基于NB-IoT技术的共享单车及控制方法与流程

本发明涉及共享单车，尤其涉及一种基于nb-iot技术的共享单车及控制方法。

背景技术：

目前市面上的共享单车主要采用两种锁具，第一种为基于通用分组无线服务技术(generalpacketradioservice，gprs)的智能锁，支持扫二维码开锁、关锁自动结算、车辆实时定位等功能，但由于gprs智能锁功耗较大，需要通过外置太阳能电池板或轮毂摩擦发电的方式供电，使整车造价成本会有极为明显的上升；另一种为手动机械密码锁，该模式下需要根据应用程序(application，app)下发的密码，用户手动输入开锁密码进行开锁操作，开锁极为不便捷，且密码固定易被破解，后期也较难实现对车辆的运营管理。与此同时，由于共享单车投放数量的剧增，也随之给城市管理带来了巨大的难题，例如单车乱停乱放，单车数量供大于求，共享单车被用户私自占用，共享单车被恶意破坏等等，这些现象目前的共享单车公司缺乏有效运营管理手段。

技术实现要素：

本申请的实施例提供一种基于nb-iot技术的共享单车及控制方法，用于使用户便捷的使用共享单车。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供了一种基于nb-iot技术的共享单车，该共享单车包括：所述共享单车包括：nb-iot通信模块、蓝牙低能耗ble模块、有源射频识别(radiofrequencyidentification，rfid)模块、随机开锁密码生成芯片、锁马达以及控制模块，其中，所述nb-iot通信模块、所述蓝牙低能耗(bluetoothlowenergy，ble)模块、所述有源射频识别rfid信标以及所述随机开锁密码生成芯片通过通用异步收发传输器(universalasynchronousreceiver/transmitter，uart)与所述控制模块连接，所述锁马达通过通用输入/输出接口(generalpurposeinputoutput，gpio)与所述控制模块连接，所述锁马达用于控制所述共享单车的锁的打开或关闭；所述控制模块用于：当所述nb-iot通信模块处于休眠状态时，如果所述ble模块接收用户设备的开锁请求，则控制所述ble模块将所述开锁请求发送给所述nb-iot通信模块，以使所述nb-iot通信模块处于工作状态；和/或，当所述nb-iot通信模块处于休眠状态时，如果所述有源rfid信标接收到rfid终端的搜索信号，则控制所述有源rfid信标将所述搜索信号发送给所述nb-iot通信模块，以使所述nb-iot通信模块处于工作状态；当所述nb-iot通信模块处于工作状态时，根据管理系统的指令控制所述随机开锁密码生成芯片生成并储存多个开锁密码，并通过所述nb-iot通信模块将所述多个开锁密码发送至所述管理系统；当接收到的开锁密码与所述储存的多个开锁密码中的任意一个密码相同时，控制所述锁马达开锁。

第二方面，提供了一种控制方法，应用于第一方面所述的基于nb-iot技术的共享单车，该控制方法包括：当所述nb-iot通信模块处于休眠状态时，如果所述ble模块接收用户设备的开锁请求，则控制所述ble模块将所述开锁请求发送给所述nb-iot通信模块，以使所述nb-iot通信模块处于工作状态；和/或，当所述nb-iot通信模块处于休眠状态时，如果所述有源rfid信标接收到rfid终端的搜索信号，则控制所述有源rfid信标将所述搜索信号发送给所述nb-iot通信模块，以使所述nb-iot通信模块处于工作状态；当所述nb-iot通信模块处于工作状态时，根据管理系统的指令控制所述随机开锁密码生成芯片生成并储存多个开锁密码，并通过所述nb-iot通信模块将所述多个开锁密码发送至所述管理系统；当接收到的开锁密码与所述储存的多个开锁密码中的任意一个密码相同时，控制所述锁马达开锁。

第三方面，提供了一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被计算机执行时使所述计算机执行如第二方面所述的控制方法。

第四方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如第二方面所述的控制方法。

第五方面，提供一种控制装置，包括：处理器和存储器，存储器用于存储程序，处理器调用存储器存储的程序，以执行上述第二方面所述的控制方法。

本申请的实施例提供的基于nb-iot技术的共享单车及控制方法，通过nb-iot网络技术的低功耗、广覆盖优势，解决了共享单车功耗大的问题，进而降低了成本；通过设置了随机开锁密码生成器，实现密码的动态更新；通过设置ble蓝牙信标，实现与手持终端间的通信，并可通过ble唤醒nb-iot通信模块，便于共享单车管理企业对车辆进行巡检和盘查，以及用户的使用。

附图说明

图1为本申请的实施例提供的一种共享单车管理系统的架构示意图；

图2为本申请的实施例提供的一种共享单车结构示意图一；

图3为本申请的实施例提供的一种共享单车结构示意图二；

图4为本申请的实施例提供的一种共享单车的控制方法流程示意图一；

图5为本申请的实施例提供的一种共享单车的控制方法流程示意图二；

图6为本申请的实施例提供的一种共享单车的控制装置结构示意图。

具体实施方式

下面先对本申请实施例涉及的一些概念进行简单介绍。

窄带物联网(narrowbandinternetofthings,nb-iot)是iot领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(lpwan)。nb-iot构建于蜂窝网络，只消耗大约180khz的带宽，可直接部署于全球移动通信系统网络(globalsystemformobilecommunication，gsm)、通用移动通信系统网络(universalmobiletelecommunicationssystem，umts)或通用移动通信技术的长期演进网络(longtermevolution，lte)，可以降低部署成本、实现平滑升级。nb-iot具备四大特点：一是广覆盖，将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，nb-iot比现有的网络增益20db，相当于提升了100倍覆盖区域的能力；二是具备支撑连接的能力，nb-iot一个扇区能够支持10万个连接，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；三是更低功耗，nb-iot终端模块的待机时间可长达10年；四是更低的模块成本，企业预期的单个接连模块不超过35元。

下面将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描述。

在本申请的描述中，除非另有说明，“/”表示“或”的意思，例如，a/b可以表示a或b。本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。此外，“至少一个”是指一个或多个，“多个”是指两个或两个以上。

移动终端用于向用户提供语音和/或数据连通性服务。所述终端可以有不同的名称，例如用户设备(userequipment，ue)、接入终端、终端单元、终端站、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、无线通信设备、车辆用户设备、终端代理或终端装置等。可选的，所述移动终端可以为各种具有通信功能的手持设备、可穿戴设备，本申请实施例对此不作任何限定。例如，手持设备可以是智能手机。可穿戴设备可以是智能手环。

参照图1中所示，为本申请实施例提供的一种共享单车的管理系统架构100，该管理系统架构100可以包括：连接管理平台102、应用使能平台及数据分析平台103、共享单车云管理平台104，其中，共享单车云管理平台104可以包括：共享单车综合管理系统1041及共享单车移动设备客户端1042，连接管理平台102可以为通信运营商jasper连接管理平台，多个基于nb-iot技术的共享单车101通过nb-iot网络105接入连接管理平台102。

连接管理平台102用于实现对移动设备的用户身份识别卡(subscriberidentificationmodule，sim)。

应用使能平台及数据分析平台103，用于实现设备管理、应用订阅、数据存储、数据分析等功能。

共享单车云管理平台104用于为共享单车管理企业提供用户信息管理、收费信息管理、车辆身份信息管理、车辆定位追踪、车辆出界告警、车辆丢失告警、车辆故障告警、用车统计管理、用户行为分析、远程锁定异常车辆等功能；其中，共享单车手机客户端1042是用户侧的app，用户可直接在app上完成注册账户、缴纳押金/租金、寻找车辆、扫码开锁等功能。

参照图2中所示，为本申请实施例提供的一种基于nb-iot技术的共享单车101，该共享单车101安装有智能锁，该智能锁安置于共享单车尾部，也可以安装与共享单车的中间位置，本申请实施例并不限定；该智能锁可以包括nb-iot通信模块1011、蓝牙低能耗ble模块1012、有源射频识别rfid信标1013、随机开锁密码生成芯片1014、锁马达1015以及控制模块1016，其中，nb-iot通信模块1011、蓝牙低能耗ble模块1012、有源射频识别rfid信标1013以及所述随机开锁密码生成芯片1014通过通用异步收发传输器uart与控制模块1016连接，锁马达1015通过通用输入/输出接口gpio与控制模块1016连接，锁马达1015用于控制共享单车的智能锁的打开或关闭。

控制模块1016可以用于：

当nb-iot通信模块1011处于休眠状态时，如果ble模块接收1012用户设备的开锁请求，则所述ble模块1012将开锁请求发送给所述nb-iot通信模块1011，以使nb-iot通信模块1011处于工作状态，和/或，当nb-iot通信模块1011处于休眠状态时，如果有源rfid信标1013接收到rfid终端的搜索信号，则控制有源rfid信标1013将所述搜索信号发送给nb-iot通信模块1011，以使nb-iot通信模块1011处于工作状态；当nb-iot通信模块1011处于工作状态时，根据管理系统的指令控制随机开锁密码生成芯片1014生成并储存多个开锁密码，并通过nb-iot通信模块1011将所述多个开锁密码发送至所述管理系统；当接收到的开锁密码与储存的多个开锁密码中的任意一个密码相同时，控制所述锁马达1015开锁。

可选的，控制模块1016可以为微控制单元(microcontrolunit，mcu)芯片，还可以为其他控制芯片，用于管控共享单车整体的业务交互逻辑。

本申请实施例提供的共享单车一方面借助nb-iot网络技术的低功耗、广覆盖优势，nb-iot智能锁单电池可独立工作三年以上；另一方面由于nb-iot终端在psm(电源省电模式)下无法通过网络侧唤醒，因此本申请实施例提供的共享单车设置了随机开锁密码生成器，通过动态密码库的方式实现密码的更新；又一方面本申请实施例通过设置低功耗蓝牙ble模块1012，实现与手持终端间的通信，便于共享单车运营商通过手持终端对车辆进行巡检和盘查，还可以将ble作为触发开关主动唤醒nb-iot通信模块1011，以便于共享单车管理企业对车辆进行区域性一键巡检和盘查以及用户的使用。当用户通过移动设备的蓝牙系统搜索到共享单车的蓝牙信号时，可以点击使用单车，以触发ble1012模块向控制模块1016发送使用请求，当控制模块1016接收到ble1012模块的请求信息后，可以根据预设指令唤醒nb-iot通信模块1011。

需要说明的，本申请实施例提供的共享单车，当nb-iot通信模块1011处于工作状态时，随机开锁密码生成芯片1014可以周期更新开锁密码，并将生成的多个开锁密码发送给管理平台，可以防止共享单车的密码被破解，增加了共享单车的安全性。

可选的，该共享单车101包括一个对应的标识，标识包括以下至少一项：二维码、条形码、标识芯片。控制模块1016还用于：接收管理系统发送的开锁请求，其中，开锁请求为用户使用移动设备扫描标识向管理系统发送的开锁请求，以使管理系统向移动终端发送开锁密码。

每个共享单车都对应一个唯一的标识，用户可以使用移动终端的共享单车app扫描该标识进入共享单车云管理平台104，进行信息注册、使用请求及获取开锁密码。当用户向共享单车云管理平台104发送使用请求后，共享单车云管理平台104可以通过nb-iot通信模块1011向控制模块1016发送开锁信息，并向用户的移动终端返回开锁密码；当用户通过共享单车的密码输入装置输入开锁密码后且输入的密码与储存的多个开锁密码中任意一个相同时，控制模块1016控制锁马达1015进行开锁。

可选的，参照图3中所示，该共享单车101还可以包括gps芯片1017。gps芯片1017通过gpio与控制模块1016连接。控制模块1016还可以用于：通过gps芯片1017确定共享单车101的位置，并通过nb-iot通信模块1011将共享单车101的位置信息上传到管理平台。

通过设置gps芯片1017，可以随时更新管理系统100中共享单车101的位置信息，可以便于用户找到离自己最近的单车，使用户的体验感更佳。

可选的，参照图3中所示，该共享单车101还可以包括陀螺仪1018以及蜂鸣器1019，陀螺仪1018及蜂鸣器1019通过集成电路总线(inter－integratedcircuit，i2c)与控制模块1016连接。控制模块1016还用于：通过陀螺仪1018监测共享单车101的移动状态和姿态状态；当接收到陀螺仪1018发出共享单车101处于非法移动状态和/或姿态异常状态的信息时，控制蜂鸣器1019发出声音警告信号。

为防止共享单车被推倒或被他人随意搬动，本申请实施例通过设置陀螺仪1018检测共享单车的姿态状态和移动状态，当监测到共享单车翻倒或被他人非正常搬走时，可以触发陀螺仪1018，使陀螺仪1018根据预设指令向控制模块1016发送共享单车姿势状态或移动状态异常告警信号，当控制模块1016接收到共享单车状态或移动异常告警信号时，可以控制蜂鸣器1019发出声音警告信号，以提醒维护人员或路人，增加了共享单车的安全性。

可选的，控制模块还可以用于：控制有源rfid信标与预设共享单车电子围栏的rfid读写器进行信令交互，用于确定共享单车的停放位置是否处于预设共享单车电子围栏内；当共享单车的停放位置位于预设共享单车电子围栏外，则通过nb-iot通信模块提醒用户将共享单车停放在预设共享单车电子围栏内。

为了维护城市管理，防止共享单车的乱停乱放给城市管理增加了难度，共享单车企业可以结合城市规划，在人流密集区域例如地铁口，学校门口、车站附近等规划合理停放区域，并在该区域设置共享单车电子围栏，该共享单车电子围栏可以为虚拟的，也可以为人工在地面设置固定区域，该共享单车电子围栏设置有rfid读写器，可以与共享单车的有源rfid信标1013进行信令交互，从而判断共享单车是否停放在预设的停放区域，当用户将共享单车停放在预设区域外时，可以向用户的终端发送停放位置不合理信息或通过蜂鸣器1019发出告警以提醒用户重新停放单车，避免了共享单车乱停乱放现象的发生。

本申请实施例提供的共享单车通过使用基于nb-iot技术的智能锁，利用nb-iot低能耗广覆盖的优势，提高了共享单车的使用寿命，降低了成产成本，并通过设置随机开锁密码生成芯片定期更新密码，使共享单车不易被破解，增加了共享单车的安全性；通过设置蓝牙低能耗ble模块1012可以便于维护人员为巡检及维护，还可以用户更加快捷的唤醒共享单车的nb-iot通信模块，便于使用。

本申请实施例提供一种控制方法，应用于上述基于nb-iot技术的共享单车，参照图4中所示，该方法可以包括s101-s104：

s101、当nb-iot通信模块1011处于休眠状态时，如果ble模块接收1012用户设备的开锁请求，则ble模块1012将开锁请求发送给nb-iot通信模块1011，以使nb-iot通信模块1011处于工作状态。

和/或，

s102、当nb-iot通信模块1011处于休眠状态时，如果有源rfid信标1013接收到rfid终端的搜索信号，则控制有源rfid信标1013将搜索信号发送给nb-iot通信模块1011，以使nb-iot通信模块1011处于工作状态。

s103、当nb-iot通信模块1011处于工作状态时，根据管理系统的指令控制随机开锁密码生成芯片1014生成并储存多个开锁密码，并通过nb-iot通信模块1011将多个开锁密码发送至管理系统。

s104、当接收到的开锁密码与储存的多个开锁密码中的任意一个密码相同时，控制锁马达1015开锁。

可选的，参照图5中所示，该控制方法还可以包括：

s201、接收管理系统发送的开锁请求。

其中，开锁请求为用户使用移动设备扫描标识向管理系统发送的开锁请求，以使管理系统向移动终端发送开锁密码。

可选的，该控制方法还可以包括：通过gps芯片1017确定共享单车的位置，并通过nb-iot通信模块1011将共享单车的位置信息上传到管理平台。

可选的，该控制方法还可以包括：通过陀螺仪1018监测共享单车的移动状态和姿态状态；当接收到陀螺仪1018发出共享单车处于非法移动状态和/或姿态异常状态的信息时，控制蜂鸣器1019发出声音警告信号。

可选的，该控制方法还可以包括：控制有源rfid信标1013与预设共享单车电子围栏的rfid读写器进行信令交互，用于确定共享单车的停放位置是否处于预设共享单车电子围栏内；当共享单车的停放位置位于预设共享单车电子围栏外，则通过nb-iot通信模块1011提醒用户将共享单车停放在预设共享单车电子围栏内。

由于本申请实施例中的控制方法可以应用于上述共享单车，因此，其所能获得的技术效果也可参考上述共享单车实施例，本申请实施例在此不再赘述。

图6示出了上述实施例中所涉及控制装置的一种可能的结构示意图。该装置包括：处理器402和通信接口403。处理器402用于对装置的动作进行控制管理，例如，执行上述本文所描述的技术的其它过程。通信接口403用于支持该装置与其他网络实体的通信。该共享单车还可以包括存储器401和总线404，存储器401用于存储装置的程序代码和数据。

其中，上述处理器402可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，单元和电路。该处理器可以是中央处理器，通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路，现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，单元和电路。所述处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，dsp和微处理器的组合等。

存储器401可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器；该存储器也可以包括非易失性存储器，例如只读存储器，快闪存储器，硬盘或固态硬盘；该存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。

总线404可以是扩展工业标准结构(extendedindustrystandardarchitecture，eisa)总线等。总线404可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当计算机执行该指令时，该计算机执行上述方法实施例所示的方法流程中的各个步骤。

本发明的实施例提供一种包含指令的计算机程序产品，当指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述控制方法。

其中，计算机可读存储介质，例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘。随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、只读存储器(read-onlymemory，rom)、可擦式可编程只读存储器(erasableprogrammablereadonlymemory，eprom)、寄存器、硬盘、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(compactdiscread-onlymemory，cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的人以合适的组合、或者本领域数值的任何其他形式的计算机可读存储介质。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于特定用途集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)中。在本申请实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

由于本发明的实施例中的计算机可读存储介质、计算机程序产品可以应用于上述共享单车，因此，其所能获得的技术效果也可参考上述实施例，本发明实施例在此不再赘述。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digitalsubscriberline，dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)，光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solidstatedisk，ssd))等。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。