公共租赁自行车智能无源锁系统的制作方法

本发明涉及自行车租赁技术领域，特别涉及一种公共租赁自行车的锁系统。

背景技术：

现有的公共租赁自行车或共享租赁自行车的锁系统目前有以下弊端：

1、高端电子锁，如摩拜单车锁等，锁里内置有电源、GPS芯片、SIM卡等，锁的制造成本高，且当电源没电时锁系统会停止工作。

2、低端锁，ofo自行车一代锁系统，锁过于简单，一个车牌对应一个锁密码，当用户获取一次密码后，再次使用自行车时可以继续使用相同的密码，不利于防盗和计费；且用户即使不关锁只结束app里的用车也能停止计费，同样不利于车子的防盗和计费；锁不带定位信息，不利于后台管理车辆和用户寻找附近车辆使用。

3、随机密码锁，如ofo自行车二代锁系统，这类锁也带了电源、SIM卡、以及机械按键，无关闭检测功能，难以计费；锁的加密性仍然不够好；锁内置电源没电时锁系统会罢工，且锁无定位功能。

4、现有公共固定桩自行车锁系统不方便随时随地结束用车和结束计费，难以具备现在共享租赁自行车的用户体验，资源难以得到最大化的利用。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种公共租赁自行车智能无源锁系统，以解决现有公共租赁自行车锁系统所存在的问题。

本发明公共租赁自行车智能无源锁系统，公共租赁自行车智能无源锁系统，包括自行车、设置在自行车上的智能无源锁、带OTG功能和GPS定位功能的智能手机、以及后台服务器，所述后台服务器与智能手机无线通信连接；

所述智能无源锁包括由两个半壳组成的锁壳体，所述锁壳体上设置有开口式的连接孔，所述锁壳体内设置有圆弧形滑槽，所述圆环形滑槽内设置有与其滑动配合的圆弧形滑扣，所述圆弧形滑扣的侧面上设置有手柄，所述锁壳体上设置有与手柄滑动配合的第一导向槽；

所述智能无源锁还包括设置在锁壳体内的芯片和与芯片连接的手机接口，所述手机接口为type-c手机接口和micro usb手机接口中的一种或两种，所述智能手机和智能无源锁的芯片通过手机接口连接；

所述锁壳体内还设置有微型电机和与微型电机的转轴螺纹连接的卡柱，所述芯片和微型电机电连接，所述卡柱的侧面上设置有与卡柱轴向平行的导向条，锁壳体上设置有与导向条滑动配合的第二导向槽，所述圆弧形滑扣的内侧面上设置有与卡柱前端配合的插槽；

所述锁壳体内设置有与卡柱后端相对的第一限位开关，所述第一限位开关与芯片电连接；所述圆弧形滑扣上设置有压片，锁壳体内设置有与压片相对的第二限位开关，所述第二限位开关与芯片电连接。

进一步，所述第一限位开关包括固定在卡柱后端上的导电片、固定在锁壳体内并与导电片相对的支撑座、以及固定在支撑座端部上与导电片相对的正级连接片和负极连接片。

进一步，所述第二限位开关包括固定在锁壳体内的绝缘筒状壳、L形正极连接条、L形负极连接条、连接L形正极连接条与L形负极连接条的绝缘横柱、第一缓冲弹簧、第二缓冲弹簧、以及导电筒状帽，所述绝缘筒状壳的侧壁上设置有两个沿轴向延伸的第三导向槽，所述L形正极连接条和L形负极连接条的竖向边位于绝缘筒状壳内、横向边位于第三导向槽中，所述第一缓冲弹簧的下端顶在锁壳体上，第一缓冲弹簧的上端顶在绝缘横柱上，且绝缘横柱上插在第一缓冲弹簧上端中的弹簧定连接部，所述绝缘筒状壳的顶部设置有插在第二缓冲弹簧下半段中的弹簧固定杆，第二缓冲弹簧的上端顶在导电筒状帽的内侧顶部，且导电筒状帽的内侧顶部上设置有插在第二缓冲弹簧上端的弹簧定连接部。

进一步，所述芯片为STM32F103VET6芯片。

进一步，所述锁壳体的外侧面上设置有标识锁的牌号。

本发明的有益效果：

1、本发明公共租赁自行车智能无源锁系统，其智能无源锁能通过type-c手机接口或micro usb手机接口与带OTG功能和GPS定位功能的智能手机连接，从而能通过手机的电源给无源锁供电，由于无源锁自身不带电源，因此制造成本更低，同时无源锁利用外部手机供电，解决了现有自行车电子锁需要经常充电、以及经常出现的自带电源电能耗尽而停止工作的问题。

2、本发明公共租赁自行车智能无源锁系统，智能无源锁只在开锁和关锁时才通过手机接口与智能手机连接，在开锁和关锁后即与智能手机断开，不影响手机的正常使用，对手机电能消耗少，非常节能。

3、本发明公共租赁自行车智能无源锁系统，智能无源锁的芯片通过type-c手机接口或micro usb手机接口与智能手机进行数据交换，在手机中内置租车app客户端，即可实现无源锁、手机与租车后台服务器的三方通信，例如：用户可通过手机向无源锁发送开锁和关锁请求、开锁密码等信息，无源锁可向手机发送锁的开、关状态信息、标识锁的序列号信息、开锁成功与否的信息等，手机可将锁的序列号信息、开锁成功与否的信息、手机的GPS定位信息等发送给租车后台服务系统，租车后台服务系统可向手机发送开锁密码、附近可用车辆位置信息等。本无源锁能充分利用现有智能手机的无线通信、GPS定位等功能，实现车辆定位、寻找附近可用车辆、通过密码开锁关锁等，在降低锁制造成本的同时，提高了租车系统的安全性和智能化。

附图说明

图1为本发明公共租赁自行车智能无源锁系统的结构示意图；

图2为本发明中智能无源锁的立体结构示意图；

图3为智能无源锁在去掉一半锁壳体后的立体结构示意图；

图4为图3中P部的放大结构图；

图5为第二限位开关的结构示意图；

图6为STM32F103VET6芯片的结构示意图；

图7为STM32F103VET6芯片与micro usb手机接口的连接电路图，图中micro usb手机接口的供电电压端VCC通过ams1117-3.3稳压器与STM32F103VET6芯片的工作电压端连接，micro usb手机接口的D-端与STM32F103VET6芯片的PA11端连接，micro usb手机接口的D+端与STM32F103VET6芯片的PA12端连接；

图8为STM32F103VET6芯片与type-c手机接口的连接电路图，图中type-c手机接口的供电电压端VBUS通过ams1117-3.3稳压器与STM32F103VET6芯片的工作电压端连接，type-c手机接口的D-端与STM32F103VET6芯片的PA11端连接，type-c手机接口的D+端与STM32F103VET6芯片的PA12端连接；

图9为STM32F103VET6芯片与微型电机的连接电路图,图中STM32F103VET6芯片的引脚PE10、PE11、PE12、PE13分别与微型电机的TC1117芯片连接；

图10为第一限位开关和第二限位开关与STM32F103VET6芯片的连接电路图，图中STM32F103VET6芯片的引脚PC8、PC9分别与第一限位开关和第二限位开关的正极连接。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

本实施例公共租赁自行车智能无源锁系统，包括自行车101、设置在自行车上的智能无源锁102、带OTG功能和GPS定位功能的智能手机103、以及后台服务器104，所述后台服务器与智能手机无线通信连接；

所述智能无源锁102包括由两个半壳组成的锁壳体1，所述锁壳体上设置有开口式的连接孔2，所述锁壳体内设置有圆弧形滑槽3，所述圆环形滑槽内设置有与其滑动配合的圆弧形滑扣4，所述圆弧形滑扣的侧面上设置有手柄5，所述锁壳体上设置有与手柄滑动配合的第一导向槽6；

所述智能无源锁还包括设置在锁壳体内的芯片7和与芯片连接的手机接口，所述手机接口为type-c手机接口8和micro usb手机接口9，便于与不同的手机连接，当然在具体实施中手机接口也可只设置一种；所述智能手机和智能无源锁的芯片通过手机接口连接；

本实施例中无源锁的芯片7为STM32F103VET6芯片，如何将芯片与type-c手机接口8和micro usb手机接口9属于现有技术，本实施例中STM32F103VET6芯片与type-c手机接口连接电路8如图5所示，STM32F103VET6芯片与type-c手机接口连接电路如图6所示；同时在具体实施中可采用不同的型号的芯片，同时芯片与type-c手机接口和micro usb手机接口的连接方式做相应调节即可；

所述锁壳体内还设置有微型电机10和与微型电机的转轴螺纹连接的卡柱11，本实施例中微型电机10为步进电机，所述芯片和微型电机电连接，步进电机的芯片采用TC1117，STM32F103VET6芯片与微型电机的连接电路如图7所示；所述卡柱的侧面上设置有与卡柱轴向平行的导向条12，锁壳体上设置有与导向条滑动配合的第二导向槽，所述圆弧形滑扣的内侧面上设置有与卡柱前端配合的插槽13；

所述锁壳体内设置有与卡柱后端相对的第一限位开关14，所述第一限位开关与芯片电连接；所述圆弧形滑扣上设置有压片15，锁壳体内设置有与压片相对的第二限位开关16，所述第二限位开关与芯片电连接；第一限位开关和第二限位开关与STM32F103VET6芯片的连接关系如图8所示；

当芯片控制微型电机驱动卡柱使卡柱的前端插在插槽中时，所述卡柱驱动与第一限位开关处于断开状态，所述压片驱动第二限位开关处于导通状态，所述圆弧形滑扣的前端伸出连接孔开口一侧的圆弧形滑槽后，再插入连接孔开口另一侧的圆弧形滑槽中，将连接孔的开口封闭；

当芯片控制微型电机驱动卡柱使卡柱的前端退出插槽时，所述卡柱驱动与第一限位开关处于导通状态，此时可通过手柄推动圆弧形滑扣的前端从连接孔开口一侧的圆弧形滑槽中退回至连接孔开口另一侧的圆弧形滑槽中，与此同时所述压片与第二限位开关分离，使第二限位开恢复为断开状体。

本实施例公共租赁自行车智能无源锁系统的开锁过程如下：

第一步：登录预先内置于智能手机中的app客户端。

第二步：将智能无源锁提供的手机接口插入智能手机，手机即对无源锁供电。

第三步：点击app客户端里的开锁按键。

第四步：智能手机通过type-c手机接口或micro usb接口向无源锁发送开锁请求码。若锁是开着的，无源锁收到开锁请求码后通过手机接口返回提示信息；若锁是关着的，无源锁收到开锁请求码后通过手机接口返回锁序列号，app客户端自动向后台服务器发送该锁序列号和智能手机的GPS位置信息(GPS位置信息用于后台服务器记录车位置以方便寻找维修等，同时也实时显示到app客户端，方便用户寻找附近空闲车辆)；

第四步：后台服务器收到锁序列号后，将开锁码发送至app客户端，并手机接口向无源锁发送该开锁码。

第五步：无源锁收到开锁码后控制微型电机开锁。若开锁成功，则返回开锁成功信息到后台服务器，后台服务器收到开锁成功信息后开始记录开锁时间、开锁用户、和无源锁序列号；若无源锁开锁不成功，则返回开锁失败信息到后台服务器，后台服务器记录开锁失败信息、该锁序列号和GPS位置信息，以方便维修。

本实施例公共租赁自行车智能无源锁系统的关锁过程如下：

第一步：登录预先内置于智能手机中的app客户端。

第二步：将无源锁提供的手机接口插入智能手机。

第三步：点击app客户端里的关锁按键。

第四步：智能手机通过手机接口向无源锁发送关锁请求码。若用户没有把无源锁的圆弧形滑扣推到位，则源锁收到关锁请求码后通过type-c、micro usb等接口返回提示信息。若用户已经把无源锁的圆弧形滑扣推到位，则无源锁收到关锁请求码后通过手机接口返回锁序列号，app客户端自动向后台服务器发送该锁序列号和智能手机的GPS位置信息，后台服务器收到锁序列号后，开始检验锁序列号和用户信息。

若该用户是最近一次开该锁的用户，后台服务器收到锁序列号后，将关锁码发送至app客户端，并通过手机接口向无源锁发送该关锁码，无源锁收到关锁码后控制微型电机关锁，并返回关锁成功信息到后台服务器，后台服务器收到关锁成功信息后开始记录关锁时间，并计算用车时长和费用。若无源锁关锁不成功，则返回关锁失败信息到后台服务器，后台服务器记录关锁失败信息和该锁序列号和GPS位置信息，以方便维修。

若该用户不是最近一次开该锁的用户，则后台服务器发送提示信息到app客户端。

本实施例公共租赁自行车智能无源锁系统，其智能无源锁能通过type-c手机接口或micro usb手机接口与带OTG功能和GPS定位功能的智能手机连接，从而能通过手机的电源给无源锁供电，由于无源锁自身不带电源，因此制造成本更低，同时无源锁利用外部手机供电，解决了现有自行车电子锁需要经常充电、以及经常出现的自带电源电能耗尽而停止工作的问题。

并且本实施例公共租赁自行车智能无源锁系统，智能无源锁只在开锁和关锁时才通过手机接口与智能手机连接，在开锁和关锁后即与智能手机断开，不影响手机的正常使用，对手机电能消耗少，非常节能。

进一步，本实施例公共租赁自行车智能无源锁系统，智能无源锁的芯片通过type-c手机接口或micro usb手机接口与智能手机进行数据交换，在手机中预先内置租车app客户端，即可实现无源锁、手机与租车后台服务器的三方通信，例如：用户可通过手机向无源锁发送开锁和关锁请求、开锁密码等信息，无源锁可向手机发送锁的开、关状态信息、标识锁的序列号信息、开锁成功与否的信息等，手机可将锁的序列号信息、开锁成功与否的信息、手机的GPS定位信息等发送给租车后台服务系统，租车后台服务系统可向手机发送开锁密码、附近可用车辆位置信息等。本无源锁能充分利用现有智能手机的无线通信、GPS定位等功能，实现车辆定位、寻找附近可用车辆、通过密码开锁关锁等，在降低锁制造成本的同时，提高了租车系统的安全性和智能化。

本实施例中，所述第一限位开关包括固定在卡柱后端上的导电片17、固定在锁壳体内并与导电片相对的支撑座18、以及固定在支撑座端部上与导电片相对的正级连接片19和负极连接片20。在工作过程中，只有当导电片17接触接正级连接片19和负极连接片20，开锁才算成功，芯片才会将开锁信息返回给手机，并经手机返回租车后台服务器，后台服务器收到开锁成功信息后即开始记录开锁时间、开锁用户、无源锁序列号等信息；否则返回开锁失败信息到后台服务器，后台服务器记录开锁失败信息和该锁序列号和GPS位置信息，以方便维修。

本实施例中因为用的是步进电机，所以第一限位开关还能起到校正步进电机长久运行导致的误差。

本实施例中，所述第二限位开关包括固定在锁壳体内的绝缘筒状壳21、L形正极连接条22、L形负极连接条23、连接L形正极连接条与L形负极连接条的绝缘横柱24、第一缓冲弹簧25、第二缓冲弹簧26、以及导电筒状帽27，所述绝缘筒状壳的侧壁上设置有两个沿轴向延伸的第三导向槽，所述L形正极连接条和L形负极连接条的竖向边位于绝缘筒状壳内、横向边位于第三导向槽中，所述第一缓冲弹簧的下端顶在锁壳体上，第一缓冲弹簧的上端顶在绝缘横柱上，且绝缘横柱上插在第一缓冲弹簧上端中的弹簧定连接部，所述绝缘筒状壳的顶部设置有插在第二缓冲弹簧下半段中的弹簧固定杆28，第二缓冲弹簧的上端顶在导电筒状帽的内侧顶部，且导电筒状帽的内侧顶部上设置有插在第二缓冲弹簧上端的弹簧定连接部。

在工作过程中，只有人为通过手柄推动圆弧形滑扣滑动，使压片推动导电筒状帽27压缩缓冲弹簧与L形正极连接条22、L形负极连接条23接触后，芯片才会在收到关锁请求码后通过type-c、micro usb等接口返回锁序列号，以及进行接下去的通信，否则返回提示请关锁信息，能杜绝忘记关锁的问题。

本实施例中，所述锁壳体的外侧面上设置有标识锁的牌号29，无源锁刻印牌号，后台服务器将牌号与锁序列号一一对应，可方便辨认车辆。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。