用于交通工具定位的信标系统及交通工具定位方法与流程

本发明涉及交通工具定位技术领域，尤其涉及交通工具定位的信标系统及交通工具定位方法。

背景技术：

随着社会的发展和信息化的推广普及，在城市化建设中已经出现越来越多的自行车站，用户只需要到附近的自行车站刷卡验证后即可取走自行车使用。这种属于较为强制性的停放交通工具方式，虽然给用户的日常出行提供了方便，但是用户需要找到站点才能取车，并且停车也需要找到站点才能停放，造成不便。另一种是可以随意停放的车辆，在车辆上设有智能锁，通过刷卡、扫描等方式进行解锁可以取车辆，这种车辆用户在使用完毕后可以随意停放，对该用户而言非常方便，但对于下一个使用车辆的用户而言，可能造成附近都未有车辆可以选择，而且这种停放方式也存在安全隐患，并且用户随处停放可能影响正常交通。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供用于交通工具定位的信标系统，其能获取交通工具当前位置信息。

本发明的目的之二在于提供交通工具定位方法，其能实现本发明的目的之一。

本发明的目的之一采用以下技术方案实现：

用于交通工具定位的信标系统，包括设置在路面上的若干个Beacon设备、安装在交通工具上的智能锁，该智能锁与所述Beacon设备之间可相互通信；智能锁用于检测到来自Beacon设备所发射的广播信号时，根据所接收到的广播信号的信号强度获得对应的交通工具当前的位置信息。

优选的，还包括智能手机，该智能手机与智能锁之间相互通信，所述智能手机接收来自智能锁的位置信息，并根据该位置信息判断智能锁对应的交通工具当前停车是否合法。

本发明的目的之二采用以下技术方案实现：

交通工具定位方法，应用于用于交通工具定位的信标系统，包括如下步骤：

S1：智能锁接收路面的Beacon设备所发送的广播信号，并检验该广播信号的信号强度；

S2：智能锁根据该广播信号的信号强度计算智能锁对应的交通工具当前的位置信息。

优选的，所述信标系统还包括智能手机，智能手机与智能锁之间相互通信，执行完S2之后还包括如下步骤：

S3：智能锁发送位置信息至智能手机；

S4：智能手机根据该位置信息判断智能锁对应的交通工具当前停车是否合法，若是，则显示可以还车，否则，显示不能还车。

优选的，S4中，当判断到不合法时，智能手机还显示合法停车位置信息。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明在路边设置多个Beacon设备与交通工具上的智能锁进行互信，根据与最近的Beacon设备之间距离的远近来确定信号强度，并可根据该信号强度实现位置信息的确定。通过本发明的设置可以轻松实现多个站点停车、规范停车。

附图说明

图1为本发明的电子锁解锁方法的流程图；

图2为本发明的基于近距离通讯的信息传输方法的流程图；

图3为本发明的基于近距离通讯的信息传输装置的模块连接图；

图4为本发明的电子锁解锁装置的模块连接图；

图5为本发明的用于交通工具定位的信标系统的结构示意图。

图6为本发明的交通工具定位方法的流程图；

图7为本发明的共享交通工具的锁定方法的流程图；

图8为本发明的共享交通工具的锁定装置的流程图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

本发明提供一种蓝牙智能马蹄锁(以下又称智能锁、电子锁、蓝牙锁或锁)方案，其基于AES128加密通信，双向令牌，序列化指令，以保证手机应用与智能锁安全通信。同时支持蓝牙ble主从模式，beacon(毕肯)协议，当锁处于开启状态时，锁在beacon设备广播范围内才能还车，以规范用户还车停放车辆行为。

本发明总体包括二部分内容：智能锁的解锁和锁定。

一、解锁

电子锁解锁方法，应用于电子锁解锁系统，该系统包括智能移动端、电子锁和远程服务器；所述智能移动端可以是但不限于智能手机，所述电子锁可以是但不限于蓝牙锁。如图1所示，包括如下步骤：

步骤101、智能移动端获取电子锁的身份信息，智能移动端将用户信息和身份信息发送至远程服务器。

智能移动端从远程服务器获取电子锁的身份信息的方式可以为：智能移动端从远程服务器获取其地理位置附近的多个电子锁以及其身份信息，智能移动端从多个电子锁中选择其中一个电子锁，并获取该电子锁的身份信息。

智能移动端从远程服务器获取电子锁的身份信息的方式还可以为：电子锁所应用的代步工具上贴有包含电子锁的身份信息的二维码，智能移动端通过扫描该二维码，直接获取该电子锁的身份信息。

每一台智能移动端上都包括至少一个的用户信息，包括该用户的账户余额信息、信用度信息和联系信息等等。

步骤102、远程服务器对用户信息和身份信息进行验证，并将验证信息发送至智能移动端。

远程服务器对用户信息的验证包括验证该用户信息的账户是否为注册用户，该用户信息的账户内金额是否足够用户对电子锁进行解锁以及使用该电子锁所应用的代步工具。

远程服务器对电子锁的身份信息的验证包括：验证该电子锁的状态是否为锁定，避免有其他用户正在使用该代步工具。

步骤103、智能移动端根据验证信息发送解锁请求信息至远程服务器。

当用户通过智能移动端接收到验证信息，显示可以使用该电子锁的身份信息对应的代步工具时，用户可以通过智能移动端发送解锁请求信息至远程服务器。

步骤104、远程服务器根据解锁请求信息发送电子锁标识信息和安全校验信息至智能移动端。

步骤105、智能移动端根据电子锁标识信息和电子锁建立连接。

步骤106、智能移动端根据安全校验信息发送解锁信息至电子锁。

远程服务器发送电子锁标识信息和安全校验信息至移动智能端，电子锁标识信息主要用于使用户找到对应的电子锁，因为在多个代步工具一通停放在一处时，则需要电子锁标识信息去找到对应的准确的电子锁；再根据用户的操作，以及通过安全校验信息发送解锁信息至电子锁。

步骤107、电子锁判断是否解锁成功，如果是则发送成功反馈信息至智能移动端；否则发送失败反馈信息至智能移动端，并返回步骤106；直到第三次发送失败反馈信息至智能移动端，则结束。

解锁成功后，用户可以开始使用代步工具，智能移动端将成功反馈信息发送至远程服务器，远程服务器并进行计费；直到用户停止使用代步工具并将电子锁进行上锁，则计费结束。整个使用代步工具的流程结束。

如果解锁失败，电子锁发送失败反馈信息至智能移动端，智能移动端会主动再次发送解锁信息至电子锁进行解锁重试，如果重试两次之后仍解锁失败，则结束流程。

上述过程中，智能移动端(称为第一通信端)与电子锁(称为第二通信端)实现近距离的信息传输。如图2所示，上述近距离通讯的信息传输方法包括如下步骤：

步骤201、第一通信端随机生成一组验证令牌，并发送至第二通信端进行存储；第二通信端随机生成一组验证令牌，并发送至第一通信端进行存储。

验证令牌由一定数量的随机数组成。

步骤202、第一通信端和第二通信端中任意一个作为发送方，另一个作为接收方；发送方随机生成一组随机序号，并将其存储的验证令牌、随机序号和控制信息发送至接收方。

发送方发送控制信息给接收方式，都必须附加验证令牌和随机序号；该验证令牌保证了控制信息的安全性；

该随机序号由发送方根据唯一性规则随机生成，以保证指令唯一性，发送方每次发送指令信息时，都需要随机生成一组随机序号，确保跟之前发送的随机序号不同。防止接收方受到黑客的重放攻击而崩溃。

步骤203、接收方存储此次接收到的随机序号；接收方判断发送方发送来的验证令牌和其随机生成的验证令牌是否相同，以及判断此次发送方发送来的随机序号和存储的之前发送方发送来的随机序号是否有相同；如果第一个判断结果为是，以及第二个判断结果为否，则验证通过，接收方执行控制信息；否则丢弃控制信息，流程结束。

本发明还公开了智能移动端与电子锁实现近距离通讯的信息传输的装置，如图3所示，具体包括：

第一令牌生成模块，应用于第一通信端，用于随机生成一组验证令牌，并发送至第二通信端进行存储；

第二令牌生成模块，应用于第二通信端，用于随机生成一组验证令牌，并发送至第一通信端进行存储。

序号生成模块，应用于发送方，用于随机生成一组随机序号。第一通信端和第二通信端中任意一个作为发送方，另一个作为接收方。

发送模块，应用于发送方，用于将其存储的验证令牌、随机序号和控制信息发送至接收方。

存储判断模块，应用于接收方，用于存储此次接收到的随机序号；并判断发送方发送来的验证令牌和其随机生成的验证令牌是否相同，以及判断此次发送方发送来的随机序号和存储的之前发送方发送来的随机序号是否有相同；如果第一个判断结果为是，以及第二个判断结果为否，则验证通过，接收方执行控制信息；否则丢弃控制信息，流程结束。

本发明还公开了与上述电子锁解锁方法对应的解锁装置，如图4所示，具体包括：

获取模块，应用于智能移动端，用于获取电子锁的身份信息，智能移动端将用户信息和身份信息发送至远程服务器。

具体地，获取模块包括第一获取模块和/或第二获取模块，第一获取模块，用于从远程服务器获取其地理位置附近的多个电子锁以及其身份信息，从多个电子锁中选择其中一个电子锁，并获取该电子锁的身份信息。

第二获取模块，用于扫描电子锁所应用的代步工具上的二维码，直接获取该电子锁的身份信息。

验证模块，应用于远程服务器，用于对用户信息和身份信息进行验证，并将验证信息发送至智能移动端。

第一解锁模块，应用于智能移动端，用于根据验证信息发送解锁请求信息至远程服务器。

安全信息模块，应用于远程服务器，用于根据解锁请求信息发送电子锁标识信息和安全校验信息至智能移动端。

连接模块，应用于智能移动端，用于根据电子锁标识信息和电子锁建立连接。

第二解锁模块，应用于智能移动端，用于根据安全校验信息发送解锁信息至电子锁。

判断模块，应用于电子锁，用于判断是否解锁成功，如果是则发送成功反馈信息至智能移动端；否则发送失败反馈信息至智能移动端，并返回第二解锁模块；直到第三次发送失败反馈信息至智能移动端，则结束。

二、锁定

手机app(移动智能端)会同时监听锁和周边beacon设备信息，手机app和锁以及beacon在各自的通信距离内才能相互通信，当app接受到合法的beacon信号，并且判断信号强度达到规定值时，才允许用户还车，以达到电子围栏功能，规范用户停放车，否则，信号强度弱或者无锁信号以及beacon信号，则无法建立通信，此时还车为无效还车，系统也将不推送信息给用户。

具体地，先通过手机app和锁以及beacon在各自的通信距离内实现相互通讯实现交通工具定位的信标系统，然后再通过信号强度对还车进行规范。

交通工具定位的信标系统包括Beacon设备和智能锁，Beacon技术是低功耗蓝牙技术，信标基站可以创建一个信号区域，当设备进入该区域时，相应的应用程序便会提示用户是否需要接入这个信号网络。Beacon技术为现有技术，本发明将其应用在交通公路的路面上，根据实际情况在同一条道路上设置多个Beacon设备，以提供多个区域供用户还车、取车，方便大众。智能锁安装在交通工具上，交通工具一般为自行车、电动车，该智能锁能够与Beacon设备相互间进行通信。智能锁能够检测来自Beacon设备所发射的广播信号，并在检测到该广播信号时，根据所接收到的广播信号的信号强度获得对应的交通工具当前的位置信息。

另外一方面，信标系统还可以包括智能手机，该智能手机与智能锁之间相互通信，所述智能手机接收来自智能锁的位置信息，并根据该位置信息判断智能锁对应的交通工具当前停车是否合法。

下面通过一个具体实施案例进行说明：

交通工具行走在一道路上，该道路的路面设置有五个Beacon设备，均匀设置。图5中a、b、c、d、e分别表示五个Beacon设备。五个Beacon设备都发出广播信号，每个Beacon设备所发射的广播信号涵盖一定的区域。假设Beacon设备a与Beacon设备b的最中间位置没有广播信号，当交通工具行走至该位置时，则智能锁无法与Beacon设备进行通信，也无法计算交通工具当前的位置信息，故而无法还车。而当交通工具行走至Beacon设备b与Beacon设备c之间，此时Beacon设备c连接通信，则智能锁检测到该Beacon设备c所发送的广播信号，广播信号的强度根据智能锁与该Beacon设备之间的距离决定，距离越近，则信号越强。智能锁根据信号强度得到交通工具的位置信息，反馈位置信息至智能手机中。由于每个Beacon设备所发射的广播信号都涵盖一定的区域，但是有一些区域虽然有广播信号能够与智能锁取得联系，但是因为距离Beacon设备太远而不能允许还车，以防出现差错，因此智能手机中存储有什么位置信息则是合法的，什么位置信息是不合法的，根据智能锁发送的位置信息进行判断，合法时才提示可以还车，否则即使用户继续还车也无法还车成功。实际上，也就是根据信号强度进行还车，只有当信号强度大于规定的阈值时，才能达到还车的目的。通过这种方式，能够防止随意停车，由于多出设置Beacon设备，使得站点广泛，增加了可还车站点，为用户出行提供了方便，并且提供足够的安全保障。

本发明还提供交通工具定位方法，应用于本发明提供的用于交通工具定位的信标系统，如图6所示，包括如下步骤：

步骤601、智能锁接收路面的Beacon设备所发送的广播信号，并检验该广播信号的信号强度；

步骤602、智能锁根据该广播信号的信号强度计算智能锁对应的交通工具当前的位置信息。

在还具备智能手机的情况下，执行完S2之后还包括如下步骤：

步骤603、智能锁发送位置信息至智能手机；

步骤604、智能手机根据该位置信息判断智能锁对应的交通工具当前停车是否合法，若是，则显示可以还车，否则，显示不能还车。在步骤604中，当判断到不合法时，智能手机还显示合法停车位置信息。

共享交通工具的锁定方法，即对还车进行规范的方法，如图7所示，其包括以下步骤：

步骤701、接收上锁信号；当需要进行还车的时候，在这里有两种触发还车的上锁信号，一种是通过直接搬动锁具，然后触发一个上锁信号传输至后台服务器来对该信号进行判断，另一种是通过在手机上点击上锁，来触发一个上锁信号至后台服务器，从而来提示用户准备上锁；在本实施例中仅描述出通过手机来进行上锁操作，但是其并不仅仅限于于此种方式，通过直接上锁触发信号的具体方式与手机触发信号上锁的方式类似；

步骤702、判断是否有接收到一校验广播信号，如果是，则执行下一步，如果否，则还车失败；

步骤7021、判断校验广播信号的强度是否达到预设值，如果是，则执行步骤703，如果否，则还车失败；当用户准备上锁时，锁将会切换到主模式，并扫描和接收周边的beacon设备信号，手机也同时会监听锁和周边beacon设备信息，手机、锁以及beacon设备只有在其通信距离内才能够相互通信，当手机接收到合法的beacon信号时，该合法beacon信号是可以被手机解析的信号，并且判断信号强度达到规定值的时候，信号的强弱是根据距离beacon设备的远近来进行判断的，如果离得远，则信号强度弱，甚至没有，则没有办法识别，如果离得近，则信号强度大，才允许用户还车以达到电子围栏的功能，规范用户停放车；

具体的不同地方的beacon设备的判断距离可以根据实际的地形来进行相应的设计，由于各个地方道路情况不一样，故而在设距离的时候会存在比较大的差异，如果都采用同一标准，部分地区可能存在停放混乱的情况，因此根据不同地区道路停车情况来设置相应的判断距离使得其更加人性化，如果信号强度弱或者无锁信号以及无beacon信号，则无法建立通信，此时还车为无效还车，系统也将不推送信息给用户，用户无法还车；

步骤703、还车成功；当上述条件都满足的时候，即可进行还车，后台服务器会发送相应的信号至手机通知用户完成还车操作。

本发明提供了一种共享交通工具的锁定方法提供一种锁定装置，如图8所示，包括以下模块：

接收信号模块：设置于服务器，用于接收上锁信号；

第一判断模块：设置于服务器，用于判断是否有接收到一校验广播信号，如果是，则执行下一模块，如果否，则还车失败；

第二判断模块：设置于服务器，用于判断校验广播信号的强度是否达到预设值，如果是，则执行结果反馈模块，如果否，则还车失败。

结果反馈模块：还车成功。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。