一种共享单车智能开锁系统的制作方法

本实用新型涉及智能锁领域，特别是涉及一种共享单车智能开锁系统。

背景技术：

共享单车主要采用机械锁和电子锁两种车锁。机械锁由于容易被破解，再加上密码固定不变，导致共享单车容易脱离监管而被用户非法使用；智能电子锁主要通过用户手机客户端扫描二维码的方式进行电子解锁，是目前共享单车智能车锁的主要形式。

扫描二维码的开锁方式(以下简称扫码开锁)在使用过程中，经常出现二维码被损坏或光线不足的情况，导致无法快速和有效识别等问题，甚至出现不法分子将付款消费的二维码覆盖在原车锁二维码上，用户扫码后出现自动扣钱等经济损失。因此扫码开锁在安全性和快捷性上还存在隐患和不足。

技术实现要素：

本实用新型提供一种共享单车智能开锁系统，解决现有共享单车开锁不方便、安全性低和二维码被损坏而无法开锁的问题。

本实用新型通过以下技术方案解决上述问题：

一种共享单车智能开锁系统，包括用户设备、智能车锁和后台服务器，用户设备和后台服务器均通过无线与智能车锁连接，其中，所述智能车锁包括NFC(Near Field Communication，近场通信)天线、NFC处理模块、无线移动通信模块和电子锁模块，所述NFC处理模块经NFC天线通过射频信号与用户设备无线连接；所述无线移动通信模块通过无线与后台服务器连接；所述电子锁模块分别与NFC处理模块和无线移动通信模块连接。

上述方案中，优选的是智能车锁还包括电源，电源与NFC处理模块、无线移动通信模块和电子锁模块连接供电，电源为蓄电池。

上述方案中，优选的是智能车锁还包括报警电路，所述报警电路由语音处理电路、喇叭和LED灯组成，所述语音处理电路的输入端与电子锁模块连接，语音处理电路的输出端与喇叭连接，所述语音处理电路使用型号为STCHIP的语音芯片。

上述方案中，优选的是电子锁模块包括开锁控制电路、电机驱动电路、开锁电机和开锁杆，开锁控制电路分别通过IO数字接口与NFC处理模块、无线移动通信模块连接，开锁控制电路通过电机驱动电路与开锁电机连接，开锁电机的输出轴与开锁杆连接。

上述方案中，优选的是开锁控制电路使用芯片为STM32系列的单片机芯片。

上述方案中，优选的是无线移动通信模块位GPRS模块或CDMA无线模块。

上述方案中，优选的是用户设备为手机或平板电脑。

本实用新型的优点与效果是：

本实用新型通过在在共享单车的电子锁中增加NFC模块，使得共享单车的开锁过程变得更加轻松、安全和迅速；NFC通信由于是近场短距离通信，拥有较高的保密性和安全性，耗电量低，容易实现且成本也较低。

附图说明

图1是本实用新型结构框图；

图2是本实用新型开锁流程图；

图3是本实用新型另一种开锁流程图。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种共享单车智能开锁系统，包括用户设备、智能车锁和后台服务器，用户设备和后台服务器均通过无线与智能车锁连接。用户设备为手机或平板电脑等具有NFC芯片和无线通信模块的设备均可以。后台服务器为现有的共享单车使用的后台服务器。

智能车锁包括NFC天线、NFC处理模块、无线移动通信模块、电子锁模块、电源和报警电路。NFC处理模块经NFC天线通过射频信号与用户设备无线连接。无线移动通信模块通过无线与后台服务器连接。电子锁模块分别与NFC处理模块和无线移动通信模块连接。无线移动通信模块位GPRS模块或CDMA无线模块。电源与NFC处理模块、无线移动通信模块和电子锁模块连接供电，电源为蓄电池。报警电路由语音处理电路和喇叭组成，语音处理电路的输入端与电子锁模块连接。

语音处理电路的输出端与喇叭连接，语音处理电路使用型号为STCHIP的语音芯片。电子锁模块包括开锁控制电路、电机驱动电路、开锁电机和开锁杆。开锁控制电路分别通过IO数字接口与NFC处理模块、无线移动通信模块连接，开锁控制电路通过电机驱动电路与开锁电机连接，开锁电机的输出轴与开锁杆连接。开锁控制电路使用芯片为STM32系列的单片机芯片。

利用手机的NFC功能，在共享单车的电子锁中增加NFC模块，用户将手机靠近车锁即可实现智能开锁，类似坐公交车或地铁时的刷卡动作。通过非接触式建立点对点的通信链路，这样用户手机可以读取共享单车信息，也可以向车锁发送开锁指令。由于NFC的作用距离通常小于10cm，这样也能避免附近其它共享单车带来的干扰和影响。

所述智能车锁的组成主要包括NFC天线、NFC芯片、电子锁模块和无线移动通信模块。其特征在于：NFC天线和NFC芯片主要完成与手机等智能终端的近距离的识别和通信；电子锁模块主要功能是根据开锁指令自动完成开锁；无线移动通信模块主要负责智能车锁与后台管理系统的通信交互。

如图2所示，共享单车的智能车锁工作于“卡模式”，带有NFC功能的手机作为“识读设备(也称读卡器)”。手机首先发起NFC信号并靠近智能车锁(两者距离小于10cm)，智能车锁在感应到手机发射的NFC射频场后，不再主动产生射频场，而是通过负载调制，利用手机产生的射频场被动相应，手机在获取智能车锁的响应信号后，通过APP和移动网络向后台管理系统申请开锁指令，后台管理系统在确认用户的状态和权限后，直接通过无线移动通信链路向智能车锁发送开锁指令，智能车锁通过内置的无线移动通信模块接收到后台管理系统的指令后，触发电子控制器，完成自动开锁。该方式对于当前智能车锁的改动较小，易于实现，没有增加额外耗电部件，仅手机端产生射频场，而且识别所需时间短，通常小于0.1秒。

另外一种方式是图3所示的双向通信模式。手机作为主设备首先发射NFC信号并靠近车锁，车锁作为目标设备受到信号后激活NFC发射链路，与手机建立其点对点的双向通信链路，以同样的传输速率回应手机，将智能车锁的参数和当前状态信息发送给手机；手机将智能锁车信息回传给后台管理系统并申请开锁；后台管理在确认用户信息以及共享单车状况后，分别向用户手机和智能车锁发送开锁指令；用户手机在收到开锁指令后通过NFC链路转发给智能车锁，同时智能车锁也可通过内置无线通信模块接收后台管理系统发送的开锁指令；智能车锁在收到开锁指令后通过电子控制完成开锁。该方式需要将NFC芯片与智能车锁的电子控制模块耦合在一起，通过建立双向通信链路，增加通信链路的冗余备份，从而提高开锁的成功率，也便于为双向认证等扩展应用提供物理链路基础。

以上已对本实用新型创造的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型创造精神的前提下还可做出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请的范围内。