CN206236192U - 智能车锁及智能单车 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种智能车锁及智能单车，该智能车锁包括主控器、近场通信模块、异常检测模块、NB‑IoT通信模块和供电模块；主控器分别与近场通信模块、异常检测模块、NB‑IoT通信模块和供电模块电连接；异常检测模块包湿度检测器、温度检测器、电流检测器、速度检测器、加速度检测器中的一种或多种；NB‑IoT通信模块包括依次连接的微处理器、射频芯片和天线，微处理器与主控器连接。本实用新型实施例的智能车锁及智能单车，能够解决现有的车锁通信方式功耗大且信号穿透能力弱，影响车锁整体的使用寿命，且影响通信效果的问题。

Description

智能车锁及智能单车

技术领域

本实用新型涉及智能单车技术领域，具体而言，涉及一种智能车锁及智能单车。

背景技术

为了方便人们出行以及响应绿色低碳的生活理念，很多城市都建立了单车共享系统，为市民提供大量的公共单车，给人们的生活带来了极大的便捷。

目前，共享单车系统中，为每个单车都配备有车锁，当用户需要使用单车时，用户利用预先获取的密码或者钥匙开启车锁，使用单车，当用户停止骑车时，用户将单车固定在固定桩上，并关闭车锁。

现有的单车车锁在与后台服务器进行通信时，大多采用2G通信技术，如利用GSM通信模块或者GPRS通信模块与后台服务器进行通信，然而，现有的这种通信方式功耗大且信号穿透能力弱，影响车锁整体的使用寿命，且影响通信效果。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种智能车锁及智能单车，以解决现有的车锁通信方式功耗大且信号穿透能力弱，影响车锁整体的使用寿命，且影响通信效果的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种智能车锁，所述智能车锁包括主控器、近场通信模块、异常检测模块、NB-IoT通信模块和供电模块；所述主控器分别与所述近场通信模块、所述异常检测模块、所述NB-IoT通信模块和所述供电模块电连接；所述异常检测模块包湿度检测器、温度检测器、电流检测器、速度检测器、加速度检测器中的一种或多种，所述湿度检测器、所述温度检测器、所述电流检测器、所述速度检测器和所述加速度检测器分别与所述主控器连接；所述NB-IoT通信模块包括依次连接的微处理器、射频芯片和天线，所述微处理器与所述主控器连接，用于接收所述主控器发送的数据，所述射频芯片用于将所述数据转换成电磁波，所述天线用于将所述电磁波发送至远程服务器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第一种可能的实施方式，其中，所述供电模块包括太阳能发电盒和蓄电池，所述太阳能发电盒内部设置有双面太阳能发电板和多个反光板；所述双面太阳能发电板与所述蓄电池电连接，多个所述反光板用于将太阳光反射至所述双面太阳能发电板；所述双面太阳能发电板的上方和下方分别设置有钢化玻璃，所述钢化玻璃和所述双面太阳能发电板通过粘接剂连接。

结合第一方面第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面第二种可能的实施方式，其中，所述供电模块还包括限流元件和通断控制元件，所述双面太阳能发电板、所述限流元件、所述通断控制元件、所述蓄电池电依次连接；所述限流元件用于限制所述蓄电池的充电电流大小，所述通断控制元件用于控制所述双面太阳能发电板与所述蓄电池之间的通断关系。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第三种可能的实施方式，其中，所述智能车锁内部设置有与所述主控器电连接的计时器，所述计时器用于记录所述智能车锁的工作时长，所述主控器将所述工作时长通过所述NB-IoT通信模块发送至所述远程服务器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第四种可能的实施方式，其中，所述智能车锁还包括防丢电路，所述防丢电路包括振动传感器和报警器，所述振动传感器和所述报警器分别与所述主控器连接；所述主控器接收所述振动传感器发送的振动信号，向所述报警器发送报警指令。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第五种可能的实施方式，其中，所述智能车锁的外表面还设置有通信状态指示灯，所述通信状态指示灯与所述主控器电连接。

结合第一方面上述的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面第六种可能的实施方式，其中，所述智能车锁还包括机械传动模块、开锁检测模块和关锁检测模块，所述机械传动模块、所述开锁检测模块、所述关锁检测模块分别与所述主控器电连接；所述机械传动模块用于执行开锁或者关锁操作，所述开锁检测模块用于检测所述智能车锁是否处于开锁状态，所述关锁检测模块用于检测所述智能车锁是否处于关锁状态。

结合第一方面第六种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面第七种可能的实施方式，其中，所述智能车锁内部还设置有锁舌；所述智能车锁外表面设置有锁舌出口；所述机械传动模块包括依次连接的电机、蜗轮和蜗杆，所述电机通过所述蜗轮和所述蜗杆驱动所述锁舌从所述锁舌出口伸出至关锁位置，或者驱动所述锁舌从所述关锁位置回缩至所述锁舌出口。

结合第一方面第六种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面第八种可能的实施方式，其中，所述开锁检测模块包括第一微动开关，所述关锁检测模块包括第二微动开关。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种智能单车，所述智能单车包括上述第一方面所述的智能车锁。

本实用新型实施例中，智能车锁包括主控器、近场通信模块、异常检测模块、NB-IoT通信模块和供电模块；主控器分别与近场通信模块、异常检测模块、NB-IoT通信模块和供电模块电连接；NB-IoT通信模块包括依次连接的微处理器、射频芯片和天线，微处理器与主控器连接，用于接收主控器发送的数据，射频芯片用于将数据转换成电磁波，天线用于将电磁波发送至远程服务器。本实用新型实施例中的智能车锁及智能单车，通过NB-IoT通信模块与远程服务器通信，具有功耗低且信号穿透能力强的优点，能够延长车锁整体的使用寿命，提高通信效果，从而解决现有的车锁通信方式功耗大且信号穿透能力弱，影响车锁整体的使用寿命，且影响通信效果的问题。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的智能车锁的第一种模块组成示意图；

图2为本实用新型实施例提供的供电模块的组成示意图；

图3为本实用新型实施例提供的供电模块的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的智能车锁的第二种模块组成示意图；以及

图5为本实用新型实施例提供的智能车锁的结构示意图。

附图标记：

太阳能发电盒51、蓄电池52；

双面太阳能发电板511、反光板512、钢化玻璃513；

锁舌200、电机91、蜗轮92、蜗杆93、开锁检测模块10、关锁检测模块11。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

考虑到现有的单车车锁与后台服务器之间的通信方式功耗大且信号穿透能力弱，影响车锁整体的使用寿命，且影响通信效果，本实用新型提供了一种智能车锁及智能单车，下面结合实施例进行详细描述。

图1为本实用新型实施例提供的智能车锁的第一种模块组成示意图，如图1所示，本实施例中的智能车锁包括主控器1、近场通信模块2、异常检测模块3、NB-IoT通信模块4和供电模块5；主控器1分别与近场通信模块2、异常检测模块3、NB-IoT通信模块4和供电模块5电连接；异常检测模块3包湿度检测器、温度检测器、电流检测器、速度检测器、加速度检测器中的一种或多种，湿度检测器、温度检测器、电流检测器、速度检测器和加速度检测器分别与主控器1连接；NB-IoT通信模块4包括依次连接的微处理器41、射频芯片42和天线43，微处理器41与主控器1连接，用于接收主控器1发送的数据，射频芯片42用于将数据转换成电磁波，天线43用于将电磁波发送至远程服务器。

本实用新型实施例中，智能车锁包括主控器1、近场通信模块2、异常检测模块3、NB-IoT通信模块4和供电模块5；主控器1分别与近场通信模块2、异常检测模块3、NB-IoT通信模块4和供电模块5电连接；NB-IoT通信模块4包括依次连接的微处理器41、射频芯片42和天线43，微处理器41与主控器1连接，用于接收主控器1发送的数据，射频芯片42用于将数据转换成电磁波，天线43用于将电磁波发送至远程服务器。本实用新型实施例中的智能车锁通过NB-IoT通信模块4与远程服务器通信，具有功耗低且信号穿透能力强的优点，能够延长车锁整体的使用寿命，提高通信效果，从而解决现有的车锁通信方式功耗大且信号穿透能力弱，影响车锁整体的使用寿命，且影响通信效果的问题。

本实用新型实施例中，主控器1可以通过MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)芯片实现，用于负责智能车锁中其他各个模块的控制工作，以及负责车锁的整体工作过程的控制；近场通信模块2可以通过蓝牙芯片实现，用于与移动终端，如手机进行近场通信；异常检测模块3能够通过多种传感器实现，用于检测车锁的湿度、温度、电流、速度、加速度中的一项或多项，NB-IoT通信模块4可以通过NB-IoT通信芯片实现，用于与远程服务器进行远场通信；供电模块5用于为智能车锁供电。本实用新型实施例中，MCU芯片、蓝牙芯片、NB-IoT通信芯片、异常检测模块3中多种传感器的具体型号不做限定，可以根据实际需要进行选择。

本实施例中，智能车锁还可以包括定位模块，定位模块可以通过GPS(GlobalPositioning System,全球定位系统)定位芯片实现，用于实时确定智能车锁的位置，通过主控器1、定位模块和NB-IoT通信模块4的相互配合，还能够将智能车锁的实时位置信息发送至远程服务器，起到监控智能车锁位置的效果。

本实施例中，基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)通信模块通过专门的基站与远程服务器通信，采用NB-IoT通信模块4与远程服务器通信，与现有技术中采用GSM(Global System for Mobile Communication，全球移动通信系统)通信模块或者GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务)通信模块的通信方式相比，还具有覆盖广、连接多、成本低，节省通信成本的优势。

本实施例中，异常检测模块3能够由多种传感器实现，如湿度传感器、温度传感器、电流传感器、速度传感器、加速度传感器中的一项或多项，这些传感器的型号能够根据需要选定。异常检测模块3将检测到的数据发送至主控器1，主控器1通过NB-IoT通信模块4发送至远程服务器，从而起到监控车锁状态，及时发现异常的效果。

图2为本实用新型实施例提供的供电模块5的组成示意图，如图2所示，本实施例中，供电模块5包括太阳能发电盒51和蓄电池52，太阳能发电盒51内部设置有双面太阳能发电板511和多个反光板512，双面太阳能发电板511与蓄电池52电连接，多个反光板512用于将太阳光反射至双面太阳能发电板511。

图3为本实用新型实施例提供的供电模块5的结构示意图，如图3所示，多个反光板512为三角形结构，位于双面太阳能发电板511的下方，双面太阳能发电板511的上方和下方分别设置有钢化玻璃513，钢化玻璃513和双面太阳能发电板511通过粘接剂连接。

具体地，通过双面太阳能发电板511发电，蓄电池52用于收集太阳能所发电量，钢化玻璃513具有良好的透光性，通过多个反光板512能够将太阳光反射至双面太阳能发电板511上，从而提高发电效率。

如图2所示，供电模块5还包括限流元件53和通断控制元件54，双面太阳能发电板511、限流元件53、通断控制元件54、蓄电池52电依次连接；限流元件53用于限制蓄电池52的充电电流大小，通断控制元件54用于控制双面太阳能发电板511与蓄电池52之间的通断关系。

具体地，通过限流元件53能够保证蓄电池52合适的充电电流大小，避免太阳光过强时，蓄电池52的充电电流过大导致充电故障。通断控制元件54包括电压检测器和电磁继电器，通过电压检测器检测蓄电池52中的电量，当蓄电池52中的电量饱和时，通过电磁继电器断开双面太阳能发电板511与蓄电池52之间的连接关系，从而避免充电过饱和的现象发生。

通过本实施例中的供电模块5，采用双面太阳能发电板511、钢化玻璃513和反光板512的组合，能够提高太阳能发电效率，通过通断控制元件54和限流元件53，能够保证太阳能充电的安全性。

图4为本实用新型实施例提供的智能车锁的第二种模块组成示意图，如图4所示，智能车锁内部设置有与主控器1电连接的计时器6，计时器6用于记录智能车锁的工作时长，主控器1将该工作时长通过NB-IoT通信模块4发送至远程服务器。通过设置计时器6，能够监控智能车锁的工作时长，当工作人员通过后台服务器发现某个车锁工作时长过长，如超过一个月时，可以人工进行检修，从而保证车锁的定期维修保养，保证车辆性能。

如图4所示，本实施例中的智能车锁还包括防丢电路7，防丢电路7包括振动传感器71和报警器72，振动传感器71和报警器72分别与主控器1连接；主控器1接收振动传感器71发送的振动信号，向报警器72发送报警指令。

本实施例中，振动传感器71包括加速度传感器和/或速度传感器，振动传感器71检测智能车锁的速度和/或加速度，并将检测到的数据发送至主控器1，主控器1内置有数据比较器，用于比较接收到的数据与预存的数据之间的大小关系，当接收到的数据大于预存的数据时，如速度超过预先存储的速度值时，或者加速度超过预先存储的加速度值时，主控器1认为车辆或者车锁被盗，向报警器72发送报警指令，报警器72根据报警指令进行报警。报警器72能够为声、光、电、振动报警器72中的一种或组合。通过防丢电路7能够防止车辆或者车锁被盗，提高车辆或者车锁的安全性。

如图4所示，本实施例中的智能车锁还包括通信状态指示灯8，通信状态指示灯8设置于智能车锁的外表面，通信状态指示灯8与主控器1电连接，通信状态指示灯8用于指示智能车锁是否处于通信状态。当智能车锁中的近场通信模块2或者NB-IoT通信模块4处于数据传输状态时，主控器1控制通信状态指示灯8亮起，表示智能车锁处于近场或远场通信状态。通过通信状态指示灯8能够便于用户知晓智能车锁是否能够正常通信，从而帮助用户排查智能车锁的故障问题。通信状态指示灯8能够为LED(Light Emitting Diode，发光二极管)灯。

如图4所示吗，智能车锁还包括机械传动模块9、开锁检测模块10和关锁检测模块11，机械传动模块9、开锁检测模块10、关锁检测模块11分别与主控器11电连接；机械传动模块9用于执行开锁或者关锁操作，开锁检测模块10用于检测智能车锁是否处于开锁状态，关锁检测模块11用于检测智能车锁是否处于关锁状态。

图5为本实用新型实施例提供的智能车锁的结构示意图，如图5所示，智能车锁内部还设置有锁舌200；智能车锁外表面设置有锁舌出口A；机械传动模块9包括依次连接的电机91、蜗轮92和蜗杆93，电机91通过蜗轮92和蜗杆93驱动锁舌200从锁舌出口A伸出至关锁位置B，以完成关锁动作，或者驱动锁舌从关锁位置回缩至锁舌200出口A，以完成开锁动作。

具体地，主控器1向机械传动模块9中的电机91发送关锁指令，电机91接收到关锁指令后电机91的输出轴开始旋转，电机91的输出轴旋转时带动蜗轮92沿第一关锁方向旋转，蜗轮92沿第一关锁方向旋转时，带动蜗杆93沿第二关锁方向旋转，蜗杆93沿第二关锁方向旋转时，通过齿轮啮合带动锁舌200从锁舌出口A伸出至关锁位置，从而实现关锁动作。

相应地，主控器1向机械传动模块9中的电机91发送开锁指令，电机91接收到开锁指令后电机91的输出轴开始旋转，电机91的输出轴旋转时带动蜗轮92沿第一开锁方向旋转，蜗轮92沿第一开锁方向旋转时，带动蜗杆93沿第二开锁方向旋转，蜗杆93沿第二开锁方向旋转时，通过齿轮啮合带动锁舌200从关锁位置B回缩至锁舌出口A，从而实现开锁动作。

其中，电机91为直流电机91，第一关锁方向与第一开锁方向相反，第二关锁方向与第二开锁方向相反。

如图5所示，开锁检测模块10包括第一微动开关，关锁检测模块11包括第二微动开关，第一微动开关的弹片上设置有第一触点，第二微动开关的弹片上设置有第二触点，当智能锁开锁时，锁舌200与第一微动开关上的第一触点相接触，与第二微动开关上的第二触点脱离，第一微动开关向主控器11发送开锁状态信号。当智能锁关锁时，锁舌200与第一微动开关上的第一触点脱离，与第二微动开关上的第二触点相接触，第二微动开关向主控器11发送关锁状态信号。

本实施例中的开关锁方式简单方便，通过微动开关检测车锁状态，易于实现，检测效果良好。

对应上述的智能车锁，本实用新型实施例还提供了一种智能单车，该智能单车包括上述的智能车锁。该智能单车与远程服务器通信时，具有功耗低且信号穿透能力强的优点，能够延长车锁整体的使用寿命，提高通信效果，从而解决现有的车锁通信方式功耗大且信号穿透能力弱，影响车锁整体的使用寿命，且影响通信效果的问题。

本实施例中的智能单车利用NB-IoT通信模块4与远程服务器通信的一种场景是：用户使用APP扫描智能车锁上的二维码或在APP中输入密码后，智能车锁通过NB-IoT通信模块4和远程服务器通信，寻求用户信息验证，用户信息验证通过时，远程服务器向NB-IoT通信模块4发送开锁指令，主控器1控制机械传动模块9进行开锁。

本实施例中的智能单车利用NB-IoT通信模块4与远程服务器通信的另一种场景是：用户手动关锁，智能车锁检测到处于关锁状态后，向通过NB-IoT通信模块4向远程服务器发送关锁时间、当前位置等信息。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种智能车锁，其特征在于，所述智能车锁包括主控器、近场通信模块、异常检测模块、NB-IoT通信模块和供电模块；

所述主控器分别与所述近场通信模块、所述异常检测模块、所述NB-IoT通信模块和所述供电模块电连接；

所述异常检测模块包湿度检测器、温度检测器、电流检测器、速度检测器、加速度检测器中的一种或多种，所述湿度检测器、所述温度检测器、所述电流检测器、所述速度检测器和所述加速度检测器分别与所述主控器连接；

所述NB-IoT通信模块包括依次连接的微处理器、射频芯片和天线，所述微处理器与所述主控器连接，用于接收所述主控器发送的数据，所述射频芯片用于将所述数据转换成电磁波，所述天线用于将所述电磁波发送至远程服务器。

2.根据权利要求1所述的智能车锁，其特征在于，所述供电模块包括太阳能发电盒和蓄电池，所述太阳能发电盒内部设置有双面太阳能发电板和多个反光板；

所述双面太阳能发电板与所述蓄电池电连接，多个所述反光板用于将太阳光反射至所述双面太阳能发电板；

所述双面太阳能发电板的上方和下方分别设置有钢化玻璃，所述钢化玻璃和所述双面太阳能发电板通过粘接剂连接。

3.根据权利要求2所述的智能车锁，其特征在于，所述供电模块还包括限流元件和通断控制元件，所述双面太阳能发电板、所述限流元件、所述通断控制元件、所述蓄电池电依次连接；

所述限流元件用于限制所述蓄电池的充电电流大小，所述通断控制元件用于控制所述双面太阳能发电板与所述蓄电池之间的通断关系。

4.根据权利要求1所述的智能车锁，其特征在于，所述智能车锁内部设置有与所述主控器电连接的计时器，所述计时器用于记录所述智能车锁的工作时长，所述主控器将所述工作时长通过所述NB-IoT通信模块发送至所述远程服务器。

5.根据权利要求1所述的智能车锁，其特征在于，所述智能车锁还包括防丢电路，所述防丢电路包括振动传感器和报警器，所述振动传感器和所述报警器分别与所述主控器连接；

所述主控器接收所述振动传感器发送的振动信号，向所述报警器发送报警指令。

6.根据权利要求1所述的智能车锁，其特征在于，所述智能车锁的外表面还设置有通信状态指示灯，所述通信状态指示灯与所述主控器电连接。

7.根据权利要求1至6任一项所述的智能车锁，其特征在于，所述智能车锁还包括机械传动模块、开锁检测模块和关锁检测模块，所述机械传动模块、所述开锁检测模块、所述关锁检测模块分别与所述主控器电连接；

所述机械传动模块用于执行开锁或者关锁操作，所述开锁检测模块用于检测所述智能车锁是否处于开锁状态，所述关锁检测模块用于检测所述智能车锁是否处于关锁状态。

8.根据权利要求7所述的智能车锁，其特征在于，所述智能车锁内部还设置有锁舌；所述智能车锁外表面设置有锁舌出口；

所述机械传动模块包括依次连接的电机、蜗轮和蜗杆，所述电机通过所述蜗轮和所述蜗杆驱动所述锁舌从所述锁舌出口伸出至关锁位置，或者驱动所述锁舌从所述关锁位置回缩至所述锁舌出口。

9.根据权利要求7所述的智能车锁，其特征在于，所述开锁检测模块包括第一微动开关，所述关锁检测模块包括第二微动开关。

10.一种智能单车，其特征在于，所述智能单车包括如权利要求1至9任一项所述的智能车锁。