CN108053559A - 电动自行车电瓶充电寄存智能柜 - Google Patents

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万学靖
葛越
朱晶晶
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Abstract

本发明提供的电动自行车电瓶充电寄存智能柜，包括：柜体，在柜体内设有控制电路；寄存充电单元格设置在柜体内，寄存充电单元格与控制电路连接；电气控制与人机交互单元格设置在柜体内，电气控制与人机交互单元格与控制电路连接；顶棚设置在柜体的顶部；太阳能薄膜电池设置在顶棚上，太阳能薄膜电池与控制电路连接；天线设置在柜体上，天线位于顶棚下方，天线与控制电路连接。本发明的有益效果如下：车主在车棚存放好电动自行车本体后，可就近将电瓶进行寄存或充电。车主只需要通过微信扫码的方式，进入相应的微信小程序，通过简单的操作便可实现电瓶的寄存、充电以及手机支付充电或寄存费用，解决了车主电瓶的存放与充电困难的问题。

Description

电动自行车电瓶充电寄存智能柜
技术领域
本发明涉及一种电动自行车电瓶充电寄存智能柜。
背景技术
电动自行车的应用给人们的出行带来了便利，但电动自行车的电瓶存放和充电问题一直困扰着诸多车主。虽然在诸多地方分布了电动自行车充电柜，但是无法解决电瓶存放问题。同时，采用目前的充电柜，车主需要时刻关注其电动自行车的安全，整个充电过程往往需要漫长的等待。最重要的一点，当车主工作回家或到单位后，电动自行车电瓶的存放和充电问题更是麻烦。考虑到电瓶经常出现被盗的问题，车主没有更好地选择，智能将笨重的电瓶提到家中进行存放和充电，这给车主的体力和心理都是不小的挑战。
当然，在诸多的中高档小区或者商务楼的地下室，可能会有为数不多的电动自行车充电柜。但是尚存在如下问题：1、充电柜的数量远不能满足实际需求。2、车主车辆的存放和充电均需要付费。3、车辆的充电和存放需要专门的人员进行管理，增加额外的人力成本。4、不具备该类充电柜的小区或工厂为绝大多数，现有的充电柜分布情况远不能满足此类情况的需求。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种通过智能手机即可方便地实现电动自行车电瓶的寄存、充电和费用支付的电动自行车电瓶充电寄存智能柜。
为解决上述技术问题，本发明提供的电动自行车电瓶充电寄存智能柜，包括：柜体；电气控制与人机交互单元格，所述电气控制与人机交互单元格设置在所述柜体内；控制电路，所述控制电路设置在所述电气控制与人机交互单元格内；寄存充电单元格，所述寄存充电单元格设置在所述柜体内，所述寄存充电单元格与所述控制电路连接；智能锁，所述智能锁设置在所述寄存充电单元格内，所述智能锁与所述控制电路连接；电瓶充电器，所述电瓶充电器设置在所述寄存充电单元格内，所述电瓶充电器与所述控制电路连接；云平台，所述云平台与所述主控模块通信。
优选地，所述控制电路包括：主控模块；锁控模块，所述锁控模块与所述主控模块连接，所述智能锁与所述锁控模块连接；电瓶充电控制计量模块，所述电瓶充电控制计量模块与所述主控模块连接，所述电瓶充电器与所述电瓶充电控制计量模块连接；人机交互模块，所述人机交互模块与所述主控模块连接。
优选地，在所述电瓶充电器与所述电瓶充电控制计量模块之间连接有充电电路，所述充电电路包括：继电器，所述继电器与所述电瓶充电控制计量模块连接；电压电流检测传感器，所述电压电流检测传感器与所述继电器连接；所述电瓶充电器与所述电压电流检测传感器连接。
优选地，还包括太阳能组件，所述太阳能组件包括：太阳能薄膜电池，所述太阳能薄膜电池设置在所述柜体的顶棚上；太阳能充电控制器，所述太阳能充电控制器设置在所述电气控制与人机交互单元格内，所述太阳能充电控制器与所述太阳能薄膜电池及所述主控模块连接；蓄电池模组，所述蓄电池模组设置在所述电气控制与人机交互单元格内，所述蓄电池模组分别与所述太阳能薄膜电池及所述主控模块连接。
优选地，在所述柜体上设有天线，所述天线位于所述顶棚下方，所述云平台通过所述天线与所述主控模块通信。
优选地，所述控制电路还包括数据传输模块，所述数据传输模块与所述主控模块连接，所述云平台通过所述天线经由所述数据传输模块与所述主控模块通信。
优选地，在所述寄存充电单元格上设有散热孔。
优选地，在所述柜体上设有进电防水接口。
优选地，在所述顶棚上设有流水槽。
优选地，所述顶棚为防水顶棚。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：可以放置在小区车棚和单位车棚附近，车主在车棚存放好电动自行车本体后，可就近将电瓶进行寄存或充电。车主只需要通过微信扫码的方式，进入相应的微信小程序，通过简单的操作便可实现电瓶的寄存、充电以及手机支付充电或寄存费用，解决了车主电瓶的存放与充电困难的问题。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征目的和优点将会变得更明显。
图1为本发明电动自行车电瓶充电寄存智能柜结构示意图；
图2为本发明电动自行车电瓶充电寄存智能柜控制电路原理图。
图中：
1-柜体 2-寄存充电单元格 3-电气控制与人机交互单元格
4-顶棚 5-太阳能薄膜电池 6-天线
7-散热孔 8-进电防水接口 9-流水槽
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1、图2所示，本发明电动自行车电瓶充电寄存智能柜，包括：柜体1、电气控制与人机交互单元格3、寄存充电单元格2、进电防水接口8、散热孔7、防水顶棚4、固定式移动网络天线6等主要部件。
电气控制与人机交互单元格3将相关的主控模块、锁控模块、电瓶充电控制计量模块、人机交互模块、太阳能充电控制器与蓄电池模组等核心电气控制与人机交互部分进行集中布局放置。电气控制与人机交互单元格3中的上述部件组成了电动自行车电瓶充电寄存智能柜的核心。车主扫描人机交互模块的动态二维码开始连接云平台，然后云平台根据车主手机的指令下发到各个电气控制组件，去执行开锁、充电线路的切换、充电、电费计量等一系列的操作。太阳能充电控制器与蓄电池模组均布局在电气控制与人机交互单元格3中。电气控制与人机交互单元格3为固定单元格，可通过人机交互界面进入最高权限账户进行解锁，方便后续的维护人员进行设备的维修保养，普通用户无此最高权限。
寄存充电单元格2包括智能锁、电瓶充电器、散热片等组成部分。其中智能锁的打开受控于锁控模块，智能锁的关闭信号给到锁控模块进而告知主控模块通过数据传输模块经由天线6上传到云平台。电瓶充电器的有效与失效受控于电瓶充电控制计量模块，电瓶充电器配有充电线束和标准充电接口，方便直接对电瓶进行充电。电瓶充电器和散热片固定接触为一体装置，整个一体装置固定在寄存充电单元格2的侧面或后面(两侧单元格固定在柜体1侧面，中间单元格固定在柜体1后面)。散热片紧贴柜体1的位置开散热孔7，方便将电瓶充电器的热量通过散热片和散热孔7及时释放到外界，有效增加电瓶充电器的使用寿命。
进电防水接口8为220V交流电入口，和柜体1进行密封防水化设计。
防水顶棚4采用装贴了太阳能薄膜电池5的双斜坡带流水槽9设计，方便采光的同时，将雨水通过流水槽9引入柜体1的双侧进行排放。太阳能薄膜电池5连接到电气控制与人机交互单元格3中的太阳能充电控制器进而控制蓄电池的充放电。
固定式移动网络天线6放置于柜体1侧面，防水顶棚4下方，用于接收移动网络信号。
控制电路主要包括主控模块、数据传输模块、锁控模块、电瓶充电控制计量模块及人机交互模块等组成部分。
主控模块为该智能柜的核心模块，主要负责与其他功能模块进行数据通讯，对各个模块进行管理和调度。从其他模块获取到的有效数据通过数据传输模块上传到云平台，同时其通过数据传输模块获取云平台的指令，进行统一处理后，分发到其他功能模块进行相应的操作。
数据传输模块是连接主控模块和云平台之间的桥梁。为了解放主控模块MCU的，数据传输模块可以配备MCU，实现数据透明传输功能。
锁控模块与主控模块通过通讯总线相连，可获取来自主控模块的开锁指令，同时锁控模块可将来自智能锁的开锁信号发送到主控模块，进而通过数据传输模块发送到云平台。智能锁分布在电瓶充电寄存智能柜的各个寄存充电单元格2中，其受控于锁控模块并可将其开锁信号反馈到锁控模块。开锁信号和闭锁信号云平台都要获取，开锁即开始寄存和充电交易，接收到闭锁信号后方可结束交易。
电瓶充电控制计量模块接受到主控模块的允许充电信号后，控制充电电路的继电器闭合，打通市电和电瓶充电器之间的电气连接，此时电瓶充电器可以给电瓶充电。继电器一旦闭合，电瓶充电控制计量模块获取充电电路的电压电流检测传感器的电流值和电压检测电路的电压值，进而计算出每个单元格的电量。计算出的累计电量值通过总线通讯单元发送到主控模块进而通过数据传输模块传到云平台。主控模块的充电允许信号来自远程的云平台，交易结束后，云平台发送充电禁止信号到主控模块。主控模块将给信号发送到电瓶充电控制计量模块，进而控制继电器切断市电和电瓶充电器的电气通路，同时云平台将给寄存充电单元格2的累计电量信息清零。
电瓶充电器放置在每个柜体1的寄存充电单元格2中。每个寄存充电单元格2的电瓶充电器有效切换相对独立，开始交易后寄存费用的计算和充电费用的计算独立进行。交易开始后，即可通过电瓶充电器进行充电。可以采取计费优惠措施，电瓶充电时只收取充电费用，当电池充满电或者电池寄存时只收取寄存费用。
太阳能充电控制器与蓄电池模组主要为柜体1的电气控制系统进行备用供电和夜间照明灯供电，防止出现因市电长时间断电且蓄电池耗电结束后而无法进行交易、开锁以及照明等问题。太阳能充电控制器负责将太阳能薄膜电池5的电能转化为充电电能对蓄电池模组进行充电。蓄电池模组的节能充电可与云平台知悉的当地天气数据进行合理结合。当云平台数据显示当地天气为阴雨天时，切换到市电对蓄电池模组进行充电，而当云平台数据显示当地天气为晴朗天气时，自动切换到太阳能电池对蓄电池模组进行充电。这样不仅有效节省市电，又可以保证蓄电池模组能够最大限度的保持长期有电，有效防止出现电瓶充电控制柜长时间停电而无法进行寄存、交易以及开锁等操作。需要说明的是，太阳能电池只作为柜体1电气控制系统和夜间照明系统的供电源，不作为电瓶充电的供电源。
人机交互模块可提供动态二维码显示，可每天更新一次，供使用者手机扫码进行安全交易，同时显示该电瓶充电寄存智能柜的操作方法以及各个单元格的使用情况等信息。工作流程
寄存电瓶与充电流程
首先使用者通过微信扫描人机交互模块所显示的二维码，此时手机上会自动跳转到电瓶充电寄存智能柜的小程序操作界面(首次使用需要手机号注册并设置个人密码)。在该界面中首先会显示本柜的寄存充电单元格2的使用情况，此时使用者可以选择一个空寄存充电单元格2，此时相应的寄存充电单元格2的智能锁便会打开。选择完毕后，界面会弹出“寄存电瓶”和“充电且寄存电瓶”两个选项。如果选择“寄存电瓶”选项，则会提示“请放入电瓶并关闭柜门”。柜门关闭后云平台便会获取到该信息，开始寄存计费，并推送相关提示信息到使用者手机上，此时相应是寄存充电单元格2内的电瓶充电器处于电气通路断开状态，无法对电瓶进行充电。如果选择“充电且寄存电瓶”，使用者将电瓶放入指定单元格并插上充电接口后，云平台会推送关闭柜门提示。使用者关闭柜门后，云便可获取到该关门信息，此时下发相关指令控制继电器打开电瓶充电器电气通路进行电瓶充电。进行电瓶充电的同时，实时采集该寄存充电单元格2电气回路的电流和电压，转换为电量值后推送到云平台。当电量值出现一段时间的无变化时，认为此时电瓶已经充满，随后切断电瓶充电器电气回路。电气回路切断后，电量计费已经生成并存储到云平台，如果使用者没有取走电瓶，将进行电瓶存储计费模式。
取电瓶与支付流程
使用者要取走电瓶时，可通过直接进入微信小程序或者二次扫码的方式进入微信小程序操作界面。进入后，云平台会自动匹配用户的账户信息，匹配完成后，选择界面中的取电瓶按键。此时界面将会弹出需要支付的费用，包括寄存费用和充电费用两个部分，最终支付费用为两者之和。用户选择支付后，将跳转到微信支付界面，支付成功后，相应的寄存充电单元格2的智能锁打开，同时提示用户取走电瓶并关闭锁门。如果取走电瓶后锁门没有及时关闭，将会再次提醒用户，如果锁门在要求时间内没有关闭，该用户将取消后续使用该智能寄存柜的资格。当柜门出现长时间打开未关闭的情况时，云平台通知维保人员进行关门维护处理。
电瓶充电预约流程
当用户注册使用过一次该充电柜后，其可以实现寄存充电单元格2的预约。进入电瓶智能寄存充电柜的微信小程序并进行账户登陆后，用户可以查看曾经使用过的电瓶充电寄存柜的编号以及地理位置信息。随后，用户可以选择合适位置的智能寄存柜进入预约界面。在该界面中会显示所选智能柜的空白寄存充电单元格2的情况，选择好寄存充电单元格2后将弹出预约押金界面，用户支付押金后便可完成预约。当用户在规定时间内没有进行电瓶寄存或充电操作，则押金无法退还。当用户在规定时间内完成了电瓶的寄存，当用户取走电瓶并完成交易后，该押金将自动退还到用户账户中。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种电动自行车电瓶充电寄存智能柜，其特征在于，包括：
柜体；
电气控制与人机交互单元格，所述电气控制与人机交互单元格设置在所述柜体内；
控制电路，所述控制电路设置在所述电气控制与人机交互单元格内；
寄存充电单元格，所述寄存充电单元格设置在所述柜体内，所述寄存充电单元格与所述控制电路连接；
智能锁，所述智能锁设置在所述寄存充电单元格内，所述智能锁与所述控制电路连接；
电瓶充电器，所述电瓶充电器设置在所述寄存充电单元格内，所述电瓶充电器与所述控制电路连接；
云平台，所述云平台与所述主控模块通信。
2.根据权利要求1所述的电动自行车电瓶充电寄存智能柜，其特征在于，所述控制电路包括：
主控模块；
锁控模块，所述锁控模块与所述主控模块连接，所述智能锁与所述锁控模块连接；
电瓶充电控制计量模块，所述电瓶充电控制计量模块与所述主控模块连接，所述电瓶充电器与所述电瓶充电控制计量模块连接；
人机交互模块，所述人机交互模块与所述主控模块连接。
3.根据权利要求2所述的电动自行车电瓶充电寄存智能柜，其特征在于，在所述电瓶充电器与所述电瓶充电控制计量模块之间连接有充电电路，所述充电电路包括：
继电器，所述继电器与所述电瓶充电控制计量模块连接；
电压电流检测传感器，所述电压电流检测传感器与所述继电器连接；
所述电瓶充电器与所述电压电流检测传感器连接。
4.根据权利要求2所述的电动自行车电瓶充电寄存智能柜，其特征在于，还包括太阳能组件，所述太阳能组件包括：
太阳能薄膜电池，所述太阳能薄膜电池设置在所述柜体的顶棚上；
太阳能充电控制器，所述太阳能充电控制器设置在所述电气控制与人机交互单元格内，所述太阳能充电控制器与所述太阳能薄膜电池及所述主控模块连接；
蓄电池模组，所述蓄电池模组设置在所述电气控制与人机交互单元格内，所述蓄电池模组分别与所述太阳能薄膜电池及所述主控模块连接。
5.根据权利要求2所述的电动自行车电瓶充电寄存智能柜，其特征在于，在所述柜体上设有天线，所述天线位于所述顶棚下方，所述云平台通过所述天线与所述主控模块通信。
6.根据权利要求5所述的电动自行车电瓶充电寄存智能柜，其特征在于，所述控制电路还包括数据传输模块，所述数据传输模块与所述主控模块连接，所述云平台通过所述天线经由所述数据传输模块与所述主控模块通信。
7.根据权利要求1所述的电动自行车电瓶充电寄存智能柜，其特征在于，在所述寄存充电单元格上设有散热孔。
8.根据权利要求1所述的电动自行车电瓶充电寄存智能柜，其特征在于，在所述柜体上设有进电防水接口。
9.根据权利要求1所述的电动自行车电瓶充电寄存智能柜，其特征在于，在所述顶棚上设有流水槽。
10.根据权利要求1或9所述的电动自行车电瓶充电寄存智能柜，其特征在于，所述顶棚为防水顶棚。
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