CN104134288A - 一种电动自行车智能充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动自行车智能充电系统，其包括：射频卡，用于存取用户的参数信息；手持充值机，用于发放射频卡和射频卡的充值；电源插座，用于充电时，用户刷射频卡后，自动控制给电动自行车充电，电动自行车充电过程中电源插座输出电流的采集和充电满后自动停止充电以及根据射频卡中的参数信息自动扣除充电费用；控制主机，用于接收电源插座上传的信息，并实时显示电源插座的工作状态，以及用于射频卡的余额查询；其中，充值时，射频卡与手持充值机通过射频信号进行通信；控制主机通过网线与若干电源插座连接。

Description

一种电动自行车智能充电系统

技术领域

本发明涉及电子产品充电技术领域，具体涉及一种电动自行车智能充电系统。

背景技术

目前的电动车以电动自行车、电动三轮车和低端的电动汽车为主，也有部分试运行的高端电动公交车，前者是社会自然需求的结果，后者是政策支持的结果。这些电动车基本都是满足短程出行或运输的需要，充电工作基本上都是由使用者自己解决，很不方便，充电成了一大难事。

目前社区内的电动自行车大部分是在小区内私拉乱接为电动自行车充电或者在小区内安装统一的充电插座来为电动自行车充电；采用上述两种方式进行充电都会存在潜在的安全隐患，比如火灾。

而市场上出现的充电站只是简单的解决了收费问题，不能试别电动自行车充电器，电瓶充满不能自动断电，没有过载保护功能，容易引起事故。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种便于管理、安全性能高的电动自行车智能充电系统。

为了达到上述发明目的，根据本发明的实施例，提供一种电动自行车智能充电系统，其包括射频卡，用于存取用户的参数信息；

手持充值机，用于发放射频卡和射频卡的充值；

电源插座，用于充电时，用户刷射频卡后，自动控制给电动自行车充电，电动自行车充电过程中电源插座输出电流的采集和充电满后自动停止充电以及根据射频卡中的参数信息自动扣除充电费用；

控制主机，用于接收电源插座上传的信息，并实时显示电源插座的工作状态，以及用于射频卡的余额查询；

其中，充值时，射频卡与手持充值机通过射频信号进行通信；控制主机通过网线与若干电源插座连接。

根据本发明的一些实施方式，电源插座包括：

第一变压电路，用于将市电转换为第一单片机运行的工作电压；

继电器，用于市电与电动自行车充电插头的导通或断开；

第一射频单元，用于与射频卡进行通信，并将读取的射频卡参数信息传递给第一单片机；

电流检测电路，用于实时对继电器输出电流进行采集；

第一单片机，用于接收第一射频单元上传的射频卡参数信息，对参数信息进行分析处理后，以控制继电器将市电与电动自行车充电插头导通或断开；用于接收电流检测电路上传的充电电流信息，并对充电电流信息进行分析处理后，以确定电动自行车的充电状态；以及用于电动自行车时费用的自动扣除；

第一变压电路、继电器、第一射频单元和电流检测电路分别与第一单片机连接。

根据本发明的一些实施方式，控制主机包括：

电源模块，用于向第二单片机提供工作电压；

第二射频单元，用于与射频卡进行通信，并将读取的射频卡参数信息传递给第二单片机；

第一显示单元，用于显示第二单片机发送来的参数信息和电源插座的工作状态；

第二单片机，用于接收第二射频单元上传的射频卡参数信息，并对参数信息进行分析处理后，传递给第一显示单元显示；以及用于接收电源插座上传的充电电流信息，并对充电电流信息进行分析处理后，传递给第一显示单元显示电源插座的工作状态；

第一时钟模块，用于使控制主机的时时间与北京时间同步；

电源模块、第二射频单元、第一时钟模块和第一显示单元分别与第二单片机连接。

应当理解根据本发明的技术方案能够包括这里所描述的方面和特征的任意组合。也就是说，根据本发明的技术方案并不限于这里所具体描述的方面和特征的组合，还包括所有可提供的方面和特征的任意组合。

在以下说明以及附图中阐述了本发明的一个或多个实施方式的细节。本发明的其他方面、特征、目的和优势将从以下说明、附图、以及权利要求中清楚地看出。

本发明的有益效果为：用户充电时，将电动自行车的充电插头插入电源插座，在电源插座上刷射频卡后，启动充电，并根据射频卡中的参数信息自动扣除充电费用，方便统一管理；在充电过程，电源插座能够对其输出的电流进行实时采集，当确定电动自行车电瓶充满后，自动停止向电动自行车充电，保证了电动自行车充电过程的安全性。

附图说明

图1为电动自行车智能充电系统的原理框图；

图2为电源插座的原理框图；

图3为控制主机的原理框图；

图4为手持充值机的原理框图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

参考图1，图1示出了电动自行车智能充电系统一个实施例的原理框图；其技术方案包括：射频卡，用于存取用户的参数信息；

手持充值机，用于发放射频卡和射频卡的充值；

电源插座，用于充电时、用户刷射频卡后，自动控制给电动自行车充电，电动自行车充电过程中，用于对电源插座输出电流的采集和充电满后自动停止充电以及根据射频卡中的参数信息自动扣除充电费用；

控制主机，用于接收电源插座上传的信息，并实时显示电源插座的工作状态，以及用于射频卡的余额查询；

其中，充值时，射频卡与手持充值机通过射频信号进行通信；控制主机通过网线与若干电源插座连接。

参考图2，图2示出了电源插座一个实施例的原理框图；其技术方案包括：

第一变压电路，用于将市电转换为第一单片机运行的工作电压；

继电器，用于市电与电动自行车充电插头的导通或断开；

第一射频单元，用于与射频卡进行通信，并将读取的射频卡参数信息传递给第一单片机；

电流检测电路，用于实时对继电器输出电流进行采集；

第一单片机，用于接收第一射频单元上传的射频卡参数信息，对参数信息进行分析处理后，以控制继电器将市电与电动自行车充电插头导通或断开；用于接收电流检测电路上传的充电电流信息，并对充电电流信息进行分析处理后，以确定电动自行车的充电状态；以及用于电动自行车时费用的自动扣除；

第一变压电路、继电器、第一射频单元和电流检测电路分别与第一单片机连接。

电源插座几种工作状态的描述：当电源插座的第一射频单元未接收到射频卡的射频信息，且电流检测电路检测到继电器无输出电流，表明电源插座处于空闲状态；当第一射频单元未接收到射频卡的射频信息，并且电流检测电路检测到继电器有电流输出，刚开始时输出电流由大到小变化很快，变化到0.5A时持续不变，表明电源插座处于充电过程。

电动车充电过程中电流范围为0.1A-0.8A，当电流检测电路继电器输出电流小于0.06A，电源插座判断为电瓶已充满自动断开电源，并停止计费，这样可以有效避免电动自行车过充带来电瓶爆炸，此时，表明电源插座处于充满状态。

在充电过程中，当电流检测电路检测到继电器输出电流大于0.8A时，电源插座的第一单片机经分析处理后会启动过电保护，控制继电器将市电与电动自行车充电插头断开，以对电动自行车的电瓶进行保护，同时经控制主机发出报警信息，避免电瓶爆炸、及电源插座和电动自行车的元器件发热起火等故障。

当第一射频单元接收到射频卡的射频信息，若插入的充电插头为纯阻性负载(比如，电饭锅，吹风机，电炉，热水瓶等的插头)，电源插座不会识别为有充电插头插入，继电器无输出电流，这样可以杜绝其他设备使用本电源插头。

在本发明的一个实施例中，充电状态为：充电过程，继电器输出电流大于零，进一步地是，刚开始时继电器输出电流由大到小变化很快，变化到0.5A时持续不变。充满状态，第一射频单元未接收到射频频信息且继电器输出电流小于设定值，具体的是，电动车充电过程中电流范围为0.1A-0.8A，当电流检测电路继电器输出电流小于0.06A，电源插座判断为电瓶已充满并自动断开电源，并停止计费。

电动自行车充电插头误拔状态，继电器输出电流由大于零瞬间变为零，并由零转变为大于零；或对电瓶保护状态，当继电器输出电流大于设定值，第一单片机控制继电器将市电与电动自行车充电插头断开。

在本发明的一个实施例中，第一变压电路包括依次连接在一起的第一变压器、第一整流电路和第一三端稳压管；第一变压器与市电连接，第一三端稳压管与第一单片机连接。具体的，输入的AC220V市电通过第一变压器变压为AC12V，AC12V再通过第一整流电路整流变为DC12V，最后通过第一三端稳压管转换成5V供给第一单片机。

在本发明的一个实施例中，电源插座还可以包括与第一单片机连接的蜂鸣器，蜂鸣器，用于射频卡与第一射频单元接触时发出提示音。

参考图3，图3示出了控制主机一个实施例的原理框图；其技术方案包括：

电源模块，用于向第二单片机提供工作电压；

第二射频单元，用于与射频卡进行通信，并将读取的射频卡参数信息传递给第二单片机；

第一显示单元，用于显示第二单片机发送来的参数信息和电源插座的工作状态；

第二单片机，用于接收第二射频单元上传的射频卡参数信息，并对参数信息进行分析处理后，传递给第一显示单元显示；以及用于接收电源插座上传的充电电流信息，并对充电电流信息进行分析处理后，传递给第一显示单元显示电源插座的工作状态；

第一时钟模块，用于使控制主机的时间与北京时间同步；

电源模块、第二射频单元、第一时钟模块和第一显示单元分别与第二单片机连接。

在本发明的一个实施例中。控制主机还可以包括分别与第二单片机连接的报警单元和第一输入单元；

报警单元，用于执行第二单片机传输过来的报警信息；

第一输入模块，用于向第一时钟模块输入时间纠正参数；以及当工作人员接收到报警单元的报警信息后，用于解除报警信息；

第一显示单元，还用于对报警信息进行显示和输入的时间纠正参数的显示。

在本发明的一个实施例中，射频卡中的参数信息为：余额信息和射频卡的类型；射频卡的类型为：月卡、次数卡和电子钱包卡。这三种卡在完成一次充电时都需要刷两次射频卡，分别是充电钱刷卡，停止充电时再次刷卡。

月卡是一张卡只用于一辆电动自行车的充电；具体的为：使用时用户充电前刷卡时，射频卡就会被第一单片机设为锁定状态，需要停止充电时，再次在同一个插座刷卡，射频卡片就会被第一单片机解锁；如果在有一辆电动自行车在充电中，即射频卡处于锁定状态到另外插座去刷卡，电源插座自动识别为无效射频卡无法充电。

次数卡，按充电次数收费，一张卡可用于多辆车的充电，即刷充电一次扣除一次，每次充电不管时间长短，都扣一次。

电子钱包卡，按设定时间预先扣费，未用完的钱下次刷卡时返回，且一张卡可用于多辆车的充电。下面对电子钱包卡的使用进行描述：

用户刷卡充电时，第一单片机自动预扣10小时的费用，例如：射频卡费率为2.0分，刷卡先扣预1.2元。比如，充电时间为一小时，用户再次刷卡停止充电时，第一单片机自动返回1.08元到用户的电子钱包卡上。

若用户充电想中止充电，但未携带电子钱包卡或者充电插头被别人拨出，第一单片机停止扣费，并将应该返回多少金额的信息传输给第二单片机进行储存，用户待下次刷卡时，第二单片机将需要返回金额的信息发送给第一单片机，第一单片机自动将相应的金额返回用户的射频卡内。

若电动自行车电瓶在用户取车之前已充满，第一单片机将控制继电器将市电与充电充电插头断开，并停止扣费，第一单片机传输给第二单片机进行储存，带用户取车刷卡时，第二单片机将需要返回金额的信息发送给第一单片机，第一单片机自动将相应的金额返回用户的射频卡内。

参考图4，图4示出了手持充值机一个实施例的原理框图；其采用的技术方案包括：

第三射频单元，用于与射频卡进行通信，并将读取的射频卡参数信息传递给第二单片机；

第二时钟模块，用于手持充值机的时间与北京时间同步；

第二输入单元，用于对用户射频卡的充值金额进行输入，并将充值金额信息上传给第三单片机；以及用于向时钟模块输入时间纠正参数；

第二显示单元，用于对第三单片机传输来的参数信息中的余额信息进行显示；以及用于对第三单片机传输的充值金额信息和时间纠正参数进行显示；

第二变压电路，用于将市电转换为第三单片机运行的工作电压；

第三单片机，用于接收第三射频单元上传的射频卡参数信息，并对第三射频单元上传的参数信息进行处理后，传输给第二显示单元显示；以及对第二输入单元输入的信息进行处理后，传输给第二显示单元显示；

第三射频单元、第二时钟模块、第二输入单元、第二显示单元和第二变压器分别与第三单片机连接。

在本发明的一个实施例中，第二变压电路包括依次连接在一起的第二变压器、第二整流电路、滤波电路和第二三端稳压管；第二变压器与市电连接，第二三端稳压管与第三单片机连接。

具体的，输入的AC220V市电通过第二变压器变压成交流低电压，再经过第二整流电路进行整流，经过滤波电路进行滤波后，最后通过第二三端稳压管转换成5V供给第三单片机。

综上，该电动自行车智能充电系统能够自动试别电动自行车充电插头，防止偷电，充电过程中实时电流监测，电动自行车电池充满自动断电，保护电瓶，充电电流过大自动断电，减少事故的发生。

充电过程的计费方式采用科学计费更合理，物业方自由调整费率，使用者充多少扣多少钱，收费让物业公司的管理更简捷，通过统一布线，科学施工，配备专业设备，使得电动自行车在充电过程中，时刻处于系统的监控中。

充电结束及时断电，发生故障及时断电，并具有系统的市电过载、短路、漏电保护，以及标准化操作和日常维护等，让用户获得无忧无虑、安全可靠的社区充电环境。

Claims (10)

1.一种电动自行车智能充电系统，其特征在于，包括：

射频卡，用于存取用户的参数信息；

手持充值机，用于发放射频卡和射频卡的充值；

电源插座，用于充电时、用户刷射频卡后，自动控制给电动自行车充电，电动自行车充电过程中，用于对电源插座输出电流的采集、充电满后自动停止充电以及根据射频卡中的参数信息自动扣除充电费用；

控制主机，用于接收电源插座上传的信息，并实时显示电源插座的工作状态，以及用于射频卡的余额查询；

其中，充值时，所述射频卡与所述手持充值机通过射频信号进行通信；所述控制主机通过网线与若干电源插座连接。

2.根据权利要求1所述的电动自行车智能充电系统，其特征在于，所述电源插座包括：

第一变压电路，用于将市电转换为第一单片机运行的工作电压；

继电器，用于市电与电动自行车充电插头的导通或断开；

第一射频单元，用于与射频卡进行通信，并将读取的射频卡参数信息传递给第一单片机；

电流检测电路，用于实时对继电器输出电流进行采集；

第一单片机，用于接收第一射频单元上传的射频卡参数信息，对参数信息进行分析处理后，以控制继电器将市电与电动自行车充电插头导通或断开；用于接收电流检测电路上传的充电电流信息，并对充电电流信息进行分析处理后，以确定电动自行车的充电状态；以及用于电动自行车时费用的自动扣除；

所述第一变压电路、所述继电器、所述第一射频单元和所述电流检测电路分别与所述第一单片机连接。

3.根据权利要求2所述的电动自行车智能充电系统，其特征在于，所述充电状态为：充电过程，继电器输出电流大于零；或充满状态，第一射频单元未接收到射频频信息且继电器输出电流小于设定值；或电动自行车充电插头误拔状态，继电器输出电流由大于零瞬间变为零，并由零转变为大于零；或对电瓶保护状态，当继电器输出电流大于设定值，第一单片机控制继电器将市电与电动自行车充电插头断开。

4.根据权利要求2所述的电动自行车智能充电系统，其特征在于，所述第一变压电路包括依次连接在一起的第一变压器、第一整流电路和第一三端稳压管；所述第一变压器与市电连接，所述第一三端稳压管与所述第一单片机连接。

5.根据权利要求2或4所述的电动自行车智能充电系统，其特征在于，所述电源插座还包括与第一单片机连接的蜂鸣器，所述蜂鸣器，用于所述射频卡与所述第一射频单元接触时发出提示音。

6.根据权利要求1所述的电动自行车智能充电系统，其特征在于，所述控制主机包括：

电源模块，用于向第二单片机提供工作电压；

第二射频单元，用于与射频卡进行通信，并将读取的射频卡参数信息传递给第二单片机；

第一显示单元，用于显示第二单片机发送来的参数信息和电源插座的工作状态；

第二单片机，用于接收第二射频单元上传的射频卡参数信息，并对参数信息进行分析处理后，传递给第一显示单元显示；以及用于接收电源插座上传的充电电流信息，并对充电电流信息进行分析处理后，传递给第一显示单元显示电源插座的工作状态；

第一时钟模块，用于使控制主机时时间与北京时间同步；

所述电源模块、所述第二射频单元、所述第一时钟模块和所述第一显示单元分别与所述第二单片机连接。

7.根据权利要求6所述的电动自行车智能充电系统，其特征在于，所述控制主机还包括分别与所述第二单片机连接的报警单元和第一输入单元；

所述报警单元，用于执行第二单片机传输过来的报警信息；

所述第一输入模块，用于向第一时钟模块输入时间纠正参数；以及当工作人员接收到所述报警单元的报警信息后，用于解除报警信息；

所述第一显示单元，还用于对报警信息进行显示和输入的时间纠正参数的显示。

8.根据权利要求1、2、3、4、6或7所述的电动自行车智能充电系统，其特征在于，所述射频卡中的参数信息为：余额信息和射频卡的类型；射频卡的类型为：月卡，一张卡只用于一辆电动自行车的充电；或次数卡，按充电次数收费，一张卡可用于多辆车的充电；或电子钱包卡，按设定时间预先扣费，未用完的钱下次刷卡时返回，且一张卡可用于多辆车的充电。

9.根据权利要求8所述的电动自行车智能充电系统，其特征在于，所述手持充值机包括：

第三射频单元，用于与射频卡进行通信，并将读取的射频卡参数信息传递给第二单片机；

第二时钟模块，用于使手持充值机的时间与北京时间同步；

第二输入单元，用于对用户射频卡的充值金额进行输入，并将充值金额信息上传给第三单片机；以及用于向时钟模块输入时间纠正参数；

第二显示单元，用于对第三单片机传输来的参数信息中的余额信息进行显示；以及用于对第三单片机传输的充值金额信息和时间纠正参数进行显示；

第三单片机，用于接收第三射频单元上传的射频卡参数信息，并对第三射频单元上传的参数信息进行处理后，传输给第二显示单元显示；以及对第二输入单元输入的信息进行处理后，传输给第二显示单元显示；

所述第三射频单元、所述第二时钟模块、所述第二输入单元、所述第二显示单元和所述第三单片机连接。

10.根据权利要求9所述的电动自行车智能充电系统，其特征在于，所述第二变压电路包括依次连接在一起的第二变压器、第二整流电路、滤波电路和第二三端稳压管；所述第二变压器与市电连接，所述第二三端稳压管与所述第三单片机连接。