智能车锁及智能单车的制作方法

本实用新型涉及智能单车技术领域，具体而言，涉及一种智能车锁及智能单车。

背景技术：

为了方便人们出行以及响应绿色低碳的生活理念，很多城市都建立了单车共享系统，为市民提供大量的公共单车，给人们的生活带来了极大的便捷。

目前，共享单车系统中，为每个单车都配备有车锁，当用户需要使用单车时，用户利用预先获取的密码或者钥匙开启车锁，使用单车，当用户停止骑车时，用户将单车固定在固定桩上，并关闭车锁。

现有的单车车锁在与后台服务器进行通信时，大多采用2G通信技术，如利用GSM(Global System for Mobile Communication，全球移动通信系统)通信模块或者GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务)通信模块与后台服务器进行通信，然而，现有的这种通信方式功耗大且信号穿透能力弱，影响车锁整体的使用寿命，且影响通信效果。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种智能车锁及智能单车，以解决现有的车锁通信方式功耗大且信号穿透能力弱，影响车锁整体的使用寿命，且影响通信效果的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种智能车锁，所述智能车锁包括主控器、近场通信模块、定位模块、LoRa通信模块和供电模块；所述主控器分别与所述近场通信模块、所述定位模块、所述LoRa通信模块和所述供电模块电连接；所述LoRa通信模块包括依次连接的微处理器、射频芯片和天线，所述微处理器与所述主控器连接，用于接收所述主控器发送的数据，所述射频芯片用于将所述数据转换成电磁波，所述天线用于将所述电磁波发送至远程服务器；所述供电模块包括太阳能发电组件、备用电池和切换电路，所述切换电路分别与所述太阳能发电组件和所述备用电池连接，所述切换电路还与所述主控器连接；所述切换电路用于切换所述主控器与所述太阳能发电组件连接，或者切换所述主控器与所述备用电池连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第一种可能的实施方式，其中，所述太阳能发电组件包括相互连接的太阳能发电板和储能装置，所述切换电路包括依次连接的电量检测器、电能比较器和切换开关，所述电量检测器分别与所述储能装置和所述备用电池连接，所述切换开关与所述主控器连接；所述电量检测器用于向所述电能比较器发送检测到的电量信息，所述电能比较器用于向所述切换开关发送切换指令，所述切换开关用于切换所述主控器与所述储能装置连接，或者切换所述主控器与所述备用电池连接。

结合第一方面第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面第二种可能的实施方式，其中，所述太阳能发电板包括第一光波导片和第二光波导片，所述第一光波导片和所述第二光波导片相对设置；所述第一光波导片的侧边缘通过太阳能电池片与所述第二光波导片的侧边缘密封连接；所述第一光波导片上与所述第二光波导片相对的表面设置有第一荧光层，所述第二光波导片上与所述第一光波导片相对的表面设置有第二荧光层；所述太阳能电池片与所述储能装置连接。

结合第一方面第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面第三种可能的实施方式，其中，所述智能车锁还包括电量指示灯，所述电量指示灯分别与所述备用电池和所述储能装置连接，用于指示所述备用电池和所述储能装置的电量。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第四种可能的实施方式，其中，所述智能车锁还包括防丢电路，所述防丢电路包括加速度传感器和报警器，所述加速度传感器和所述报警器分别与所述主控器连接；所述主控器接收所述加速度传感器发送的加速度信号，向所述报警器发送报警指令。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面第五种可能的实施方式，其中，所述智能车锁的外表面还设置有通信状态指示灯，所述通信状态指示灯与所述主控器电连接，所述通信状态指示灯用于指示所述智能车锁是否处于通信状态。

结合第一方面上述的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面第六种可能的实施方式，其中，所述智能车锁还包括机械传动模块、开锁检测模块和关锁检测模块，所述机械传动模块、所述开锁检测模块、所述关锁检测模块分别与所述主控器电连接；所述机械传动模块用于执行开锁或者关锁操作，所述开锁检测模块用于检测所述智能车锁是否处于开锁状态，所述关锁检测模块用于检测所述智能车锁是否处于关锁状态。

结合第一方面第六种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面第七种可能的实施方式，其中，所述智能车锁内部还设置有锁舌；所述智能车锁外表面设置有锁舌出口；所述机械传动模块包括依次连接的电机、蜗轮和蜗杆，所述电机通过所述蜗轮和所述蜗杆驱动所述锁舌从所述锁舌出口伸出至关锁位置，或者驱动所述锁舌从所述关锁位置回缩至所述锁舌出口。

结合第一方面第六种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面第八种可能的实施方式，其中，所述开锁检测模块包括第一微动开关，所述关锁检测模块包括第二微动开关。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种智能单车，包括上述第一方面所述的智能车锁。

本实用新型实施例中，智能车锁包括主控器、近场通信模块、定位模块、LoRa通信模块和供电模块，LoRa通信模块包括依次连接的微处理器、射频芯片和天线，微处理器与主控器连接，用于接收主控器发送的数据，射频芯片用于将该数据转换成电磁波，天线用于将该电磁波发送至远程服务器。本实用新型实施例中的智能车锁及智能单车，通过LoRa通信模块与远程服务器通信，具有功耗低且信号穿透能力强的优点，能够延长车锁整体的使用寿命，提高通信效果，从而解决现有的车锁通信方式功耗大且信号穿透能力弱，影响车锁整体的使用寿命，且影响通信效果的问题。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的智能车锁的第一种模块组成示意图；

图2为本实用新型实施例提供的供电模块的组成示意图；

图3为本实用新型实施例提供的太阳能发电组件的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的智能车锁的第二种模块组成示意图；以及

图5为本实用新型实施例提供的智能车锁的结构示意图。

附图标记：

太阳能发电板511、储能装置512；

第一光波导片5111、第二光波导片5112、太阳能电池片5113；

第一荧光层5114、第二荧光层5115；

锁舌200、电机81、蜗轮82、蜗杆83、开锁检测模块9、关锁检测模块10。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

考虑到现有的单车车锁与后台服务器之间的通信方式功耗大且信号穿透能力弱，影响车锁整体的使用寿命，且影响通信效果，本实用新型提供了一种智能车锁及智能单车，下面结合实施例进行详细描述。

本实用新型实施例提供了一种智能车锁，图1为本实用新型实施例提供的智能车锁的第一种模块组成示意图，如图1所示，该智能车锁包括主控器1、近场通信模块2、定位模块3、LoRa通信模块4和供电模块5；主控器1分别与近场通信模块2、定位模块3、LoRa通信模块4和供电模块5电连接；LoRa通信模块4包括依次连接的微处理器41、射频芯片42和天线43，微处理器41与主控器1连接，用于接收主控器1发送的数据，射频芯片42用于将该数据转换成电磁波，天线43用于将该电磁波发送至远程服务器；其中，微处理器41可以为低功耗微处理器；供电模块5包括太阳能发电组件51、备用电池52和切换电路53，切换电路53分别与太阳能发电组件51和备用电池52连接，切换电路53还与主控器1连接；切换电路53用于切换主控器1与太阳能发电组件51连接，或者切换主控器1与备用电池52连接。

本实用新型实施例中，智能车锁包括主控器1、近场通信模块2、定位模块3、LoRa通信模块4和供电模块5，LoRa通信模块4包括依次连接的微处理器41、射频芯片42和天线43，微处理器41与主控器1连接，用于接收主控器1发送的数据，射频芯片42用于将该数据转换成电磁波，天线43用于将该电磁波发送至远程服务器。本实用新型实施例中的智能车锁通过LoRa通信模块4与远程服务器通信，具有功耗低且信号穿透能力强的优点，能够延长车锁整体的使用寿命，提高通信效果，从而解决现有的车锁通信方式功耗大且信号穿透能力弱，影响车锁整体的使用寿命，且影响通信效果的问题。

本实用新型实施例中，主控器1可以通过MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)芯片实现，用于负责智能车锁中其他各个模块的控制工作，以及负责车锁的整体工作过程的控制；近场通信模块2可以通过蓝牙芯片实现，用于与移动终端，如手机进行近场通信；定位模块3可以通过GPS(Global Positioning System,全球定位系统)定位芯片实现，用于实时确定智能车锁的位置；LoRa通信模块4可以通过LoRa通信芯片实现，用于与远程服务器进行远场通信；供电模块5用于为智能车锁供电。通过主控器1、定位模块3和LoRa通信模块4的相互配合，还能够将智能车锁的实时位置信息发送至远程服务器，起到监控智能车锁位置的效果。本实用新型实施例中，MCU芯片、蓝牙芯片、GPS定位芯片、LoRa通信芯片的具体型号不做限定，可以根据实际需要进行选择。

本实施例中，LoRa通信模块4通过专门的基站与远程服务器通信，采用LoRa通信模块4与远程服务器通信，与现有技术中采用GSM(Global System for Mobile Communication，全球移动通信系统)通信模块或者GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务)通信模块的通信方式相比，还具有以下优势：(1)不依赖运营商，LoRa通信技术通过非授权频段无线通信，自组协议，不需要依赖于运营商的流量套餐；(2)成本低，由于LoRa通信技术不需要依赖于运营商的流量套餐，因此还能够节省通信成本。

本实施例中，智能车锁采用备用电池52供电或者太阳能供电，当采用备用电池52供电时，切换电路5353切换主控器1与备用电池52连接，当采用太阳能供电时，切换电路5353切换主控器1与太阳能发电组件51连接。

图2为本实用新型实施例提供的供电模块5的组成示意图，如图2所示，供电模块5中，太阳能发电组件51包括相互连接的太阳能发电板511和储能装置512，切换电路53包括依次连接的电量检测器531、电能比较器和切换开关533，电量检测器531分别与储能装置512和备用电池52连接，切换开关533与主控器1连接；电量检测器531用于向电能比较器发送检测到的电量信息，电能比较器用于向切换开关533发送切换指令，切换开关533用于切换主控器1与储能装置512连接，或者切换主控器1与备用电池52连接。

具体地，电量检测器531可以为电压传感器，用于检测储能装置512中的电量大小，得到第一电量，以及检测备用电池52中的电量大小，得到第二电量，并将第一电量和第二电量发送至电量比较器532；电量比较器532可以为电压比较器，其用于比较第一电量与第二电量之间的大小关系，当第一电量大于第二电量时，电量比较器532向切换开关533发送第一切换指令，切换开关533根据第一切换指令切换主控器1与储能装置512连接，利用储能装置512为智能车锁供电，当第一电量小于第二电量时，电量比较器532向切换开关533发送第二切换指令，切换开关533根据第二切换指令切换主控器1与备用电池52连接，利用备用电池52为智能车锁供电，从而实现太阳能和备用电池52为智能车锁供电，其中切换开关533可以为单刀双掷开关或者双刀双掷开关。通过本实用新型实施例中的供电模块5，能够采用两种供电方式为车锁供电，从而实现车锁供电的绿色化、能源节省化。

图3为本实用新型实施例提供的太阳能发电组件51的结构示意图，如图3所示，本实施例中，太阳能发电组件51中，太阳能发电板511包括第一光波导片5111和第二光波导片5112，第一光波导片5111和第二光波导片5112相对设置；第一光波导片5111的侧边缘通过太阳能电池片5113与第二光波导片5112的侧边缘密封连接；第一光波导片5111上与第二光波导片5112相对的表面设置有第一荧光层5114，第二光波导片5112上与第一光波导片5111相对的表面设置有第二荧光层5115；太阳能电池片5113与储能装置512连接，用于向储能装置512提供电能。

优选的，第一光波导片5111与第二光波导片5112之间相距5～20mm真空层。优选的，第一光波导片5111与第二光波导片5112之间相距5～20mm空气层。优选的，第一光波导片5111与第二光波导片5112之间相距5～20mm惰性气体层。优选的，第一光波导片5111的厚度为2mm～6mm；第二光波导片5112的厚度为2mm～6mm。优选的，第一光波导片5111与第二光波导片5112为相同尺寸的多边形平板玻璃。优选的，第一荧光层5114的厚度为20～100nm，第二荧光层5115的厚度为20～100nm。优选的，第一荧光层5114与第二荧光层5115均为半导体荧光材料镀膜。

本实用新型实施例提供的太阳能发电板511包括第一光波导片5111和与第一光波导片5111相对设置的第二光波导片5112，第一光波导片5111的侧边缘通过太阳能电池片5113与第二光波导片5112的侧边缘密封连接，第一光波导片5111朝向第二光波导片5112的一面有第一荧光层5114，第二光波导片5112朝向第一光波导片5111的一面有第二荧光层5115。从而第一荧光层5114和第二荧光层5115均保护于两层光波导片之间，避免了第一、第二荧光层受外界污染和损坏，因此延长了荧光层的寿命，且第一、第二荧光层这双层荧光层相比现有单层荧光薄膜能对太阳能利用率加倍，因此提高了太阳能利用率，延长了荧光太阳能聚光器件的使用寿命，进而提高了智能车锁的使用寿命。

本实施例中，智能车锁还包括电量指示灯，电量指示灯位于车锁表面，电量指示灯分别与备用电池52和储能装置512连接，用于指示备用电池52和储能装置512的电量。电量指示灯可以为LED(Light Emitting Diode，发光二极管)灯。

具体地，电量指示灯包括第一指示灯和第二指示灯，第一指示灯表示备用电池52的剩余电量，第二指示灯表示储能装置512的剩余电量，当第一指示灯为绿色时，表示备用电池52的剩余电量较多，当第一指示灯为红色时，表示备用电池52的剩余电量较少，需要尽快更换电池；当第二指示灯为绿色时，表示储能装置512的剩余电量较多，当第二指示灯为红色时，表示储能装置512的剩余电量较少，需要尽快进行太阳能充电。通过电量指示灯，方便用户了解车锁的电量情况，及时为车锁充电。

图4为本实用新型实施例提供的智能车锁的第二种模块组成示意图，如图4所示，本实施例中的智能车锁还包括防丢电路6，防丢电路6包括加速度传感器61和报警器62，加速度传感器61和报警器62分别与主控器1连接；主控器1接收加速度传感器61发送的加速度信号，向报警器62发送报警指令。

本实施例中，加速度传感器61检测智能车锁的加速度，并将检测到的加速度发送至主控器1，主控器1内置有数据比较器，用于比较接收到的加速度与预存的加速度值之间的大小关系，当接收到的加速度大于预存的加速度值时，主控器1认为车辆或者车锁被盗，向报警器62发送报警指令，报警器62根据报警指令进行报警。报警器62能够为声、光、电、振动报警器中的一种或组合。通过防丢电路6能够防止车辆或者车锁被盗，提高车辆或者车锁的安全性。

如图4所示，本实施例中的智能车锁还包括通信状态指示灯7，通信状态指示灯7设置于智能车锁的外表面，通信状态指示灯7与主控器1电连接，通信状态指示灯7用于指示智能车锁是否处于通信状态。当智能车锁中的近场通信模块2或者LoRa通信模块4处于数据传输状态时，主控器1控制通信状态指示灯7亮起，表示智能车锁处于近场或远场通信状态。通过通信状态指示灯7能够便于用户知晓智能车锁是否能够正常通信，从而帮助用户排查智能车锁的故障问题。通信状态指示灯7能够为LED灯。

如图4所示吗，智能车锁还包括机械传动模块8、开锁检测模块9和关锁检测模块10，机械传动模块8、开锁检测模块9、关锁检测模块10分别与主控器1电连接；机械传动模块8用于执行开锁或者关锁操作，开锁检测模块9用于检测智能车锁是否处于开锁状态，关锁检测模块10用于检测智能车锁是否处于关锁状态。

图5为本实用新型实施例提供的智能车锁的结构示意图，如图5所示，智能车锁内部还设置有锁舌200；智能车锁外表面设置有锁舌出口A；机械传动模块8包括依次连接的电机81、蜗轮82和蜗杆83，电机81通过蜗轮82和蜗杆83驱动锁舌200从锁舌出口A伸出至关锁位置B，以完成关锁动作，或者驱动锁舌200从关锁位置回缩至锁舌出口A，以完成开锁动作。

具体地，主控器1向机械传动模块8中的电机81发送关锁指令，电机81接收到关锁指令后电机81的输出轴开始旋转，电机81的输出轴旋转时带动蜗轮82沿第一关锁方向旋转，蜗轮82沿第一关锁方向旋转时，带动蜗杆83沿第二关锁方向旋转，蜗杆83沿第二关锁方向旋转时，通过齿轮啮合带动锁舌200从锁舌出口A伸出至关锁位置，从而实现关锁动作。

相应地，主控器1向机械传动模块8中的电机81发送开锁指令，电机81接收到开锁指令后电机81的输出轴开始旋转，电机81的输出轴旋转时带动蜗轮82沿第一开锁方向旋转，蜗轮82沿第一开锁方向旋转时，带动蜗杆83沿第二开锁方向旋转，蜗杆83沿第二开锁方向旋转时，通过齿轮啮合带动锁舌200从关锁位置B回缩至锁舌出口A，从而实现开锁动作。

其中，电机81为直流电机81，第一关锁方向与第一开锁方向相反，第二关锁方向与第二开锁方向相反。

如图5所示，开锁检测模块9包括第一微动开关，关锁检测模块10包括第二微动开关，第一微动开关的弹片上设置有第一触点，第二微动开关的弹片上设置有第二触点，当智能锁开锁时，锁舌200与第一微动开关上的第一触点相接触，与第二微动开关上的第二触点脱离，第一微动开关向主控器1发送开锁状态信号。当智能锁关锁时，锁舌200与第一微动开关上的第一触点脱离，与第二微动开关上的第二触点相接触，第二微动开关向主控器1发送关锁状态信号。

本实施例中的开关锁方式简单方便，通过微动开关检测车锁状态，易于实现，检测效果良好。

对应上述的智能车锁，本实用新型实施例还提供了一种智能单车，该智能单车包括上述的智能车锁。该智能单车与远程服务器通信时，具有功耗低且信号穿透能力强的优点，能够延长车锁整体的使用寿命，提高通信效果，从而解决现有的车锁通信方式功耗大且信号穿透能力弱，影响车锁整体的使用寿命，且影响通信效果的问题。

本实施例中的智能单车利用LoRa通信模块4与远程服务器通信的一种场景是：用户使用APP扫描智能车锁上的二维码或在APP中输入密码后，智能车锁通过LoRa通信模块4和远程服务器通信，寻求用户信息验证，用户信息验证通过时，远程服务器向LoRa通信模块4发送开锁指令，主控器1控制机械传动模块8进行开锁。

本实施例中的智能单车利用LoRa通信模块4与远程服务器通信的另一种场景是：用户手动关锁，智能车锁检测到处于关锁状态后，向通过LoRa通信模块4向远程服务器发送关锁时间、当前位置等信息。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。