CN107481364A - 一种控制共享自行车电子锁的通信方法及电子锁 - Google Patents

一种控制共享自行车电子锁的通信方法及电子锁 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种共享自行车开锁的方法及锁，该方法通过手机APP上传共享自行车的ID获得密码，开锁，通过手动锁车触发生成锁车信息，手机APP获得该锁车信息生成还车请求上传数据中心，数据中心完成还车手续。共享自行车锁，包括键盘、控制机构、执行机构，控制机构在键盘输入正确的密码后控制执行机构开锁；还包括显示屏，密码生成模块、所述的执行机构在起锁时触发密码生成模块生成下次开锁的密码在所述的显示屏上显示。本发明的共享自行车系统是一种耗电量特小的系统，同时也能由数据中心实现对各共享自行车的有效控制。

Description

一种控制共享自行车电子锁的通信方法及电子锁
技术领域
本发明涉及共享自行车领域，特别涉及共享自行车系统中借车和还车过程的开锁和锁车的通信方法及应用于共享自行车上的锁。
背景技术
公共自行车，是"公共自行车出行系统"的简称，又称共享自行车。该系统通常以城市为单位进行部署、建设，由数据中心、驻车站点、驻车电子防盗锁、自行车(含随车锁具、车辆电子标签)及相应的通讯、监控设备组成，另外用户还需要有用户终端，用户终端目前一般都采用智能手机，这是因为智能手机的普及率很高，并且也可以利用手机号码来对用户进行区分和收取一定的费用。目前，用户需要租用公共自行车一般需要从数据中心也就是公共自行车系统的后台下载专用的APP，并且注册成功以后，就可以随时与数据中心通信参与公共自行车租赁活动了。
目前，共享自行车租赁系统中自行车共享方法有很多，如目前某市的某公共自行车系统中，租车还车过程如下：
1、用户利用注册的手机APP访问数据中心。
2、数据中心获取用户位置，并查看用户周围的公共自行车，将用户近处的公共自行车具体位置发送到用户APP上显示，供用户选择。
3、用户选择好自行车后，用户APP指导用户前往选择好的自行车处。
4、用户扫描自行车上的二维码，开锁。
5、用户使用公共自行车。
6、用户锁车还车，完成一次租赁过程。
上述共享自行车租赁系统中：数据中心通过与每台公共自行车通信，获取每台公共自行车的位置，用户扫描公共自行车二维码、公共自行车上的无线通信系统接收数据中心指令开锁，用户锁车，公共自行车向数据中心发送用户锁车的信息，数据中心计算用户用车时间，下发收费单并收费。
在用户开锁使用共享自行车或者锁车还回共享自行车过程中，都需要实现共享自行车与数据中心通信，这样每辆共享自行车都需要占用一个通信信道(具体就是一个由无线通信运营商提供的电话号码)外，还需要消耗较多的电，而对于共享自行车管理来说，对共享自行车充电是非常繁重的管理任务，因此，有些共享自行车系统采用自行车上不带电源的方式，该系统中给各共享自行车锁上设置密码，用户使用时，利用APP与数据中心通信，直接在APP上输入想借用的自行车的车牌号上传到数据中心，数据中心从数据库中找到该车牌号的自行车锁对应的密码，下发到手机APP上，用户看到密码后通过旋转密码盘开锁，使用完了以后，锁车并打乱密码盘，结束。
这样方式的共享自行车在共享自行车上不需要供电，因此，减少了很多维护的工作量，但是具有如下不足：
1、共享自行车锁的密码不变，很容易被用户多次使用而不用交费。
2、不论用户使用共享自行车的时间多长，都只能按一次固定收费，对使用时间短的不公平。
3、用户锁车后，经常不记得打乱密码，给后面的用户非法(不正常使用)使用提供方便。
4、数据中心对共享自行车不能有效的控制。
发明内容
本发明针对目前共享自行车系统的上述不足，提供一种控制共享自行车开电子锁的通信方法及电子锁，在尽量减少共享自行车上用电量的同时，还实现数据中心对共享自行车的控制和实现能共享自行车使用费用和和使用自行车的时间长短联系。
本发明为实现其目的所采用的技术方案是：一种控制共享自行车电子锁的通信方法，该方法借助于用户手机终端安装的共享自行车管理系统用户APP与共享自行车管理系统中的数据中心建立通信实现，包括以下步骤：
步骤A、用户手机终端与共享自行车建立通讯联系，用户手机终端通过与准备借用的共享自行车联系，获取该自行车的有关信息，生成租用该共享自行车的的租车请求，使用用户手机终端APP上传所述的租车请求到数据中心，在所述的租车请求中至少包括表示租用的该共享自行车的唯一的标识码；
步骤B、数据中心收到用户请求后，获得所述的共享自行车的标识码，从数据库中记载的该共享自行车的信息中，读取该共享自行车电子锁的开锁密码，下传到用户手机终端APP，数据中心开始计时，用户通过手机终端APP获取的开锁密码，控制该共享自行车的电子锁打开；
步骤C、用户使用共享自行车后还车时，锁车，共享自行车电子锁产生锁车信息；
步骤D、手机终端APP获得锁车信息，产生还车请求上传数据中心，数据中心确认还车请求，确认还车，停止计时，生成用户帐单，扣费，结束本次共享自行车租用。
本发明利用用户手机终端APP实现与数据中心的通信，完成整个租车过程中均不需要共享自行车与数据中心直接通信，实现了节电的同时，还可以实现数据中心对共享自行车进行有效的管理。
进一步的，上述的控制共享自行车电子锁的通信方法中：所述的用户手机终端是通过扫描共享自行车上的二维码实现与该共享自行车的通信，获取该共享自行车的唯一的标识码的。
进一步的，上述的控制共享自行车电子锁的通信方法中：所述的共享自行车上的二维码是显示在电子锁的显示屏上的，该二维码是电子锁中的二维码生成模块根据该共享自行车本身的信息生成的。
进一步的，上述的控制共享自行车电子锁的通信方法中：所述的用户手机终端APP通过NFC模块读取设置在共享自行车上NFC芯片实现与该共享自行车的通信，获取该共享自行车的唯一的标识码的。
进一步的，上述的控制共享自行车电子锁的通信方法中：所述的步骤B中，用户通过看到手机终端APP上显示的密码，手动从电子锁的键盘上输入密码打开电子锁。
进一步的，上述的控制共享自行车电子锁的通信方法中：所述的步骤B中，手机终端APP通过NFC模块写入共享自行车上NFC芯片实现电子锁开锁。
进一步的，上述的控制共享自行车电子锁的通信方法中：共享自行车电子锁产生的锁车信息中包括下次开电子锁的新密码；新密码的生成过程如下：
事先，在锁体内和数据中心均保存数组密码、每组密码对应一个唯一的编号；
锁车时，触发当前密码失效，从其它密码中选择一组密码做下次开锁的新密码；
所述的锁车信息中包含了新密码对应的编号；
将锁车信息生成的二维码直到下次开锁后才在显示屏上消失，租车时用户手机终端APP扫描的也是该显示屏上的这个二维码，表示租用的共享自行车的唯一的标识码就是新密码对应的编号。
本发明还提供一种共享自行车电子锁，包括键盘、控制机构、执行机构，控制机构在键盘输入正确的密码后控制执行机构开锁；还包括显示屏，密码生成模块、所述的执行机构在起锁时触发密码生成模块生成下次开锁的密码在所述的显示屏上显示。
进一步的，上述的共享自行车电子锁中：在所述的密码生成模块中有数组密码，每组密码对应一个唯一的编号，当使用一组密码开锁以后，该组密码立即失效，在锁车时从其它密码中选择一组作为下次开锁的新密码，并在显示屏上显示该新密码对应的编号。
进一步的，上述的共享自行车电子锁中：还包括二维码生成模块，所述的二维码生成模块与密码生成模块相连，将新产生的密码信息生成二维在显示屏上显示。。
下面结合具体实施例对本发明作较为详细的描述。
附图说明
图1是本发明实施例1系统框图。
图2是本发明实施例1流程图。
具体实施方式
实施例1，如图1所示为本实施例的共享自行车系统体系图，本实施例中，具有一个数据中心，该数据中心就是平常所说的后台，另外，用户在智能手机上安装用户APP，这样，用户就可以通过互联网与数据中心通信，用户通过注册成为系统的注册用户(注册会员)以后，通过交押金、提供支付帐户后，注册会员就可以非常方便的租赁公共自行车了。本实施例的公共自行车采用自己独特的标识，在自行车上设置有驻车电子防盗锁，它是一种密码锁，在锁体上有小键盘，至少可以可以用来输入数字，另外还有一个LED屏，可以显示一些信号，和其它密码锁一样还有控制机构和执行机构，当从键盘输入的密码正确时，控制机构控制执行机构开锁，本实施例中，执行机构或以手动锁车，当手动锁车时，执行机构触发控制机构产生下次开锁的密码，这里整个密码锁也就是一个智能的终端，可以将新的密码还有一些必要的信息，如该共享自行车的唯一的标识码，就是公司给该自行车编号等，这些数据编码成二维码，因此，可以利用其中的二维码产生器生成新的二维码在显示器上显示，一些手机APP可以通过扫描二维码获得锁车信息。
电子锁中还有可以设置一个NFC芯片，在该芯片中保存有关该共享自行车自身的信息，手机终端APP可以借助于手机上的NFC模块读写该NFC芯片，从而实现手机终端APP与共享自行车的通信联系。以下的电子锁，也称密码锁，本实施例中是通过在密码锁的键盘上输入密码的形式开锁的。
如图2所示，是本实施例的通信流程图。
1、用户APP加载并访问数据中心，向数据中心上传用户位置；此时，用户点击手机上的APP图标，就可以加载APP了，用户APP主动调用手机上的通信模块如WIFI或者数据通信等通信方式如GPRS通信模块等实现与数据中心的数据通信链接。并利用手机上的卫星定位装置如GPS或者北斗卫星系统或者其它卫星定位系统获得当时的位置，有时在室内，GPS等信号微略，也可以利用手机上的其它方式获得当前的定位信息。
2、数据中心收集用户所在位置附近公共自行车具体位置下发到用户APP；公共自行车系统数据中心具有所有本系统中的空闲公共自行车所在地理位置的信息。
3、用户选择好将要租赁的自行车后，实现手机终端APP与共享自行车之间的通信联系，这里的通信联系是一种广义的通信，如手机终端APP借助其二维码描述功能实现与共享自行车的联系，也可以借助手机上的NFC模块读取共享自行车上的有关信息实现与共享自行车的通信联系，还有如果共享自行车电子锁上设置有其它通信模块，如一些无线通信模块，像蓝牙无线通信模块等，可以通过对码后实现与手机终端APP的无线通信等。利用用户手机终端APP扫描自行车上的二维码，或者通过NFC通信模块与共享自行车上的NFC芯片通信，总之，用户确认要租用选定的共享自行车以后，需要与共享自行车进行通信，以便获得该共享自行车在系统中的一个唯一的标识，产生租车请求，这些步骤，在现有技术中常用，它就是要解决用户向数据中心反映，我租哪辆车的问题，目前比较实用的就是手机扫描贴在共享自行车上或者显示在共享自行车的电子锁上的显示屏上显示的二维码，或者直接在手机APP上输入该共享自行车的车牌号等，如果条件允许，也可以将共享自行车的信息保存在一个NFC芯片内，手机APP通过手机上的NFC读卡器读取NFC芯片上的信息，也能够使手机APP获得共享自行车的ID。
4、用户APP产生租车请求上传数据中心，本实施例中，非常简单，租车请求中可以只有刚才获得的共享自行车的信息和本用户的注册信息就可以了，在实践中，还可以将本地的地理信息也加到租车请求的数据包里面。这些地理信息，可以让数据中心对了解目前本系统内的共享自行车分布情况有利。
5、数据中心收到用户APP的租车请求后，对租车请求的数据包进行检查，知道用户要租的共享自行车的ID后，从数据库中查到该共享自行车的信息，主要是开锁密码，下发给手机APP，同时开始计时。另外，数据中心对该自行车的信息进行更新，如标识该共享自行车目前正在被用户租用了，该自行车在租用时是在什么地方，目前被租用了多少次等。
6、用户看到密码后，手动从共享自行车锁的键盘上输入密码，开锁使用共享自行车。本实施例采用手动输入密码，虽然简单，但比较麻烦，因此，在另外一些系统时还可以采取其它的方式，比如直接由用户手机终端APP借助于通信装置，如NFC模块，实现将从数据中心获得的密码写入到电子锁上的NFC芯片中，电子锁的控制机构对写入的密码进行检测开锁，另外还可以借助于手机上的蓝牙通信装置与安装在电子锁上的蓝牙通信模块通信，将密码直接转发到电子锁上开锁，总之，开锁方式有很多。
7、用户用完车以后，还车时，手动锁车，此时，锁上的执行机构触发其中的密码生成模块产生一组下次开锁使用的密码，保存起来，同时利用二维码生成器将新密码、共享自行车的ID等相关信息组成锁车信息，将锁车信息生成二维码在显示屏上显示，用户APP通过扫描二维码获得锁车信息。当然，也可以是其它方式，比如对密码生成器本身不是随机生成的密码，而是从一组事先就存储几组密码中随机抽出一组密码，并将编号与自行车的ID一起，生成一个8到10位左右的数字在显示屏中显示，用户再将读到的这8至10位数字作为锁车信息。另外，生成的新密码也可以用其它方式被手机终端APP获得，如手机终端APP借助于手机上的NFC模块读写入到NFC芯片上的锁车信息等。另外，锁车信息中还可以有锁车密码等，锁车密码是自行车电子锁中，按照一定的规则生成的一组密码也可以是保存在电子锁中的一组密码，它不会被用户看到，用户只能用手机APP扫描二维码才能获得这个锁车密码，在后台数据中心对这个锁车密码进行验证，如果对后台才确认已经锁车。
8、用户APP产生还车请求，在还车请求中包括有刚才获得的锁车信息，还可以加入到本用户的注册信息、另外还有本地的地址信息，上传到数据中心。
9、数据中心接收还车请求，打开数据包，从数据包中还原锁车信息，并锁车信息中的锁车密码，对锁车密码进行检验，只有锁车密码正确才确认还车，停止计时，产生费用清单，扣费。这里，数据中心中也有一个与电子锁中相同的锁车密码生成规则，因此，可以对锁车密码进行检验，因为锁车密码在手机APP扫描二维码获得锁车信息生成还车请求的过程中，是对用户不透明的，因此，一般情况下，用户是不知道主伫锁车密码的，另外、数据中心还有一些工作可做，就是对数据库中关于刚才还的共享自行车的信息进行更新，比如该共享自行车下次开车的密码、所停车的位置等。
本实施例中，下次开车的密码是锁上的密码生成器随机生成的，通过二维码生成模块产生的二维码中锁车信息中有这个新生成的密码，手机APP通过扫描二维码，在生成的还车请求中将锁车信息打包一起上传到数据中心，数据中心从还车请求中解包后会获得下次开销的密码，保存到相应的共享自行车下。
实施例2，本实施例与实施例1具有如下区别：
在本实施例中，共享自行车系统中，事先选择一些密码锁安装到共享自行车上，以后共享自行车就以安装到上面的密码锁标识，每把密码锁具有多组密码，对每组密码设置一个唯一的编号，因此，只要知道编号了，就可以确定中哪一辆共享自行车了，在数据中心，将编号与密码一一对应保存，密码锁上，每个密码使用一次就失效了，在锁车时，触发选择下一个密码，锁具的多组密码可以循环使用，当前密码在开锁后失效，在锁车时，触发选择下次的密码，这样只要锁上就会在显示屏显示下一次开锁的密码对应的编号而不必要显示下次开锁的密码，也可以将这个编码和一些其它信息，如时间等组成锁车信息形成二维码在显示屏上显示。
1、手机APP通过扫描共享自行车锁上面的显示屏上的二维码获得该共享自行车锁当前密码的编号，这个编号是可以确认是哪一辆共享自行车的，生成租车请求，上传到数据中心。
2、数据中心接收手机APP发来的租车请求，解包以后，获得该一锁的密码的编号，通过编号知道该车是哪一辆车，更重要的是知道下次该车的开锁密码。将开锁密码下发到手机APP，同时开始租车计时。
3、手机APP显示开锁密码，用户从密码锁上的键盘输入密码，开锁使用共享自行车，此时，密码上的显示屏上原来的二维码消失。
4、使用共享自行车完毕后，用户锁车，密码锁触发使用下一组密码，并将下一组密码的编号与共享自行车的其它信息如借用次数、使用时间、车辆的车架号等生成锁车信息，利用密码锁上的二维码模块将锁车信息生成二维码，在显示屏上显示。
5、手机APP通过扫描二维码获得锁车信息，生成还车请求，上传到数据中心。
6、数据中心确认还车请求，停止计时，生成租车帐单，扣费完成。
这样，下次有用户要租车时，就再次用手机APP扫描密码锁上的显示屏上的APP，生成租车请求，形成再次租车。这里，用户利用用户APP租车时扫描的二维码和还车时扫描的二维码实践上是同一个二维码，对于数据中心来说，租车请求和还车请求可以根据以下的方式区分：
用户APP在生成租车请求和还车请求时直接标明是租车请求或者还车请求。
也可以由收到的顺序来判断，第一次收到这个编号时认为是还车请求，因此，找到该编号对应的共享自行车，将其由租出状态变为收回状态，并对计时结束，并将该编号取代该共享自行车在数据库中相应的参数，更新该共享自行车的密码。第二次收到这个编号时，查找没有租出的共享自行车的中该编号对应的共享自行车，获取其密码下传到用户APP。

Claims (10)

1.一种控制共享自行车电子锁的通信方法，该方法借助于用户手机终端安装的共享自行车管理系统用户APP与共享自行车管理系统中的数据中心建立通信实现，其特征在于：包括以下步骤：
步骤A、用户手机终端与共享自行车建立通讯联系，用户手机终端通过与准备借用的共享自行车联系，获取该自行车的有关信息，生成租用该共享自行车的的租车请求，使用用户手机终端APP上传所述的租车请求到数据中心，在所述的租车请求中至少包括表示租用的该共享自行车的唯一的标识码；
步骤B、数据中心收到用户请求后，获得所述的共享自行车的标识码，从数据库中记载的该共享自行车的信息中，获取该共享自行车电子锁的开锁密码，下传到用户手机终端APP，数据中心开始计时，用户通过手机终端APP获取的开锁密码，控制该共享自行车的电子锁打开；
步骤C、用户使用共享自行车后还车时，锁车，共享自行车电子锁产生锁车信息；
步骤D、手机终端APP获得锁车信息，产生还车请求上传数据中心，数据中心确认还车请求，确认还车，停止计时，生成用户帐单，扣费，结束本次共享自行车租用。
2.根据权利要求1所述的控制共享自行车电子锁的通信方法，其特征在于：所述的用户手机终端是通过扫描共享自行车上的二维码实现与该共享自行车的通信，获取该共享自行车的唯一的标识码的。
3.根据权利要求2所述的控制共享自行车电子锁的通信方法，其特征在于：所述的共享自行车上的二维码是显示在电子锁的显示屏上的，该二维码是电子锁中的二维码生成模块根据该共享自行车本身的信息生成的。
4.根据权利要求1所述的控制共享自行车电子锁的通信方法，其特征在于：所述的用户手机终端APP通过NFC模块读取设置在共享自行车上NFC芯片实现与该共享自行车的通信，获取该共享自行车的唯一的标识码的。
5.根据权利要求1或2或3所述的共享自行车开锁的通信方法，其特征在于：所述的步骤B中，用户通过看到手机终端APP上显示的密码，手动从电子锁的键盘上输入密码打开电子锁。
6.根据权利要求1或4所述的控制共享自行车电子锁的通信方法，其特征在于：所述的步骤B中，手机终端APP通过NFC模块写入共享自行车上NFC芯片实现电子锁开锁。
7.根据权利要求3所述的控制共享自行车电子锁的通信方法，其特征在于：
共享自行车电子锁产生的锁车信息中包括下次开电子锁的新密码；
新密码的生成过程如下：
事先，在锁体内和数据中心均保存数组密码、每组密码对应一个唯一的编号；
锁车时，触发当前密码失效，从其它密码中选择一组密码做下次开锁的新密码；
所述的锁车信息中包含了新密码对应的编号；
将锁车信息生成的二维码直到下次开锁后才在显示屏上消失，租车时用户手机终端APP扫描的也是该显示屏上的这个二维码，表示租用的共享自行车的唯一的标识码就是新密码对应的编号。
8.一种共享自行车电子锁，包括键盘、控制机构、执行机构，控制机构在键盘输入正确的密码后控制执行机构开锁；其特征在于：还包括显示屏，密码生成模块、所述的执行机构在起锁时触发密码生成模块生成下次开锁的密码在所述的显示屏上显示。
9.根据权利要求8所述的共享自行车电子锁，其特征在于：在所述的密码生成模块中有数组密码，每组密码对应一个唯一的编号，当使用一组密码开锁以后，该组密码立即失效，在锁车时从其它密码中选择一组作为下次开锁的新密码，并在显示屏上显示该新密码对应的编号。
10.根据权利要求8或9所述的共享自行车电子锁，其特征在于：还包括二维码生成模块，所述的二维码生成模块与密码生成模块相连，将新产生的密码信息生成二维在显示屏上显示。
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