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摩拜OFO共享单车硬件核心技术揭秘

2017-5-28 15:57 6022 0 分类: 智能硬件

本文你可以获得什么?

1. 快速看懂各家共享单车的基本电路原理;

2. 为什么共享单车都偏爱蓝牙技术?究竟有何诱人的优点;

3. 共享单车都用到了什么样的定位技术?GPS芯片并不是唯一的选择;

4. 文章结尾有共享单车主流芯片设计电路图,大家可以下载学习。


作为硬件工程师,我跟多数人一样也喜欢研究电子消费品,比如手机平板,电脑,研究他们背后的技术,探究他们用到的芯片,学习他们的电路模块以及layout,取人之长,补己之短,通过对其他公司设计的学习,也是提高自身水平的重要方法。同时,通过对行业新技术的整理分析,也可以对行业有更深刻的认识。近两年共享单车接过了前几年滴滴快滴的共享棒,火了起来,我花了一些时间来整理研究共享单车硬件的核心技术,以及对他们技术的更迭进行整理,贴出来。

这篇文章重点关注共享单车用到的物联网技术,包括定位技术,蓝牙技术,通信模块等,从三个大家熟悉的共享单车,小黄车OFO,摩拜以及小鸣单车等来解密共享单车硬件的核心技术。

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共享单车从去年开始爆发式增长,现在火热依旧,从上图可以看出现在共享单车种类之繁多。从整个共享单车行业的增速来看,共享单车已然成为当下最热的风口。大家是否有没有想过,为什么共享单车会如此火爆?仔细思考会发现,共享单车实际上是物联网IOT发展的一个产品,共享单车的火爆背后,说明物联网技术发展的逐步完善成熟。


1. 小黄车OFO的进化史—从机械锁开始

小黄车OFO的推出个人一直认为是OFO公司为了对抗摩拜,占领市场匆匆忙忙推出的过渡产品,原因很简单:因为第一代小黄车车锁太过简陋,不适应市场,但从占领市场的整体效果而言是挺成功的。小黄车的机械锁很简单,属于纯工艺品,通过机械原理控制,不论从容易破坏的二维码及固定的密码上来说都不好,但OFO的车锁也在一直改良,到现在已经发展到第三代蓝牙开关了。

相对于第二代加上了复杂发电装置的小黄车而言,第一代骑行体验非常好,26寸的充气胎,阻力很小,车体轻。但是充气胎不好维护,实心胎是趋势。

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第一代ofo的机械锁

之后的ofo主要利用大数据算法根据用户的骑行轨迹,经纬度等信息,自动定位用户的锁车地点。但这样的定位精度并不太高,算法误差依旧很大,而且必须根据用户的使用才能矫正误差。而第三代ofo则尝试了蓝牙开锁功能,据ofo官方说明这种锁可以两年免充电。而蓝牙因为低成本并且比较好的数据通信在近距离得到了广泛的应用。

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2. 摩拜—从定位技术谈起

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定位技术是物联网最基本的技术,摩拜单车实际上是物联网性质的智能锁,其车锁包括中心控制单元、GPS定位模块、无线移动通信模块2G、机电锁车装置、电池、动能发电模块、充电管理模块、车载加速度计等,中心控制单元通过无线移动通信模块与后台管理系统进行连接,把从GPS模块获取的位置信息发送给后台控制系统,后台系统标识成功后通过通信模块向中心控制单元发送解锁指令,接收到后台发送的机电锁车装置开、关锁的状态信息后开启机械锁的控制插销开锁成功,当用户使用完成锁车时,会触发电子控制模块的锁车控制开关,然后中央控制器通过无线移动通信模块通知后台管理系统锁车,后台确认成功后结束计费。

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以下是查到的具体芯片信息: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。

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由于设计复杂,很多的引线需要走在立管里面和轴的下面,组装成本很高。貌似因为有发电装置的原因,部分车并不好骑行,这个跟小黄车问题是一样的。早期很多人抱怨过膜拜的开锁速度比较慢,甚至有时超时失败,那是因为智能锁模块走的是2G网络 + 物联网方案,当用2G的PS域,由于2G容量有限,当CS连接满负荷的情况,就会牺牲掉PS的业务,而中国移动的4G手机通话就是回落到2G,所以很可能造成PS业务拥堵,还有一点,网络连接功耗很大,据推算可以占到整个锁功耗的7成以上,所以也是现在主推蓝牙开锁方案。

对于第二代车,采用了太阳能方案,目前很多单车都推行此方案。5W的光伏板方案,在国内大部分地方平时的光照情况下,阳光只要能直接照射到1小时,就至少可以满足智能锁一天以上的功耗消耗。

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3. 小鸣单车及其他—论蓝牙技术的重要性

蓝牙技术是物联网的重要技术之二,小鸣单车车锁采用蓝牙技术智能锁,因为模块单一所以其具有超低功耗的特点。相对于摩拜单车小鸣借用了用户手机定位信息,用户识别验证后获取定位位置,然后通过用户APP完成与后台的交互,再由用户手机的蓝牙来完成与车锁的交互,蓝牙芯片通过共享手机GPS,获得单车位置信息,并把信息传输给云端平台,完成开锁和闭锁功能。

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小鸣不专业研发智能锁,买了深圳一家公司的蓝牙锁,单纯蓝牙,无网络,无GPS定位。并且由于蓝牙锁的功耗理论上很低,理论上不用充电,所以没有发电装置。这是目前在大规模运营的唯一一个传统自行车玩家。由于走蓝牙,功耗很低,理论上2年不用充电(根据电池容量和使用情况),所以采用了一次性不可充电的锂亚电池,3200mAh。

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看了这几家的共享单车,不难发现共享单车的核心技术主要就是定位与分享,分析可以看出共享单车所用的技术也会趋于相似。那么你心中理想的共享单车应该是什么样的呢?


附件:

主流共享单车应用芯片学习资料百度云共享地址:链接: http://pan.baidu.com/s/1jHXVHgM 密码: 7vex


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