CN103136867A - 一种利用预付充值控制外围设备电能供应的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制一个或多个外围设备(12)电能供应的装置(10)和方法(100)。所述装置(10)包括用于接收来自电源(16)的电能的第一输入端(14)，和用于储存所接收的电能的蓄电池(18)。所述装置(10)进一步包括至少一个可用于为至少一个外围设备(12)提供电能的输出端(14.1-14.5)和可用于控制至少一个外围设备(12)的电能供应的电能管理控制器(22)。所述装置(10)还包括可用于检测与该装置(10)相关的预付充值的购买情况的通信模块(24)，同时所述电能管理控制器(22)在充值充足的情况下启动所述外围设备(14.1-14.5)，一旦充值到期/用完，则关闭所述外围设备(14.1-14.5)。

Description

一种利用预付充值控制外围设备电能供应的系统
技术领域
本发明涉及一种利用预付充值控制一个或多个外围设备电能供应的系统。
背景技术
一些发展中国家(如南非等)目前迫切需要经济实用、具有成本效益和便于维护的电源。通常，可再生能源能够利用其它形式的能源(如太阳能)产生电能，因此在这方面优势明显。
在贫困和/或乡村社区尤其需要这类能源，而传统的电能支付体系不适合于贫困和/或乡村社区。然而，预付充值这一概念已为人们所理解和熟知，因此本发明的目的之一是利用预付充值来支付基本的电能供应。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于控制一个或多个外围设备电能供应的装置，该装置包括：
第一输入端，可用于接收来自电源的电能；
蓄电池，可用于储存所接收的电能；
至少一个输出端，可用于为至少一个外围设备提供电能；
电能管理控制器，可用于控制至少一个外围设备的电能供应；及
通信模块，可用于检测与该装置相关的预付充值的购买情况，同时电能管理控制器在充值充足的情况下启动外围设备，一旦充值到期/用完，则关闭外围设备。
根据本发明实施例，第一输入端连接至太阳能蓄电池板阵列，以利用太阳能产生电能。
根据本发明实施例，外围设备包括蓄电池充电器、多个电灯，例如四盏电灯。
根据本发明实施例，通信模块通过通信网络与远程系统进行通信，其中，所述远程系统管理着预付充值的支付及装置的启动。
根据本发明实施例，通信网络是带有通信模块的移动电信网络，例如GSM(全球移动通信系统)网络，其中，所述通信模块包括SIM卡以方便通过网络进行通信，以及远程系统，所述远程系统是移动操作者系统，这样该装置可与移动操作者系统相连。
根据本发明实施例，该装置包括记录模块，可用于：
测量和记录电能的使用情况，尤其是外围设备消耗的电能及电能使用效率；
记录太阳能蓄电池板阵列提供给电能管理控制器和蓄电池的电能；
记录蓄电池的状态；和/或
记录环境温度和湿度。
本发明的一个变型中，记录的这些信息通过通信模块发送至远程系统以便记录和管理。
根据本发明实施例，该装置包括干扰检测器，所述干扰检测器一旦检测到干扰状况，则命令电能管理控制器关闭该装置，或至少它的输出端，进而关闭任何与其连接的外围设备。本发明的一个变型中，干扰状况的检测情况通过通信模块发送至远程系统以便记录，必要时，用于采取补救措施。
根据本发明实施例，通信模块可用于检测该装置何时处于网络覆盖范围之外，及用于在检测到该装置在预定的时间后仍处于网络覆盖范围之外时命令电能管理控制器关闭该装置，或至少它的输出端，进而关闭任何与其连接的外围设备。
根据本发明实施例，该装置包括用于测量环境光强度的光传感器，若环境光强度比预定的量大时，光传感器可用于命令电能管理控制器关闭该装置，或至少他的输出端，尤其是任何与其连接的外围设备，如电灯。
根据本发明实施例，该装置包括可用于向用户显示至少一个以下系统参数的显示器：
电池状态；
充电状态；
低能量水平；
低电池电量；
低信贷余额(low credit balance)；及
网络通信状态。
该装置还可包括可用于接收用户输入的用户界面。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于控制一个或多个外围设备电能供应的方法，该方法包括：
通过第一输入端接收来自电源的电能；
将所接收的电能储存在蓄电池中；
通过至少一个输出端向至少一个外围设备提供电能；
电能管理控制器控制至少一个外围设备的电能供应；
通信模块检测与该装置相关的预付充值的购买情况；
电能管理控制器在充值充足的情况下启动外围设备；及
一旦充值到期/用完，则关闭外围设备。
附图说明
以下结合实施例和附图对本发明进行进一步说明。
图中：
图1为本发明实施例利用预付充值控制一个或多个外围设备电能供应的装置的示意性框图；及
图2为本发明实施例利用预付充值控制一个或多个外围设备电能供应的方法的流程图。
具体实施方式
图1所示的是本发明利用预付充值控制一个或多个外围设备12电能供应的装置10。图2所示的是本发明利用预付充值控制一个或多个外围设备电能供应的方法的流程图100。需注意的是，所述装置10可采用不同的方法，而所述方法100亦可在不同的装置上执行，以下参考所述装置10和所述方法100对该实施例进行进一步说明。
所述装置10包括用于接收来自电源16的电能的第一输入端14，和用于储存所接收的电能(如方框102所示)的蓄电池18。根据本发明实施例，第一输入端14连接至太阳能蓄电池板阵列20，以利用太阳能产生电能。
所述装置10包括至少一个用于为所述至少一个外围设备12供电(如方框104所示)的输出端14。根据本发明实施例，所述至少一个外围设备12包括与输出端14.1连接的蓄电池充电器12.1，和多个电灯12.2、12.3、12.4和12.5，所述电灯优选为四盏电灯，可分别与输出端14.2、14.3、14.4和14.5连接。
所述装置10包括用于控制外围设备12电能供应(如方框106所示)的电能管理控制器22。还设置通信模块24用于检测与所述装置10相关的预付充值的购买情况(如方框108所示)，同时所述电能管理控制器22在充值充足的情况下启动所述外围设备12(如方框110所示)，一旦充值到期/用完，则关闭所述外围设备12(如方框112所示)。
根据本发明实施例，所述通信模块24通过通信网络28与远程系统26进行通信。所述远程系统26管理着预付充值的支付及所述装置10的启动。所述通信网络28尤其可为带有所述通信模块24的GSM(全球移动通信系统)网络，所述通信模块24包括SIM卡以方便通信。另外，所述远程系统26是移动操作者系统，这样所述装置10便集成到移动操作者系统中。
所述远程系统26可远程升级所述装置10的固件(firmware)，非常方便。
所述装置10可靠耐用，例如，它可以在只有一半时候有阳光可利用的情况下、一天中只有少量可利用阳光的光照时间中及一年当中阳光最微弱的月份中，在四盏灯使用电能5小时后和为两个于机充电后补充一天的电能使用量。本发明的一个变型中，所述蓄电池18可储存足够四盏灯12.2-12.5同时连续工作13个小时需要的电能。
根据本发明实施例，所述装置10包括记录模块30，用于：
测量和记录使用时间，尤其是所述外围设备12消耗的电能及电能使用效率；
记录所述太阳能蓄电池板阵列20提供给所述电能管理控制器22和所
述蓄电池18的电能；
记录蓄电池的状态；及
记录环境温度和湿度。
本发明的一个变型中，记录的这些信息通过所述通信模块24发送至所述远程系统26以便记录和管理。
根据本发明实施例，所述装置10包括干扰检测器32，所述干扰检测器32一旦检测到干扰状况，便命令所述电能管理控制器22关闭所述输出端14，进而关闭所述外围设备12。本发明的一个变型中，干扰状况的检测情况通过所述通信模块24发送至所述远程系统26以便记录，必要时，用于采取补救措施。
根据本发明实施例，所述通信模块24可用于检测所述装置10何时处于GSM(全球移动通信系统)网络覆盖范围之外。若所述装置10在预定的时间过后仍处于GSM(全球移动通信系统)网络覆盖范围之外，所述通信模块24命令所述电能管理控制器22关闭所述输出端14，进而关闭外围设备12。
所述装置10可包括用于测量环境光强度的光传感器34。若环境光强度比预定的量大时，所述光传感器34命令所述电能管理控制器22关闭输出端14.2-14.5，尤其是电灯12.2-12.5(从而为用户节约了电能)。
所述装置10可包括用于向用户显示以下系统参数的显示器36：电池状态、充电状态、低能量水平、低电池电量、低信贷余额和GSM(全球移动通信系统)通信状态。
本发明装置专为给贫困社区人员提供可靠经济的照明而设计，装置具有
内置手机充电器/充值器(charger)，按用户使用情况进行付费。

Claims (13)

1.一种用于控制向一个或多个外围设备供应电能的装置，其特征在于，该装置包括：
第一输入端，可用于接收来自电源的电能；
蓄电池，可用于储存所接收的电能；
至少一个输出端，可用于为至少一个外围设备提供电能；
电能管理控制器，可用于控制所述至少一个外围设备的电能供应；及
通信模块，可用于检测与该装置相关的预付充值的购买情况，同时所述电能管理控制器在充值充足的情况下启动所述外围设备，一旦充值到期/用完，则关闭所述外围设备。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，第一输入端连接至太阳能蓄电池板阵列，以利用太阳能产生电能。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述外围设备包括蓄电池充电器和多个电灯。
4.根据以上任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述通信模块通过通信网络与远程系统进行通信，其中，所述远程系统管理着所述预付充值的支付及所述装置的启动。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述通信网络是带有通信模块的移动电信网络，其中，所述通信模块包括SIM 卡以方便通过所述网络进行通信，并且所述远程系统是移动操作者系统，这样该装置可与所述移动操作者系统相连。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，该装置包括记录模块，可用于：
测量和记录所述电能的使用情况，尤其是外围设备消耗的电能及电能使用效率；
记录太阳能蓄电池板阵列(如有)提供给所述电能管理控制器和蓄电池的电能；
记录所述蓄电池(如有)的状态；和/或
记录环境温度和湿度。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述记录的信息通过所述通信模块发送至所述远程系统以便记录和管理。
8.根据权利要求4-7任一项所述的装置，其特征在于，该装置包括干扰检测器，所述干扰检测器一旦检测到干扰状况，便命令所述电能管理控制器关闭该装置，或至少它的输出端，进而关闭任何与其连接的外围设备。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，干扰状况的检测情况通过所述通信模块发送至所述远程系统以便记录，必要时，用于采取补救措施。
10.根据以上任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述通信模块可用于检测该装置何时处于网络覆盖范围之外，及用于在检测到该装置在预定的时间后仍处于网络覆盖范围之外时命令所述电能管理控制器关闭该装置，或至少它的输出端，进而关闭任何与其连接的外围设备。
11.根据以上任一权利要求所述的装置，其特征在于，该装置包括用于测量环境光强度的光传感器，若环境光强度比预定的量大时，所述光传感器可用于命令所述电能管理控制器关闭该装置，或至少它的输出端，尤其是任何与其连接的外围设备。
12.根据以上任一权利要求所述的装置，其特征在于，该装置包括可用于向用户显示至少一个以下系统参数的显示器：
电池状态；
充电状态；
低能量水平；
低电池电量；
低信贷金额；及
网络通信状态。
13.一种用于控制向一个或多个外围设备供应电能的方法，其特征在于，该方法包括：
通过第一输入端接收来自电源的电能；
将所接收的电能储存在蓄电池中；
通过至少一个输出端向至少一个外围设备提供电能；
通过电能管理控制器控制至少一个外围设备的电能供应；
通过通信模块检测与该装置相关的预付充值的购买情况；
电能管理控制器在充值充足的情况下启动所述外围设备；及
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