本发明涉及共享单车领域。
背景技术：
共享单车是指企业在校园、地铁站点、公交站点、居民区、商业区、公共服务区等提供自行车单车共享服务，是一种分时租赁模式。共享单车已经成为了中国新四大发明之一，被输往了世界上很多城市。共享单车的实现并不复杂，其实质是一个典型的“物联网+互联网”应用。应用的一边是车(物)、另一边是用户(人)，通过云端的控制来向用户提供单车租赁服务。
共享单车的核心是“智能锁”，从摩拜1代的短信解锁和ofo1代的手动机械解锁，到如今的蓝牙解锁、电子围栏、预约等新增的功能应用，智能锁关键、基础的功能已经逐渐确定下来，各家智能锁的差异已经不大了，主要包括以下几大模块功能：控制芯片(单片机)：智能锁系统的控制中枢，整体负责通信、车锁控制和状态信息收集；移动通信芯片(modem)：内置电信运营商的sim卡，负责与云端应用后台进行通信；蓝牙通信模块：主要是用于连接用户手机并实现解锁、也与电子围栏的应用实现有关；gps通信模块：物理定位功能；车锁的传感器：感知车锁的开、关状态，并将车锁状态信息向控制芯片上报；车锁的执行器：控制芯片通过执行器对车锁进行开、关操作；蜂鸣器：用于异常状态的发声告警；电源模块：电池、充电模块(芯片)、充电装置(太阳能电池板；电机和测速传感器等)。共享单车应用，其实就是通过“单车-云端-用户手机”之间的信息传递来完成的，其中最关键的是解闭智能锁的过程。
共享单车的解锁过程一般包括以下步骤：
1.手机先扫单车上二维码，而后向云端发起解锁请求。
2.云端完成对用户和单车的信息核查，并将解锁指令发送给单车智能锁，智能锁开启后向云端回复“解锁成功”。(备注：部分共享单车在解锁信息上报过程中，智能锁会把下一次解锁的密码或秘钥也一并上报给云端)
3.云端通知用户手机，并开始计费。
4.在用户骑行过程中，单车和手机app会将各自的gps定位信息上报云端应用。
共享单车的锁车、还车过程一般包括以下步骤：
1.用户锁车后，由智能锁通知云端：“还车成功”。
2.云端随即通知用户手机并进行费用结算。
3.智能锁在用户还车后将位置信息的上报。
另外，最新的“gps定位+蓝牙”解锁和还车模式也已经比较普遍。其解锁和锁车方式也大同小异。
虽然，共享单车方便了人们的出行，缓解了交通压力。但是，其乱停乱放，使用秩序混乱，对城市管理交通管理造成很大影响。
因此，对现有的共享单车进行改进，使其克服上述存在的问题，是本领域技术人员亟待解决的一个问题。
技术实现要素：
本发明的一个目的在于提供一种结构简单，使用方便，排列整齐的强制有序排列的共享单车。
本发明的另一个目的在于提供一种操作方便，能对共享单车进行有序排列的强制有序排列的共享单车的工作方法。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种强制有序排列的共享单车，包括车体和智能锁，所述智能锁设置于所述车体后部，其特征在于：所述智能锁内设置有指向模块，所述指向模块用于指示所述车体的朝向，所述智能锁根据朝向信号判断共享单车是否可以上锁。
作为一种实施方式，所述指向模块为电子罗盘。
作为另一种实施方式，所述指向模块为机械指南针机构，其包括表盘和磁针，所述表盘中间设置有转柱，所述磁针转动设置于所述转柱上，所述表盘内壁设置有接触片，所述磁针一端设置有电刷，所述磁针指向设定方向时，所述电刷接触所述接触片，所述磁针、所述转柱、所述接触片和所述电刷均为导电体，所述转柱和所述接触片通过电路连接所述智能锁。
作为优选，所述接触片具有多个，且沿圆周方向均匀且间隔设置于所述表盘内壁。一般采用四个接触片，且分别位于东南西北四个方向。
作为改进，所述智能锁内还设置有gps通信模块，所述gps通信模块用于确定所述车体的位置，所述智能锁根据位置信号和朝向信号判断所述共享单车是否可以上锁。
进一步改进，所述智能锁内还设置有距离感应模块，所述距离感应模块用于感应设定距离内所述车体的距离，所述智能锁根据距离信号判断所述共享单车是否可以上锁。
一种强制有序排列的共享单车的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤a：在共享单车需要停车上锁时，用户利用移动端向云端或智能锁发送锁车请求；
步骤b：智能锁收到锁车请求后，接收指向模块的朝向信号，并根据朝向信号判断是否可以上锁；
步骤c：若共享单车的朝向在设定范围内，智能锁上锁，并反馈锁车信号至云端或移动端，停止计费；
步骤d：若共享单车的朝向不在设定范围内，智能锁提示用户，用户根据提示信息转动共享单车，直到共享单车的朝向在设定范围内，智能锁上锁，并反馈锁车信号至云端或移动端，停止计费。
作为改进，上述步骤b中，智能锁同时接收gps通信模块的位置信号，根据位置信号确定道路的朝向，设定垂直于道路的朝向为共享单车可上锁朝向，再结合指向模块的朝向信号，判断是否可以上锁。
进一步改进，上述步骤b中，智能锁同时接收距离感应模块的距离信号；
先通过距离感应模块感应设定范围内是否有其他共享单车，若没有其他共享单车，则结合朝向信号和位置信号判断是否可以上锁；
若有其他共享单车，距离感应模块计算与最近的共享单车的距离，若该距离小于等于设定距离，则根据朝向信号和位置信号判断是否可以上锁；若该距离大于设定距离，智能锁提示用户，用户根据提示信息移动共享单车，直到与最近的共享单车的距离小于等于设定距离，再结合朝向信号和位置信号判断是否可以上锁。
作为优选，上述垂直于道路的朝向为范围朝向，允许-5度至5度的偏移量；上述距离感应模块感应的设定范围为5至10米之间的任意值，上述与最近共享单车的设定距离为20至30厘米之间的任意值。
值得一提的是，电子罗盘由于电子设备，其作为指向模块发出的朝向信号，可以直接供控制芯片收集处理。当机械指南针机构作为指向模块，其电路通断信号可以转换成朝向信号，具体的说，当电刷接触接触片时，电路连通，控制芯片收到通路信号，即共享单车朝向正确，反之则朝向错误。当接触片为多个时，则具有多条和控制芯片连接的电路，且各条电路之间不能同时连通，控制芯片可以根据gps通信模块的位置信号，选择其中一条电路作为正确朝向的电路，当该条电路连通时共享单车朝向正确，反之则朝向错误。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、指向模块的设置，使共享单车只能朝向正确方向时才能锁车并停止计费，强制共享单车整齐排列。
2、gps通信模块是现有共享单车上都具有的模块，其原有的功能是上报共享单车的行驶路线，以便进行准确计费。本方案进一步利用gps通信模块，使其能利用云端地图数据，显示共享单车位置的道路朝向，并选择垂直于道路的方向为合理停放朝向，使共享单车使根据周围情况合理选择停放朝向。当然gps通信模块结合指向模块的功能还可以扩展，例如在云端地图上设置停车范围(相当于现有的电子围栏)，共享单车必须停放到停车范围内并且朝向正确才能停止计费，但是其本质还是gps通信模块和指向模块的结合使用。
3、距离感应模块的设置使距离较近(一般选择5到10米内)的共享单车必须紧靠停放(一般选择20到30厘米的间隔)。避免了小区域内的共享单车分散停放，提高了地面利用率。
综上所述，指向模块和距离感应模块的结合使共享单车能够整齐且紧靠排列，到到有序排列的目的；指向模块和gps通信模块结合使共享单车能根据道路情况，合理选择停放朝向甚至停放位置。另外，指向模块、gps通信模块和距离感应模块均可以集成设置在智能锁内。
附图说明
图1是根据本发明的一个优选实施例的立体结构示意图；
图2是根据本发明的一个优选实施例中指向模块为机械指南针机构时的立体结构示意图；
图3是根据本发明的一个优选实施例中指向模块为机械指南针机构时的俯视图；
图4是根据本发明的一个优选实施例图2中a处的放大视图；
图5是根据本发明的一个优选实施例中智能锁的模块图；
图6是根据本发明的一个优选实施例的工作流程图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
如图1～6所示，本发明的一个优选实施例包括车体100和智能锁200，智能锁200设置于车体100后部，智能锁200内设置有电源模块1、控制芯片2、sim卡3、车锁执行器4、指向模块5、gps通信模块6和距离感应模块7等功能模块，其关键之处在于指向模块5和距离感应模块7的设置，以及gps通信模块6的功能增加，下面重点这三个模块的功能和工作方法，其余模块为现有技术，这里不再具体描述。
指向模块5用于指示车体100的朝向，智能锁200根据朝向信号判断共享单车是否可以上锁。本实施例的指向模块可以选择现有技术中存在的电子罗盘，也可以选择机械指南针机构，其包括表盘51和磁针52，表盘51中间设置有转柱53，磁针52转动设置于转柱53上，表盘51内壁设置有接触片54，磁针52一端设置有电刷55，磁针52指向设定方向时，电刷55接触接触片54，磁针52、转柱53、接触片54和电刷55均为导电体，转柱53和接触片54通过电路连接智能锁200，本实施例中接触片54为四个，分别位于东南西北四个方向。
gps通信模块6用于确定车体100的位置，智能锁200根据位置信号和朝向信号判断共享单车是否可以上锁。本实施例中gps通信模块6除了具备原有的上报共享单车的行驶路线，以便进行准确计费的功能外，还具备能利用云端地图数据，显示共享单车位置的道路朝向的功能，并选择垂直于道路的方向为合理停放朝向，使共享单车使根据周围情况合理选择停放朝向。
距离感应模块7用于感应设定距离内车体100的距离，智能锁200根据距离信号判断共享单车是否可以上锁。距离感应模块本身为现有技术，本实施例的创新点在于其应用于共享单车，并迫使共享单车紧靠排列。
本实施例的工作方法包括以下步骤：
步骤a：在共享单车需要停车上锁时，用户利用移动端向云端或智能锁发送锁车请求；
步骤b：智能锁收到锁车请求后，接收指向模块的朝向信号，并根据朝向信号判断是否可以上锁；
步骤c：若共享单车的朝向在设定范围内，智能锁上锁，并反馈锁车信号至云端或移动端，停止计费；
步骤d：若共享单车的朝向不在设定范围内，智能锁提示用户，用户根据提示信息转动共享单车，直到共享单车的朝向在设定范围内，智能锁上锁，并反馈锁车信号至云端或移动端，停止计费。
其中，上述步骤b中，智能锁同时接收gps通信模块的位置信号，根据位置信号确定道路的朝向，设定垂直于道路的朝向为共享单车可上锁朝向，再结合指向模块的朝向信号，判断是否可以上锁。
另外，上述步骤b中，智能锁还同时接收距离感应模块的距离信号；先通过距离感应模块感应设定范围内是否有其他共享单车，若没有其他共享单车，则结合朝向信号和位置信号判断是否可以上锁；若有其他共享单车，距离感应模块计算与最近的共享单车的距离，若该距离小于等于设定距离，则根据朝向信号和位置信号判断是否可以上锁；若该距离大于设定距离，智能锁提示用户，用户根据提示信息移动共享单车，直到与最近的共享单车的距离小于等于设定距离，再结合朝向信号和位置信号判断是否可以上锁。
如图6所示为本实施例的工作流程图，实际应用中可以简单的理解为，在需要锁车时，先看附件有没有其他共享单车，若没有则就地调整到正确朝向，上锁即可；若有其他共享单车，则将使用的共享单车移动到任意一辆共享单车附近，由于其他共享单车也是按正确朝向停放的，使用的共享单车紧靠其他共享单车时，其朝向很大概率是正确的，最多只需微调其朝向，调整到位后上锁即可。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。