享單車作為現(xiàn)階段的資本風(fēng)口桐绒，媒體對共享單車的興趣和報道漸漸多了起來夺脾，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)實現(xiàn)手段也不難：在電動車鎖里加上傳感器茉继、GPS咧叭、3G網(wǎng)絡(luò)和芯片……”，事實上真的像眾多報道中所描述的如此“簡單”嗎烁竭？
單車聯(lián)網(wǎng)的核心必是智能鎖
在探討共享單車上智能鎖要怎樣做出來前菲茬，我們應(yīng)該先弄明白：共享單車是否非要智能鎖不可？
在如今市場出現(xiàn)的“百車大戰(zhàn)”中派撕，OFO和摩拜無疑是眾多市場爭奪競爭者中對受矚目的一對婉弹。摩拜單車配備了“GPRS開鎖 + GPS定位”的智能鎖，開發(fā)和生產(chǎn)成本較高腥刹，而OFO走的則是普通自行車密碼鎖马胧，野蠻鋪貨大干快跑的策略。
橙黃大戰(zhàn)也引發(fā)了對智能鎖使用的思考
在這場市場占領(lǐng)的競爭中衔峰，單純用機械鎖壓低單車成本的做法在運營中缺點已經(jīng)凸顯佩脊。幻想使用機械鎖運營共享單車也在具體的實踐中逐漸被證明是不可能的垫卤。共享單車上不設(shè)置智能鎖威彰，從用戶體驗層面到線下維護成本的層面都沒有任何優(yōu)勢。
OFO 被大量用戶詬病的一點就是單車沒有GPS定位穴肘，用戶找車十分麻煩歇盼，為了解決這個問題OFO只能大量鋪貨，我在每個地方都有大量的車评抚，這樣車是不難找了豹缀，但投放量的增加無疑增加了投放成本伯复；用戶還車需要自覺打亂密碼盤，使得OFO有將近3成的車被占位私有邢笙，一次開鎖啸如，終身使用；機械鎖為每輛編碼單車下發(fā)的密碼一樣氮惯，用戶記住密碼可跳開App解鎖叮雳，一次開鎖，全家使用妇汗；平臺根本不能監(jiān)控車輛位置帘不，單車的狀態(tài)，車輛報廢率極高杨箭，相應(yīng)地寞焙，維護成本高得嚇人。
反觀摩拜單車的智能鎖嵌入GPS 和獨立SIM卡告唆，不僅方便用戶取用棺弊，平臺還可能把用車需求量化晶密，進行動態(tài)匹配擒悬，最重要的是積累了短途大數(shù)據(jù)。在共享單車競爭的核心點除去投放量外稻艰，最有意義的就是用戶短途大數(shù)據(jù)的信息收集懂牧，對鋪貨位置、數(shù)量等運營有戰(zhàn)略性的意義尊勿。
長篇大論說了一通僧凤，下面我們要進入正題了，做一個搭載GSM+GPS功能的智能鎖元扔，有多難躯保？
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，原理是什么澎语？共享單車上的智能鎖從上線之處到現(xiàn)今途事，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擅羞，APP 上出現(xiàn)解鎖進度的讀條尸变，10秒內(nèi)就會聽到電機帶動和鎖鞘“啪”的一聲，解鎖成功减俏。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卡的黑白功能手機召烂，10秒內(nèi)的時間，GSM 搜索網(wǎng)絡(luò)時間沒有這么短娃承，更何況在解鎖的過程中奏夫，我們僅僅是用手機掃碼怕篷，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)保持長連接的酗昼，就是說這個手機始終是開機的狀態(tài)匙头，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)在慢多了仔雷，每次開鎖大概在6~10秒蹂析，但極少開鎖失敗。筆者很早就注冊使用共享單車碟婆，對此深有體會电抚。原因其實是最開始的共享單車，開鎖并不是使用GPRS流量來控制的竖共，而是服務(wù)器通過給自行車發(fā)短信（對蝙叛，就是手機短信），響應(yīng)然后開鎖公给。6至10秒的延時也正正是短信投遞的時間借帘。
早期的共享單車使用短信開鎖
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流量淌铐，比較省電肺然。省電是非常重要的，前期由于共享出行尚未普及腿准，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际起，靠我們騎車來發(fā)電），如果某輛車一直沒人騎吐葱，等到它的電量耗盡變成一輛“僵尸車”街望，一旦這種情況多起來，線下維護的成本就非常高弟跑。
沒想到吧灾前，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(wù)器通過GPRS/3G流量傳達指令開鎖孟辑。不再擔(dān)心電量的問題哎甲，這種變化是可預(yù)見的，因為騎車的人多起來了嘛扑浸！通過流量直接開鎖烧给，開鎖速度也大大提升，從原來靠短信喝噪，等待時間有時候要30秒础嫡、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：開鎖時間榴鼎，開鎖成功率依賴信號伯诬，在信號不強的地區(qū)開鎖也是十分痛苦的。
GPRS + 藍牙開鎖：
我想你們也猜到了巫财，現(xiàn)在的智能鎖采用的開鎖方式普遍使用的是流量+ 藍牙輔助開鎖盗似，開鎖不穩(wěn)定、開鎖時間慢平项、耗電等所有問題得以一次性解決赫舒。藍牙輔助開鎖，原理是使用用戶的手機藍牙通過加密闽瓢，與鎖內(nèi)的藍牙配對后開鎖接癌。服務(wù)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扣讼。這樣一來缺猛，開鎖功耗大大降低，也不需要依賴鎖中模塊的信號強度椭符，提高穩(wěn)定性荔燎。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销钝。
續(xù)航問題
共享單車一開始不被看好有咨，很大程度上是因為其電池的續(xù)航問題。
上面提到過曙搬，除去開鎖摔吏，單車需要和后臺云服務(wù)器建立了TCP/IP長連接，通過心跳包的形式保持通信纵装，與服務(wù)器同步定位的信息。顯然据某，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）橡娄，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，耗電不少啊癣籽。
這就涉及到鎖的整體功耗問題了挽唉，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筷狼。
由于我們不可能把市面上的共享單車拿來拆掉測試瓶籽，所以要另想辦法。我們從SparkFun 上找了個GSM/GPS 模塊,通過它顯示的參數(shù)來預(yù)估埂材。
在 SparkFun 搜索“GSM/GPS”出來的第一個
這里介紹的參數(shù)為平均工作功耗為7mAh塑顺，加上周圍電路的功耗，預(yù)估10~12mAh基本上就是鎖最低的功耗了。
平均工作電流：Idle mode < 7mA
騎行時严拒，實時的路徑追蹤可以使用用戶的手機上傳位置扬绪，單車內(nèi)的GPS只負責(zé)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）裤唠，這個更新時間可以長達30秒到1分鐘挤牛。而車輛鎖上后，后臺也可以控制延長心跳時間种蘸，10到15分鐘才更新一次墓赴，目前采用的 AGPS 技術(shù)也可以在2秒內(nèi)鎖定位置，工作時間不多航瞭。所以我們先把忽略GPS模塊的功耗忽略竣蹦，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(dāng)年諾基亞黑白板磚功能機的時代沧奴，1020mAh的電池痘括，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天左右滔吠，算下來功耗大概在8~9mAh纲菌，算上GPS模塊和周圍電路，開鎖電機疮绷，功耗大致應(yīng)該在10~15mAh翰舌。
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冬骚？關(guān)于電池的問題椅贱，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只冻，不能對一輛輛沒電的單車進行收集和人工充電庇麦；受限于鎖體的大小，體形不能太大喜德；電池的成本不能過高山橄。
市面上最符合上面條件的電池大概就是INR18650電池，單節(jié)2500mAh舍悯，由于鎖有大小的限制呛讲，一般的鎖體內(nèi)放4節(jié)這樣的電池已經(jīng)是極限了效斑，就是10000mAh。這樣的電量，明顯最多只能支持單車兩個月的使用往产，意味著共享單車的運營者必須解決另一個問題：怎樣給單車充電配阵？
最初的摩拜用的就是騎車發(fā)電的方式硕并，在轉(zhuǎn)動輪上加上花鼓來發(fā)電霎褐。所以最開始型號的單車腳踏都特別沉，很難騎。現(xiàn)在行業(yè)里普遍接受的充電方式是太陽能充電呵晚，在車籃子上加裝太陽能電池板蜘腌，保證電量的供應(yīng)。
裝在車籃上的太陽能電池板
太陽能電池板大多采用的是PET和EVA材料饵隙，工作電壓為6V撮珠，工作電流為1A，轉(zhuǎn)換效率可達到18%～24%金矛。通過特殊的封裝技術(shù)制成標準尺寸為長270mm芯急、寬175mm、厚2.2mm的太陽能電池板驶俊，這樣的太陽能電池板保證單車的供電是不成問題的娶耍。所以，我們在生活中看到的帶車筐的共享單車饼酿，可不僅是為了方便用戶存放東西榕酒，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故俐，很多社會問題也呈現(xiàn)出來了想鹰，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”等新聞報道。共享單車被惡意破壞药版，暴力破壞等原因有很多辑舷，在國情下商家對鎖體的材料的選取，鎖的形狀槽片、內(nèi)部防盜防破壞的設(shè)計就十分重要何缓。
摩拜智能鎖幾代演變
鎖體除去要選用材料堅固，防水防盜的材料外还栓，還需要在鎖中加裝傳感器碌廓，在非正常移動、被人惡意破壞時發(fā)出蜂鳴警報蝙云。
還有就是開鎖彈簧的老化問題氓皱，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勃刨，app上也顯示已經(jīng)開鎖，可總不見鎖鞘彈開股淡。仔細觀察才明白身隐，原來是開鎖彈簧嚴重老化，鎖是開了唯灵，但是彈簧沒彈出贾铝，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垢揩，鎖體上需要做的文章也不少玖绿。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叁巨、更牢固斑匪。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锋勺，蜂鳴報警器還可終端控制方便找車蚀瘸，這些都是初步設(shè)計開模的時候就需要考慮的事項。
云平臺
如果說智能鎖是共享單車聯(lián)網(wǎng)的核心庶橱，那么它背后用于管理運營的云平臺則是共享單車的靈魂贮勃。我們上面說到要從零開發(fā)一個智能鎖需要考慮到的種種麻煩相比較背后管理后端、云平臺的搭建都只不過是小兒科苏章。
確實寂嘉，一個智能鎖從開模到供應(yīng)鏈配合到生產(chǎn)成品對于小共享單車創(chuàng)業(yè)公司來說的確是個問題，但在如此細分的市場競爭的環(huán)境下枫绅，也根本不需要目標在于運營共享單車的創(chuàng)業(yè)者去解決泉孩。不信的話各位可以去百度、淘寶搜搜“共享單車鎖”“智能馬蹄鎖”等關(guān)鍵詞撑瞧。這類鎖早就有很多智能硬件工廠生產(chǎn)出來棵譬，創(chuàng)業(yè)者或直接采購或與配套工廠合作都可以很快拿到智能鎖。
問題關(guān)鍵的核心在于鎖背后的云平臺预伺。畢竟只有共享單車的真正本質(zhì)是有效對接起車與人的需求订咸，構(gòu)建起車與車的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，要想實現(xiàn)單車的智能化酬诀、自營化脏嚷，智能鎖的開發(fā)和生產(chǎn)只是第一步，更重要的是其背后的后端服務(wù)器瞒御、云平臺父叙。
摩拜單車云平臺可視化數(shù)據(jù)
記得共享單車在開始之初，有好幾家品牌的服務(wù)器都曾經(jīng)出現(xiàn)過宕機肴裙、頻繁解鎖失敗的現(xiàn)象趾唱，這也是背后云平臺不能承受高并發(fā)量，實時性不足這類的問題引起的蜻懦。
根據(jù)艾瑞的《2017年中國共享單車行業(yè)研究報告》甜癞，中國共享單車市場還遠遠未達到飽和，相信未來仍有不少創(chuàng)業(yè)者進入市場宛乃。在創(chuàng)業(yè)之初更需要考慮的應(yīng)該是服務(wù)器悠咱、云平臺的搭建問題蒸辆。如果我是創(chuàng)業(yè)者，在預(yù)算有限析既、單車急需盡快投入進入市場的情況下躬贡，可以選擇智能硬件商家提供完整的共享單車方案，但絕對需要優(yōu)先考慮具有物聯(lián)網(wǎng)背景公司的共享單車方案眼坏，畢竟有實力搭建穩(wěn)定拂玻、高并發(fā)的后端云平臺在市場中非常少。
