CN207419305U - 一种智能地锁系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种智能地锁系统。所述智能地锁系统包括一个地锁管理中心和与所述地锁管理中心无线通信的多个地锁单元和多个手机终端。所述地锁单元包括：地锁本体，电源模块，中央处理单元，与所述中央处理单元相连的第一通信模块、传感器模块和执行模块。所述传感器模块用于向所述中央处理单元发送地锁状态信息。所述第一通信模块采用NB‑IoT协议与所述地锁管理中心进行无线通信。由于NB‑IoT协议模块具有成本低、功耗小、连接能力强、并入数量高等优点，本实用新型可以降低系统运营成本，提高智能地锁终端电池使用时间，拓宽智能地锁终端适用范围，及大幅度提高同一区域智能地锁终端安装数量。

Description

一种智能地锁系统

技术领域

本实用新型涉及地锁技术领域，具体涉及一种用于室内外停车场/库的智能地锁系统。

背景技术

随着经济持续快速发展，人民生活水平不断提高，汽车的拥有量不断提高。汽车给人们的出行带来巨大便利的同时，也慢慢出现了一些负面影响，比如停车难、乱停车等。停车难和乱停车的原因很多，除了停车位资源有限之外，对现有停车资源的管理落后、车位、使用效率低也是非常突出的问题。

智能地锁系统涉及网络、通讯、电子、机械、等多个技术领域。现有的智能地锁普遍采用的核心通讯技术，不能满足智能地锁在现实各种环境中的广泛应用。现有远程遥控车位地锁(智能地锁)一般采用WIFI、蓝牙、ZigBee等短距离无线通信技术和2G、3G、4G/LTE等移动蜂窝通信技术。但现在常用的这些通讯协议无法真正满足智能地锁的一些特殊要求。比如，2G、3G、4G/LTE终端续航时长无法满足要求，其终端待机时长(不含业务)仅20天左右，更换电池成本高。且2G、3G、4G/LTE对典型场景网络覆盖不足，例如地下车库等覆盖盲点，室外基站无法实现全覆盖等。单个基站的接入数量有限(尤其要与该基站的其他接入竞争，比如使用该基站的人群和其他2G、3G、4G/LTE用户)。WIFI等短距离无线通讯技术存在部署成本高、通信距离近等问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提出一种智能地锁系统。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供一种智能地锁系统，包括一个地锁管理中心和与所述地锁管理中心无线通信的多个地锁单元和多个手机终端。所述地锁单元包括：地锁本体，电源模块，中央处理单元，与所述中央处理单元相连的第一通信模块、传感器模块和执行模块。所述传感器模块用于向所述中央处理单元发送地锁状态信息。所述第一通信模块采用NB-IoT协议与所述地锁管理中心进行无线通信。

进一步地，所述地锁单元还包括第二通信模块，所述第二通信模块能够以WIFI、蓝牙、红外、2G、3G、4G/LTE的一种或几种方式与所述手机终端进行无线通信。

进一步地，所述地锁状态信息包括：电池电压取样信号，表征车辆驶出或在位的状态信号。

进一步地，所述执行模块包括与所述中央处理单元相连的驱动电路和与所述驱动电路相连的电机，所述电机与所述地锁本体机械连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提出的一种智能地锁系统，包括一个地锁管理中心和与所述地锁管理中心无线通信的多个地锁单元和多个手机终端，所述地锁单元包括地锁本体、电源模块、中央处理单元、第一通信模块、传感器模块和执行模块。第一通信模块采用NB-IoT协议与所述地锁管理中心进行无线通信。由于NB-IoT协议模块具有成本低、功耗小、连接能力强、并入数量高等优点，本实用新型可以降低系统运营成本，提高智能地锁终端电池使用时间，拓宽智能地锁终端适用范围，及大幅度提高同一区域智能地锁终端安装数量。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种智能地锁系统的组成框图；

图2为图1中地锁单元的组成框图。

图中：1-地锁单元，11-中央处理单元，12-电源模块，13-地锁本体，14-传感器模块，15-执行模块，16-第一通信模块，17-第二通信模块，2-地锁管理中心，3-手机终端。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型实施例一种智能地锁系统，其组成如图1所示，包括一个地锁管理中心2和与所述地锁管理中心无线通信的多个地锁单元1和多个手机终端3。所述地锁单元1包括：地锁本体13，电源模块12，中央处理单元11，与所述中央处理单元11相连的第一通信模块16、传感器模块14和执行模块15。所述传感器模块14用于向所述中央处理单元11发送地锁状态信息。所述第一通信模块16采用NB-IoT协议与所述地锁管理中心2进行无线通信。

在本实施例中，所述智能地锁系统主要由地锁管理中心2、地锁单元1和手机终端3三大部分组成。比如，一个居民小区或一个大型停车场可以设置一个地锁管理中心2，对整个居民小区或大型停车场停车位的地锁单元1进行管理。手机终端3由车主拥有，几乎可以位于任何位置。地锁管理中心2通过NB-IoT蜂窝基站网络以NB-IoT协议与地锁单元1通信，比如，地锁管理中心2向地锁单元1发送操作车位地锁的开锁、关锁指令等，地锁单元1向地锁管理中心2发送报警信号等。地锁管理中心2以手机运营商支持的通讯协议与手机终端3通信，比如接收手机终端3发送的操作车位地锁的开锁、关锁指令等，还可实现计费、支付等操作。地锁单元1的组成如图2所示，主要由地锁本体13、电源模块12、中央处理单元11、第一通信模块16、传感器模块14和执行模块15组成。地锁本体13是指地锁的机械结构部分。电源模块12为地锁单元1的各电路模块提供直流电源，一般由电池直接供电或由电池提供初级电源。中央处理单元11是地锁单元1的控制处理中心，协调各部分电路的工作，接收和发送各种数据或指令。执行模块15与地锁本体13机械连接，在中央处理单元11的控制下使地锁本体13开锁或关锁。传感器模块14用于向中央处理单元11发送地锁状态信息，比如电池是否欠电、电路故障报警等。第一通信模块16用于以NB-IoT协议实现中央处理单元11与地锁管理中心2之间的通信。

在本实施例中，第一通信模块16采用LPWA(Low Power Wide Area，低功耗广域技术)领域的NB-IoT通讯协议，非常适合用于智能地锁领域，其特点和优势包括：

功耗低：由于NB-IoT聚焦小数据量、低速率应用，因此NB-IoT设备功耗可以做到非常小，设备续航时间可以大幅提升到几年甚至十年以上；

连接能力强：穿墙能力上比Cat.4LTE提升20dB，在同一基站的情况下，NB-IoT的接入数量比现有无线技术提高50～100倍。一个扇区能够支持10万个连接，不与该基站使用人群竞争，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构；

安全性好：继承4G网络安全能力，支持双向鉴权以及空口严格加密；

覆盖深度大：能实现比GSM高20db的覆盖增益，相当于提升了100倍覆盖区域能力；

可靠性好：能提供电信级的可靠性接入，有效支撑IoT应用和智慧城市解决方案。

成本低：NB-IoT构建于蜂窝网络，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级；同时低速率、低功耗、低带宽同样给NB-IoT芯片以及模块带来低成本优势。

采用NB-IoT协议的通信模块很多，如华为的Boudica芯片，是一种超低功耗SoC芯片，基于ARM Cortex-M0内核，搭载Huawei LiteOS嵌入式物联网操作系统；Intel XMM7115，支持NB-IoT标准。Intel XMM 7315，同时支持LTE Category M和NB-IoT两种标准，单一芯片集成了LTE调制解调器和IA应用处理器；Qualcomm MDM9206，支持Cat-M(eMTC)和NB-IoT。另外，锐迪科NB-IoT芯片RDA8909，支持2G、NB-IoT双模，RDA8909符合3GPP R13NB-IoT标准，还可以通过软件升级支持最新的3GPP R14标准。

本实施例中的地锁单元1采用NB-IoT协议的通信模块与地锁管理中心2通信，由于NB-IoT协议模块具有成本低、功耗小、连接能力强、并入数量高等优点，可以降低系统运营成本，提高智能地锁终端电池使用时间，拓宽智能地锁终端适用范围，及大幅度提高同一区域智能地锁终端安装数量。

作为一种可选实施例，所述地锁单元1还包括与中央处理单元11相连的第二通信模块17，所述第二通信模块17能够以WIFI、蓝牙、红外、2G、3G、4G/LTE的一种或几种方式与所述手机终端3进行无线通信。

本实施例给出了一种手机终端3与地锁单元1的另一种通信方案，即通过设置与中央处理单元11相连的第二通信模块17，使地锁单元1以蓝牙或红外等模式与手机终端3进行无线通信。本实施例增加一种NB-IoT以外的手机终端3与地锁单元1的直接通信方式，可以使系统工作更可靠，当由于第一通信模块16出现故障或其它原因，如手机欠费或用户在手机信号较弱的地域如地下车库时，无法以NB-IoT协议通信时，用户可以操作手机终端3采用蓝牙或红外等模式摇控开锁或关锁。

作为一种可选实施例，所述地锁状态信息包括：电池电压取样信号，表征车辆驶出或在位的状态信号。

本实施例进一步给出了地锁状态信息的内容：电池电压取样信号，表征车辆驶出或在位的状态信号。中央处理单元11根据电池电压取样信号的大小监测电池电压大小，当电池电压降低到设定的阈值以下时向地锁管理单元2发送电池欠电报警信号，提醒管理人员及时更换电池。中央处理单元11将车辆驶出或在位的状态信号发送至地锁管理单元2并进行显示，以便管理人员了解各车位车辆是否在位。

作为一种可选实施例，所述执行模块15包括与所述中央处理单元11相连的驱动电路和与所述驱动电路相连的电机，所述电机与所述地锁本体13机械连接。

本实施例给出了执行模块15的一种技术方案。执行模块15主要包括驱动电路和与驱动电路相连的电机，驱动电路用于对中央处理单元11输出的控制信号(如PWM信号)进行放大后驱动电机工作，电机与地锁本体13机械连接，电机工作可实现地锁本体13的开锁和闭锁。

上述仅对本实用新型中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本实用新型的保护范围，凡是依据本实用新型中的设计精神所做出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种智能地锁系统，其特征在于，包括：包括一个地锁管理中心和与所述地锁管理中心无线通信的多个地锁单元和多个手机终端；所述地锁单元包括：地锁本体，电源模块，中央处理单元，与所述中央处理单元相连的第一通信模块、传感器模块和执行模块；所述传感器模块用于向所述中央处理单元发送地锁状态信息；所述第一通信模块采用NB-IoT协议与所述地锁管理中心进行无线通信。

2.根据权利要求1所述的智能地锁系统，其特征在于，所述地锁单元还包括第二通信模块，所述第二通信模块能够以WIFI、蓝牙、红外、2G、3G、4G/LTE的一种或几种方式与所述手机终端进行无线通信。

3.根据权利要求1所述的智能地锁系统，其特征在于，所述地锁状态信息包括：电池电压取样信号，表征车辆驶出或在位的状态信号。

4.根据权利要求1所述的智能地锁系统，其特征在于，所述执行模块包括与所述中央处理单元相连的驱动电路和与所述驱动电路相连的电机，所述电机与所述地锁本体机械连接。