联手华为背后，ofo的智能锁黑科技是怎样炼成的？
2017-09-21 15:53:01 来源：中国物联网 热度:
NB-IOT，全称Narrow Band Internet of Things，也就是窄带物联网。作为一种新型通讯技术，NB-IoT的发展，尤其是2016年NB-IoT标准的确立和商用化，使得物和物之间的联接障碍持续降低，为“万物+”的兴起提供了重要条件。
共享单车便是这项技术得以应用的重要场景之一。
具体来看，NB-IoT具备三大特点：一是覆盖更广，信号穿墙性远远超过现有的网络，即使用户深处地下停车场，也能利用NB-IoT技术顺利开关锁;其次是可以连接更多设备，NB-IoT技术比传统移动通信网络连接能力高出100倍以上，也就是说，同一基站可以连接更多的ofo物联网智能锁设备，避免掉线情况;三是更低功耗，NB-IoT设备的待机时间在现有电池无需充电的情况下可使用2-3年。
这三大技术特征与共享单车的应用场景正好契合。36kr发布的《“物联网”行业研究报告》称，共享单车对设备管理和用户数据采集的诉求和刚需属性，使其成为物联网最好的应用场景之一。
设想一下，如果NB-IoT网络应用在车联网领域，恐怕会因传输带宽低而被放弃，因为车联网有大量数据需要实时传输。相比之下，共享单车在数据层只会返回定位、锁的状态和车辆状态等信息，对带宽要求低，在运营层面对低功耗和传输距离要求高，恰恰与共享单车的运营需求相符合。
ofo智能锁迭代史
智能锁的本质就4个字，“解决方案”，借助传感器和通讯技术收集用户状态、行为、数据的解决方案。简单来说，智能锁就是不能拍照、不能打电话的手机。
回头看，ofo在智能锁的探索上就是通过对解决方案的不断调整，以适应不同时间节点对不同利益诉求点的最佳平衡。功耗、成本、可靠性、开锁率等都是需要考虑的问题。
2016年11月，ofo正式推出第一代智能锁海王星1.0。
海王星1.0采用了超声焊接工艺，内部的GSM模块集成了GPS定位芯片和2G通讯芯片，可以与通讯基站及后台服务器进行交互。关锁后20秒左右，密码变化。ofo还在行业内首次采用了FLASH记忆芯片，让锁直接与用户手机建立联系，下发密码。即便是在基站信号不佳时，用户仍可按键开锁，最大限度保证开锁率。
这一时期，不少共享单车公司通过在后轮安装充电花鼓外接充电。由于ofo采用了工业级的一次性锂锰电池，这种电池寿命长，可使用2-3年，所以并不需要外接充电方案。
2016年底，海王星1.5面世了。和钱一个版本相比，其最大的改变在于将车牌和二维码放到了锁上，在单车上取消了前车牌悬挂。外壳使用ABS+PC材料，在实验的时候经历了各种震动、跌落、盐雾、泥水测试，在水中浸泡1个小时后，仍可正常使用。
进入2017年，行业洗牌开启，巨头在舍命狂奔，小玩家们渐行渐远。此时，在智能锁通讯模式方面，长连接与短连接的方案逐渐明晰。
长连接指的是智能锁和通讯基站实时连接通讯，好处是可以实时明确车辆位置信息，坏处是功耗大，占用基站资源，所以长连接方案需要配备充电方案，比如充电花鼓和太阳能板，以小蓝单车为代表。
短连接指的是，当单车没有被用户使用时，车锁与基站的通讯不是实时的，而且每隔一定的时间，车锁会定时唤醒进行通讯，以ofo和摩拜为代表。
长连接和短连接，都只是通信的解决方式而已，本身并无优劣之分。每一种通讯方式都需要在功耗、传输距离和带宽之间达到平衡。
为了保持良好的骑行体验同时减少运维成本，ofo选用了开发难度更大的短连接。长连接通讯是实时的“无脑”连接，后端只要调通端口就好。而短连接的通讯状态不实时，就涉及到车辆状态回传的问题。为了解决这个问题，ofo采取了智能锁“心跳唤醒”的方式，当一辆单车超过一定的时间没有被使用时，锁内MCU中央控制器会自动唤醒GSM模块和GPS芯片，返回定位信息。
2017年3月底，ofo再次迭代新款智能锁天王星。此时，蓝牙适配性的问题已解决，天王星果断采用了蓝牙解决和按键解锁两种方案，用户可使用蓝牙功能直接扫码开锁。
天王星采用了金属外壳，并进一步加大了按键面积。二维码和车牌处使用了PC防护层并增加了贴膜，防刮。另外，可以注意到在锁的轨道顶端有个小豁口，那是用来固定锁舌的。当锁处在开启状态下，拨手的装置是卡在豁口内的，防止用户骑行的时候锁舌掉落。
在通讯方式上，天王星支持4频段基站网络通讯、搭载北斗和瑞士Ublox提供的GPS双模块定位系统，同时支持俄罗斯格拉纳斯和欧盟伽利略卫星定位协议。这让ofo在6月成为行业首家通过政府电子围栏测试的共享单车公司。 在天王星电路板上，ofo采用了全球领先的半导体跨国公司德州仪器的芯片，中央主控芯片采用丹麦公司Nordic的产品，此外天王星还采用了ST意法半导体芯片。另外，天王星还添加了三轴传感器，可监测车辆状态及运行速度情况，实现闭锁状态下移动报警功能，并在移动结束后重新上报位置信息。
经历了几次大大小小的迭代，天王星在正常状态下开锁率已经无限接近100%。
华为的选择
7月宣布NB-IoT “物联网智能锁”全面启动商用时，距离ofo与中国电信、华为三方宣布合作仅仅过去了5个月。
NB-IoT智能锁的外观与天王星完全相同，不同的是通讯模块换成了华为NB-IoT模块。与单纯的采购不同，共同研发让ofo与电信和华为保持了一致性。在NB-IoT网络正式推广之前，ofo基于华为open lab实验室模拟不同强度下的NB-IoT网络信号，并在芯片调控和设备云端管理提供了强大的解决方案支持。而ofo则解决了软件、硬件的实现和端口调试，也帮助华为IoT云端设备管理系统解决了部分适配性的问题。
华为为什么会选择ofo?
首先是规模。对于物联网来说，规模等于价值。亚马逊、天猫、京东、小米、科大讯飞等公司争相布局，但切入点几乎都是围绕智能家居，共享单车则提供了新的思路和选择。
在规模上，目前小黄车数量超过800万辆，并与飞鸽、凤凰、富士达等传统自行车巨头签订了战略合作协议，飞鸽和凤凰分别提供超500万年产能，富士达提供超1000万年产能。
其次是ofo模块化的“锁车分离”设计思路。ofo智能锁的设计以模块化为基础。所谓模块化，指的是通过一个名叫“锁片”的装置实现“锁车分离”，简单来说就是ofo可以做到“换锁无需换车”。这就为NB-IoT的推广打下了现实落地的基础。
另外，ofo背后站着以阿里、滴滴、小米、中信产业基金为代表的产业资本，而不单纯只是风险资本。平台模式让以阿里、小米为代表的产业资本形成了合力。
其中，阿里云涵盖弹性计算、大数据分析、人工智能、安全在内的19个领域，在智能分析与计算方面为ofo提供了全面的服务。华为也是专业的云服务供应商，2015年，华为推出开源物联网平台Huawei Lite OS，通过开源的方式提供统一的API。相比于阿里云，华为补足了物联网智能锁设备管理的闭环服务。而ofo的出现也补全了华为应用层硬件终端的闭环。此外，华为还是网络层芯片和设备的供应商，为ofo提供了物联网智能锁一站式解决方案，让共享单车智能锁从“分布式”的拼凑结构向“一体式终端”方案迈进。
NB-IoT “物联网智能锁”的商用为智慧城市提供了更广阔的想象空间。
今年6月，工信部下发《关于全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》中指出，要推广NB-IoT在公共服务领域的应用，结合智慧城市建设，加快发展NB-IoT在城市公共服务和公共管理中的应用，助力公共服务能力不断提升。
足量的设备基数使ofo获取了丰富的出行数据及用户维度。与其他价值密度较低的大数据不同，出行数据是卫星定位系统采集的、以经纬度形式展现的位置数据，直接反应了用户的定位信息。据此，不仅可以反映城市居民人口流向，还可以利用人工智能技术分析不同地理环境、城市规划、天气、节假日等因素对出行的影响，预测用户需求等。
进入2017年下半年，伴随市场洗牌和各地政策调控，对于一度不计成本超额投放的共享单车来说，继续铺量抢市场不再是好办法，共享单车之争已经进入下半场，以物联网为基础的精细化运营将成为竞争的法宝，而随着NB-IoT物联网智能锁的应用ofo已在技术层面后发制人。
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责任编辑：吴礼得
