最早共享單車運(yùn)營品牌之一的摩拜單車，傳聞僅僅開發(fā)其獨(dú)立自主品牌的單車智能鎖就使用了半年時(shí)間，那么問題來了，共享單車上的智能鎖，做出來有多難？目前主流的開鎖方式有哪些？共享單車作為現(xiàn)階段的資本風(fēng)口，媒體對(duì)共享單車的興趣和報(bào)道漸漸多了起來，有關(guān)注的同學(xué)可能早早就看過這些文章是這樣介紹單車上的智能鎖的，“技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段也不難：在電動(dòng)車鎖里加上傳感器、GPS、3G網(wǎng)絡(luò)和芯片……”，事實(shí)上真的像眾多報(bào)道中所描述的如此“簡單”嗎？

續(xù)航問題

共享單車一開始不被看好，很大程度上是因?yàn)槠潆姵氐睦m(xù)航問題。

上面提到過，除去開鎖，單車需要和后臺(tái)云服務(wù)器建立了TCP/IP長連接，通過心跳包的形式保持通信，與服務(wù)器同步定位的信息。顯然，定位的問題要用到鎖里面GPS 模塊（最傻的創(chuàng)業(yè)者都不會(huì)用基站這種方式定位），單單是實(shí)時(shí)定位就需要GSM + GPS的方式24小時(shí)不間斷去追蹤單車，耗電不少啊。

這就涉及到鎖的整體功耗問題了，共享單車上的智能鎖一天要用多少電？我們盡量用最最省電的方式去計(jì)算。

騎行時(shí)，實(shí)時(shí)的路徑追蹤可以使用用戶的手機(jī)上傳位置，單車內(nèi)的GPS只負(fù)責(zé)跟蹤單車，只需要在一段時(shí)間內(nèi)更新某個(gè)點(diǎn)（與跟蹤美團(tuán)外賣員位置類似），這個(gè)更新時(shí)間可以長達(dá)30秒到1分鐘。而車輛鎖上后，后臺(tái)也可以控制延長心跳時(shí)間，10到15分鐘才更新一次，目前采用的 AGPS 技術(shù)也可以在2秒內(nèi)鎖定位置，工作時(shí)間不多。所以我們先把忽略GPS模塊的功耗忽略，只計(jì)算GSM模塊待機(jī)功耗。

這樣就有個(gè)更簡單的方法：我們可以回想下當(dāng)年諾基亞黑白板磚功能機(jī)的時(shí)代，1020mAh的電池，在輕度使用的情況下（每天發(fā)發(fā)短信類似智能鎖開鎖操作），可以待機(jī)5天左右，算下來功耗大概在8~9mAh，算上GPS模塊和周圍電路，開鎖電機(jī)，功耗大致應(yīng)該在10~15mAh。

電池和發(fā)電

有了對(duì)智能鎖功耗的基本認(rèn)識(shí)，自然要考慮到我們要在上面放多大的電池才能維持正常的工作？關(guān)于電池的問題，有幾點(diǎn)需要考慮到的：電池必須是可充電電池；單車的流動(dòng)性非常大，不能對(duì)一輛輛沒電的單車進(jìn)行收集和人工充電；受限于鎖體的大小，體形不能太大；電池的成本不能過高。

市面上最符合上面條件的電池大概就是INR18650電池，單節(jié)2500mAh，由于鎖有大小的限制，一般的鎖體內(nèi)放4節(jié)這樣的電池已經(jīng)是極限了，就是10000mAh。這樣的電量，明顯最多只能支持單車兩個(gè)月的使用，意味著共享單車的運(yùn)營者必須解決另一個(gè)問題：怎樣給單車充電？

最初的摩拜用的就是騎車發(fā)電的方式，在轉(zhuǎn)動(dòng)輪上加上花鼓來發(fā)電。所以最開始型號(hào)的單車腳踏都特別沉，很難騎?，F(xiàn)在行業(yè)里普遍接受的充電方式是太陽能充電，在車籃子上加裝太陽能電池板，保證電量的供應(yīng)。

太陽能電池板大多采用的是PET和EVA材料，工作電壓為6V，工作電流為1A，轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到18%～24%。通過特殊的封裝技術(shù)制成標(biāo)準(zhǔn)尺寸為長270mm、寬175mm、厚2.2mm的太陽能電池板，這樣的太陽能電池板保證單車的供電是不成問題的。所以，我們?cè)谏钪锌吹降膸к嚳鸬墓蚕韱诬?，可不僅是為了方便用戶存放東西，更重要是源源不斷地為單車供電。

鎖體本身

隨著共享單車的普及，很多社會(huì)問題也呈現(xiàn)出來了，相信很多人都看到過“小學(xué)生亂砸亂開共享單車”“共享單車遭到破壞大面積失效”等新聞報(bào)道。共享單車被惡意破壞，暴力破壞等原因有很多，在國情下商家對(duì)鎖體的材料的選取，鎖的形狀、內(nèi)部防盜防破壞的設(shè)計(jì)就十分重要。

鎖體除去要選用材料堅(jiān)固，防水防盜的材料外，還需要在鎖中加裝傳感器，在非正常移動(dòng)、被人惡意破壞時(shí)發(fā)出蜂鳴警報(bào)。

還有就是開鎖彈簧的老化問題，不止一次我要用車，掃碼后已經(jīng)聽到了鎖開鎖成功的滴滴聲，app上也顯示已經(jīng)開鎖，可總不見鎖鞘彈開。仔細(xì)觀察才明白，原來是開鎖彈簧嚴(yán)重老化，鎖是開了，但是彈簧沒彈出，要我自己手動(dòng)把鎖鞘拉出來，一不留神還以為這個(gè)車子壞了呢。

可見一臺(tái)共享單車上的智能鎖，鎖體上需要做的文章也不少。要做共享單車智能鎖采用的需是外殼是鋁合金材料，比普通的馬蹄鎖更輕、更牢固。經(jīng)過上十萬次的開鎖試驗(yàn)，內(nèi)置傳感器防盜放暴力破壞，蜂鳴報(bào)警器還可終端控制方便找車，這些都是初步設(shè)計(jì)開模的時(shí)候就需要考慮的事項(xiàng)。

智能鎖的開鎖方式的演變

我們先搞清楚智能鎖的核心問題：用戶是怎么通過手機(jī)掃碼開鎖的，原理是什么？共享單車上的智能鎖從上線之處到現(xiàn)今，開鎖的方式已經(jīng)經(jīng)歷了三次優(yōu)化。

短信解鎖：

我們都體驗(yàn)過共享單車的開鎖方式：用手機(jī)掃描車上的二維碼，APP 上出現(xiàn)解鎖進(jìn)度的讀條，10秒內(nèi)就會(huì)聽到電機(jī)帶動(dòng)和鎖鞘“啪”的一聲，解鎖成功。我們可以直接把鎖內(nèi)的 GSM 模塊當(dāng)成是當(dāng)年的插了SIM卡的黑白功能手機(jī)，10秒內(nèi)的時(shí)間，GSM 搜索網(wǎng)絡(luò)時(shí)間沒有這么短，更何況在解鎖的過程中，我們僅僅是用手機(jī)掃碼，沒有任何激活單車的操作，所以可以肯定鎖是始終與網(wǎng)絡(luò)保持長連接的，就是說這個(gè)手機(jī)始終是開機(jī)的狀態(tài)，時(shí)刻要接收信號(hào)。

一開始以摩拜為代表的共享單車的開鎖過程比現(xiàn)在慢多了，每次開鎖大概在6~10秒，但極少開鎖失敗。筆者很早就注冊(cè)使用共享單車，對(duì)此深有體會(huì)。原因其實(shí)是最開始的共享單車，開鎖并不是使用GPRS流量來控制的，而是服務(wù)器通過給自行車發(fā)短信（對(duì)，就是手機(jī)短信），響應(yīng)然后開鎖。6至10秒的延時(shí)也正正是短信投遞的時(shí)間。

短信開鎖的方式有其優(yōu)勢(shì)：開鎖比較穩(wěn)定，開鎖不需要通過GPRS/3G流量，比較省電。省電是非常重要的，前期由于共享出行尚未普及，而單車是需要使用者發(fā)電維持的（相信大家都知道摩拜初代用的是軸承不是鏈條，靠我們騎車來發(fā)電），如果某輛車一直沒人騎，等到它的電量耗盡變成一輛“僵尸車”，一旦這種情況多起來，線下維護(hù)的成本就非常高。

沒想到吧，最開始的共享單車是以短信作為開鎖信號(hào)！

GPRS開鎖：

接下來共享單車開鎖方式就直接由服務(wù)器通過GPRS/3G流量傳達(dá)指令開鎖。不再擔(dān)心電量的問題，這種變化是可預(yù)見的，因?yàn)轵T車的人多起來了嘛！通過流量直接開鎖，開鎖速度也大大提升，從原來靠短信，等待時(shí)間有時(shí)候要30秒、1分鐘（短信收發(fā)有時(shí)候還不止這么久）變成了3秒內(nèi)開鎖，照顧到很多人的用戶體驗(yàn)。但問題隨之而來：開鎖時(shí)間，開鎖成功率依賴信號(hào)，在信號(hào)不強(qiáng)的地區(qū)開鎖也是十分痛苦的。

GPRS + 藍(lán)牙開鎖：

我想你們也猜到了，現(xiàn)在的智能鎖采用的開鎖方式普遍使用的是流量+ 藍(lán)牙輔助開鎖，開鎖不穩(wěn)定、開鎖時(shí)間慢、耗電等所有問題得以一次性解決。藍(lán)牙輔助開鎖，原理是使用用戶的手機(jī)藍(lán)牙通過加密，與鎖內(nèi)的藍(lán)牙配對(duì)后開鎖。服務(wù)器只需用流量連接用戶手機(jī)，再由手機(jī)藍(lán)牙發(fā)送開鎖指令到智能鎖。這樣一來，開鎖功耗大大降低，也不需要依賴鎖中模塊的信號(hào)強(qiáng)度，提高穩(wěn)定性。4G手機(jī)的流量速度也保證了開鎖時(shí)間，這種流量藍(lán)牙“二合一”的開鎖方式可謂終極方法。

窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)開鎖：

窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)作為IoT領(lǐng)域的一項(xiàng)新興技術(shù)，隨著產(chǎn)業(yè)鏈尤其是芯片技術(shù)的逐步成熟，同時(shí)在運(yùn)營商的廣泛支持下，將其應(yīng)用于共享單車領(lǐng)域獲得了越來越多的共識(shí)。早在去年，中國移動(dòng)和摩拜科技就在上海完成了基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)網(wǎng)的端到端測(cè)試，今年，ofo也與中國電信簽署了窄帶物聯(lián)網(wǎng)共享單車應(yīng)用合作協(xié)議。

相比2G，窄帶物聯(lián)網(wǎng)具有廣覆蓋、多連接、低功耗、低成本等諸多特點(diǎn)。窄帶物聯(lián)網(wǎng)低功耗的特點(diǎn)，使得共享單車不需要安裝人力發(fā)電裝置，僅用太陽能電池板或自帶電池就可以滿足車輛用電需求;窄帶物聯(lián)網(wǎng)覆蓋范圍更廣的特點(diǎn)，使得地下車庫、地下室等偏僻位置的單車可接收到信號(hào)，保證車輛持續(xù)在線;窄帶物聯(lián)網(wǎng)方案具有低成本優(yōu)勢(shì)，可大大降低整車設(shè)計(jì)成本。

天網(wǎng)互聯(lián)是國內(nèi)具備智能硬件、云平臺(tái)、移動(dòng)端應(yīng)用整套系統(tǒng)開發(fā)能力的專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)公司，專注于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)。率先在國內(nèi)推出NB-IoT智能鎖、NB-IoT公版方案、4G門鎖、GPRS門鎖和CAT 1門鎖等全套智能終端解決方案。NB-IoT智能鎖落地項(xiàng)目：2019年2月完成中國移動(dòng)NB-IoT智能鎖產(chǎn)品引入，并在廣東深圳、云南昆明、湖南長沙、廣西南寧和江蘇南京等地均已批量落地NBIoT智能鎖項(xiàng)目運(yùn)營，每個(gè)項(xiàng)目包含基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）通訊技術(shù)研發(fā)的智能門鎖，輔以配套的租賃管理平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備管理平臺(tái)和手機(jī)APP、小程序。