CN111366185A - 锁、车辆、车辆系统和锁的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物联网技术领域，公开了一种锁、车辆、车辆系统和锁的检测方法。锁包括导磁锁环、振荡电路以及控制单元；振荡电路包含所述电磁线圈，并以所述电磁线圈作为所述振荡电路中的振荡电感，电磁线圈套设于所述导磁锁环上；控制单元连接所述振荡电路的输出端。检测方法包括通过控制单元获取振荡电路的实时输出频率；确定所述实时输出频率与参照频率的差值，所述参照频率存储于所述控制单元内；根据所述实时输出频率和所述参照频率的差值判断所述锁是否被损坏。控制单元可以根据振荡电路的输出频率判断出锁环是否完整，进而及时检测出锁环的状态。

Description

锁、车辆、车辆系统和锁的检测方法

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，特别是涉及一种锁、车辆、车辆系统和锁的检测方法。

背景技术

目前国内许多城市都投放了大量的共享车辆，例如共享单车、共享电动车、共享汽车等，极大地方便了人们的出行。但随之一些问题应运而生，例如，一些素质低下、私欲较重的人会把共享车辆(尤其是共享单车和共享电动车)占为己有，私藏共享车辆并把智能锁的锁环锯开。而当前市场上的共享车辆自身无法判断出是否被非法移动，还是遭受人为破坏，从而无法准确上报相应的信息给服务器，导致运维人员无法及时对遭遇破坏的车辆进行处理、回收。

发明内容

基于此，有必要针对无法及时检测共享车辆的锁是否被破坏的问题，提供一种锁、车辆、车辆系统和锁的检测方法。

一种锁，包括：

导磁锁环；

振荡电路，包含电磁线圈，并以所述电磁线圈作为所述振荡电路中的振荡电感，所述电磁线圈套设于所述导磁锁环上；

控制单元，连接所述振荡电路的输出端。

在其中一个实施例中，还包括整形电路，所述整形电路连接所述振荡电路的输出端以及所述控制单元的输入端。

在其中一个实施例中，还包括控制开关和电源，所述控制开关连接于所述振荡电路和所述电源之间。

在其中一个实施例中，所述控制单元连接所述控制开关。

在其中一个实施例中，还包括控制开关，所述控制开关连接于所述振荡电路和所述控制单元之间。

一种车辆，包括如上所述的锁。

一种车辆系统，包括如上所述的车辆。

在其中一个实施例中，还包括服务器，所述服务器与所述车辆之间无线连接。

一种如上所述的锁的检测方法，包括：

通过控制单元获取振荡电路的实时输出频率；

将所述实时输出频率与参照频率进行对比，所述参照频率存储于所述控制单元内；

根据所述实时输出频率和所述参照频率的差值判断所述锁是否被损坏。

在其中一个实施例中，在通过控制单元获取振荡电路的实时输出频率的步骤之前，还包括：

检测关锁动作；

当检测到关锁动作时，获取振荡电路的当前输出频率，以此作为所述参照频率并存储。

本发明实施例提供的锁，在导磁锁环上套设电磁线圈，并以该套设于导磁锁环上的电磁线圈作为振荡电感接入到振荡电路中。振荡电路工作时，若锁环完整，电磁线圈上的电感值较大，振荡电路输出端的输出频率较低；若锁环不完整，例如被割断，电磁线圈上的电感值较小，振荡电路输出端的输出频率较高。由此，控制单元可以根据振荡电路的输出频率判断出锁环是否完整，进而及时检测出锁环的状态。

附图说明

图1为本发明实施例一所提供的锁的一种实施方式的结构示意图；

图2为本发明实施例一所提供的锁的振荡电路的结构示意图；

图3为本发明实施例一所提供的锁的一种实施方式的结构示意图；

图4为本发明实施例一所提供的锁的一种实施方式的结构示意图；

图5为本发明实施例四所提供的锁的检测方法的一种实施方式的流程图；

图6为本发明实施例四所提供的锁的检测方法的一种实施方式的流程图。

附图标记：

10-导磁锁环；11-电磁线圈；12-振荡电路；13-控制单元；14-整形电路；15-控制开关；16-电源。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的优选实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“周向”以及类似的表述是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

本发明实施例提供了一种锁，可用于共享技术领域，例如，用于固定共享单车或共享电动车等；也可以用于固定个人车辆。本申请中以共享单车为例进行描述。

一般地，锁车的过程是拉动锁环，通过锁环与锁体其他部件之间的配合锁定车辆的车轮。

如图1所示，本实施例所提供的锁包括导磁锁环10、套设于导磁锁环10外围的电磁线圈11、以电磁线圈11作为振荡电感的振荡电路12以及连接于振荡电路12输出端的控制单元13。

其中，导磁锁环10优选为采用软磁材料制成，可以为铁质材料制成的锁环，也可以为含铁合金材料制成的锁环，还可以采用其他软磁材料制成，在此不做具体限定。由于软磁材料易于磁化也易于退磁，因此，当线圈通电产生磁场，锁环易被磁化，当线圈断电，锁环上的磁性也易于退去，便于受电流控制。

作为一种可替换实施方式，导磁锁环还可以采用硬磁材料制成，例如铝等。还可以采用不锈钢材料制成。

电磁线圈11套设于导磁锁环10上，只要不影响锁环正常的拉动(关锁和开锁)，电磁线圈11在导磁锁环10上的套设位置不限。

由于磁路和电路一样都会沿磁阻(电阻)小的地方分布，而导磁锁环10上的磁阻比空气中的磁阻小很多，因此，当电磁线圈11通电后产生的磁场会集中沿导磁锁环10分布，即，磁通流经导磁锁环10，此时，电磁线圈11的磁场的强度得到增强。而当导磁锁环10不完整(被割断)时，电磁线圈11的磁场的强度则会相应的减弱。

图2为振荡电路的结构图，电磁线圈11的两端接入到振荡电路12中，即，振荡电路12中以套设于导磁锁环10上的电磁线圈11作为振荡电感。本实施例中的振荡电路12选用LC振荡电路，LC振荡电路是运用电容C和电感L的储能特性，让电磁两种能量交替转化，进而产生振荡。同时，在能量转化时，由于能量被损耗，因此，使用放大元件通过信号反馈的方式使不断被损耗的振荡信号被反馈放大，最终输出频率较为稳定的信号。

振荡电路12的输出振荡频率公式如下：

其中，Freq为输出频率，L为电磁线圈11的电感值，C为电容值。

由上式可知，振荡电路12的输出频率与电磁线圈11感应出的电感值有关，电感值越大，输出频率越小，电感值越小，输出频率越大。当导磁锁环10完整时，电磁线圈11的磁场强度较大，电感值较大，振荡电路12的输出频率较低。当导磁锁环10不完整时，即锁环被割断或完全被拔除时，电磁线圈11的磁场强度较小，电感值较小，振荡电路12的输出频率较高。例如，导磁锁环10完整时，振荡电路12的输出频率为10KHZ，导磁锁环10被割断后，振荡电路12的输出频率则可能会升高2-5倍。实际应用时，输出频率的变化幅度与振荡电路12中选取的电子元器件的属性有关。

本实施例中，电磁线圈11优选为低频线圈，振荡电路12优选为低频振荡电路，振荡电路12的输出频率优选为10KHZ-100KHZ之间，由此保证频率不会太低而造成振荡电路12中的电容体积较大以及检测周期过长、待机功耗的增加，同时又保证频率不会太高而对控制单元13的性能造成压力，硬件成本的增加。

本实施例中，控制单元13优选为单片机，控制单元13连接振荡电路12的输出端。控制单元13具有控制和处理功能，具体地，在本实施例中，控制单元13用于接收振荡电路12的输出信号，并分析得到振荡电路12的输出频率。而振荡电路12的输出频率可以反映出电感值，电感值与导磁锁环10的完整性有关，即，根据振荡电路12的输出频率可判断出导磁锁环10是否完整。

作为一种优选的实施方式，如图3所示，本实施例所提供的锁还包括整形电路14，整形电路14连接振荡电路12的输出端以及控制单元13的输入端。一般地，振荡电路12的输出端直接输出的是正弦波信号，通过整形电路14将正弦波信号调整为标准的方波信号，再输出至控制单元13，便于控制单元13对信号进行处理。具体地，整形电路14的输出端连接控制单元13的计数器输入引脚，控制单元13通过内部的定时器对整形电路14输出的方波信号进行单位时间内计数，最终处理为对应的频率，即为振荡电路12的输出频率。作为进一步优选的实施方式，本实施例中的整形电路14选用本领域中常用的整形电路，优选为施密特整形电路14。施密特整形电路14具有较强的抗干扰能力，有助于提高输出方波信号的准确性，避免对锁状态的误判。

作为一种优选的实施方式，如图4所示，本实施例所提供的锁还包括控制开关15和电源16，控制开关15连接于振荡电路12和电源16之间。控制开关15用于控制振荡电路12与电源16之间的通断，当需要检测锁的时候，接通控制开关15，电源16为振荡电路12供电，以使振荡电路12工作。当不需要检测锁的时候，则断开控制开关15，电源16停止为振荡电路12供电，振荡电路12停止工作。

作为进一步优选的实施方式，控制单元13连接控制开关15。即可通过控制单元13来控制开关15的通断。实际应用时，可通过控制单元13定时控制控制开关15的通断，一般是在车辆关锁后定时控制控制开关15的通断，以实现对振荡电路12输出频率的定时检测。检测间隔周期可以设置成为30s-60s之间，每次检测时间为10ms以内，检测间隔周期和检测时间可以按需设置，在此不作具体限制。

作为一种可替换实施方式，本实施例所提供的锁还包括控制开关15，控制开关15连接于振荡电路12和控制单元13之间。即，通过控制单元13来控制控制开关15的通断，当控制开关15接通振荡电路12和控制单元13后，可通过控制单元13为振荡电路12供电。

作为一种优选的实施方式，本实施例所提供的锁还包括第一无线通信单元，第一无线通信单元连接控制单元，用于对外发送控制单元的检测结果，例如发送给后台服务器，以便后台运维人员知晓。本实施例中，第一无线通信单元可以选用2G、3G、4G、5G等远距离通信模块，还可以选用其他远距离通信模块，只要能够实现将检测结果发送至后台服务器的功能均可。

实施例二

本发明实施例提供了一种车辆，该车辆可以为共享车辆，例如共享单车、共享电动车等，还可以为个人车辆，例如自行车、电动车等。

本实施例所提供的车辆包括实施例一中所提供的锁。该锁所包含的部件可以集成到传统的共享车辆中的智能锁内部。

作为一种优选的实施方式，本实施例所提供的车辆还包括第二无线通信单元，第二无线通信单元连接控制单元13。第二无线通信单元可以集成于锁体内部，第二无线通信单元集成于锁体内部时，第二无线通信单元即等同于实施例一中所述的第一无线通信单元。第二无线通信单元也可以单独设置于车辆的其他位置。第二无线通信单元主要用于接收控制单元13的判断结果，并上传后台服务器，以便运维人员及时知晓车辆状况，并采取相应措施。

本实施例中，第二无线通信单元可以选用2G、3G、4G、5G等远距离通信模块，还可以选用其他远距离通信模块，只要能够实现将检测结果发送至后台服务器的功能均可。

实施例三

本发明实施例提供了一种车辆系统，该车辆系统包括实施例二中所提供的车辆。

作为一种优选的实施方式，本实施例所提供的车辆系统还包括服务器，服务器与车辆之间通过实施例一中的第一无线通信单元或实施例二中的第二无线通信单元无线连接。服务器用于接收锁体内部控制单元13的判断结果，以便后台工作人员及时知晓车辆当前状况，并采取相应措施。

实施例四

本发明实施例提供了一种上述实施例一中所提供的锁的检测方法，如图5所示，包括以下步骤：

步骤S41：通过控制单元13获取振荡电路12的实时输出频率。具体内容可参见实施例一中的相关描述，在此不赘述。

需要说明的是，为保证控制单元13获取到的振荡电路12的输出频率较为稳定，一般可获取多次输出频率，以稳定后的输出频率作为后续计算值。

还需要说明的是，控制单元13在获取振荡电路12的输出频率之前，首先需要控制控制开关15闭合，以使振荡电路12接通电源16工作。

步骤S42：将实时输出频率与参照频率进行对比，参照频率存储于控制单元13内。参照频率为锁完整的情况下，振荡电路12的输出频率，控制单元13一般会预先记录参照频率并存储在内。当控制单元13获取到振荡电路12的实时输出频率后，从内部获取参照频率，将两者进行比对，计算出两者差值，以便后续判断。

步骤S43：根据实时输出频率和参照频率的差值判断锁是否被损坏。

当控制单元13计算出实时输出频率和参照频率的差值后，则可根据该差值判断锁是否完整，即，是否被损坏。

作为一种优选的实施方式，如图6所示，步骤S43具体包括以下步骤：

步骤S431：当实时输出频率和参照频率的差值位于预设范围内，则判断锁未被损坏。

步骤S432：当实时输出频率和参照频率的差值超出预设范围，则判断锁被损坏。

其中，预设范围为预先设置并存储在控制单元13内，预设范围可根据实际需求设定，例如10KHZ-50KHZ，或者15KHZ-45KHZ，还可以为其他范围。需要说明的是，一般情况下，锁环若被破坏，振荡电路12的输出频率会增大，因此，该预设范围一般为正数范围。

作为一种优选的实施方式，在步骤S41之前，还包括以下步骤：

步骤S401：检测关锁动作。检测关锁动作的执行可以由控制单元13执行，也可以由共享车辆上原有的智能锁执行。

步骤S402：当检测到关锁动作时，获取振荡电路12的当前输出频率，以此作为参照频率并存储。

在用户关锁之后便控制振荡电路12工作，并获取振荡电路12的当前输出频率，并以该当前输出频率作为参照频率进行存储。这样有助于消除在长时间使用车辆后，电感量发生微小变化而造成判断结果不准确的情况。

当未检测到关锁动作时，代表车辆正在使用中，此时振荡电路12保持不工作状态。

作为一种优选的实施方式，在步骤S43之后，还包括以下步骤：

步骤S44：将判断结果发送至服务器。

当控制单元13根据振荡电路12的输出频率判断出锁是否被损坏后，便将判断结果发送至后台服务器，以告知后台工作人员当前车辆的锁体状况，以便运维工作人员采取相应措施。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种锁，其特征在于，包括：

导磁锁环；

振荡电路，包含电磁线圈，并以所述电磁线圈作为所述振荡电路中的振荡电感，所述电磁线圈套设于所述导磁锁环上；

控制单元，连接所述振荡电路的输出端。

2.根据权利要求1所述的锁，其特征在于，还包括整形电路，所述整形电路连接所述振荡电路的输出端以及所述控制单元的输入端。

3.根据权利要求1所述的锁，其特征在于，还包括控制开关和电源，所述控制开关连接于所述振荡电路和所述电源之间。

4.根据权利要求3所述的锁，其特征在于，所述控制单元连接所述控制开关。

5.根据权利要求1所述的锁，其特征在于，还包括控制开关，所述控制开关连接于所述振荡电路和所述控制单元之间。

6.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的锁。

7.一种车辆系统，其特征在于，包括如权利要求6所述的车辆。

8.根据权利要求7所述的车辆系统，其特征在于，还包括服务器，所述服务器与所述车辆之间无线连接。

9.一种如权利要求1-5任一项所述的锁的检测方法，其特征在于，包括：

通过控制单元获取振荡电路的实时输出频率；

将所述实时输出频率与参照频率进行对比，所述参照频率存储于所述控制单元内；

根据所述实时输出频率和所述参照频率的差值判断所述锁是否被损坏。

10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，在通过控制单元获取振荡电路的实时输出频率的步骤之前，还包括：

检测关锁动作；

当检测到关锁动作时，获取振荡电路的当前输出频率，以此作为所述参照频率并存储。

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