一种智能车锁及智能车锁主动式解锁的方法与流程

本申请涉及通信领域，尤其涉及一种智能车锁及智能车锁主动式解锁的方法。

背景技术：

随着科技的不断进步，智能化的通信设备逐步走进了千家万户，尤其是，移动互联网的快速发展，使得移动通信网络系统逐渐进入到人们的生活中。近年以来，共享单车在全国各地呈爆发式发展，迅速崛起并覆盖了各个大城市公交、地铁、写字楼及小区附近，共享单车以其方便、低费用、覆盖广等特点，赢得了广大群众的喜爱，也切实的解决了城市中“最后一公里”的交通问题。

现有的共享单车系统包括带有智能车锁的单车及用户端的带有近距离无线通信(nearfieldcommunication，nfc)功能的智能终端，通过智能终端的nfc功能解开单车上的智能锁，就能使用该单车。nfc功能，是一种通过频谱中无线频率部分的电磁感应耦合方式传递的无线通信功能，采用信号衰减技术，能够与现有的非接触智能卡技术兼容，使用nfc功能为共享单车提供了一种安全、便捷且能耗低的解锁手段。目前，共享单车系统中将智能车锁作为卡片端的智能车锁被动开锁模式，在开锁过程中，使用带有nfc功能的智能终端贴近智能车锁的nfc区域，智能终端发出射频信号，激活车锁中的nfc芯片开始进行认证开锁。

但是，由于现有的智能终端上nfc天线的尺寸有限，还受到智能终端外壳及内部金属器件的干扰，在使用智能终端作为nfc开锁读取器，会出现无法识别智能车锁的情况，影响到开锁的效率，再者，设置nfc功能对智能终端要求相对较高，在市面上的nfc读取功能的设备覆盖面积较小，不利于共享单车的推广。

因此，提供一种智能车锁主动式解锁的共享单车系统的方案是本领域亟待解决的问题。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种智能车锁及智能车锁主动式解锁的方法，解决现有技术中智能车锁nfc智能识别解锁的兼容性差，适应性不强的问题。

为达到上述目的，本申请提供一种智能车锁，包括：微控制单元、定位器、通信器、车锁控制器、电源、nfc控制器及nfc天线；其中，

所述微控制单元，与所述定位器、通信器、车锁控制器、电源及nfc控制器相连接，用于接收这些外围器件发送的外围信息，对所述外围信息进行对比分析后生成指令信息，并将所述指令信息分发至相应的所述外围器件；

所述定位器，与所述微控制单元相连接，用于为定位该智能车锁，并将定位信息发送至所述微控制单元；

所述通信器，与所述微控制单元相连接，通过互联网与所述智能车锁的服务器相连接，用于接收或转发所述服务器及微控制单元的信息；

所述车锁控制器，与所述微控制单元相连接，用于接收所述微控制单元的控制开启或关闭所述智能车锁；

所述电源，与所述定位器、通信器、车锁控制器、微控制单元及nfc控制器相连接，用于为所述智能车锁内各个器件供电；

所述nfc控制器，与所述微控制单元相连接，用于识别周围具有nfc功能芯片的终端，获取所述终端的身份信息，并将所述身份信息发送至所述微控制单元；接收所述微控制单元的智能车锁信息并转发至所述终端；

所述nfc天线，与所述nfc控制器相连接，用于为所述终端及nfc控制器传输数据。

可选地，该智能车锁还包括：电源控制器；所述电源控制器与所述nfc控制器及电源相连接，用于控制所述电源为所述nfc控制器供电的时间。

可选地，所述电源控制器包括：电源开启单元及电源关闭单元；其中，

所述电源开启单元及电源关闭单元均与所述电源及nfc控制器相连接，所述电源开启单元，在接收到所述nfc控制器的终端识别信息时，控制所述电源开启为所述nfc控制器供电；所述电源关闭单元，在接收到所述nfc控制器的终端远离信息时，控制所述电源断开对所述nfc控制器的供电。

可选地，所述nfc控制器，实时检测与所述终端的nfc连接状态，在所述nfc连接状态为断开时，生成所述终端远离信息。

可选地，所述nfc控制器，利用红外感应检测与所述终端的距离状态，在所述距离状态达到远离时，生成所述终端远离信息。

可选地，所述nfc控制器，在检测到与所述终端的nfc连接断开时，经过预定时间后生成所述终端远离信息。

可选地，所述nfc控制器，还用于接收所述服务器反馈的终端匹配密匙，与所述终端发送的密匙进行对比，当所述终端发送的密匙与所述终端匹配密匙相同时，生成开启智能车锁的指令并发送至所述车锁控制器。

另一方面，本发明还提供一种智能车锁主动式解锁的方法，包括：

在智能车锁上，通过nfc天线识别周围具有nfc功能芯片的终端，获取所述终端的身份信息，并将所述身份信息发送至所述微控制单元；接收所述微控制单元的智能车锁信息并转发至所述终端；

定位该智能车锁，并将定位信息发送至服务器及所述终端；

接收所述终端的解锁指令，将所述解锁指令通过通信器发送至所述服务器；

接收所述服务器的解锁指示信息，根据所述解锁指示信息控制车锁控制器解锁。

可选地，该方法还包括：

在检测到所述终端与智能车锁解除nfc连接时，经过预设的供电时间后自动断开电源与nfc控制器的连接。

可选地，在检测到所述终端与智能车锁解除nfc连接时，经过预设的供电时间后自动断开电源与nfc的连接为：

在接收到所述nfc控制器的终端识别信息时，控制所述电源开启为所述nfc控制器供电；在接收到所述nfc控制器的终端远离信息时，控制所述电源断开对所述nfc控制器的供电。

本申请实现的有益效果如下：

(1)本申请的智能车锁及智能车锁主动式解锁的方法，将nfc识别装置设置在智能车锁中，相对于现有技术中将nfc识别天线装置在终端设备中，不会受到终端尺寸的限制，提升了智能车锁中nfc的识别能力及范围，进而极大地提升了智能车锁的开锁效率。

(2)本申请的智能车锁及智能车锁主动式解锁的方法，将nfc读取功能设备装置在智能车锁上，相对于现有技术中必须具有nfc读取功能的终端才能开启智能车锁，减少了对终端的要求性，提升了用户的使用范围，从而提升了用户的使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中的一种智能车锁的结构示意图；

图2为本发明实施例中另一种可选智能车锁的结构示意图；

图3为本发明实施例中另一种可选智能车锁的结构示意图；

图4为本发明实施例中用户通过终端与智能车锁的服务器进行数据交互的示意图；

图5为本发明实施例中用户通过终端与智能车锁进行数据交互解锁智能车锁的示意图；

图6为本发明实施例中智能车锁订单结算计费的方式示意图；

图7为本发明实施例中另一种计费结算方式的示意图；

图8为本发明实施例中又一种计费结算方式的示意图；

图9为本发明实施例中一种智能车锁主动式解锁的方法的流程示意图；

图10为本发明实施例中又一种安全单元控制管理的装置的结构示意图；

图11为本发明实施例中又一种智能车锁主动式解锁的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例

如图1所示，为本发明所述智能车锁的结构示意图，该智能车锁可以用在智能单车上，与智能终端配合提供智能单车的开锁与上锁功能。该智能车锁100包括有：微控制单元101、定位器102、通信器103、车锁控制器104、电源105、nfc控制器106及nfc天线107。

微控制单元101是主控mcu，负责连接并控制智能车锁中其它的外围器件，接收各个器件发送的信息进行分析后，进行指令的分发控制。微控制单元101与定位器102、通信器103、车锁控制器104、电源105及nfc控制器106相连接。

定位器102可以是gps定位器，与微控制单元101相连接，用于为该智能车锁提供定位，并将定位信息发送至微控制单元101，通过微控制单元101记录并转发至终端，通过智能车锁起始定位信息及用户骑行结束时锁定智能车锁时的定位可以判定出用户的骑行行程。

通信器103与微控制单元101相连接，通过互联网(可以是移动网络)与智能车锁的服务器相连接，用于接收或转发服务器及微控制单元的信息。通信器103是连接智能车锁后台服务器与智能车锁的桥梁，用户通过终端注册的身份账号信息会存储在后台服务器上，通过服务器与智能车锁的通信可以核实用户的身份信息。

车锁控制器104与微控制单元101相连接，用于接收微控制单元101的控制指令开启或关闭智能车锁。电源105与定位器102、通信器103、车锁控制器104、微控制单元101及nfc控制器106相连接，用于为智能车锁内各个器件供电。

nfc控制器106与微控制单元101及nfc天线107相连接，用于识别周围具有nfc功能芯片的终端，获取终端的身份信息，并将身份信息发送至微控制单元；接收微控制单元的智能车锁信息并转发至终端。nfc天线107与nfc控制器106相连接，用于为终端及nfc控制器传输数据。

本实施例的智能车锁与终端的nfc认证只需要在智能车锁与终端之间进行，不需要通过网络与服务器之间进行数据交互，避免了网络数据传输降低解锁速度的问题。相对于由于使用离线认证，整个开锁过程可以控制在0.5s内完成，比当前其他的方案都要快，实现了智能车锁的快速开锁功能。再次，本实施例的智能车锁中，芯片及天线都内置于车锁内部，从外部很难进行恶意破坏，提升了智能车辆抗破坏的能力。

如图2所示，为另一种可选智能车锁的结构示意图，与图1中智能车锁不同的是，图2中所示的智能车锁200还包括电源控制器108，电源控制器108设置为与电源105与nfc控制器106相连接，用于控制电源105为nfc控制器106供电的时间。开启电源105为nfc控制器106供电，nfc控制器106就能够与终端及微控制单元101进行数据交互，在用户使用完智能车时，锁定智能车锁后切断电源105为nfc控制器106的供电能够节省智能车锁的电源能量，nfc控制器106只有在进行通信时由终端唤醒进行工作，平时的待机功耗几乎为0，极大地节约了能源。

如图3所示，在一些可选的实施例中，与图2中所示智能车锁不同的是，在图3所示的智能车锁300中，电源控制器108包括：电源开启单元181及电源关闭单元182；其中，电源开启单元181及电源关闭单元182均与电源105及nfc控制器106相连接，电源开启单元181，在接收到nfc控制器106的终端识别信息时，控制电源105开启为nfc控制器106供电；电源关闭单元182，在接收到nfc控制器106的终端远离信息时，控制电源105断开对nfc控制器106的供电。

在一些可选的实施例中，nfc控制器106实时检测与终端的nfc连接状态，在nfc连接状态为断开时，生成终端远离信息，并将终端远离信息发送至电源控制器108。或者，nfc控制器106在检测到与终端的nfc连接断开时，经过预定时间后生成终端远离信息。

在另一些可选的实施例中，nfc控制器106是利用红外感应检测与终端的距离状态，在距离状态达到远离时，生成终端远离信息。

在另一些可选的实施例中，nfc控制器106还用于接收服务器反馈的终端匹配密匙，与终端发送的密匙进行对比，当终端发送的密匙与终端匹配密匙相同时，生成开启智能车锁的指令并发送至车锁控制器104，通过车锁控制器104控制智能车锁解锁。本实施例的智能车锁使用安全芯片进行运算，终端和车辆进行双向认证，每次开锁使用随机的会话密钥，保证了数据安全。

在使用上述的智能车锁过程中包括如下的操作流程，如图4所示，为用户通过终端401与智能车锁的服务器402进行数据交互的示意图。用户通过在终端401上输入用户的账户信息，并通过终端将账户信息发送至服务器402注册账号，服务器402根据用户信息生成该账号开启智能车锁的开锁密钥并发送至终端401上进行存储(加密保存)，每次用户登录该账号时，都会自动从服务器402上获取该密钥。

如图5所示，为用户通过终端401与智能车锁500(可以是上述实施例中任意一种的智能车锁)进行数据交互解锁智能车锁的示意图。终端401通过nfc功能获取智能车锁的身份信息，将该身份信息保存在终端401上，根据终端的信息与智能车锁的身份信息计算该智能车锁的开锁许可，再通过nfc功能将开锁许可发送至智能车锁，智能车锁接收到开锁许可并进行相对应操作后通过nfc功能返回开锁确认信息，终端接收到开锁确认信息后保存此时智能车锁的使用订单。

在使用过程中，用户可以使用特定的与智能车锁有合作的卡片进行注册，形成智能车锁的专用卡片，这种卡片带有非接触式通讯功能，到特定的地点或者使用终端的nfc功能可以开通其开锁功能，并将开锁秘钥保存在卡片上，在通过卡片与本实施例的智能车锁的数据交互实现智能开锁。

开锁过程，通过终端打开nfc功能，将终端贴近车身智能车锁上的nfc区域，车锁中的nfc模块将车辆信息发送给终端；终端通过安全接口使用预存的密钥与车辆信息计算出当次开锁的许可指令；通过nfc将许可指令返回到车辆的安全芯片中，车辆进行许可的确认之后将车锁打开；发送开锁的确认信息，包括当前的时间，作为订单的起始时间；终端将当前订单保存，完成开锁操作。在开锁的过程中，由于全程不需要联网，整个过程大约只需要0.5s即可完成开锁，极大地提升了智能车锁解锁的效率。终端可以包括手机、电脑、平板电脑、卡片等带有nfc功能的设备。

本实施例的智能车锁订单结算计费的方式可以有如下三种：

如图6所示，为一种智能车锁订单结算计费的方式示意图。智能车锁600锁车后将智能车锁使用订单发送至服务器402，服务器402接收到智能车锁使用订单后，根据订单时间计算并从用户账户扣除相应费用，再生成智能车锁使用订单计费确认信息发送至终端401。

如图7所示，为智能车锁的另一种计费结算方式的示意图，智能车锁700锁车后，用户需要再次使用终端401的nfc区域贴近车身上的nfc区域，结束当前订单；智能车锁700发送订单结束的确认信息(包含当前时间)至终端401，终端401通过移动网络将订单(包含用户id，车辆id，起始时间，结束时间等信息)发送到服务器402进行结算；服务器402收到订单之后，根据订单的时间信息进行费用计算并进行扣费；将订单完成信息返回到终端401通知用户订单完成。

如图8所示，为智能车锁的又一种计费结算方式的示意图，在该方式中，锁车过程完全离线，用户在使用车辆之前需要在终端401上对账户进行圈存；锁车后，再次使用终端的nfc贴近车身上的nfc区域，结束当前订单；车辆返回订单结束的确认信息(包含当前时间)，终端将之前保存的起始信息一起形成当前订单(包含用户id，车辆id，起始时间，结束时间等信息)，在终端中进行费用的计算，并扣除圈存账户中的金额，完成离线结算；智能车锁800在每天固定的时间(一般选择夜间)将当日所有的订单发送到服务器进行日结，使得服务器402上的信息与用户离线的信息保持一致，整个离线结算过程可在0.5s内完成。

在一些可选的实施例中，如图9所示，为智能车锁主动式解锁的方法的流程示意图，该方法包括如下步骤：

步骤901、在智能车锁上，通过nfc天线识别周围具有nfc功能芯片的终端，获取终端的身份信息，并将身份信息发送至微控制单元；接收微控制单元的智能车锁信息并转发至终端。

步骤902、定位该智能车锁，并将定位信息发送至服务器及终端。

步骤903、接收终端的解锁指令，将智能车锁信息发送至终端。

步骤904、终端将智能车锁信息与从服务器获取的终端的身份信息相匹配对比是否符合开锁条件。

步骤905、在符合的条件下生成开锁许可指令。

步骤906、在不符合的条件下生成不可开锁信息并提示。

步骤907、接收终端的开锁许可指令，根据开锁许可指令控制车锁控制器解锁。

在一些可选的实施例中，如图10所示，与图9中不同的是智能车锁主动式解锁的方法还包括：

步骤1001、检测终端与智能车锁是否解除nfc连接。

步骤1002、检测到终端与智能车锁是解除nfc连接时，经过预设的供电时间后自动断开电源与nfc控制器的连接。

步骤1003、没有检测到终端与智能车锁是解除nfc连接时，保持电源与nfc控制器的连接。

在一些可选的实施例中，如图11所示，与图10中不同的是智能车锁主动式解锁的方法中给nfc控制器断电的流程包括：

步骤1101、检测并判断nfc控制器的信息是否为终端远离信息。

步骤1102、检测到nfc控制器的信息不是终端远离信息，且接收到nfc控制器的终端识别信息时，控制电源开启为nfc控制器供电。

步骤1103、在接收到nfc控制器的终端远离信息时，控制电源断开对述nfc控制器的供电。

本申请实现的有益效果如下：

(1)本申请的智能车锁及智能车锁主动式解锁的方法，将nfc识别装置设置在智能车锁中，相对于现有技术中将nfc识别天线装置在终端设备中，不会受到终端尺寸的限制，提升了智能车锁中nfc的识别能力及范围，进而极大地提升了智能车锁的开锁效率。

(2)本申请的智能车锁及智能车锁主动式解锁的方法，将nfc读取功能设备装置在智能车锁上，相对于现有技术中必须具有nfc读取功能的终端才能开启智能车锁，减少了对终端的要求性，提升了用户的使用范围，从而提升了用户的使用体验。

(3)本申请的智能车锁及智能车锁主动式解锁的方法，可以适用于其它开通开锁功能的卡片，不限于支持nfc功能的手机等终端，极大地提升了其通用性。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。