本发明涉及公共服务领域，具体涉及一种共享雨伞智能电子锁及共享雨伞租借方法。
背景技术：
第一种铺设伞柜的固定运营模式又可以分为一把锁管理多把雨伞的导轨模式和一把锁管理一把伞的单锁模式。已有导轨模式的借伞工作过程如下：用户用手机扫描伞柜的二维码→支付押金→伞柜打开第一把锁→用户将雨伞从导轨移出至扫描区扫描→伞柜打开第二把锁→用户取出雨伞。已有导轨模式的还伞工作过程如下：用户将雨伞放入导轨扫描区扫描→伞柜打开还伞锁→用户将雨伞推入伞柜。
已有单锁模式的借伞工作过程如下：用户用手机扫描伞柜的二维码→支付押金→伞柜打开锁→用户取出雨伞。已有单锁模式的还伞工作过程如下：用户将雨伞放入扫描区扫描→伞柜上锁→用户归还雨伞。
第二种流动性模式又可以分为机械锁流动性模式和智能锁流动性模式。机械锁模式的借伞工作过程如下：用户用手机扫描雨伞的二维码→支付押金→用户收到雨伞密码→用户利用密码能够打开雨伞使用。机械锁模式的还伞工作过程如下：用户用手机app点击雨伞归还按钮→手机确认后雨伞归还完成。
智能锁模式的借伞工作过程如下：用户用手机扫描雨伞的二维码→支付押金→雨伞自动打开锁→用户能够打开雨伞使用。智能锁模式的还伞工作过程如下：用户合上雨伞→雨伞后台确认后雨伞归还完成。
第一种伞柜导轨模式的缺点是，借伞要开两把锁，操作繁琐且等待时间长，用户体验差；还伞操作就比较简单，但因工作原理的原因，借伞必须开两把锁。
第一种伞柜单锁模式的缺点是，一把伞需要一把锁，产品成本比较高，成本是一把锁管理多把伞的导轨模式的两倍以上。
第二种流动机械锁模式的缺点是，借伞需要人工调密码，操作比较繁琐，并且机械锁密码比较容易破解，导致雨伞容易丢失。还伞用手机app完成，伞的借出时间往往远小于雨伞的实际使用时间，如果用户记住了密码，用户就可以一直免费使用雨伞了。
第二种流动智能锁模式的缺点是，因为伞上要装定位芯片、通讯芯片和电池，成本很高，所以目前市场上还没有这种模式出现。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种采用伞柜导轨模式，采用新的设计原理，很好地解决了上述问题。
本发明是通过以下技术方案来实现的：一种共享雨伞智能电子锁，包括一个以上的共享雨伞柜，每个共享雨伞柜内均设置有一个gsm通讯模块，一个单片机控制模块和六个雨伞导轨综合模块构成，每个雨伞导轨综合模块均包含一个nfc扫描模块，一个电磁铁锁控制及定位齿轮模块、一个转轮及光电检测模块和一个转轮120角度钳位机械模块。gsm通讯模块，负责雨伞柜和后台服务器之间的数据传输。单片机控制模块，负责分析处理gsm通讯模块传过来的数据，来控制nfc扫描模块、电磁铁锁控制及定位齿轮模块和转轮及光电检测模块的工作；并将各模块的检测数据分析处理后传给gsm通讯模块。
作为优选的技术方案，所述电磁铁锁控制及齿轮定位模块分为借伞电磁铁、还伞电磁铁、定位齿轮、转轮轴承和转轮锁，借伞电磁铁、还伞电磁铁固定安装于固定支架上，定位齿轮安装于借伞电磁铁、还伞电磁铁之间，转轮锁安装于定位齿轮中间，雨伞轨道设置于转轮锁的底部。
作为优选的技术方案，所述转轮锁分三个区域，每个区域是120度，保证每次借还雨伞时，只能一把雨伞进入转轮锁。
作为优选的技术方案，所述转轮及光电检测模块包括转轮和u型光耦检测开关，转轮每次转动60度后，u型光耦检测开关检测转轮每次转动后的信息。
作为优选的技术方案，所述转轮120角度钳位机械模块分为转轮、钳位弹簧、钳位压轮和钳位压片，钳位弹簧一端固定连接钳位压片，另一端与固定支架固定，转轮通过转轮轴承与转轮锁连接，并一起固定于固定支架上，钳位压片中间与钳位压轮轴芯穿过一根转轴，钳位压轮安装于转轮的顶部。
作为优选的技术方案，所述nfc扫描模块，分为扫描芯片、扫描天线和nfc标签。扫描天线安装在雨伞导轨的正上方，便于对每把进出导轨的雨伞进行扫描。nfc标签密封在每把雨伞的伞柄内，方便对每把雨伞进行管理。
作为优选的技术方案，一个雨伞柜有6个雨伞轨道，每个轨道可以放10把雨伞，共可以摆放60把雨伞，1-5轨道是正常雨伞轨道，第6轨道是坏伞专用轨道。
一种共享雨伞租借方法，具体包括以下几个步骤：
借伞方法：
步骤一、客户微信扫描二维码，支付押金；
步骤二、服务器确认后，随机发出1-5轨道（第6轨道是坏伞专用轨道）开锁指令给gsm通讯模块（不能同一时间使用相同轨道，要均匀各轨道的雨伞），同时发雨伞的轨道信息给客户手机，通知客户取出对应轨道雨伞；
步骤三、通讯模块将指令转给单片机，单片机分配给相对应的扫描模块，驱动借伞电磁铁，同时锁定还伞电磁铁；
步骤四、借伞电磁铁下移，打开转轮锁，同时扫描模块驱动绿灯亮，驱动嗡鸣器响0.5秒；
步骤五、客户取雨伞，转轮转动60度时，u型光耦开关检测到转轮转动；
步骤六、客户从转轮中取出雨伞，并带动转轮转动120度，扫描模块扫描雨伞的身份；
步骤七、雨伞的轨道和身份扫码信息发至服务器，服务器进行比对，如果号码不同，服务器以新扫描号码为准重新排列该轨道的雨伞号码，该轨道的雨伞数量减一，并记录错误号码的用户，将累计出现二次错误号码的用户移入黑名单；如果扫描模块坏没有雨伞号码，服务器启用存储的雨伞身份号码；并将成功借伞信息发给客户手机；
步骤八、扫描模块输出低电平驱动借伞电磁铁上移上锁，同时解除还伞磁铁的锁定，扫描模块驱动绿灯灭；
步骤九、在步骤四时，如果为ng状态，那么等待2秒，该轨道连续第3次出现借伞故障，服务器标注雨伞锁不良后不再启用该轨道，并发送不良轨道指定给通讯模块，通讯模块将指令转给单片机，单片机驱动相对应的扫描模块亮红灯。在步骤六时，如果该轨道连续第3次出现扫不到雨伞码状态，服务器标注扫码不良后不再启用该轨道，并发送不良轨道指定给通讯模块，通讯模块将指令转给单片机，单片机驱动相对应的扫描模块亮红灯。
还伞方法：
步骤一、将雨伞放进机柜导轨，机柜对雨伞进行扫描，只能同时扫1个码，如果扫描成功，进入下一步；
步骤二、机柜对该轨道的雨伞数量进行判断，如果雨伞数量没有超过10把就进入下一步；如果雨伞数量超过10把，该轨道就不允许还伞，扫描模块驱动该轨道的红灯0.5秒间隔闪三下，驱动嗡鸣器0.5秒间隔响三下；
步骤三、扫描模块输出高电平驱动还伞电磁铁，还伞电磁铁下移，打开转轮锁，驱动绿灯亮，驱动嗡鸣器响0.5秒；
步骤四、如果上一步成功，那么客户即可从转轮中推入雨伞，并带动转轮转动，如果不成功，等待2秒，跳转至最后一步；
步骤五、转轮转动60度时，光耦开关检测到转轮转动，同时计算扫描不到雨伞号码和光耦启动的间隔时间为50微妙-50毫秒；如果还伞成功，进入下一步；如果还伞不成功，则跳转至最后一步；
步骤六、雨伞的轨道和身份扫码信息通过扫描模块转给单片机，单片机转给通讯模块发至服务器，服务器记录处理后，将成功还伞和费用信息发给客户手机；
步骤七、客户归还雨伞，并带动转轮转动120度；
步骤八、扫描模块输出低电平驱动还伞电磁铁上移上锁，驱动绿灯灭。
本发明的有益效果是：1、提高了借、还伞速度，将现在市面上导轨模式的借、还伞速度提高2-3倍，达到伞柜单锁模式的速度。
2、采用声音提示，灯光提示和手机屏幕显示提示，大大增强用户的体验好感度。
3、一把锁管理多把雨伞，大大降低了设备的成本。
4、增加坏伞归还专用区域，结合每把雨伞上的专用电子芯片，能够方便解决雨伞丢失和损坏的管理问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的主视图；
图3为本发明的借伞流程图；
图4为本发明的还伞流程图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1和图2所示，包括一个以上的共享雨伞柜，每个共享雨伞柜内均设置有一个gsm通讯模块，一个单片机控制模块和六个雨伞导轨综合模块构成，每个雨伞导轨综合模块均包含一个nfc扫描模块，一个电磁铁锁控制及定位齿轮模块、一个转轮及光电检测模块和一个转轮120角度钳位机械模块。gsm通讯模块，负责雨伞柜和后台服务器之间的数据传输。单片机控制模块，负责分析处理gsm通讯模块传过来的数据，来控制nfc扫描模块、电磁铁锁控制及定位齿轮模块和转轮及光电检测模块的工作；并将各模块的检测数据分析处理后传给gsm通讯模块。
其中，电磁铁锁控制及齿轮定位模块分为借伞电磁铁11、还伞电磁铁12、定位齿轮13、转轮轴承和转轮锁7，借伞电磁铁、还伞电磁铁固定安装于固定支架上，定位齿轮安装于借伞电磁铁、还伞电磁铁之间，转轮锁安装于定位齿轮中间，雨伞轨道设置于转轮锁的底部。转轮锁分三个区域，每个区域是120度，保证每次借还雨伞时，只能一把雨伞进入转轮锁。
转轮及光电检测模块包括转轮和u型光耦检测开关8，转轮每次转动60度后，u型光耦检测开关检测转轮每次转动后的信息。客户借取雨伞，转轮转动60度时，u型光耦开关检测到转轮转动，确认雨伞被借出并上锁。客户还入雨伞，转轮转动60度时，u型光耦开关检测到转轮转动，确认雨伞被还入并上锁。
转轮120角度钳位机械模块分为转轮5、钳位弹簧1、钳位压轮2和钳位压片3，钳位弹簧1一端固定连接钳位压片2，另一端与固定支架4固定，转轮5通过转轮轴承与转轮锁7连接，并一起固定于固定支架4上，钳位压片3中间与钳位压轮轴芯穿过一根转轴，钳位压轮2安装于转轮5的顶部。
nfc扫描模块，分为扫描芯片9、扫描天线10和nfc标签。扫描天线安装在雨伞导轨的正上方，便于对每把进出导轨的雨伞进行扫描。nfc标签密封在每把雨伞的伞柄内，方便对每把雨伞进行管理。
一个雨伞柜有6个雨伞轨道，每个轨道可以放10把雨伞，共可以摆放60把雨伞，1-5轨道是正常雨伞轨道，第6轨道是坏伞专用轨道。
另外，本发明还有如下替换方案，gsm通讯模块可以用3g、4g和5g通讯模块替代，转轮及光电检测模块可以用接近开关来替代，转轮120角度钳位机械模块可以用90度或180度钳位机械模块来替代。
借伞方法：
借伞方法：
步骤一、客户微信扫描二维码，支付押金；
步骤二、服务器确认后，随机发出1-5轨道（第6轨道是坏伞专用轨道）开锁指令给gsm通讯模块（不能同一时间使用相同轨道，要均匀各轨道的雨伞），同时发雨伞的轨道信息给客户手机，通知客户取出对应轨道雨伞；
步骤三、通讯模块将指令转给单片机，单片机分配给相对应的扫描模块，驱动借伞电磁铁，同时锁定还伞电磁铁；
步骤四、借伞电磁铁下移，打开转轮锁，同时扫描模块驱动绿灯亮，驱动嗡鸣器响0.5秒；
步骤五、客户取雨伞，转轮转动60度时，u型光耦开关检测到转轮转动；
步骤六、客户从转轮中取出雨伞，并带动转轮转动120度，扫描模块扫描雨伞的身份；
步骤七、雨伞的轨道和身份扫码信息发至服务器，服务器进行比对，如果号码不同，服务器以新扫描号码为准重新排列该轨道的雨伞号码，该轨道的雨伞数量减一，并记录错误号码的用户，将累计出现二次错误号码的用户移入黑名单；如果扫描模块坏没有雨伞号码，服务器启用存储的雨伞身份号码；并将成功借伞信息发给客户手机；
步骤八、扫描模块输出低电平驱动借伞电磁铁上移上锁，同时解除还伞磁铁的锁定，扫描模块驱动绿灯灭；
步骤九、在步骤四时，如果为ng状态，那么等待2秒，该轨道连续第3次出现借伞故障，服务器标注雨伞锁不良后不再启用该轨道，并发送不良轨道指定给通讯模块，通讯模块将指令转给单片机，单片机驱动相对应的扫描模块亮红灯。在步骤六时，如果该轨道连续第3次出现扫不到雨伞码状态，服务器标注扫码不良后不再启用该轨道，并发送不良轨道指定给通讯模块，通讯模块将指令转给单片机，单片机驱动相对应的扫描模块亮红灯。
还伞方法：
步骤一、将雨伞放进机柜导轨，机柜对雨伞进行扫描，只能同时扫1个码，如果扫描成功，进入下一步；
步骤二、机柜对该轨道的雨伞数量进行判断，如果雨伞数量没有超过10把就进入下一步；如果雨伞数量超过10把，该轨道就不允许还伞，扫描模块驱动该轨道的红灯0.5秒间隔闪三下，驱动嗡鸣器0.5秒间隔响三下；
步骤三、扫描模块输出高电平驱动还伞电磁铁，还伞电磁铁下移，打开转轮锁，驱动绿灯亮，驱动嗡鸣器响0.5秒；
步骤四、如果上一步成功，那么客户即可从转轮中推入雨伞，并带动转轮转动，如果不成功，等待2秒，跳转至最后一步；
步骤五、转轮转动60度时，光耦开关检测到转轮转动，同时计算扫描不到雨伞号码和光耦启动的间隔时间为50微妙-50毫秒；如果还伞成功，进入下一步；如果还伞不成功，则跳转至最后一步；
步骤六、雨伞的轨道和身份扫码信息通过扫描模块转给单片机，单片机转给通讯模块发至服务器，服务器记录处理后，将成功还伞和费用信息发给客户手机；
步骤七、客户归还雨伞，并带动转轮转动120度；
步骤八、扫描模块输出低电平驱动还伞电磁铁上移上锁，驱动绿灯灭。
本发明的有益效果是：共享雨伞智能电子锁现有最好的技术是伞柜的单锁模式，就是一把锁控制一把伞的模式。本发明采用伞柜导轨模式，但是采用新的设计原理，很好地解决了借、还伞速度问题，达到伞柜单锁模式的速度。相对于伞柜的单锁模式，本发明的突出优点是：一是一把锁管理多把雨伞，大大降低了设备的成本。二是增加坏伞归还专用区域，结合每把雨伞上的专用电子芯片，能够方便解决雨伞丢失和损坏维修的管理问题。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。