CN113284276A - 一种车锁控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及自动锁车及解锁技术领域，具体公开了一种车锁控制系统。车载端和用户端，用户端包括第一通信模块、距离检测模块，车载端包括第二通信模块、车锁控制模块、视野获取模块以及距离设置模块。通过获取当前停放地点的视野距离，设置距离阈值，当检测到用户端与车载端之间距离由小于距离阈值变化为大于距离阈值时，控制车轮锁锁定，当由大于距离阈值变化为小于距离阈值时，控制车轮锁开启。使用户不需要手动进行锁车和解锁，并且在用户能够观测到自行车时不锁车，不能观测到自行车时，再进行锁车，减少车轮锁开合次数，增加车轮锁使用寿命。

Description

一种车锁控制系统
技术领域
本发明涉及自动锁车及解锁技术领域，具体涉及了一种车锁控制系统。
背景技术
自行车是一种非常健康的代步工具，它可以大大缩短两地之间所花费的时间，并且让人们的身体得到很好的锻炼，并且绿色环保，不会排放出尾气对环境产生污染，还能减少城市交通负载的压力，因此在节能、减排、环保的科学发展新理念下，自行车因为其便捷和环保等特性，逐渐成为人们所青睐的交通工具。
当人们在停靠自行车后，通常是通过车轮锁将自行车的车轮锁定，防止自行车被盗窃，但是无论是在开锁还是上锁时，都相当的麻烦，并且钥匙携带不方便，容易丢失，因此亟待一种能够自动锁定自行车的一种车锁控制系统。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种车锁控制系统，帮助用户停放自行车后，自动锁定自行车的车轮锁。
本发明提供的基础方案：一种车锁控制系统，包括车轮锁，还包括车载端和用户端，所述用户端包括第一通信模块、距离检测模块，所述车载端包括第二通信模块、车锁控制模块、视野获取模块以及距离设置模块；
用户端用于发出开锁或锁定信号，第一通信模块与第二通信模块网络连接，用于将用户端发出的开锁信号或锁定信号发送给第二通信模块；
第二通信模块，用于接收第一通信模块所发送的信号；
视野获取模块，用于获取车载端所处位置的视野距离；
距离设置模块，用于将视野距离设置为距离阈值，第二通信模块还用于将设置的距离阈值发送给第一通信模块；
距离检测模块，用于检测用户端与车载端之间的距离，当检测到的距离由小于距离阈值变化为大于距离阈值时，用户端发送锁定信号，当检测到的距离由大于距离阈值变化为小于距离阈值时，用户端发送开锁信号；
车锁控制模块，用于根据接收到的信号控制车轮锁开锁或者锁定。
本发明的原理及优点在于：检测用户端与车载端之间的距离，并设有距离阈值，当检测到的距离由小于距离阈值变化为大于距离阈值，此时说明用户是在停放自行车后远离自行车，因此用户端通过第一通信模块向第二通信模块发送锁定信号，第二通信模块接收到锁定信号后，车锁控制模块控制车轮锁锁定。当检测到的距离由大于距离阈值变化为小于距离阈值，此时说明用户是在向自行车靠近，因此用户端通过第一通信模块向第二通信模块发送开锁信号，第二通信模块接收到开锁信号后，车锁控制模块控制车轮锁开锁。并且距离阈值为车载端所处位置的视野距离，因此可知用户在视野距离内，也能够观测到搭载了车载端的自行车的情况，在用户进行停靠后，只有当检测到的距离超过距离阈值后，才会控制车轮锁锁定，在用户临时停靠并在距离阈值内处理其他事务时，并不会将车轮锁锁定，从而确定在用户能够观测到自行车情况时，不对自行车进行锁定，而在观测不到自行车情况时，对自行车进行锁定，避免了不必要的锁定，增长车轮锁的使用寿命。相比于现有技术，本发明无需用户手动开锁或是解锁，在停车并远离自行车一定距离后，自动控制车轮锁锁定，在靠近自行车时，自动控制车轮锁开锁，更加方便便捷。
进一步，所述用户端还包括轨迹检测模块，所述轨迹检测模块用于检测用户端移动的轨迹，当检测到的距离由大于距离阈值变化为小于距离阈值，且用户端移动的轨迹朝向车载端时，用户端才发送开锁信号。
通过检测用户端的移动轨迹，只有当用户端的移动轨迹朝向车载端时，用户端才会通过第一通信模块发出开锁信号，避免了因用户路过自行车，而并没有乘车意图时，车轮锁被开锁。
进一步，所述车载端还包括环境记录模块和环境检测模块；
环境记录模块，用于记录自行车的常用停放地点，所述常用停放地点为用户手动录入；
环境检测模块，用于检测自行车当前停放地点是否为常用停放地点；
所述距离设置模块还用于，当检测到自行车当前停放地点为非常用停放地点时，减小距离阈值。
通过环境记录模块记录用户停放自行车的常用停放地点，常用停放地点为用户手动录入，一般为学校、公司、小区等相对比较安全的地方，被盗风险较小，而除这些地点外，便为陌生地点，在陌生地点，自行车被盗的风险相对较大，因此减少距离阈值。
进一步，所述环境检测模块还包括监控检测模块，所述监控检测模块内置有城市监控摄像头的覆盖范围图，用于检测自行车当前停放地点是否处于城市监控摄像头的监控范围内；
所述车锁控制模块还用于当检测到自行车当前停放地点处于城市监控摄像头的监控范围内，且当前停放地点为常用停放地点时，控制车轮锁不锁定。
检测自行车当前的停放地点是否是在城市监控摄像头的监控范围之内，当在监控范围内，且为常用停放地点时，此时自行车被盗的风险非常小，便控制车轮锁不锁定，减少车轮锁开合的次数，增长车轮锁的使用寿命。
进一步，所述环境检测模块还包括时间记录模块；
时间记录模块，当自行车当前停放区域为城市监控摄像头的监控范围内，且当前停放区域为非常用停放地点时，记录用户端与车载端之间的距离超出距离阈值的时间，记为离开时间；
时间记录模块有内置的时间阈值，所述车锁控制模块还用于当离开时间大于时间阈值时，控制车轮锁锁定，当离开时间小于时间阈值时，控制车轮锁不锁定。
当自行当前停放区域在城市监控摄像头的监控范围下，但是当前停留区域为非常用停放地点时，记录用户的离开时间，当离开时间大于预设的时间阈值后，才控制车轮锁锁定。在陌生地点，并且是在城市监控摄像头的监控范围下，短时间停放被盗风险较小，因此若用户在短时间内范围，则控制车轮锁不锁定，减少车轮锁开合次数，增长车轮锁使用寿命。
进一步，所述环境检测模块还包括人员检测模块，所述人员检测模块用于检测当前停放地点的人流量；
所述距离设置模块还用于根据当前停放地点的人流量设置距离阈值。
检测当前停放地点的人流量，因停放地点人流量的不同，自行车被盗的几率也不同，因此根据人流量设置距离阈值。
进一步，当人流量在每分钟5人次以下时，所述距离设置模块所设置的距离阈值小于正常阈值；
当人流量在每分钟5-30人次时，所设置的距离阈值等于正常距离阈值；
当人流量在每分钟中30人次以上时，所设置的距离阈值小于正常距离阈值。
人流量在每分钟5人次以下时，当前停放地点的人流量较低，在人流量较低的地点，盗贼盗窃自行车的几率较大，因此设置距离阈值小于距离阈值。当人流量在每分钟5-30人次时，当前停放地点的人流量正常，在人流量正常的地点，是盗贼不会轻易作案的地点，因此在人流量正常的地点，距离阈值设置为正常距离阈值即可。当人流量在每分钟30人次以上时，当前停放地点的人流量较高，人流量较高的地点由于人数较多，盗贼容易浑水摸鱼进行作案，因此在人流量较高的地点，设置距离阈值小于正常距离阈值。
进一步，所述视野获取模块还用于获取各个方位的视野距离，所述距离设置模块还用于根据轨迹检测模块所监测到的用户移动轨迹的方位和该方位的视野距离设置距离阈值。
由于不同方位的视野距离有所差别，因此在用户向不同方位移动时，根据该方位的视野距离设置距离阈值。
进一步，所述用户端还包括信号检测模块；
信号检测模块，用于检测第一通信模块与第二通信模块之间的信号强度；
信号判断模块，用于判断第一通信模块与第二通信模块之间的每秒信号强度变化率，信号判断模块有预设的变化率阈值；
用户端在每秒信号强度变化率大于变化率阈值时，发送锁定信号。
检测第一通信模块与第二通信模块之间的信号强度，判断每秒信号强度变化率，当每秒信号强度变化率大于预设的变化率阈值时，用户端便通过第一通信模块向第二通信模块发送锁定信号。当用户与车载端之间没有其他障碍物时，随着用户远离自行车，第一通信模块与第二通信模块之间的信号强度会发生平滑的变化，慢慢地减少，此时每秒信号变化率不会超出预设的变化率阈值。而当用户和自行车之间出现障碍物时，第一通信模块与第二通信模块之间的信号强度会发生突变，陡然降低，此时每秒的信号强度变化率将大于预设的变化率阈值，而这时自行车也脱离了用户的视野范围，因此发送锁定信号，控制车轮锁锁定。并且是动态检测用户与自行车之间是否存在障碍物，当有移动障碍物突然出现，阻挡了用户观测自行车时，也能控制车轮锁锁定。
进一步，所述用户端还包括身份识别模块，所述身份识别模块用于进行身份识别，所述第一通信模块在身份识别通过后再发送开锁信号。
在用户端进行身份识别验证，验证通过后第一通信模块在发送开锁信号，防止他人获取用户端后进行开锁。
附图说明
图1为本发明一种车锁控制系统实施例一中车轮锁控制系统的逻辑框图；
图2为本发明一种车锁控制系统实施例一中车轮锁的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
附图标记说明：锁外圈1、限位件2、伸缩锁芯3。
实施例基本如附图1所示：
本实施例的一种车锁控制系统包括车载端、用户端以及车轮锁，其中用户端包括身份识别模块、第一通信模块、距离检测模块、轨迹检测模块，车载端包括第二通信模块、环境记录模块、环境检测模块、视野获取模块、距离设置模块以及车锁控制模块，所述车载端为安装在自行车上智能终端，用户端可以为智能手环或智能手机APP，在本实施例中，用户端为智能手机APP。
第一通信模块与第二通信模块通过无线网络连接，可以为WiFi网络、蓝牙网络、移动通信网络、ZigBee网络以及Lora网络中的一种或多种，在本实施例中，优选为蓝牙网络。用户端通过第一通信模块向第二通信模块发出开锁信号或者是锁定信号，同时，用户端还包括身份识别模块，用于进行身份识别，在本实施例中，身份识别模块为指纹识别模块，当身份识别通过后，用户端才会通过第一通信模块向第二通信模块发送开锁信号，防止他人获得用户端后进行开锁。车锁控制模块与第二通信模块电连接，车锁控制模块根据第二通信模块接收到的开锁信号或者是锁定信号，控制车轮锁开锁或者是锁定，车锁控制模块可以为单片机或者是PLC，在本实施例中，优选为STM32H系列高性能单片机。
车轮锁如图2所示，包括锁外圈1、限位条2以及伸缩锁芯3，在本实施例中，车轮锁通过限位条2固定自行车后轮的挡泥瓦上，车锁控制模块在接收到锁定信号后，控制伸缩锁芯3伸出，与锁外圈1形成闭环，此时车轮锁处于锁定状态。车锁控制模块在接收到开锁信号后，控制伸缩锁芯3缩进锁外圈1，此时车轮锁处于开锁状态。
视野获取模块为摄像头，通过现有的单目摄像头光学图像测距算法，测量出当前自行车停放地点的视野距离，距离设置模块将视野距离设置为距离阈值，通过第二通信模块将设置好的距离阈值发送给第一通信模块。
距离检测模块通过GPS技术，检测用户端与车载端之间的距离，当检测到的用户端与车载端之间的距离由小于距离阈值变化为大于距离阈值时，用户端通过第一通信模块向第二通信模块发送锁定信号，当检测到的用户端与车载端之间的距离由大于距离阈值变化为小于距离阈值时，用户端通过第一通信模块向第二通信模块发送开锁信号，从而实现了在用户远离自行车时，车轮锁锁定，用户靠近自行车时，车轮锁开锁。距离阈值为自行车停放地点的视野距离，因此在视野距离内，用户也能观测到自行车的情况。从而实现了自行车在用户视野范围内时，控制车轮锁不锁定，而自行车在用户视野范围外时，控制车轮锁锁定。
轨迹检测模块，以车载端的位置为原点，建立二维坐标系，检测用户端的移动轨迹，当用户端与车载端之间的距离由大于距离阈值变化为小于距离阈值，并且用户端的移动方向是朝向车载端时，用户端才会通过第一通信模块向第二通信模块发送开锁信号。因为有时用户进入距离阈值范围内，但并不是要去乘骑自行车，而只是路过，路过时用户的移动轨迹并不一定是朝向自行车。而当用户想要去乘骑自行车时，其移动轨迹一定是朝向自行车方向，从而实现了在只有在用户有乘骑意图时，才控制车轮锁开锁，而当用户只是路过时，不控制车轮锁开锁，避免了不必要的开锁和锁定，增长了车轮锁的使用寿命。
同时，在用户在停放自行车后远离自行车时，视野获取模块还根据轨迹检测模块检测到的用户移动的方位，测量用户当前移动方位的视野距离。具体的，当用户朝东方移动时，测量到东方的视野范围为25m，从而设置距离阈值为25m，当距离检测模块检测到用户移动到25m外时，车锁控制模块控制车轮锁锁定。而当用户朝西方移动时，测量到西方的视野范围为20m，当距离检测模块检测到用户移动到20m外时，车锁控制模块便控制车轮锁锁定。从而实现了用户朝不同方位移动，由于视野范围的不同，动态设置距离阈值，从而保证了在不同方位，自行车脱落当前方位用户的视野范围后，控制车轮锁锁定。
此外，用户可以通过环境记录模块，录入自己常用停放地点，环境记录模块通过GPS定位技术记录用户录入的常用停放地点，通常来说，常用停放地点为用户经常停放，且用户认为较安全的地点，如学校、公司、小区等。环境检测模块同样通过GPS定位检测用户当前的停放地点是否是用户常用的停放地点，而当检测到的当前的停放地点非用户设置的常用停放地点时，其安全性相对于常用停放地点较低，因此距离设置模块将减少所设置的距离阈值，在本实施例中，所减少的距离阈值为5m。
环境检测模块还包括有监控检测模块，监控检测模块中内置有城市监控摄像头的覆盖范围图，通过GPS定位检测用户当前停放地点是否在城市监控摄像头的覆盖范围下，而当检测到当前停放地点在城市监控摄像头的监控范围下，且为常用停放地点时，此时安全性较高，自行车被盗的可能很小，因此在这种情况下，便控制车轮锁不锁定，从而减少车轮锁开锁和锁定的次数，增长车轮锁的使用寿命。
环境检测模块还包括有时间记录模块，当检测到用户当前停放地点在城市监控摄像头的监控范围下，但是当前停放地点非用户常用停放地点时，记录用户端与车载端之间距离超出距离阈值的时间，并且时间记录模块中有内置的时间阈值，当用户端与车载端之间的距离超出车载端的距离后，车锁控制模块控制车轮锁锁定，具体的，在本实施例中，时间阈值为5分钟，当用户在上述环境下，离开与自行车之间的距离超过距离阈值达到5分钟以上后，车轮锁才锁定，若用户只是临时停靠，在5分钟内能够返回，则不锁定车轮锁。
实施例二
本实施例和实施例一的区别在于，环境检测模块还包括人员检测模块，用于检测当前停放地点的人流量，距离设置模块还根据当前停放地点的人流量设置距离阈值。
当人流量在每分钟5人次以下时，当前环境人口较少，盗贼在人口较少的环境下，容易作案，因此设置距离阈值小于正常距离阈值，具体的，减少在人流量为每分钟10人次以下时，减少5m的距离阈值。当人流量在每分钟5-30人次时，当前环境人口正常，此时盗贼作案也容易被其他人发现，因此不会轻易作案，所以设置距离阈值等于正常距离阈值。当人流量在每分钟30人次以上时，当前环境人口较多，人员密度大，盗贼容易浑水摸鱼进行作案，并且因为人口较多，监控也不容易拍摄到自行车被盗的具体情况，因此设置距离阈值小于正常距离阈值，同样是减少5m的距离阈值。
实施例三
本实施例和实施例一的区别在于，所述用户端还包括信号检测模块；
信号检测模块，用于检测第一通信模块与第二通信模块之间的信号强度；
信号判断模块，用于判断第一通信模块与第二通信模块之间的每秒信号强度变化率，信号判断模块有预设的变化率阈值；
用户端在每秒信号强度变化率大于变化率阈值时，发送锁定信号。
当用户在进行停靠，远离自行车的过程中，且用户和自行车之间没有其他障碍物时，第一通信模块和第二通信模块之间的信号强度，每秒都会随着用户远离自行车，平滑的变化，此时，每秒的信号强度变化率都会在预设的变化率阈值范围内，而当用户和自行车之间出现障碍物阻挡时，第一通信模块和第二通信模块之间的信号强度必然会发生突变，陡然降低，每秒信号变化率将大于预设的变化率阈值，而当用户和自行车之间出现障碍物阻挡时，也正是自行车脱离了用户的视野范围的时候，因此，当第一通信模块与第二通信模块之间的信号强度的每秒信号强度变化率大于预设的变化率阈值时，用户端便通过第一通信模块向第二通信模块发送锁定信号，控制车轮锁锁定。
实施例四
本实施例和实施例一的区别在于，所述环境记录模块还包括行为记录模块，所述行为记录模块用于记录用户停放频率为每周5次以上的地点，记录为高频率停放地点，并记录用户在高频率停放地点的返回时间，当环境检测模块检测到用户当前停放地点为高频率停放地点时，时间记录模块将时间阈值设置为用户在该高频率停放地点的返回时间。
例如，用户每天都会在某超市门口停放自行车，并且在每次超市门口停放10内分钟返回，行为记录模块记录通过GPS定位记录该超市门口的定位记录为该用户的高频率停放地点，并记录用户在该超市门口的返回时间为10分钟。车轮锁控制模块当用户将自行车停靠该超市门口时，且离开时间未超过10分钟时，控制车轮锁不锁定，而当离开时间超过10分钟后，再控制车轮锁锁定。
以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种车锁控制系统，包括车轮锁，其特征在于：还包括车载端和用户端，所述用户端包括第一通信模块、距离检测模块，所述车载端包括第二通信模块、车锁控制模块、视野获取模块以及距离设置模块；
用户端用于发出开锁或锁定信号，第一通信模块与第二通信模块网络连接，用于将用户端发出的开锁信号或锁定信号发送给第二通信模块；
第二通信模块，用于接收第一通信模块所发送的信号；
视野获取模块，用于获取车载端所处位置的视野距离；
距离设置模块，用于将视野距离设置为距离阈值，第二通信模块还用于将设置的距离阈值发送给第一通信模块；
距离检测模块，用于检测用户端与车载端之间的距离，当检测到的距离由小于距离阈值变化为大于距离阈值时，用户端发送锁定信号，当检测到的距离由大于距离阈值变化为小于距离阈值时，用户端发送开锁信号；
车锁控制模块，用于根据接收到的信号控制车轮锁开锁或者锁定。
2.根据权利要求1所述的一种车锁控制系统，其特征在于：所述用户端还包括轨迹检测模块，所述轨迹检测模块用于检测用户端的移动的轨迹，当检测到的距离由大于距离阈值变化为小于距离阈值，且用户端移动的轨迹朝向车载端时，用户端才发送开锁信号。
3.根据权利要求2所述的一种车锁控制系统，其特征在于：所述车载端还包括环境记录模块和环境检测模块；
环境记录模块，用于记录自行车的常用停放地点，所述常用停放地点为用户手动录入；
环境检测模块，用于检测自行车当前停放地点是否为常用停放地点；
所述距离设置模块还用于，当检测到自行车当前停放地点为非常用停放地点时，减小距离阈值。
4.根据权利要求3所述的一种车锁控制系统，其特征在于：所述环境检测模块还包括监控检测模块，所述监控检测模块内置有城市监控摄像头的覆盖范围图，用于检测自行车当前停放地点是否处于城市监控摄像头的监控范围内；
所述车锁控制模块还用于当检测到自行车当前停放地点处于城市监控摄像头的监控范围内，且当前停放地点为常用停放地点时，控制车轮锁不锁定。
5.根据权利要求4所述的一种车锁控制系统，其特征在于：所述环境检测模块还包括时间记录模块；
时间记录模块，当自行车当前停放区域为城市监控摄像头的监控范围内，且当前停放区域为非常用停放地点时，记录用户端与车载端之间的距离超出距离阈值的时间，记为离开时间；
时间记录模块有内置的时间阈值，所述车锁控制模块还用于当离开时间大于时间阈值时，控制车轮锁锁定，当离开时间小于时间阈值时，控制车轮锁不锁定。
6.根据权利要求3所述的一种车锁控制系统，其特征在于：所述环境检测模块还包括人员检测模块，所述人员检测模块用于检测当前停放地点的人流量；
所述距离设置模块还用于根据当前停放地点的人流量设置距离阈值。
7.根据权利要求6所述的一种车锁控制系统，其特征在于：当人流量在每分钟5人次以下时，所述距离设置模块所设置的距离阈值小于正常阈值；
当人流量在每分钟5-30人次时，所设置的距离阈值等于正常距离阈值；
当人流量在每分钟中30人次以上时，所设置的距离阈值小于正常距离阈值。
8.根据权利要求2所述的一种车锁控制系统，其特征在于：所述视野获取模块还用于获取各个方位的视野距离，所述距离设置模块还用于根据轨迹检测模块所监测到的用户移动轨迹的方位和该方位的视野距离设置距离阈值。
9.根据权利要求1所述的一种车锁控制系统，其特征在于：所述用户端还包括信号检测模块；
信号检测模块，用于检测第一通信模块与第二通信模块之间的信号强度；
信号判断模块，用于判断第一通信模块与第二通信模块之间的每秒信号强度变化率，信号判断模块有预设的变化率阈值；
用户端在每秒信号强度变化率大于变化率阈值时，发送锁定信号。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种车锁控制系统，其特征在于：所述用户端还包括身份识别模块，所述身份识别模块用于进行身份识别，所述用户端在身份识别通过后再发送开锁信号。
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