共享单车锁实现原理是什么 (共享单车的智能锁应用了什么技术)

《辞源》曰:“锁,古谓之键,今谓之锁。”《辞海》中“锁”的解释为:“必须用钥匙方能开脱的封缄器”。

共享单车分体锁芯片技术发展趋势,共享单车智能锁内部原理图

锁与私有制同时诞生。有了私人物品,不希望被他人拥有,于是就有了锁!

今天的共享经济,例如共享单车,号称共享,然而单车是企业私有的,所以还是要加把锁。什么样的锁既安全(对企业),又方便(对用户)?共享单车智能锁就应运而生,还似乎成了整个共享单车行业的核心,为了这把锁,行业可是操碎了心。共享单车智能锁到底会往哪个方向发展?

我们先看看锁的发展历史,从历史中寻找启示。

01 锁之简史

锁的历史,简单来说,锁大致分为木锁、三簧锁、凸轮转片锁、弹子锁,以及今天还在发展的“智能锁”。

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(1)锁的起源:中国古锁

早在公元前3000年的中国仰韶文化遗址中,就发现有装在木结构框架建筑上的木锁。东汉时,中国铁制三簧锁的技术已具有相当高的水平。三簧锁前后沿用了1000多年。

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木锁中,最有趣的是鲁班锁,今天变成了一种益智游戏工具。

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中国古锁具有代表性的是西周的青铜锁、汉代的三簧锁、唐代的虾尾银锁、宋代的方身锁、明代的三色锁和清代的长命锁。

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(2)锁的发展:凸轮转片锁

18世纪初英国人发明了凸轮转片锁。其钥匙编号由三簧锁的20多种发展到80多种。19世纪中叶 ,欧洲人在凸轮转片锁和三簧锁的基础上改制成滑动转片锁,其钥匙编号可达1600种 。今天我们的很多锁,例如信箱锁和抽屉锁,还属于这个技术范畴^_^。

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(3)锁的成熟:弹子锁

1848年 ,美国人发明了圆柱形销栓的弹子锁,当今世界普遍使用的就是这种技术。现代弹子锁的结构还在不断变化,例如双向、三向、四向弹子结构,以及单面、双面、多面、双排双面、多排多面弹子结构和组合弹子结构,通过各种“向”,各种“面”,各种组合变化,达到了数百万。排列组合告诉我们,n个位,m个数码,可以产生m的n次方个数码。

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下图就是一种非常典型的弹子锁。

上述的几种技术方案,不断组合变化,形成新的不同的锁种。锁一定很安全吗?

当然不是,锁的技术在快速进步,解锁的本领也在进步。否则,下图中开锁配锁的王师傅靠什么生活啊?矛与盾,在相互斗争中发展。

(4)钥匙的虚拟化:密码锁

锁+钥匙的组合中,钥匙一般是一个实体存在的。前文中提到的锁,钥匙都要带在身上,但人们还是很懒,所以还有一种虚拟钥匙的锁,那就是密码锁。英文中的单词Key,就是钥匙,同时也有密码的意思。

下图,左边是仿古的铜锁密码锁(古铜锁),右边是现代的密码锁(锁箱包)。

《达芬奇密码》电影中的密码锁。

(5)钥匙的替换:智能锁

手动拨密码的锁,解决了不需要带钥匙的问题。但同时引入另外一个风险,那就是他人也可能找到你的钥匙(猜测或者试出你的密码)。

能否有一种钥匙,既是虚拟的,没有重量;但还能随身带,别人是找不到的?

当然有!例如钥匙替换成人体生物特性。

随着微电子技术的应用,我们可以把人体的一些生物特性当做钥匙!

例如,声音(每个人的声纹不同)、指纹、视网膜、面部图像、个人的手机(手机等电子产品都有唯一的识别码)等等。这把钥匙既是虚拟的(不增加钥匙重量),又方便携带(别人拿不走)。

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02 单车锁发展

单车上的锁,一般有四个位置可以上锁。

主锁,一般放在座位下方的后轮上,锁住后轮不能转。后轮动不了,单车不能骑了。国外也有共享单车,主锁放在后轮的中心位置。后轮骑不动,但还可以整体被偷走。

所以,私人单车,一般还会再加一把锁做双保险。用长条或者链条锁把单车车轮跟栏杆等固定物体锁在一起。

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单车的主锁的发展过程是这样的:

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普通的锁,它的钥匙(密码)是固定的,只有掌握这种钥匙(密码)的人才能使用。如果多个人复制了这把钥匙(密码),锁是无法区分,全当做同一个人在开锁。

显然,共享单车,需要的不是这样的锁。

OFO第一批单车的密码锁就有这样一个弊端,密码恒定。有人想变共享为私有(偷盗),就把二维码和编码全部涂掉,其他人就无法拿到这把车的钥匙(密码),而记下这辆车密码的人,就俨然成了这辆车的主人。

共享单车,是希望让更多的人来骑车。最好是在使用的时候,随机给用户分配钥匙(密码),一个用户一把钥匙(密码),方便区分和记录用户。

现在共享单车,都在往怎么做好智能锁,怎么防盗防破坏的方便发展。但矛与盾的关系,一直会存在。保护措施越来越好,破坏手段也会越来越多。

03 共享单车智能锁发展趋势

(1)通讯方式+能源提供: NB-IoT+GPS(北斗)+ 电池+太阳能+无线充电+机械发电

智能锁的电源,是当前智能锁的命门所在。摩拜单车第一代,采用电池+人力发电,骑车会很辛苦,但确保电能供应。摩拜单车的第二代,则采用了电池+太阳能发电。

最近一段时间,有两家共享单车退出市场,说是投放1000辆单车,大部分丢失了。这个问题,我个人认为不能全怪到不良用户头上。其实,现在的共享锁,采用的GPRS+GPS形式,对电量消耗很大。一辆共享单车的电池(就算20000mAh吧),如果没有充电,在GSM和GPS信号不好的地方,电量消耗很快,估计能撑1~2个月吧,然后电池没电了,单车就会失联。说不定,那些损失的单车,正躺在某个信号不好的角落里等待救援呢。

所以,在省电的角度,耗电最大的通信部分,肯定要往低能耗方向发展。所以,低功耗的NB-IoT是趋势。

对于电能问题,太阳能发电,摩拜单车已经做了典范,人力发电是否保留,我建议还是保留为好,至于原因,后面会提到^_^。

共享单车分体锁芯片技术发展趋势,共享单车智能锁内部原理图

(2)智能锁方向:

智能锁目前还是共享单车的关键,没有这个,不但收不到钱,车还会丢。智能锁的重要性毋庸置疑。智能锁的方式,怎么发展呢?

当前的方式是 一锁+一钥匙。

共享单车分体锁芯片技术发展趋势,共享单车智能锁内部原理图

有没有多把钥匙来解一把锁呢?多种方式解锁?

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个人推荐下面这种方式,分段解锁。比如分成免费部分和收费部分,免费部分自动解锁,可以借鉴游戏中的道具和技能解锁方式。示意图如下:

基本的思路是,分成免费部分+收费部分。针对共享单车被偷盗问题,除了“堵截”,还可以增加“疏导”的成分。

下面是当前共享单车使用中遇到的一些问题。

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能否逆向转换一下?如果智能锁,只是锁掉部分功能。例如,车子谁都可以骑行。但没有扫码的话,就会给你听广告,同时需要骑车的人自己用脚给单车车发电。没有付钱,就需要出点力。

如果扫码的话,VIP客户,可以跳过广告,还可以使用车子上的电(怎么用没想好)。

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与其不断升级改善智能锁,还不如试试从经营模式开始转变?

Google和百度,免费提供搜索服务,为人民服务,但能从广告上赚钱!

共享单车,要真正做到共享,给不付钱的人做公益,给愿意付钱的人做服务。全社会都来爱护共享单车,岂不两全其美?有钱出钱,有力出力,单车共享,社会和谐^_^

抛砖引玉,供大家思考!

来源:专利小伙伴

作者:曾阿牛

编辑:标天下

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