CN110517392A - 一种基于姿态解算的校园共享单车智能锁控制*** - Google Patents

Abstract

一种基于姿态解算的校园共享单车智能锁控制***，涉及智能控制技术领域。本发明为了解决现有校园内的共享单车存在没有停放在预设位置、随意倒伏，无法及时进行有效的管理的问题。电机驱动模块用于控制驱动锁栓的电机的动作，控制智能锁的开启或关闭；NFC无线射频模块用于采集用户所持校园卡的信息，并将所述信息通过微控制器、NB‑IoT传给远程服务器进行信息比对；微控制器通过NB‑IoT通信模块与远程服务器进行通信，通过远程服务器判断共享单车所处位置是否在处在对车辆停放区域进行规范限制的电子围栏内，并控制共享单车按规定朝向摆放。本发明开发的智能锁控制***，实现了集规定地点摆放、规定方向摆放、倒伏智能监控等创新功能为一体化。

Description

一种基于姿态解算的校园共享单车智能锁控制***

技术领域

本发明涉及校园共享单车智能控制技术领域。

背景技术

2017年4月20日，郑州市公共交通总公司联合研发的共享单车管理平台“单车之家”正式推出，为破解共享单车乱停乱放问题提供了一个新方案。利用可伸缩信号覆盖技术等科技手段，为共享单车开辟专用的停车场所。“单车之家”利用信号控制设备圈定一个“电子围栏”，形成一处眼睛看不到、但信号可清晰监控的虚拟停车区，用户可通过配套手机客户端查找附近虚拟停车区的具***置，规范用户在固定地点借车和还车。按照***设计，用户在虚拟停车区以外能够锁车但不停止计费，以此培养用户在规定区域内停车的***台，支持各品牌共享单车兼容共存，平台可以对接入***的单车进行集中管理，根据公交客流数据统一调配单车投放，提高单车利用率。

文献号为CN107613468A、公开日为2018年01月19日的现有技术公开了一种基于共享单车电子标签围栏技术的运营管理***和方法，利用控制用户手机蓝牙与共享单车停放点的蓝牙位置标签的通信距离，来建立基于标杆定位原理的电子围栏；利用用户手机蓝牙在共享单车开锁和锁车的瞬间，近距离通过车锁蓝牙读取开锁或锁车信息的同时，读取电子围栏位置标签ID，并以此来判断共享单车当时的位置，并将这些信息通过用户手机传到管理平台。

文献号为CN207752534U、公开日为2018年08月21日的现有技术公开了一种共享单车智能锁及共享单车智能锁***，其中共享单车智能锁包括定位模块、通信模块、方向模块、空间角度模块、锁模块、中央处理器和电源模块；所述定位模块、通信模块、方向模块、空间角度模块、锁模块与中央处理器电连接，电源模块为中央处理器、锁模块供电。通过获取单车停放时的位置、方向及空间角度信息，实现共享单车合规停放区域及方向、空间角度的限定，约束用户的停车行为，从而实现在不投入人工停放维护的同时改善现有的乱停、乱放情况。但该文献仅给出一种技术设想，没有给出改善共享单车乱停、乱放情况的具体技术手段。

随着单车在各大高校的不断推广，单车随意停放问题日益严重，严重影响校园形象，而且由于缺乏及时有效的管理，单车随意倒伏，甚至被随意停放在道路上，易于导致交通事故，给全校师生带来严重的人身财产安全。现有技术并没有真正解决上述技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：

本发明为了解决现有校园内的共享单车存在没有停放在预设位置、随意倒伏，无法及时进行有效的管理的问题，进而提供了一种基于姿态解算的校园共享单车智能锁控制***。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种基于姿态解算的校园共享单车智能锁控制***，所述控制***安装于共享单车锁体上构成共享单车智能锁，所述控制***包括

微控制器、锁状态电位器、电机驱动模块、姿态传感器、北斗定位模块、磁力传感器、 NFC无线射频模块和远程服务器，

北斗定位模块用于对共享单车的经纬度位置进行定位，并将共享单车所处位置的经纬度信息传给微控制器；

磁力传感器用于读取共享单车的摆放角度信息，并将摆放角度信息传给微控制器；

姿态传感器用于测量共享单车空间姿态原始数据，姿态传感器将共享单车空间姿态原始数据传给微控制器，微控制器通过姿态解算对读取的共享单车空间姿态原始数据进行解算得到共享单车空间姿态信息；

锁状态电位器通过采集锁体锁栓的位置信息来判断锁体的开启或关闭的状态，并将开启或关闭的状态发送微控制器；

电机驱动模块用于控制驱动锁栓的电机的动作，进而控制智能锁的开启或关闭；

NFC无线射频模块用于采集用户所持校园卡的信息，并将所述信息通过微控制器、NB-IoT传给远程服务器进行信息比对；

微控制器通过NB-IoT通信模块与远程服务器进行通信，通过远程服务器判断共享单车所处位置是否在处在对车辆停放区域进行规范限制的电子围栏内，并控制共享单车按规定朝向摆放。

进一步地，所述微控制器的型号为STM32F103c8t6。

进一步地，所述姿态传感器的型号为MPU6050。

进一步地，所述磁力传感器型号为HMC5983(也称地磁模块)。

一种基于上述控制***的校园共享单车智能锁控制方法，所述方法的实现过程为：

(a)打开锁过程

用户通过RFID标签校园卡刷NFC无线射频模块，NFC无线射频模块读取用户信息，通过微控制器上传给远程服务器以进行用户身份信息识别，通过远程服务器认证后，微控制器通过电机驱动模块控制共享单车锁体上的电机的动作，使共享单车智能锁打开；

(b)关闭锁过程

用户骑行完毕，通过手动关闭锁的触发动作使锁状态电位器检测到锁体正在由开启状态变为关闭状态，北斗定位模块立刻读取共享单车当前所在地点的经伟度位置信息，并通过NB-IoT通信模块上传到远程服务器；

远程服务器根据上传的经伟度位置信息判断是否允许停车，若判为禁止，远程服务器不作处理则共享单车当前无法上锁，提醒用户将车停入规定区域内；

若判为允许，远程服务器发送当前地点的标准摆放角度信息给微控制器，微控制器将磁力传感器采集的当前摆放角度信息与该标准进行比对以判断该车是否符合该区域规定车朝向，是则保持闭锁进入睡眠模式，否则提醒用户进行方向调整直至符合该区域规定车朝向(经过实际调查验证人们停车匆忙导致摆放角度并不会有太大偏差，一般小于九十度，因此设计车辆只发鸣笛并不会重新自动开锁)；

(c)睡眠监测

当车辆安全上锁并按摆放角度停放在规定区域内后立马进入睡眠模式，通过微控制器中定时器开启睡眠监测功能，即定时唤醒姿态传感器，通过微控制器对当前共享单车姿态进行测量解算(强调说明，当车辆处于开锁状态定时器中断无法***程序)，并判断共享单车处于于倒伏状态或直立状态；微控制器通过姿态解算对读取的共享单车空间姿态原始数据进行解算得到共享单车空间姿态信息；

若发现当前车辆处于正常直立状态，则重新进入到睡眠模式，否则通过NB-IoT通信模块将倒伏状态警报发送到远程服务器，发送完毕后再次进行睡眠模式；

远程服务器对NB-IoT通信模块传来的信息进行处理与判断，最终将该车辆的位置信息以及倒伏警报发送到相应区域管理员端，该区域管理员及时赶到指定区域进行车辆的及时处理。

进一步地，微控制器通过姿态解算对读取的共享单车空间姿态原始数据进行解算得到共享单车空间姿态信息，具体过程为：

将空间中的共享单车假设为刚体，那么其旋转情况可以分解到空间三维坐标轴的旋转；那么这三个角度就被称为欧拉角；姿态就是一个坐标系与另一个坐标系的转化关系；通过欧拉角进行姿态解算就是求解三轴欧拉角的转动角度；

在睡眠监测过程中，需要通过欧拉角的变化来描述空间中共享单车的姿态变化，通过姿态变化进而判断共享单车是否发生倒伏情况；利用MPU6050姿态传感器测得刚体的倾斜角、刚体绕空间三维坐标轴(三轴)的角速度，利用HMC5983地磁传感器测得刚体与地磁的夹角；

通过STM32F103c8t6微控制器利用所述角速度以及地磁的夹角，对刚体的倾斜角进行融合修正，最终得到较为精确的欧拉角，STM32F103c8t6微控制器通过欧拉角判断是否发生倒伏情况。

本发明的有益效果是：

本发明开发的基于电子围栏、智能倒伏监控、单车智能摆放以及大数据分析等新兴技术的智能锁控制***，实现了集规定地点摆放、规定方向摆放、倒伏智能监控等创新功能为一体化。

(1)本次智能锁控制与监控***的信息传输就是在窄带物联网的体系下进行的，由于NB-IOT具有低功耗的特点，可以解决现有***存在的功耗较高且***使用寿命短的的问题，节省资源与能源的消耗。并且因为其覆盖范围广，可以实现一人管理多区域的目标，减少人力成本，合理利用了人力资源，便于共享单车相关企业对其产品的运营与维护。

(2)结合共享单车的定位，本***采用了的北斗卫星定位***。采用北斗定位可以有效的定位共享单车的停放位置，并采用一定算法分析是否合理停放在规定的区域内。如果停放合理，便可给予其关锁的权限。反之，用户不能关锁，并提示用户停放到合理位置。

(3)对于停放方向，本***采取了地磁模块来读取车的停放角度。当用户停放在指定区域时，地磁模块把读取的数据通过stm32进行处理后，输出此时停放车的角度。若角度合理，则即刻进入睡眠模式。反之，蜂鸣器发生警报，提醒用户进行方向调整。加入此模块可以有效提示用户在指定区域内合理摆放车辆，避免因为胡乱停放造成的交通混乱，同时相应可以减少共享单车管理员的工作量从而扩大其管理范围促进人力资源得合理利用。

(4)对于倒伏问题，本***采用了MPU6050模块，当管理员端读取到车辆的位置信息以及车辆倒伏的信息，管理员可准确前往制定地点针对制定目标及时采取应对措施。这样可以有效的对共享单车进行管理，给用户更加安全良好的体验。

(5)对于用户使用共享单车方面，本***采用RFID技术。面对广大学生，我们将RFID技术融入校园一卡通，更加方便学生在校园内的衣食住行，只要随身携带饭卡便可随意停取车辆。面对上班族等普通市民，我们可以将该技术融入全城一卡通，以实现公交地铁及共享单车之间的无缝衔接，更好地解决了“最后一公里”问题。最主要的是，当用户刷卡开锁时，RFID读取用户和本次骑行的自行车信息并传输到服务器端记录下来，管理员在服务器端管理相应自行车的停放，这样可以有效避免共享单车丢失的状况。在共享单车管理员对车进行摆放时，管理员刷其管理员卡，可有效对车进行摆放维护修理。从而达到方便管理的目的，而且成本降低，还不受APP限制。

附图说明

图1是本发明所述***关锁过程的流程框图；图2是基于本发明所述***开锁过程的流程框图，图3是基于本发明所述***睡眠监测过程的流程框图，图4是本发明所述***的结构框图，图5是基于本发明所述***的电路原理图。图6是欧拉角的示意图；图中a 表示横滚角，b表示俯仰角，c表示航向角。图中的的矩形表示刚体，对应本发明中的共享单车。

具体实施方式

结合附图1至5，针对本发明的实现进行如下阐述：

一种基于姿态解算的校园共享单车智能锁控制***，所述控制***安装于共享单车锁体上构成共享单车智能锁，所述控制***包括

微控制器、锁状态电位器、电机驱动模块、姿态传感器、北斗定位模块、磁力传感器、 NFC无线射频模块和远程服务器，

北斗定位模块用于对共享单车的经纬度位置进行定位，并将共享单车所处位置的经纬度信息传给微控制器；

磁力传感器用于读取共享单车的摆放角度信息，并将摆放角度信息传给微控制器；

姿态传感器用于测量共享单车空间姿态原始数据，姿态传感器将共享单车空间姿态原始数据传给微控制器，微控制器通过姿态解算对读取的共享单车空间姿态原始数据进行解算得到共享单车空间姿态信息；

锁状态电位器通过采集锁体锁栓的位置信息来判断锁体的开启或关闭的状态，并将开启或关闭的状态发送微控制器；

电机驱动模块用于控制驱动锁栓的电机的动作，进而控制智能锁的开启或关闭；

NFC无线射频模块用于采集用户所持校园卡的信息，并将所述信息通过微控制器、NB-IoT传给远程服务器进行信息比对；

微控制器通过NB-IoT通信模块与远程服务器进行通信，通过远程服务器判断共享单车所处位置是否在处在对车辆停放区域进行规范限制的电子围栏内，并控制共享单车按规定朝向摆放。

所述微控制器的型号为STM32F103c8t6。所述姿态传感器的型号为MPU6050。所述磁力传感器型号为HMC5983(也称地磁模块)。

基于上述控制***的校园共享单车智能锁控制方法，所述方法的实现过程为：

(a)打开锁过程

用户通过RFID标签校园卡刷NFC无线射频模块，NFC无线射频模块读取用户信息，通过微控制器上传给远程服务器以进行用户身份信息识别，通过远程服务器认证后，微控制器通过电机驱动模块控制共享单车锁体上的电机的动作，使共享单车智能锁打开；

(b)关闭锁过程

用户骑行完毕，通过手动关闭锁的触发动作使锁状态电位器检测到锁体正在由开启状态变为关闭状态，北斗定位模块立刻读取共享单车当前所在地点的经伟度位置信息，并通过NB-IoT通信模块上传到远程服务器；

远程服务器根据上传的经伟度位置信息判断是否允许停车，若判为禁止，远程服务器不作处理则共享单车当前无法上锁，提醒用户将车停入规定区域内；

若判为允许，远程服务器发送当前地点的标准摆放角度信息给微控制器，微控制器将磁力传感器采集的当前摆放角度信息与该标准进行比对以判断该车是否符合该区域规定车朝向，是则保持闭锁进入睡眠模式，否则提醒用户进行方向调整直至符合该区域规定车朝向(经过实际调查验证人们停车匆忙导致摆放角度并不会有太大偏差，一般小于九十度，因此设计车辆只发鸣笛并不会重新自动开锁)；

(c)睡眠监测

当车辆安全上锁并按摆放角度停放在规定区域内后立马进入睡眠模式，通过微控制器中定时器开启睡眠监测功能，即定时唤醒姿态传感器，通过微控制器对当前共享单车姿态进行测量解算(强调说明，当车辆处于开锁状态定时器中断无法***程序)，并判断共享单车处于于倒伏状态或直立状态；微控制器通过姿态解算对读取的共享单车空间姿态原始数据进行解算得到共享单车空间姿态信息；

若发现当前车辆处于正常直立状态，则重新进入到睡眠模式，否则通过NB-IoT通信模块将倒伏状态警报发送到远程服务器，发送完毕后再次进行睡眠模式；

远程服务器对NB-IoT通信模块传来的信息进行处理与判断，最终将该车辆的位置信息以及倒伏警报发送到相应区域管理员端，该区域管理员及时赶到指定区域进行车辆的及时处理。

微控制器通过姿态解算对读取的共享单车空间姿态原始数据进行解算得到共享单车空间姿态信息，具体过程为：

将空间中的共享单车假设为刚体，那么其旋转情况可以分解到空间三维坐标轴的旋转；那么这三个角度就被称为欧拉角；姿态就是一个坐标系与另一个坐标系的转化关系；通过欧拉角进行姿态解算就是求解三轴欧拉角的转动角度；

在睡眠监测过程中，需要通过欧拉角的变化来描述空间中共享单车的姿态变化，通过姿态变化进而判断共享单车是否发生倒伏情况；利用MPU6050姿态传感器测得刚体的倾斜角、刚体绕空间三维坐标轴(三轴)的角速度，利用HMC5983地磁传感器测得刚体与地磁的夹角；

通过STM32F103c8t6微控制器利用所述角速度以及地磁的夹角，对刚体的倾斜角进行融合修正，最终得到较为精确的欧拉角，STM32F103c8t6微控制器通过欧拉角判断是否发生倒伏情况。

对所述姿态解算进行如下阐述：

刚体在空间中的运动可以看做一系列平移和旋转的组合运动，反之，可以将这种组合运动逆向分别分解为围绕笛卡尔坐标系的三个轴的旋转运动和空间内的平移运动，将这三个旋转运动幅度的大小统称为欧拉角。通常将绕X轴旋转的角度称为俯仰角Pitch(θ)，绕Y轴旋转的称为横滚角Roll(φ)，绕Z轴旋转的称为航向角Yaw(ψ)。用欧拉角表示刚体在空间中的运动物理意义明确、直观而且便与理解。欧拉角的示意图分别如图6所示。

空间中任一向量P(x,y,z)按照Z-Y-X的旋转顺序旋转后的旋转向量R_zyx如公式1所示：

公式(1)中由欧拉角构成的矩阵被称为方向余弦矩阵。欧拉角或者方向余弦均可以用来表示刚体在空间中的位置。方向余弦矩阵具有9个通过三角函数运算表示元素，如果在程序中直接计算，会使***开销非常大，所以在工程实践中运用得较少。四元数具有计算量小、精度高、不存在奇异性的特点，所以可以先求得四元数，再通过四元数与方向余弦矩阵之间的映射关系来得到欧拉角。

四元数是爱尔兰数学家哈密顿历时15年最终在1843年发明的，人们也经常用四元数微分方程来求取姿态。四元数是一个由一个实数和三个虚数所组成的集合的统称，可以表示为式(2)：

公式(2)中，q₀、q₁、q₂、q₃都是实数，i，j，k均为虚数。由文献可知，用三角式表示的四元数关系如下：

公式(3)中，u为旋转轴。根据四元数的乘法公式，三个四元数相乘的旋转四元数如下：

设根据向量变换原则和四元数的性质有：

R′＝Q^-1·R·Q＝Q^*·R·Q (5)

公式(5)中，Q*为Q的共轭，Q^-1为Q的逆，则有：

将上述矩阵称为四元数旋转矩阵Mq，则有：

该四元数旋转矩阵M_q与方向余弦矩阵对等，则根据式(1)和(7)可以通过计算反三角函数求取三个欧拉角，如下式：

如上所述，先求取四元数并通过四元数求取欧拉角，在运算过程中只进行了三次反三角函数运算，该方法的运算量比直接通过方向余弦矩阵求取欧拉角要小。

本发明的操作过程如下:

开锁

1通过按键，唤醒NFC模块，模块开始循环发送读***命令，寻找RFID标签。

2若在规定时间内没有收到标签的反馈信息，则继续进行休眠模式。否则，激活NB-IoT 模块，利用其发送***信息以及车辆编号到远程服务器，然后等待服务器回传控制命令。

3若在规定时间内未接收到控制命令或者接收到禁止命令，则发出警报，提醒用户进行地点的调整。若接收到允许命令，则使能电机驱动，进行开锁。

关锁

1若用户骑行完毕，通过按键进行关锁命令。

2锁机械装置中含有电位装置，用以判断锁的状态。

3若检测到锁的状态由开启转化到关闭，则微处理器利用北斗定位模块读取该点经纬度信息，和锁车命令一起通过NB-IoT模块上传到远程服务器。

4服务器根据查询数据库规定经纬度判断该地区是否允许停车，

5若判为禁止，则发送打开锁的命令，锁再次打开，提醒用户将车停入规定区域内；

6若判为允许，则发送信号给地磁模块以判断该车是否符合该区域规定车朝向，

7如果方向达到规定的要求，则保持闭锁进入睡眠模式，否则蜂鸣器发生警报，提醒用户进行方向调整。

监测

1当车辆安全上锁并按要求停放在规定区域内后立马进入睡眠模式，开启睡眠监测功能，即定时唤醒MPU6050模块，MPU6050对当前车辆姿态进行测量解算(强调说明，当车辆处于开锁状态定时器中断无法***程序)。

2若发现当前车辆处于正常状态，则重新进入到睡眠模式

3否则通过NB-IoT模块，将从北斗模块中得到的车辆位置信息以及倒伏状态发送到服务器指定端，发送完毕后，再次进行睡眠模式。

4服务器对模块传来的信息进行处理与判断，最终将该车辆的位置信息以及倒伏状况发送到该区域管理员端，该区域管理员及时赶到指定区域进行车辆的及时处理。

针对本发明的效果的验证：

为了验证智能锁在实际使用下的稳定性，实验选用东北农业大学校园中人流量较大的三个区域作为测试点，其分别为东北农业大学北门、东北农业大学图书馆、东北农业大学南门。根据调查，三个区域每小时内停放和开锁车辆均超过50人次。试验期间在每一个区域中对5套设备三个功能各做10次实验，记录实验结果。出于实际情况考虑，将10s 内完成开锁功能作为一次成功开锁实验，并记录其延迟时间。将完成关锁功能和倒伏警报功能作为一次成功实验，结果如下表所示。

测量结果如表格数据所示，在实际应用情况下，设备能够正常实现程序设计的主要功能。三个区域的开锁成功次数分别为50次、48次、49次，对应成功率分别为100％、96％、98％。对应延迟时间为4354.13ms、4189.78ms、5241.29ms。平均成功率98％，平均延迟时间4595.06ms。其余功能成功率均为100％。实验数据表明，功能实现过程与程序设计一致，在实际使用中出现等待时间过长的情况发生概率极小。但是在服务器网络状况不好、数据库瞬间并发查询请求过多等情况时，实现开锁功能在一定概率下发生延迟时间过长等意外情况，但是这种情况发生概率较小。综合来看，在实际应用中，设备具有较好的稳定性，适应于各种外界环境，满足实际应用中的需求。

Claims (6)

1.一种基于姿态解算的校园共享单车智能锁控制***，所述控制***安装于共享单车锁体上构成共享单车智能锁，其特征在于，所述控制***包括

微控制器、锁状态电位器、电机驱动模块、姿态传感器、北斗定位模块、磁力传感器、NFC无线射频模块和远程服务器，

北斗定位模块用于对共享单车的经纬度位置进行定位，并将共享单车所处位置的经纬度信息传给微控制器；

磁力传感器用于读取共享单车的摆放角度信息，并将摆放角度信息传给微控制器；

姿态传感器用于测量共享单车空间姿态原始数据，姿态传感器将共享单车空间姿态原始数据传给微控制器，微控制器通过姿态解算对读取的共享单车空间姿态原始数据进行解算得到共享单车空间姿态信息；

锁状态电位器通过采集锁体锁栓的位置信息来判断锁体的开启或关闭的状态，并将开启或关闭的状态发送微控制器；

电机驱动模块用于控制驱动锁栓的电机的动作，进而控制智能锁的开启或关闭；

NFC无线射频模块用于采集用户所持校园卡的信息，并将所述信息通过微控制器、NB-IoT传给远程服务器进行信息比对；

微控制器通过NB-IoT通信模块与远程服务器进行通信，通过远程服务器判断共享单车所处位置是否在处在对车辆停放区域进行规范限制的电子围栏内，并控制共享单车按规定朝向摆放。

2.根据权利要求1所述的一种基于姿态解算的校园共享单车智能锁控制***，其特征在于，所述微控制器的型号为STM32F103c8t6。

3.根据权利要求2所述的一种基于姿态解算的校园共享单车智能锁控制***，其特征在于，所述姿态传感器的型号为MPU6050。

4.根据权利要求3所述的一种基于姿态解算的校园共享单车智能锁控制***，其特征在于，所述磁力传感器型号为HMC5983。

5.一种基于权利要求1、2、3或4所述控制***的校园共享单车智能锁控制方法，其特征在于，所述方法的实现过程为：

(a)打开锁过程

用户通过RFID标签校园卡刷NFC无线射频模块，NFC无线射频模块读取用户信息，通过微控制器上传给远程服务器以进行用户身份信息识别，通过远程服务器认证后，微控制器通过电机驱动模块控制共享单车锁体上的电机的动作，使共享单车智能锁打开；

(b)关闭锁过程

用户骑行完毕，通过手动关闭锁的触发动作使锁状态电位器检测到锁体正在由开启状态变为关闭状态，北斗定位模块立刻读取共享单车当前所在地点的经伟度位置信息，并通过NB-IoT通信模块上传到远程服务器；

远程服务器根据上传的经伟度位置信息判断是否允许停车，若判为禁止，远程服务器不作处理则共享单车当前无法上锁，提醒用户将车停入规定区域内；

若判为允许，远程服务器发送当前地点的标准摆放角度信息给微控制器，微控制器将磁力传感器采集的当前摆放角度信息与该标准进行比对以判断该车是否符合该区域规定车朝向，是则保持闭锁进入睡眠模式，否则提醒用户进行方向调整直至符合该区域规定车朝向；

(c)睡眠监测

当车辆安全上锁并按摆放角度停放在规定区域内后立马进入睡眠模式，通过微控制器中定时器开启睡眠监测功能，即定时唤醒姿态传感器，通过微控制器对当前共享单车姿态进行测量解算，并判断共享单车处于于倒伏状态或直立状态；微控制器通过姿态解算对读取的共享单车空间姿态原始数据进行解算得到共享单车空间姿态信息；

若发现当前车辆处于正常直立状态，则重新进入到睡眠模式，否则通过NB-IoT通信模块将倒伏状态警报发送到远程服务器，发送完毕后再次进行睡眠模式；

远程服务器对NB-IoT通信模块传来的信息进行处理与判断，最终将该车辆的位置信息以及倒伏警报发送到相应区域管理员端，该区域管理员及时赶到指定区域进行车辆的及时处理。

6.根据权利要求5所述的校园共享单车智能锁控制方法，其特征在于，微控制器通过姿态解算对读取的共享单车空间姿态原始数据进行解算得到共享单车空间姿态信息，具体过程为：

将空间中的共享单车假设为刚体，那么其旋转情况可以分解到空间三维坐标轴的旋转；那么这三个角度就被称为欧拉角；姿态就是一个坐标系与另一个坐标系的转化关系；通过欧拉角进行姿态解算就是求解三轴欧拉角的转动角度；

在睡眠监测过程中，需要通过欧拉角的变化来描述空间中共享单车的姿态变化，通过姿态变化进而判断共享单车是否发生倒伏情况；利用MPU6050姿态传感器测得刚体的倾斜角、刚体绕空间三维坐标轴的角速度，利用HMC5983地磁传感器测得刚体与地磁的夹角；

通过STM32F103c8t6微控制器利用所述角速度以及地磁的夹角，对刚体的倾斜角进行融合修正，最终得到较为精确的欧拉角，STM32F103c8t6微控制器通过欧拉角判断是否发生倒伏情况。