最早共享單車運營品牌之一的摩拜單車，傳聞僅僅開發(fā)其獨立自主品牌的單車智能鎖就使用了半年時間，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)階段的資本風口，媒體對共享單車的興趣和報道漸漸多了起來，有關注的同學可能早早就看過這些文章是這樣介紹單車上的智能鎖的，“技術實現(xiàn)手段也不難：在電動車鎖里加上傳感器、GPS、3G網(wǎng)絡和芯片……”，事實上真的像眾多報道中所描述的如此“簡單”嗎？

續(xù)航問題

共享單車一開始不被看好，很大程度上是因為其電池的續(xù)航問題。

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

騎行時，實時的路徑追蹤可以使用用戶的手機上傳位置，單車內(nèi)的GPS只負責跟蹤單車，只需要在一段時間內(nèi)更新某個點（與跟蹤美團外賣員位置類似），這個更新時間可以長達30秒到1分鐘。而車輛鎖上后，后臺也可以控制延長心跳時間，10到15分鐘才更新一次，目前采用的 AGPS 技術也可以在2秒內(nèi)鎖定位置，工作時間不多。所以我們先把忽略GPS模塊的功耗忽略，只計算GSM模塊待機功耗。

這樣就有個更簡單的方法：我們可以回想下當年諾基亞黑白板磚功能機的時代，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，功耗大致應該在10~15mAh。

電池和發(fā)電

有了對智能鎖功耗的基本認識，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？關于電池的問題，有幾點需要考慮到的：電池必須是可充電電池；單車的流動性非常大，不能對一輛輛沒電的單車進行收集和人工充電；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月的使用，意味著共享單車的運營者必須解決另一個問題：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)動輪上加上花鼓來發(fā)電。所以最開始型號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。

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)換效率可達到18%～24%。通過特殊的封裝技術制成標準尺寸為長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，我們在生活中看到的帶車筐的共享單車，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，很多社會問題也呈現(xiàn)出來了，相信很多人都看到過“小學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，在國情下商家對鎖體的材料的選取，鎖的形狀、內(nèi)部防盜防破壞的設計就十分重要。

鎖體除去要選用材料堅固，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、被人惡意破壞時發(fā)出蜂鳴警報。

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。仔細觀察才明白，原來是開鎖彈簧嚴重老化，鎖是開了，但是彈簧沒彈出，要我自己手動把鎖鞘拉出來，一不留神還以為這個車子壞了呢。

可見一臺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，內(nèi)置傳感器防盜放暴力破壞，蜂鳴報警器還可終端控制方便找車，這些都是初步設計開模的時候就需要考慮的事項。

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：

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

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。筆者很早就注冊使用共享單車，對此深有體會。原因其實是最開始的共享單車，開鎖并不是使用GPRS流量來控制的，而是服務器通過給自行車發(fā)短信（對，就是手機短信），響應然后開鎖。6至10秒的延時也正正是短信投遞的時間。

短信開鎖的方式有其優(yōu)勢：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！

GPRS開鎖：

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

GPRS + 藍牙開鎖：

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+ 藍牙輔助開鎖，開鎖不穩(wěn)定、開鎖時間慢、耗電等所有問題得以一次性解決。藍牙輔助開鎖，原理是使用用戶的手機藍牙通過加密，與鎖內(nèi)的藍牙配對后開鎖。服務器只需用流量連接用戶手機，再由手機藍牙發(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強度，提高穩(wěn)定性。4G手機的流量速度也保證了開鎖時間，這種流量藍牙“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領域的一項新興技術，隨著產(chǎn)業(yè)鏈尤其是芯片技術的逐步成熟，同時在運營商的廣泛支持下，將其應用于共享單車領域獲得了越來越多的共識。早在去年，中國移動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。窄帶物聯(lián)網(wǎng)低功耗的特點，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，使得地下車庫、地下室等偏僻位置的單車可接收到信號，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，可大大降低整車設計成本。

天網(wǎng)互聯(lián)是國內(nèi)具備智能硬件、云平臺、移動端應用整套系統(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智能鎖落地項目：2019年2月完成中國移動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智能鎖項目運營，每個項目包含基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）通訊技術研發(fā)的智能門鎖，輔以配套的租賃管理平臺、物聯(lián)網(wǎng)設備管理平臺和手機APP、小程序。