CN106505655B - 充电设备网络接入装置及其网络激活方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种充电设备网络接入装置，对充电设备进行网络接入管理，其特征在于，包括壳体、编号识别模块以及设置在壳体内的主控芯片、电磁锁、网络传输模块、电源转换模块、电能储存模块和存储单元。通过上述方式，本发明的充电设备网络接入装置及其网络激活方法，解决当前充电桩接口不统一的问题，从而大幅度提高现有充电桩的智能化程度，可使充电设备快捷的接入到网络，且有效对接入的充电桩进行统一管理和控制，统一支付和结算，并提高充电桩用户体验的一致性。

Description

充电设备网络接入装置及其网络激活方法
技术领域
本发明属于汽车充电技术领域，涉及一种充电设备网络接入装置，尤其涉及一种在新能源电动汽车和混合动力汽车上使用的交流/直流充电桩；同时，本发明还涉及上述网络接入装置的网络激活方法。
背景技术
新能源战略已经成为关系到国家安全和国家战略的重要方针政策。在其中新能源汽车是能源战略的重要组成部分。新能源汽车的核心技术在于“电池、电机、电控”。限制新能源汽车发展的两大因素主要是动力电池的技术水平低和充电桩等基础设施的不完善。新能源汽车的快速推广普及亟需解决这两个问题。在目前现有的充电桩上存在着标准不统一，不互联不互通不智能的情况，在现有的充电桩上普遍存在着呆桩、死桩、僵尸桩的问题。所以亟需一种专用设备和方法要解决目前存在的这些问题，提高现有充电桩资源，提升使用效率和智能化水平。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种充电设备网络接入装置，该装置能解决当前充电桩接口不统一的问题，从而大幅度提高现有充电桩的智能化程度。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供了一种充电设备网络接入装置，包括壳体、编号识别模块以及设置在壳体内的主控芯片、电磁锁、网络传输模块、电源转换模块、电能储存模块和存储单元，
壳体，除了容纳器件之外还起到固定在充电设备上的作用，采用机械锁止机构进行锁定以起到防盗防爆的作用；
主控芯片，采用常见的控制芯片的控制芯片，为16位、32位或更高位MCU，主控芯片控制整个装置的控制和运算核心，主要是控制电磁锁的接通与断开、编号识别模块通讯、充电计费、充电结算、与云端网络通讯、本地存储器日志写入与擦除；
编号识别模块，通过移动终端进行识别该接入设备唯一性的功能模块；
电磁锁，起到电源通断的作用，在主控芯片的控制下实现电能通断的控制；
网络传输模块，将状态、操作的信息传递给云端服务器，同时也接受云端服务器的指令进行动作；
电源转换模块，将引入的充电设备的电能进行电压转换，给装置中所有用电设备供电；
电能储存模块，在充电设备不进行充电的情况下，为主控芯片和网络传输模块供电；
存储单元，在本地存储一定时长的信息，以便在网络中断请紧急情况下离线查询，本地存储的信息通过笔记本电脑读出或编辑，该信息可新产生的信息覆盖。
在本发明一个较佳实施例中，所述的网络传输模块包括但不限于GPRS/3G/4G-LTE/wifi/ZigBee/电力载波通讯的连接方式。
在本发明一个较佳实施例中，所述的电能储存模块是锂电池或者镍氢电池。
在本发明一个较佳实施例中，所述的充电设备网络接入装置有两种安装形式，一是安装在充电设备接入电网侧，二是安装在充电设备接入汽车侧。
在本发明一个较佳实施例中，所述的电能存储模块根据安装形式的不同选择配置或者不配置。
在本发明一个较佳实施例中，所述的充电设备网络接入装置的充电结算信息为直接采集充电设备现有计费模块的信息，或者用主控芯片计算加其他计量芯片通过程序计算两种实现方式。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供了一种充电设备网络接入装置的网络激活方法，通过充电设备网络接入装置实时将充电设备的状态、充电结算信息反馈到云端服务器，包括以下具体步骤：
a、将充电设备网络接入装置的识别编号、识别卡、网络模块编号在云端服务器登记注册；
b、将充电设备网络接入装置连接到充电设备上，同时记录充电设备的信息；
c、充电设备网络接入装置和充电设备连接好以后，将发起网络请求，该网络请求在云端服务器上进行注册登记；
d、云端服务器后收到网络请求后，由管理人员将信息进行绑定在充电设备网络接入装置的识别编号下，然后激活充电设备网络接入装置；
e、激活后的充电设备网络接入装置即可进入正常使用阶段，在使用过程中，每次操作均需要与云端服务器通讯，实时将操作历史传送到云端服务器。
在本发明一个较佳实施例中，所述的充电设备网络接入装置与网络接入时的传输信息必须进行数据加密。
在本发明一个较佳实施例中，所述的识别编号的外在识别方式包括但不限于二维码、近场通讯NFC的一种或多种形式的组合。
在本发明一个较佳实施例中，所述的识别编号的绑定信息包括充电设备的编号、类型、功率、地址、启用年限、维修记录、品牌名和型号的信息，识别编号的信息存储在云端服务器上。
本发明的有益效果是：本发明的一种充电设备网络接入装置及其网络激活方法，解决当前充电桩接口不统一的问题，从而大幅度提高现有充电桩的智能化程度，可使充电设备快捷的接入到网络，且有效对接入的充电桩进行统一管理和控制，统一支付和结算，并提高充电桩用户体验的一致性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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它的附图，其中：
图1为本发明的充电设备网络接入装置的结构示意图；
图2为本发明的充电设备网络接入装置的网络激活方法流程图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例包括：
一种充电设备网络接入装置，对充电设备进行网络接入管理，充电设备包括交流充电桩、直流充电桩、移动充电柜等形式。充电设备网络接入装置包括壳体、编号识别模块以及设置在壳体内的主控芯片、电磁锁、网络传输模块、电源转换模块、电能储存模块和存储单元，
壳体，除了容纳器件之外还起到固定在充电设备上的作用，采用机械锁止机构进行锁定以起到防盗防爆的作用，具备一定防水防爆功能，可以通过简单的连接方式固定在充电设备上，为了防止盗窃行为的发生，一般情况下还需要配备机械锁；
主控芯片，采用常见的控制芯片的控制芯片，为16位、32位或更高位MCU，主控芯片控制整个装置的控制和运算核心，主要是控制电磁锁的接通与断开、编号识别模块通讯、充电计费、充电结算、与云端网络通讯、本地存储器日志写入与擦除；
编号识别模块，采用主流的NFC（近场通讯，Near Field Communication），通过智能手机的NFC模块与其通讯，通过移动终端进行识别该接入设备唯一性的功能模块；
电磁锁，起到电源通断的作用，在主控芯片的控制下实现电能通断的控制；
网络传输模块，采用最常见的GPRS通讯模块，将状态、操作的信息传递给云端服务器，同时也接受云端服务器的指令进行动作；
电源转换模块，将引入的充电设备的电能进行电压转换，给装置中所有用电设备供电，一般是220V转12V；
电能储存模块，采用可充电锂电池、可充电镍氢电池或其他等同功能电池组成，在充电设备不进行充电的情况下，为主控芯片和网络传输模块供电，本实施例中电能存储模块采用常见的口香糖式锂电池，锂电池可以维持正常使用频次下7天的数据记录，同样的本地存储单元可以存储正常使用频次下7天的数据记录；
存储单元，在本地存储一定时长的信息，以便在网络中断请紧急情况下离线查询，本地存储的信息通过笔记本电脑读出或编辑，该信息可新产生的信息覆盖。
进一步的，所述的充电设备网络接入装置有两种安装形式，一是安装在充电设备接入电网侧，二是安装在充电设备接入汽车侧。其中，所述的电能存储模块根据安装形式的不同选择配置或者不配置。
再进一步的，所述的充电设备网络接入装置的充电结算信息为直接采集充电设备现有计费模块的信息，或者用主控芯片计算加其他计量芯片通过程序计算两种实现方式。本实施例中，充电设备网络接入装置的计费方法是按照国家相关标准从标准电表中通过RS485通讯读的电能表数据进行结算。
本发明在揭示上述充电设备网络接入装置的同时，还揭示了上述充电设备网络接入装置的网络激活方法。本发明专利实施例的网络激活方法流程如图2所示，上述装置的激活过程如下：
a、将充电设备网络接入装置的识别编号、识别卡（二维码、NFC、蓝牙、RFID等）、网络模块编号在云端服务器登记注册；
b、将充电设备网络接入装置连接到充电设备上，同时记录充电设备的信息；
c、充电设备网络接入装置和充电设备连接好以后，将发起网络请求，该网络请求在云端服务器上进行注册登记；
d、云端服务器后收到网络请求后，由管理人员将信息进行绑定在充电设备网络接入装置的识别编号下，然后激活充电设备网络接入装置；
e、激活后的充电设备网络接入装置即可进入正常使用阶段，在使用过程中，每次操作均需要与云端服务器通讯，实时将操作历史传送到云端服务器。
上述中，所述的充电设备网络接入装置与网络接入时的传输信息必须进行数据加密；所述的网络接入装置具备唯一的识别编号（数字ID），且该识别编号的信息存储在管理平台的数据库里。所述的识别编号的外在识别方式包括但不限于二维码、近场通讯NFC的一种或多种形式的组合；所述的识别编号的绑定信息包括充电设备的编号、类型、功率、地址、启用年限、维修记录、品牌名和型号的信息，识别编号的信息存储在云端服务器上。
该识别编号对应的设备在第一次请求接入网络的时候需要进行注册（或称为激活、绑定）等操作，该操作需要与云端服务器共同完成，以保证编号的唯一性和绑定信息的完整性。
本发明专利实施例的正常使用流程如下：
激活后的装置即可进入正常使用阶段，在使用过程中，每次操作均需要与云服务平台通讯，实时将操作历史传送到云平台。
用户首先将充电设备和待充电车辆建立充电的物理连接（如果是无线充电的场景则将车辆停放至指定位置），然后用智能手机等移动设备与充电设备网络接入装置建立连接，连接的主要目的是通过充电设备网络接入装置上的识别卡（识别编号）确保充电设备网络接入装置的唯一性以及请求云端开启本装备；
云端服务器收到请求后首先检查该装置的合法性及状态，将充电设备网络接入装置的信息与数据里已存的信息进行比对，如果信息一致，则云端服务器下发充电开启命令给充电设备网络接入装置，充电设备网络接入装置收到命令后需传送确定信息给云端以通知云端服务器开始计费，同时开始充电；
在充电结束时则将结束信号传送给云端服务器并请求云端返回结算结果，该结果会传送到用户的智能手机或其他智能设备，用户通过智能手机或其他智能终端进行缴费；
所有成功或失败的充电请求均记录到本地日志并同步到云端服务器。这里的实施例只给出了充电的基本流程，其他流程仍秉承本发明之精神。
本发明的充电设备网络接入装置可以方便的将现有充电设备进行接入充电网络，统一进行管理。该接入装置对充电设备的接入服务是无差别的，可以与云平台一起共同提供统一的管理和支付体系。对现有充电设备改造的工作量非常小，只需简单接线和配置即可实现预设功能，大幅降低了系统改造成本。
本发明可以应用在现有充电设备的状态监控、共享管理、支付结算、地址管理、维护管理等各个方面。
总之，本发明具有简单方便的配置接入，结合云服务提供灵活的扩展功能，更好的通用性，很好的满足了充电设备对网络接入和管理的需求。
综上所述，本发明提出的一种充电设备网络接入装置及其网络激活方法，可使充电设备快捷的接入到网络，且可以一并接入网络进行管理，提升充电设备的智能化水平，提高用户的体验。
（1）可使充电设备方便快捷的接入到网络，充电设备原有硬件的改动很小，大幅降低接入成本，并方便该充电设备在云服务平台上的配置、更新和功能扩充等管理；
（2）接入装置的电磁锁的结构和接口主要是根据充电设备的类型来区分，一般包括但不限于交流、直流、线路3种类型，整个接入装置的通用性更好；
（3）该接入装置的在整个操作过程均起到监控和管理的作用，从而可以对整个充电设备的操作和使用流程全工作过程进行控制和管理；
（4）该接入设备的与云端服务平台的配置信息一一对应，可以方便的编辑和管理，在云服务平台中可以对该接入设备的整个生命周期进行管理，带来更为准确和设备管理和服务体验提升；
（5）该接入设备可以便捷地进行硬件更换来获得性能的升级，同时云端服务平台的也可根据需要进行不断升级，不断满足用户对充电设备智能化水平的需求。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种充电设备网络接入装置，对充电设备进行网络接入管理，其特征在于，包括壳体、编号识别模块以及设置在壳体内的主控芯片、电磁锁、网络传输模块、电源转换模块、电能储存模块和存储单元，
壳体，除了容纳器件之外还起到固定在充电设备上的作用，采用机械锁止机构进行锁定以起到防盗防爆的作用；
主控芯片，采用常见的控制芯片的控制芯片，为16位、32位或更高位MCU，主控芯片控制整个装置的控制和运算核心；
编号识别模块，通过移动终端进行识别该接入移动终端唯一性的功能模块；
电磁锁，起到电源通断的作用，在主控芯片的控制下实现电能通断的控制；
网络传输模块，将状态、操作的信息传递给云端服务器，同时也接受云端服务器的指令进行动作；
电源转换模块，将引入的充电设备的电能进行电压转换，给装置中所有用电设备供电；
电能储存模块，在充电设备不进行充电的情况下，为主控芯片和网络传输模块供电；
存储单元，在本地存储一定时长的信息，以便在网络中断请紧急情况下离线查询，本地存储的信息通过笔记本电脑读出或编辑，该信息被更新产生的信息覆盖；
其中，所述的充电设备网络接入装置的网络激活方法，通过充电设备网络接入装置实时将充电设备的状态、充电结算信息反馈到云端服务器，包括以下具体步骤：
a、将充电设备网络接入装置的识别编号、识别卡、网络模块编号在云端服务器登记注册；
b、将充电设备网络接入装置连接到充电设备上，同时记录充电设备的信息；
c、充电设备网络接入装置和充电设备连接好以后，将发起网络请求，该网络请求在云端服务器上进行注册登记；
d、云端服务器后收到网络请求后，由管理人员将充电设备的信息进行绑定在充电设备网络接入装置的识别编号下，然后激活充电设备网络接入装置；
e、激活后的充电设备网络接入装置即可进入正常使用阶段，在使用过程中，每次操作均需要与云端服务器通讯，实时将操作历史传送到云端服务器。
2.根据权利要求1所述的充电设备网络接入装置，其特征在于，所述的网络传输模块包括GPRS/3G/4G-LTE/wifi/ZigBee/电力载波通讯的连接方式。
3.根据权利要求1所述的充电设备网络接入装置，其特征在于，所述的电能储存模块是锂电池或者镍氢电池。
4.根据权利要求1所述的充电设备网络接入装置，其特征在于，所述的充电设备网络接入装置有两种安装形式，一是安装在充电设备接入电网侧，二是安装在充电设备接入汽车侧。
5.根据权利要求4所述的充电设备网络接入装置，其特征在于，所述的电能存储模块根据安装形式的不同选择配置或者不配置。
6.根据权利要求1所述的充电设备网络接入装置，其特征在于，所述的充电设备网络接入装置的充电结算信息为直接采集充电设备现有计费模块的信息，或者用主控芯片计算加计量芯片通过程序计算两种实现方式。
7.根据权利要求1所述的充电设备网络接入装置，其特征在于，所述的充电设备网络接入装置与网络接入时的传输信息必须进行数据加密。
8.根据权利要求1所述的充电设备网络接入装置，其特征在于，所述的识别编号的外在识别方式包括二维码、近场通讯NFC的一种或多种形式的组合。
9.根据权利要求1所述的充电设备网络接入装置，其特征在于，所述的识别编号的绑定信息包括充电设备的编号、类型、功率、地址、启用年限、维修记录、品牌名和型号的信息，识别编号的绑定信息存储在云端服务器上。
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