威廉希尔

行业知识
当前位置:首页 >> 技术支持 >> 行业知识
史上超全共享单车车锁的开锁方式
作者:世纪德辰 来源:世纪德辰
目前主流共享单车车锁情况
1.摩拜单车mobike

 

\

押金:299元

 

摩拜1代

 

车锁方案

采用2G网络,SIMCOM 800L的模块,ST的主控单片机,Ublox的7020单GPS芯片,自己做的模块,TI的BQ25895充电芯片,最高支持5A快充,可以支持发电花鼓的高压输入。

 

车锁情况

LA型—量产的第一款智能锁:使用了电机作为开锁的动力来源。巧妙的设计了锁舌开关锁结构,使用简单的传感器搭配即可实现开锁和关锁的稳定运行。此款锁增加了 GPS 功能设计,并小批量生产200台,纯手工打造,成功的在上海街头试运营,并为下一代量产锁奠定了坚实的设计基础。

 

开锁原理

SIM开锁

手机通过扫码发送车辆信息和开锁请求给服务端,服务端发送开锁指令到指定车辆(这一切都是通过SIM完成,手机的SIM和车辆的SIM)

 

目前电信模块使用cdmax1

移动和联通使用GSM和GPRS,在最近签的订单中想要试用NB-IOT,因为今后2g可能要逐步退网。

"

 

发电方式

第一代车采用骑车发电的方式,在转动轮上加上花鼓来发电。所以最开始型号的单车脚踏都特别沉,很难骑。成本比较高。

 

定位功能

GSM/GPRS和GPS定位模块

 

 

摩拜2/3代

 

车锁方案

蓝牙智能锁(采用ST17H30 QFN20pin BLE4.0芯片?)

 

车锁情况

LB型-与整车配合天衣无缝:这款锁具备 GPS 定位,GSM 威廉希尔,蓝牙开锁功能,能够防盗,防火,防水,防尘,防震,防撬,防剪,在上一代锁的基础之上总结了所有缺陷,并在这款锁上得以改进,使其具备了大批量生产的可能。

 

LC型-为摩拜快速占领市场:这款锁与 lite 版车型匹配使用,内部结构运用了共用设计,使其能在短短一个月即可实现量产,巧妙的共用结构设计,机身坚固,使其能快速投入市场,为摩拜快速占领市场。

 

开锁原理

蓝牙开锁

Mobike锁里也内置蓝牙模块,手机扫码后读取车辆蓝牙信息,尝试配对。并发送该信息到服务器端,服务器端同时向车辆和手机发送开锁指令,如果车辆先接受到指令直接开锁。如果手机先接受到指令,则通过蓝牙再把指令发送给车辆进行解锁。(这是由于车辆的SIM传输速率不及手机的SIM)

车锁内置SIM,蓝牙,GPS模块,成本并不高,就像现在很多智能手环。"

 

发电方式

太阳能充电,在车篮子上加装太阳能电池板,保证电量的供应。

 

定位功能

GSM/GPRS和GPS定位模块

 

NB-IoT“物联网智能锁”布局

摩拜在去年12月就联合中移动和爱立信完成了NB-IoT测试。此外摩拜单车公关则拿出了一条新闻旧稿:5月15日,摩拜单车宣布与四川移动、华为达成战略合作,三方将在窄带物联网应用及NB-IoT创新等领域开展深度合作。这也标志着摩拜单车成为全球首家落地应用NB-IoT物联网技术的共享单车平台。

2.OfO小黄车

 

\

 

押金:99元

 

车锁方案

机械密码锁,无任何技术点,纯传统手动密码锁,每辆车的密码是固定的,如果有人记住密码可以免费享用。成本在15RMB以内。

 

开锁原理

APP扫码后,系统会发给你该车的解锁密码,只需要按照密码开锁就行。由于是机械锁,所以改密码就是固定的,你可以反复去骑行,漏洞较大!

 

发电方式:无

 

定位功能:无

 

NB-IoT“物联网智能锁”布局

ofo小黄车6月21日宣布,与中国电信和华为共同研发的全球首款共享单车NB-IoT “物联网智能锁”,开始正式应用到ofo的小黄车上。

3.哈罗单车Hellobike

 

\

 

押金:199元

 

车锁方案

锁内嵌入GPS模块、SIM卡以及六轴陀螺仪等硬件。

 

开锁原理

核心是在使用蓝牙进行解锁操作,网络只是在车辆比较繁多的环境中进行一次二次核对,蓝牙解锁的问题有可能是手机蓝牙本身也有可能是车辆蓝牙问题,比如上一位用户使用完之后已经锁车但是系统没有完成订单,下一位用户也无法正常使用单车。

 

发电方式

自主研发的具有专利的轻型发电花鼓。

 

定位功能:有

4.小蓝Bluegogo

 

\

 

押金:99元

 

车锁方案

MTK2503方案,2016年主推的2G物连网方案,北斗+GPS,套片支持WIFI和以及蓝牙3.0。WIFI芯片没有贴,为了节省成本,也就是不支持WIFI。

 

发电方式

太阳能板发电,和膜拜二代一样。

 

定位功能:有

5.酷骑单车COOLQI

 

\

\


 

押金:298元

 

车锁方案

蓝牙智能锁,锁内嵌入GPS模块、SIM卡以及六轴陀螺仪等硬件。

 

开锁原理

实现整个操作流程是通过手机与酷骑单车智能锁之间连接、手机APP与服务器连接之间的循环,其中手机APP是作为中转站参与其中的步骤。

 

手机通过APP开启蓝牙,与单车车锁连接,扫码获取车身信息,二维码包含车身编号、定位信息。

 

APP获取车辆信息之后,将信息发送至服务器,并发送开锁请求。

 

服务器接收手机请求信息之后,确认单车信息,是否符合可使用条件,确认后发送执行开锁命令。

 

手机APP接收服务器指令,通过蓝牙将命令传达至酷骑单车智能锁芯片,芯片执行命令实现开锁动作。

 

 

其中蓝牙锁芯片是关键,含蓝牙连接模块,搭载GPS定位模块,可以对车身进行编号、定位,并执行命令,控制车锁。

 

定位功能:有

6.永安行

 

\

 

押金:200元为租车保证金,20元为预存

解锁情况:支持支付宝、微信、APP三种方式的扫码租车。

 

7.小鸣单车

 

\

 

押金:199元

 

车锁方案

蓝牙智能锁(采用ST17H30 QFN20pin BLE4.0芯片?),单纯蓝牙,无网络,无GPS定位。通过蓝牙连接用户的手机,借助用户的手机的网络和GPS实现数据传输和定位。机械部分和膜拜方案一样。

 

开锁原理

手机APP通过蓝牙与车锁芯片实现连接,可以传输数据指令,因此小鸣单车是需要开启蓝牙才能使用的,蓝牙在其中充当连接媒介的功能。

 

手机扫描二维码获取编号信息,向服务器发送开锁请求,服务器接收信息确认,向手机发送指令,手机通过蓝牙向小鸣单车智能锁转达服务器指令,最后由智能锁芯片控制车锁开启。

 

整个过程中,小鸣单车的芯片并没有直接与服务器连接,而是通过手机这一中转站实现,主要是蓝牙连接数据需要消耗电量,没有GPRS威廉希尔模块的消耗。因此,小鸣单车智能锁的功耗是相当之低。

 

所以小鸣单车可以采用电池供电,无需充电,可以使用1-2年之久,电池结束使用寿命时需要进行人工替换。

 

发电方式:通过电池实现供电,6V蓄电池

 

定位功能:无

8.优拜单车ubike

 

\

 

押金:298元

永久的后台,占有产业链优势

9.1步单车

 

\

 

押金:99元

 

车锁方案

1步单车即将发布他们世界首创的第三代智能车锁:集动态电子密码、免配对极速蓝牙和GPS、GPRS、WIFI三重精密定位技术于一体的5合1全新智能锁。

10.快兔出行

 

\

 

押金:299元

 

车锁方案:蜂鸣器,无锁,只需扫描车身上的二维码或在手机移动端下单即可开始用车。

 

 

共享单车车锁之类型演变

1、机械锁。

一个锁芯,然后套上几个有缺口的环,当所有缺口都和锁芯上的卡子对上后锁就开了。

 

2、智能锁。

构成:主板(GPS、GPRS、蓝牙、电池)。

开锁方式:自动开锁、手动开锁。随车二维码,随扫随用。

其他功能:LED指示,自动报警。

 

3、GPRS+GPS智能锁。

常用功能:

(1)搭载GSM威廉希尔网络,基站,GPS,WIFI三重精准定位。

(2)通过扫码通讯与锁连接,APP确认身份合格后,自动解锁。

3手工锁车功能,通过GPRS威廉希尔返回信息数据给平台,再反馈给APP锁车信息。

4实时在线传送位置信息数据至平台。

5含自动充电解决方案(此项需要另行确认要求及核算成本)。

6内置传感器,异常开关或破坏,蜂鸣器处理+上报平台处理。

7日常开关锁记录,自动上报平台。

8低电压报警提示;及时通过GPRS威廉希尔返回信息给平台。

 

4、GPRS+GPS+BLE智能锁。

常用功能:

(1)搭载GSM威廉希尔网络,基站,GPS,WIFI三重精准定位。

(2)通过扫码或蓝牙通讯与锁连接,APP确认身份合格后,自动解锁。

(3)工锁车功能,通过蓝牙手机通讯或GPRS威廉希尔返回信息数据给平台,再反馈给APP锁车信息。

(4)实时GPS或GPRS或用户手机传送位置信息数据至平台。

(5)含自动充电解决方案(此项需要另行确认要求及核算成本)。

(6)内置传感器,异常开关或破坏,蜂鸣器处理+上报平台处理。

(7)常开关锁记录,自动上报平台。8.低电压报警提示;及时通过GPRS威廉希尔返回信息给平台。

 

5、蓝牙智能锁。

功能说明:

(1)蓝牙寻找定位感应(近距离10米左右)。

2通过扫码或蓝牙连接通讯与锁链接,APP确认身份合格后,自动解锁。

3手动锁车,通过蓝牙反馈给APP锁车信息。

4内置传感器,异常开关,破坏或移动,蜂鸣器报警。

5低压报警提醒,正常工作提醒(LED)。

 

 

共享单车开锁方式之演变

我们先搞清楚智能锁的核心问题:用户是怎么通过手机扫码开锁的,原理是什么?共享单车上的智能锁从上线之处到现今,开锁的方式已经经历了三次优化。

 

1、短信开锁。

我们都体验过共享单车的开锁方式:用手机扫描车上的二维码,APP 上出现解锁进度的读条,10秒内就会听到电机带动和锁鞘“啪”的一声,解锁成功。我们可以直接把锁内的 GSM 模块当成是当年的插了SIM卡的黑白功能手机,10秒内的时间,GSM 搜索网络时间没有这么短,更何况在解锁的过程中,我们仅仅是用手机扫码,没有任何激活单车的操作,所以可以肯定锁是始终与网络保持长连接的,就是说这个手机始终是开机的状态,时刻要接收信号。

 

一开始以摩拜为代表的共享单车的开锁过程比现在慢多了,每次开锁大概在6~10秒,但极少开锁失败。笔者很早就注册使用共享单车,对此深有体会。原因其实是最开始的共享单车,开锁并不是使用GPRS流量来控制的,而是服务器通过给自行车发短信(对,就是手机短信),响应然后开锁。6至10秒的延时也正正是短信投递的时间。

 

短信开锁的方式有其优势:开锁比较稳定,开锁不需要通过GPRS/3G流量,比较省电。省电是非常重要的,前期由于共享出行尚未普及,而单车是需要使用者发电维持的(相信大家都知道摩拜初代用的是轴承不是链条,靠我们骑车来发电),如果某辆车一直没人骑,等到它的电量耗尽变成一辆“僵尸车”,一旦这种情况多起来,线下维护的成本就非常高。

 

没想到吧,最开始的共享单车是以短信作为开锁信号!

 

2、GPRS开锁。

接下来共享单车开锁方式就直接由服务器通过GPRS/3G流量传达指令开锁。不再担心电量的问题,这种变化是可预见的,因为骑车的人多起来了嘛!通过流量直接开锁,开锁速度也大大提升,从原来靠短信,等待时间有时候要30秒、1分钟(短信收发有时候还不止这么久)变成了3秒内开锁,照顾到很多人的用户体验。但问题随之而来:开锁时间,开锁成功率依赖信号,在信号不强的地区开锁也是十分痛苦的。

 

3、GPRS + 蓝牙开锁。

我想你们也猜到了,现在的智能锁采用的开锁方式普遍使用的是流量+ 蓝牙辅助开锁,开锁不稳定、开锁时间慢、耗电等所有问题得以一次性解决。蓝牙辅助开锁,原理是使用用户的手机蓝牙通过加密,与锁内的蓝牙配对后开锁。服务器只需用流量连接用户手机,再由手机蓝牙发送开锁指令到智能锁。这样一来,开锁功耗大大降低,也不需要依赖锁中模块的信号强度,提高稳定性。4G手机的流量速度也保证了开锁时间,这种流量蓝牙“二合一”的开锁方式可谓终极方法。

 

4、窄带物联网(NB-IoT)开锁。

窄带物联网(NB-IoT)作为IoT领域的一项新兴技术,随着产业链尤其是芯片技术的逐步成熟,同时在运营商的广泛支持下,将其应用于共享单车领域获得了越来越多的共识。早在去年,中国移动和摩拜科技就在上海完成了基于窄带物联网现网的端到端测试,今年,ofo也与中国电信签署了窄带物联网共享单车应用合作协议。

 

相比2G,窄带物联网具有广覆盖、多连接、低功耗、低成本等诸多特点。窄带物联网低功耗的特点,使得共享单车不需要安装人力发电装置,仅用太阳能电池板或自带电池就可以满足车辆用电需求;窄带物联网覆盖范围更广的特点,使得地下车库、地下室等偏僻位置的单车可接收到信号,保证车辆持续在线;窄带物联网方案具有低成本优势,可大大降低整车设计成本。

 

 

适合共享单车的物联网标准

2G:

2G一定会慢慢的退网,国外的很多国家已经退了,或者即将退掉。接下来适合共享单车的物联网标准有4G cat-M,NBIOT,蓝牙5.0,Lora网络等,这里简单分析一下:

 

GSM:

以中国为首的第三世界国家的主力网络,信号覆盖最广,链接最稳定的网络。但是容量有限,热点区域不能保证网络连接的稳定性,且已经不在有新增,慢慢会被其他标准取代。目前国内大部分的物联网方案都是2G GPRS模块,以MTK和展讯方案为主,成本极低,四频模块价格在25RMB左右。运营商主要以中国移动为主,可以购买流量池。

 

Cat-M:

从名字上来看,大家也知道这是3GPP窄带LTE的天然进化标准,也叫eMTC,为物联网而生,终结了Cat0和Cat1之争。但是也不会一枝独秀,它会和刚刚被3GPP承认并发布的NBIOT展开一定程度的竞争。

 

为什么说一定程度?因为Cat-M标准主打低速率,长链接,快响应,虽然用户可以不这样用,这一点和NBIOT是有区别的(具体参见NBIOT部分),Cat-M对网测的改动比较小,运营商可以快速升级支持,且当前的LTE芯片厂家可以快速的推出产品,这也是全球各大厂家一直在跟随的标准。

 

高通的9x06系列是2016下半年推出来的物联网方案,同时支持Cat-M和NBIOT,价格不便宜,套片要5 美金以上,手机等高大上的产品,高通的品质和品牌是有巨大优势的,但是在物联网我认为一定不是,不过在没有看清运营商的态度和网络覆盖情况之前,以及其他芯片厂家没有大规模推出对应的产品之前,还是抱着这个大腿吧,毕竟人家走在前面,技术上通吃。

 

NB-IOT:

主要由华为和高通提出,刚刚加入3GPP正式发布的R13标准里面,会贯穿整个4.5G和5G标准。华为在大力推进,主打超低功耗,超低速率,对响应要求不高的产品,以及固定的物联网产品。联通和电信相对比较积极。

 

NB-IOT的信号覆盖会比当前的GSM还要好很多,数据上比Cat-M也要略好,可以深入到地下车库,井下等地带,这主要是得益于非常窄的带宽;而且功耗极低,这主要得益于非常高的深度睡眠占比;但是传输的速率非常低,且延时很高。在当前R13版本里面据说不支持动态小区切换,但是对于自行车的应用场景来说是可以绕过去的。

 

长期来看这个标准非常有竞争力,且单模NB-IOT成本很可能会低到1美元之下,但是和Cat-M一样,要看运营商怎么玩,网络怎么布,目前还在探讨阶段。

 

LoRa网:

之前从没有关注过这个网络,包括Sigfox,这个没研究过,不发表意见。对于罗拉网络,和目前常见的433Mhz工业频段产品差不多,价格也很便宜,芯片成本也在大概1美金左右。最重要的是也功耗非常低,和NB-IOT差不多。

 

半双工威廉希尔,星型网络,需要搭建自己的路由器,根据建筑物遮挡情况的不同,覆盖的半径也不同,最大可以到十几公里的覆盖;根据用户数据传输量的大小不同,每个路由器能连接的外设也不同,最大能到上万个。

 

Lora可以走低频的400M附近,也可以走高频的900M附近,不过都是非标准频段,这是一个巨大的硬伤,除非有大玩家布局,有可以和移动联通抗衡的体量和背景才行。目前了解到铁塔公司有意布局,这是个好消息,他的体量足够,且有天然的塔资源,以及最重要的频谱资源。另外听说广电也在搭这个实验网,不过广电就算了吧,当年的CMMB,广电占有内容和频段两大“极缺”资源,还是被硬生生玩死了。对比一下掌握频段的中国移动,和掌控内容的乐视,爱奇艺等公司,只凭倚天屠、龙之一就可以号令江湖,广电的运营能力实在不敢恭维。

 

另外,Lora的芯片目前只有Semtech独家生产,不过这个标准很简单,做起来不难,主要看市场。

 

蓝牙5.0 Mesh网:

当前市面上所有的蓝牙锁,都是4.0/4.2的BLE,MTK的2G物联方案甚至还是BT3.0。BT5.0的标准号称可以支持非常多的功能,对于自行车应用来说,期中最高可以到300m的传输距离很有意义。当车足够多,以及用户足够多,Mesh的组网功能就可以极大的发挥作用。比如国外有一种基于蓝牙mesh的防丢产品,叫做Tile,这产品甚至受到了沃兹尼亚克的推荐,当然BT4.0只有十几米的距离,只能找丢失在家里的小物件,而300米的距离,除非是恶意破坏,否则通过Mesh,就可以找寻到被胡乱丢弃的车子。

 

如膜拜和OFO在市内当前的密度,以及用户量,应该是可以走BT5.0的Mesh网络的,这样可以极大的降低锁的成本,以及运营成本,且无需那么大的一块太阳能板,以及发电花鼓。

 

另外还可要看是否需要GPS定位功能,如果有GPS定位,可以精准的得到位置信息,但是成本略高。BT5.0标准还提到了室内定位功能,这对于想要监管车辆摆放,建立虚拟桩的政府也是一个好消息。对于是否可以用这个功能来实现车辆的定位和寻找,还不得而知。

 

5.0标准里面的广播容量增加了很多,通过beacon就可以完成数据的传输,5.0的传输距离的增加是由于改进了接收性能,而并不是单独的增加发射功率,所以功耗并不会怎么增加,当然有待于具体的产品实测。

 

东西看很好,但是标准刚刚推出,芯片要2017年上市,看看系统厂家会怎么玩。


内容来源: