服务器与移动设备通信，所述移动设备通过第一通信模块与微控制器连接；其特征在于：所述车锁内还设置第二通信模块和GNSS定位模块；所述第二通信模块、GNSS定位模块分别与微控制器电性连接；所述GNSS定位模块用于获取车锁的定位信息；所述微控制器通过第二通信模块与后台服务器进行通信；
所述微控制器用于当微控制器与移动设备处于断开状态并接收到关锁指令时，启动GNSS定位模块和第二通信模块，并将车锁的定位信息与车锁的基本信息通过第二通信模块发送给后台服务器；
所述车锁内还设置计时器，所述计时器与微控制器电性连接；所述计时器用于记录车锁关锁到车锁开锁的时间；所述微控制器还用于当设置于车锁内的计时器达到预设时间时，车锁的微控制器用于启动GNSS定位模块与第二通信模块，并通过第二通信模块向后台服务器发送车锁的基本信息以及查询信号，从而使得后台服务器根据车锁的基本信息与查询信号来查询单车的工作模式；
当单车的工作模式为寻车模式时，车锁的微控制器定时通过GNSS定位模块获取车锁的定位信息并通过第二通信模块向后台服务器发送车锁的定位信息，直到单车的工作模式为车锁模式，停止向后台服务器发送车锁的定位信息。
2.如权利要求1所述基于GNSS定位的共享单车车锁控制系统，其特征在于：所述第二通信模块为2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块、5G通信模块和emtc通信模块中的一种或多种；第一通信模块为蓝牙通信模块。
3.一种基于GNSS定位的共享单车车锁控制方法，应用于如权利要求1所述的基于GNSS定位的共享单车车锁控制系统，其特征在于包括以下步骤：
当车锁的微控制器与移动设备处于断开状态下并且接收到关锁指令时，启动GNSS定位模块和第二通信模块，并通过GNSS定位模块获取车锁的定位信息以及将车锁的定位信息与车锁的基本信息通过第二通信模块发送给后台服务器，从而使得后台服务器根据车锁的定位信息与车锁的基本信息执行对应的操作；
当车锁的微控制器与移动设备处于连接状态下，GNSS定位模块与第二通信模块处于休眠状态；
还包括当设置于车锁内的计时器达到预设时间时，车锁的微控制器用于启动GNSS定位模块与第二通信模块，并通过第二通信模块向后台服务器发送车锁的基本信息以及查询信号，从而使得后台服务器根据车锁的基本信息与查询信号来查询单车的工作模式；
当单车的工作模式为寻车模式时，车锁的微控制器定时通过GNSS定位模块获取车锁的定位信息并通过第二通信模块向后台服务器发送车锁的定位信息，直到单车的工作模式为车锁模式，停止向后台服务器发送车锁的定位信息；
所述计时器用于记录车锁的关锁到开锁之间的时间，所述计时器与微控制器电性连接。
4.如权利要求3所述基于GNSS定位的共享单车车锁控制方法，其特征在于：所述对应的操作至少包括终止计费和向移动设备发送计费终止通知。
5.如权利要求3-4任意一项所述基于GNSS定位的共享单车车锁控制方法，其特征在于：所述车锁的基本信息至少包括车锁的使用状态和车锁编号。
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