CN108390442A - 一种便捷的移动电源充电底座 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便捷的移动电源充电底座，本发明的有益效果是：1.大量铺开后可以解决电子设备的充电不便利的问题。2.解决了充电不够快的问题。3.解决了充电不安全和电能不稳定的问题。4、便捷归还流程，直接放入底座即可归还成功，归还后即可后台自动终止此次使用和计费停止。5、移动电源正反两面均可插入，底座有永久磁石吸附感和充电宝归还检测,无需区分正负极，插入移动电源即可归还成功。6、自动退回押金，当用户支付租金后，押金将在24小时内自动退回，无需再手动申请，更便捷退回押金。7、采用红外感应技术辅助检测移动电源，以防用户非正常操作拔取，提高用户使用体验。8.对用户接入互联网，构建互联网有积极的作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种电源，具体是一种便捷的移动电源充电底座。
背景技术
市面上已知充电器大概分为两大类：固定式充电装置；移动式充电装置。固定式充电装置优点是可以获得快速的充电，例如5V/2A，9V/1.5A，12V/1A，Lightning2.4A等快速充电需求，但其有地点和场景的局限性；移动式充电装优点是方便快捷，可以不受时间地域限制，但其容量比较小，充电比较慢，强制大电流输出存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种便捷的移动电源充电底座，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种便捷的移动电源充电底座，包括单片机控制电路、NB-IOT模块通讯电路、SIM卡电路、指示灯电路、电磁锁控制电路、充电电路、充电接口电路、移动电源电路、ID识别电路、供电电路和蜂鸣器电路，所述单片机控制电路分别连接供电电路、NB-IOT模块通讯电路、指示灯电路、充电接口电路、ID识别电路和蜂鸣器电路，NB-IOT模块通讯电路还分别连接供电电路和SIM卡电路，指示灯电路还连接电磁锁控制电路和供电电路，供电电路还连接充电电路，充电电路还连接充电接口电路，充电接口电路还连接移动电源电路，移动电源电路还连接ID识别电路。
作为本发明的进一步技术方案：所述单片机控制电路采用MCU芯片U1进行对各个电路的控制，单片机芯片U1的1脚、9脚、24脚、36脚、48脚接电源VCC；8脚、23脚、35脚、44脚、47脚接GND；7脚为电压取样引脚；10脚、11脚、12脚、13脚接底座上面紫外线消毒灯，14脚、15脚、16脚、17脚接状态指示灯，显示借还状态；18脚接复位电路，19脚通过三极管Q3来控制蜂鸣器的声音；30脚、31脚接NB-IOT通讯模块的TX、RX端，34脚、37脚是DSP程序烧录脚；38脚、39脚、40脚、41脚、40脚是4路红外线数据检测，42脚、43脚、45脚、46脚分别是4路移动电源的触电ID识别通讯脚，其余为空脚。
作为本发明的进一步技术方案：所述NB-IOT模块通讯电路采用了NB-IOT通讯电路U2，NB-IOT通讯电路上1、2、13、14、15、16、17、18、19、21、35、38、41、42引脚接地，VCC接到39、40引脚提供电压；20引脚外接天线；22引脚连同单片机控制电路上的18引脚与三极管Q1复位电路进行复位；单片机控制电路的31引脚发送数据给NB-IOT通讯电路U2的23引脚，30引脚是接收NB-IOTS通讯电路U2的24引脚发送回来的数据；NB-IOT通讯电路U2的27引脚接电阻R9和三极管Q1，一端接向指示灯电路的D1指示灯进行控制，另一端接地；28、29、30、31引脚均连接SIM卡电路。
作为本发明的进一步技术方案：所述SIM卡电路包括芯片U3，芯片U3的1脚是时钟脚接NB-IOT通讯模块U2的29脚，2脚是复位脚接NB-IOTS通讯模块U2的30脚，3脚是电源脚接NB-IOTS通讯模块U2的31脚，4脚接地，5脚也接NB-IOTS通讯模块U2的31脚，6脚是数据脚接NB-IOTS通讯模块U2的28脚，同时每个脚位上都有一个30P电容到地滤波，芯片U3并联一个保护二极管电路U11，U11的1脚接SIM卡电路U3的1脚，2脚接地，3脚接SIM卡电路U3的6脚，4脚接SIM卡电路U3的5脚，5脚接SIM卡电路U3的2脚。
作为本发明的进一步技术方案：所述指示灯电路包括二极管D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11，二极管的D4、D5、D6、D7分别通过电阻接单片机控制电路U1的10、11、12、13脚，D8、D9、D10、D11分别通过电阻接单片机控制电路U1的14、15、16、17脚，所有二极管的正极都接VCC。
作为本发明的进一步技术方案：所述电磁锁控制电路包括光耦OP4和三极管Q4，单片机芯片U1的17脚通过电阻控制光耦OP4的开关，连接光耦OP4的2脚，光耦OP4的1脚接VCC，4脚接12V，3脚通过电阻到三极管Q4的基极，电磁阀SW4一端受三极管Q4控制，一端通过个电容C59、电阻R62组成低电流保持电路，单片机芯片U1的16脚通过电阻控制光耦OP3的开关连接光耦OP3的2脚，光耦OP3的1脚接VCC，4脚接12V，3脚通过电阻到三极管Q5的基极，电磁阀SW3一端受三极管Q5控制，一端通过个电容C60电阻R63组成低电流保持电路，单片机芯片U1的15脚通过电阻控制光耦OP2的开关连接光耦OP2的2脚，光耦OP2的1脚接VCC，4脚接12V，3脚通过电阻到三极管Q6的基极，电磁阀SW2一端受三极管Q6控制，一端通过个电容C61电阻R64组成低电流保持电路，单片机芯片U1的14脚通过电阻控制光耦OP1的开关，连接光耦OP1的2脚，光耦OP1的1脚接VCC，4脚接12V，3脚通过电阻到三极管Q7的基极，电磁阀SW1一端受三极管Q7控制，一端通过个电容C62电阻R65组成低电流保持电路。
作为本发明的进一步技术方案：所述充电电路包括芯片U6、芯片U7、芯片U8和芯片U9，芯片U6的1脚接12V电源，3脚和5脚接地，2脚接二极管D12接地接电感L1输出5.6V电压，输出接电容C25、C26到地滤波，4脚接分压电阻R31到5.6V输出,接电阻R32到地分压；芯片U7的1脚接12V电源，3脚和5脚接地，2脚接二极管D13接地接电感L2输出5.6V电压，输出接电容C28、C29到地滤波，4脚接分压电阻R34到5.6V输出,接电阻R35到地分压；芯片U8的1脚接12V电源，3脚和5脚接地，2脚接二极管D14接地接电感L3输出5.6V电压，输出接电容C31、C32到地滤波，4脚接分压电阻R37到5.6V输出,接电阻R38到地分压；芯片U9的1脚接12V电源，3脚和5脚接地，2脚接二极管D15接地接电感L4输出5.6V电压，输出接电容C34、C35到地滤波。4脚接分压电阻R40到5.6V输出,接电阻R41到地分压，芯片U6、芯片U7、芯片U8和芯片U9的型号均为LM2576ADJ。
作为本发明的进一步技术方案：所述充电接口电路由4路接口电路CHARGE1-CHARGE4组成，CHARGE1的1脚接P4，2脚接ID4，3脚接地，CHARGE2的1脚接P3，2脚接ID3，3脚接地，CHARGE1的1脚接P2，2脚接ID2，3脚接地，CHARGE1的1脚接P1，2脚接ID1，3脚接地。
作为本发明的进一步技术方案：所述供电电路包括DC/DC稳压芯片U4，其型号为LM7805，芯片U4的1脚接地，输入端VIN接电容C16、C17到地滤波，输出端VOUT接电容C18、C19到地滤波，输出端VOUT输出后分两路，一路接芯片U10的1脚和2脚，3脚接地，4脚接电容C37、C38到地滤波，5脚是电压调节端，接电阻R43到3.6V输出端，5脚同时接电阻R44到地分压，另一路5V接芯片U5的输入脚1脚、电容C20、C21到地滤波，芯片U5的2脚为输出脚，输出3.3V给各VCC供电，接电容C22、C23到地滤波，芯片U10的型号为MC29302WU，芯片U11的型号为LM1117。
作为本发明的进一步技术方案：所述蜂鸣器电路采用三极管Q3开关控制的方式，三极管Q3的基极接电阻接单片机U1的19脚，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3集电极接蜂鸣器LS1的2脚，蜂鸣器LS1的1脚接VCC。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.大量铺开后可以解决电子设备的充电不便利的问题。2.解决了充电不够快的问题。3.解决了充电不安全和电能不稳定的问题。4.由用户自行决定归还情况。5.对用户接入互联网，构建互联网有积极的作用。
附图说明
图1为本发明的整体方框图。
图2为单片机控制电路图。
图3为单片机控制电路图。
图4为SIM卡电路图。
图5为指示灯电路图。
图6为电磁锁控制电路图。
图7为充电电路图。
图8为充电接口电路图。
图9为移动电源电路图。
图10为ID识别电路图。
图11为供电电路图。
图12为蜂鸣器电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-12，一种便捷的移动电源充电底座，包括单片机控制电路、NB-IOT模块通讯电路、SIM卡电路、指示灯电路、电磁锁控制电路、充电电路、充电接口电路、移动电源电路、ID识别电路、供电电路和蜂鸣器电路，其特征在于，所述单片机控制电路分别连接供电电路、NB-IOT模块通讯电路、指示灯电路、充电接口电路、ID识别电路和蜂鸣器电路，NB-IOT模块通讯电路还分别连接供电电路和SIM卡电路，指示灯电路还连接电磁锁控制电路和供电电路，供电电路还连接充电电路，充电电路还连接充电接口电路，充电接口电路还连接移动电源电路，移动电源电路还连接ID识别电路。
本产品采用MCU芯片U1为主控芯片，外接12V电源适配器为各工作单元提供原始电压，通过电源管理芯片MC34063输出稳定的5.6V电压，给充电宝充电和给供电电路提供稳定的5.6V电源，MC34063是具有温度自动补偿功能的基准电压发生器、比较器、占空比可控的振荡器，R-S触发器和大电流输出开关电路等组成。该器件可用于升压变换器、降压变换器、反向器的控制核心，由它构成的DC/DC变换器仅用少量的外部元器件。主要应用于以微处理器(MPU)或单片机(MCU)为基础的系统里。输出5V/2A的稳定电压。
当充电宝使用完毕，将移动电源放回底座，通过多触点式的充电口先给移动电源上的ID识别电路连通进行身份识别并检测移动电源电路的工作电压再给移动电源电路进行充电；供电电路接12V输入，通过DC/DC转换电路得到5V电压，一路提供给LM1117-3.3稳压芯片得到3.3V电压给单片机控制电路供电，同时也给指示灯电路供电，5V另一路提供给MC29302WU稳压芯片得到3.6V电压给NB-IOT模块通讯电路供电，电磁锁控制电路是由12V电源直接供电,由单片机控制电路发出控制信号来控制电磁锁开关闭合从而达到借还的目的；通过底座扫码后，由NB-IOT通讯电路进行网络交互然后与单片机控制电路交互数据进而控制电机控制电路打开电磁锁控制电路，且紫外线灯长时间打开，用户就可取走移动电源，归还时，移动电源插入底座，通过多触点和红外数据检测移动电源的借还身份ID识别，进而检测移动电源的电压再给移动电源进行充电，以备下一次用户使用。
MCU芯片U1第一功能是控制各指示灯以及紫外线消毒灯，第二检测各电路的电流电压然后控制各路的输出，第三是和NB-IOT模块对网络进行对接通讯以实现电机的上锁情况。模块NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。
单片机控制电路：采MCU芯片U1进行对各个电路的控制。单片机控制电路的1脚、9脚、24脚、36脚、48脚接电源VCC,8脚、23脚、35脚、44脚、47脚接GND，7脚为电压取样比较，用来检测电池电压进行比较；10、11、12、13脚接底座上面紫外线消毒灯，14、15、16、17脚接状态指示灯，显示借还状态；18脚接复位电路，通过三极管Q1来控制NB-IOT通讯模块的复位；19脚通过三极管Q3来控制蜂鸣器的声音；30、31脚接NB-IOT通讯模块的TX、RX端，实现通讯数据传输；34、37脚是DSP程序烧录脚；38、39、40、41、40脚是4路红外线数据检测，通过红外线对管对充电宝进行ID识别，42、43、45、46脚分别是4路移动电源的触电ID识别通讯脚，识别移动电源的ID身份和归还状态，其余为空脚。
NB-IOT模块通讯电路：我们采用了NB-IOT通讯模块，模块NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。在这里我们只使用到了4G数据通讯的功能，所以有些引脚并未使用。NB-IOT模块上1、2、13、14、15、16、17、18、19、21、35、38、41、42引脚接地，VCC接到39、40引脚提供电压；20引脚外接天线；22引脚连同单片机控制电路上的18引脚与三极管Q1复位电路进行复位；单片机控制电路的31引脚用来发送数据给NB-IOT通讯电路U2的23引脚，30引脚是接收NB-IOTS通讯电路U2的24引脚发送回来的数据；NB-IOT通讯电路U2的27引脚接电阻R9和三极管Q1，一端接向指示灯电路的D1指示灯进行控制，另一端接地；28引脚用来与SIM卡电路进行数据交互；29引脚用来检测与SIM电路数据是否连接；30引脚用来控制SIM卡电路复位；31引脚用来给SIM卡电路提供电压。
SIM卡电路：SIM卡电路U3的1脚是时钟，接NB-IOT通讯模块U2的29脚，2脚是复位脚接NB-IOTS通讯模块U2的30脚，3脚是电源脚接NB-IOTS通讯模块U2的31脚，4脚接地，5脚也接NB-IOTS通讯模块U2的31脚，6脚是数据脚接NB-IOTS通讯模块U2的28脚，同时每个脚位上都有一个30P电容到地滤波，SIM卡电路U3并联一个保护二极管电路U11，U11的1脚接SIM卡电路U3的1脚，2脚接地，3脚接SIM卡电路U3的6脚，4脚接SIM卡电路U3的5脚，5脚接SIM卡电路U3的2脚。主要起瞬间抑制作用。
指示灯电路：二极管的D4、D5、D6、D7分别通过电阻接单片机控制电路U1的10、11、12、13脚，用于控制紫外线消毒，D8、D9、D10、D11分别通过电阻接单片机控制电路U1的14、15、16、17脚，是状态指示灯，显示借还状态，所有LED指示灯正极都接VCC,；
电磁锁控制电路：单片机控制电路U1通过控制光耦，光耦控制三极管，从而实现电磁阀的通断，达到打开和闭锁的模式。具体接法如下，单片机U1的17脚通过电阻控制光耦OP4的开关，连接光耦OP4的2脚，光耦OP4的1脚接VCC，4脚接12V，3脚通过电阻到三极管Q4的基极，来控制三极管的导通和截止，实现电磁锁的打开与闭合，电磁阀一端受三极管Q4控制，一端通过个电容C59电阻R62组成低电流保持电路，二极管D22防止反向电流击穿三极管Q4,单片机U1的16脚通过电阻控制光耦OP3的开关，连接光耦OP3的2脚，光耦OP3的1脚接VCC，4脚接12V，3脚通过电阻到三极管Q5的基极，来控制三极管的导通和截止，实现电磁锁的打开与闭合，电磁阀一端受三极管Q5控制，一端通过个电容C60电阻R63组成低电流保持电路，二极管D23防止反向电流击穿三极管Q4,单片机U1的15脚通过电阻控制光耦OP2的开关，连接光耦OP2的2脚，光耦OP2的1脚接VCC，4脚接12V，3脚通过电阻到三极管Q6的基极，来控制三极管的导通和截止，实现电磁锁的打开与闭合，电磁阀一端受三极管Q6控制，一端通过个电容C61电阻R64组成低电流保持电路，二极管D24防止反向电流击穿三极管Q6,单片机U1的14脚通过电阻控制光耦OP1的开关，连接光耦OP1的2脚，光耦OP1的1脚接VCC，4脚接12V，3脚通过电阻到三极管Q7的基极，来控制三极管的导通和截止，实现电磁锁的打开与闭合，电磁阀一端受三极管Q7控制，一端通过个电容C62电阻R65组成低电流保持电路，二极管D25防止反向电流击穿三极管Q7,
充电电路：充电接口为多触点式的接口，因本充电底座可插放4个移动电源，所以有4套完全相同的LM2576ADJ组成的DC/DC降压式充电电路，具体接法如下，U6的1脚接12V电源，3脚和5脚接地，2脚接二极管D12接地接电感L1输出5.6V电压，输出接电容C25、C26到地滤波。4脚接分压电阻R31到5.6V输出,接电阻R32到地分压；U7的1脚接12V电源，3脚和5脚接地，2脚接二极管D13接地接电感L2输出5.6V电压，输出接电容C28、C29到地滤波。4脚接分压电阻R34到5.6V输出,接电阻R35到地分压；U8的1脚接12V电源，3脚和5脚接地，2脚接二极管D14接地接电感L3输出5.6V电压，输出接电容C31、C32到地滤波。4脚接分压电阻R37到5.6V输出,接电阻R38到地分压；U9的1脚接12V电源，3脚和5脚接地，2脚接二极管D15接地接电感L4输出5.6V电压，输出接电容C34、C35到地滤波。4脚接分压电阻R40到5.6V输出,接电阻R41到地分压。
充电接口电路:由4路接口电路，铜触点连接，带磁铁，稳定连接的同时还非常有手感，具体连接方式如下，CHARGE1的1脚接P4，2脚接ID4，3脚接地，CHARGE2的1脚接P3，2脚接ID3，3脚接地，CHARGE1的1脚接P2，2脚接ID2，3脚接地，CHARGE1的1脚接P1，2脚接ID1，3脚接地。
移动电源电路:本电路采用电源管理芯片IP5108(U21)，IP5108(U21)是一款集成升压转换器、锂电池充电管理、电池电量指示的多功能电源管理SOC，为移动电源提供完整的电源解决方案。IP5108的高集成度与丰富功能，使其在应用时仅需极少的外围器件，并有效减小整体方案的尺寸，降低BOM成本。IP5108(U21)只需一个电感实现降压与升压功能。IP5108(U21)的同步升压系统提供最大2A输出电流，转换效率高至95％。空载时，自动进入休眠状态，静态电流降至50uA。
IP5108(U21)移动电源ic电量计和电量显示,IP5108(U21)内置电量计功能，能准确的显示电池剩余电量。IP5108(U21)可灵活支持三颗、四颗、五颗电量显示灯方案，通过内置智能识别算法，可自动识别几颗电量显示灯。本电路连接方式如下，IP5108(U21)的7脚是充电输入脚，此端有微积分电路R46、C41、R47和滤波电路C39、C40到地。5脚和6脚是5V电压输出脚，此端有滤波电容C47、C48、C49、C50到地滤波。电容C51反馈电容，接IP5108(U21)的3、4脚。16脚接电池VBAT的正极，电池VBAT输出两端有电容C42、C43到地滤波，3、4脚经过功率电感L7给电池VBAT充电，中间串有电流检测电阻R48。1脚为电流检测端，2A同步升压转换,2A同步开关充电，接电阻R48与电感L7之间。功率电感L7输出端有电容C44、C45到地滤波。12脚和13脚相连智能识别负载，自动进待机状态，并有电容C46到地滤波。15脚接按键KEY1，唤醒作用。2、14、17脚为电源地GND。8脚为手电筒灯，长按按键KEY1三秒启动手电筒LED D21。电阻R49是限流电阻。接电池VBAT。9、10、11脚为LED电量指示灯，灯全不亮时表示电池VBAT电量是3％以下，D17亮时表示电池VBAT电量是25％，D17、D18同时亮时表示电池VBAT电量是50％，D17、D18、D19亮时表示电池VBAT电量是75％D17、D18、D19、D20同时亮时表示电池VBAT电量是100％。放电输出端口采用四个电阻来识别负载，R50、R51、R52、R53采用串并结合的方式来检测负载。
ID识别电路：共有四路ID检测电路，分别如下，本电路采用3.0V稳压芯片U13(XC6206)供电，有C51、C52到地滤波，单片机U17的1脚接3.0V电源，U17的3脚是电压检测脚，接分压电阻R54到电池VBAT的正极，接电阻R55到电源地。5脚为ID检测端，接接口电路的ID1；采用3.0V稳压芯片U14(XC6206)供电，有C53、C54到地滤波，单片机U18的1脚接3.0V电源，U18的3脚是电压检测脚，接分压电阻R56到电池VBAT的正极，接电阻R57到电源地。5脚为ID检测端，接接口电路的ID2；采用3.0V稳压芯片U15(XC6206)供电，有C55、C56到地滤波，单片机U19的1脚接3.0V电源，U19的3脚是电压检测脚，接分压电阻R58到电池VBAT的正极，接电阻R59到电源地。5脚为ID检测端，接接口电路的ID3；采用3.0V稳压芯片U16(XC6206)供电，有C57、C58到地滤波，单片机U20的1脚接3.0V电源，U20的3脚是电压检测脚，接分压电阻R60到电池VBAT的正极，接电阻R61到电源地。5脚为ID检测端，接接口电路的ID4。
供电电路：本电路有两路供电电源，DC/DC稳压IC LM7805输入12V电压，输出5V电压，1脚接地，12V输入端接电容C16、C17到地滤波，5V输出端接电容C18、C19到地滤波，5V输出后分两路，一路接MC29302WU(U10)的1脚好2脚，3脚接地，4脚为3.6V输出脚，给IOT模块供电，接电容C37、C38到地滤波，5脚是电压调节端，接电阻R43到3.6V输出端，5脚同时接电阻R44到地分压。另一路5V接LM1117-3.3V(U5)的输入脚1脚，电容C20、C21到地滤波，U5的2脚为输出脚，输出3.3V给各VCC供电，接电容C22、C23到地滤波。
蜂鸣器电路：蜂鸣器电路采用三极管Q3开关控制的方式，基极接电阻接单片机U1的19脚，，发射极接地，集电极接蜂鸣器LS1的2脚，蜂鸣器LS1的1脚接VCC。
本发明的工作原理是：采用12V/5A电源适配器给7充电电路提供恒定的12V直流输入，通过电源管理芯片MC34063输出稳定的5.6V电压，给充电宝充电和给11供电电路提供稳定的5.6V电源，MC34063是具有温度自动补偿功能的基准电压发生器、比较器、占空比可控的振荡器，R-S触发器和大电流输出开关电路等组成。该器件可用于升压变换器、降压变换器、反向器的控制核心，由它构成的DC/DC变换器仅用少量的外部元器件。主要应用于以微处理器(MPU)或单片机(MCU)为基础的系统里。输出5V/2A的稳定电压。
当充电宝使用完毕，将移动电源放回底座，通过多触点式的充电口先给移动电源上的10ID识别电路连通进行身份识别并检测9移动电源电路的工作电压再给9移动电源电路进行充电；11供电电路提供稳定的5.6V电源通过LM1117-3.3稳压芯片得到3.3V电压给2单片机控制电路供电，得到3.3V电压同时也给5指示灯电路供电，5.6V直流电再通过HT7136-1稳压芯片得到3.6V给3NB-IOT模块通讯电路供电，6电磁锁控制电路是由12V电源直接供电,由2单片机控制电路发出控制信号来控制电磁锁开关闭合从而达到借还的目的；通过底座扫码后，由NB-IOT通讯电路进行网络交互然后与单片机控制电路交互数据进而控制电机控制电路打开6电磁锁控制电路，且紫外线灯长时间打开，用户就可取走移动电源，归还时，移动电源插入底座，通过多触点先确认移动电源的借还身份ID识别，进而检测移动电源的电压再给移动电源进行充电，正反面都可以锁，便捷归还。以备下一次用户使用；
MCU芯片U1第一功能是控制各指示灯以及紫外线消毒灯，第二检测各电路的电流电压然后控制各路的输出，第三是和NB-IOT模块对网络进行对接通讯以实现电机的上锁情况。模块NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。
使用原理如下：
A、扫描充电底座上边的二维码；
B、支付押金；
C、网络后台服务器收到支付成功的命令；
D、网络后台服务器通过NB-IOT模块进行网络数据交互发送命令给单片机；
E、单片机收到网络后台服务器的命令打开底座开关锁
F、开始计算起始充电时间；
G、用户取走移动电源进行充电；
H、用户使用完毕归还时将移动电源插回充电底座，底座有永久磁石吸附感和充电宝归还检测。归还后台自动终止此次使用和计费。
I、充电底座通过两种方式检测充电宝ID和归还状态，红外线检测数据和多触点感应来控制单片机自动上锁，插上移动电源即可自动归还,用户支付租金后，押金将在24小时内自动退回，无需再手动申请，
J、确认使用终止充电时间即时记录用户充电时长，并通过NB-IOT模块进行网络数据交互发送完毕指令到网络后台服务器；
K、网络后台服务器进行充电时间计算，当服务器检测归还充电宝并确认支付费用后自动退还押金；
L、后台服务器收到完成回复指令最终记录整个充电过程信息；
M、网络充电所有步骤完成，充电设备进入待机状态，以备下一次重复充电。
本发明采用5V/2.4A快速充电需求，采用多组18650，26AC,3.7V，9.25Wh,2000mA钴酸锂电池供电，安全而且转换效率极高。又做到可以不受时间地域限制，采用NB-IOT通讯连接，扫码支付完后可以取走，根据时间收费，在短时间内获得安全高效的充电效果。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种便捷的移动电源充电底座，包括单片机控制电路、NB-IOT模块通讯电路、SIM卡电路、指示灯电路、电磁锁控制电路、充电电路、充电接口电路、移动电源电路、ID识别电路、供电电路和蜂鸣器电路，其特征在于，所述单片机控制电路分别连接供电电路、NB-IOT模块通讯电路、指示灯电路、充电接口电路、ID识别电路和蜂鸣器电路，NB-IOT模块通讯电路还分别连接供电电路和SIM卡电路，指示灯电路还连接电磁锁控制电路和供电电路，供电电路还连接充电电路，充电电路还连接充电接口电路，充电接口电路还连接移动电源电路，移动电源电路还连接ID识别电路。
2.根据权利要求1所述的一种便捷的移动电源充电底座，其特征在于，所述单片机控制电路采用MCU芯片U1进行对各个电路的控制，单片机芯片U1的1脚、9脚、24脚、36脚、48脚接电源VCC；8脚、23脚、35脚、44脚、47脚接GND；7脚为电压取样引脚；10脚、11脚、12脚、13脚接底座上面紫外线消毒灯，14脚、15脚、16脚、17脚接状态指示灯，显示借还状态；18脚接复位电路，19脚通过三极管Q3来控制蜂鸣器的声音；30脚、31脚接NB-IOT通讯模块的TX、RX端，34脚、37脚是DSP程序烧录脚；38脚、39脚、40脚、41脚、40脚是4路红外线数据检测，42脚、43脚、45脚、46脚分别是4路移动电源的触电ID识别通讯脚，其余为空脚。
3.根据权利要求1所述的一种便捷的移动电源充电底座，其特征在于，所述NB-IOT模块通讯电路采用了NB-IOT通讯电路U2，NB-IOT通讯电路上1、2、13、14、15、16、17、18、19、21、35、38、41、42引脚接地，VCC接到39、40引脚提供电压；20引脚外接天线；22引脚连同单片机控制电路上的18引脚与三极管Q1复位电路进行复位；单片机控制电路的31引脚发送数据给NB-IOT通讯电路U2的23引脚，30引脚是接收NB-IOTS通讯电路U2的24引脚发送回来的数据；NB-IOT通讯电路U2的27引脚接电阻R9和三极管Q1，一端接向指示灯电路的D1指示灯进行控制，另一端接地；28、29、30、31引脚均连接SIM卡电路。
4.根据权利要求1所述的一种便捷的移动电源充电底座，其特征在于，所述SIM卡电路包括芯片U3，芯片U3的1脚是时钟脚接NB-IOT通讯模块U2的29脚，2脚是复位脚接NB-IOTS通讯模块U2的30脚，3脚是电源脚接NB-IOTS通讯模块U2的31脚，4脚接地，5脚也接NB-IOTS通讯模块U2的31脚，6脚是数据脚接NB-IOTS通讯模块U2的28脚，同时每个脚位上都有一个30P电容到地滤波，芯片U3并联一个保护二极管电路U11，U11的1脚接SIM卡电路U3的1脚，2脚接地，3脚接SIM卡电路U3的6脚，4脚接SIM卡电路U3的5脚，5脚接SIM卡电路U3的2脚。
5.根据权利要求1所述的一种便捷的移动电源充电底座，其特征在于，所述指示灯电路包括二极管D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11，二极管的D4、D5、D6、D7分别通过电阻接单片机控制电路U1的10、11、12、13脚，D8、D9、D10、D11分别通过电阻接单片机控制电路U1的14、15、16、17脚，所有二极管的正极都接VCC。
6.根据权利要求1所述的一种便捷的移动电源充电底座，其特征在于，所述电磁锁控制电路包括光耦OP4和三极管Q4，单片机芯片U1的17脚通过电阻控制光耦OP4的开关，连接光耦OP4的2脚，光耦OP4的1脚接VCC，4脚接12V，3脚通过电阻到三极管Q4的基极，电磁阀SW4一端受三极管Q4控制，一端通过个电容C59、电阻R62组成低电流保持电路，MCU芯片U1的16脚通过电阻控制光耦OP3的开关连接光耦OP3的2脚，光耦OP3的1脚接VCC，4脚接12V，3脚通过电阻到三极管Q5的基极，电磁阀SW3一端受三极管Q5控制，一端通过个电容C60电阻R63组成低电流保持电路，MCU芯片U1的15脚通过电阻控制光耦OP2的开关连接光耦OP2的2脚，光耦OP2的1脚接VCC，4脚接12V，3脚通过电阻到三极管Q6的基极，电磁阀SW2一端受三极管Q6控制，一端通过个电容C61电阻R64组成低电流保持电路，MCU芯片U1的14脚通过电阻控制光耦OP1的开关，连接光耦OP1的2脚，光耦OP1的1脚接VCC，4脚接12V，3脚通过电阻到三极管Q7的基极，电磁阀SW1一端受三极管Q7控制，一端通过个电容C62电阻R65组成低电流保持电路。
7.根据权利要求1所述的一种便捷的移动电源充电底座，其特征在于，所述充电电路包括芯片U6、芯片U7、芯片U8和芯片U9，芯片U6的1脚接12V电源，3脚和5脚接地，2脚接二极管D12接地接电感L1输出5.6V电压，输出接电容C25、C26到地滤波，4脚接分压电阻R31到5.6V输出,接电阻R32到地分压；芯片U7的1脚接12V电源，3脚和5脚接地，2脚接二极管D13接地接电感L2输出5.6V电压，输出接电容C28、C29到地滤波，4脚接分压电阻R34到5.6V输出,接电阻R35到地分压；芯片U8的1脚接12V电源，3脚和5脚接地，2脚接二极管D14接地接电感L3输出5.6V电压，输出接电容C31、C32到地滤波，4脚接分压电阻R37到5.6V输出,接电阻R38到地分压；芯片U9的1脚接12V电源，3脚和5脚接地，2脚接二极管D15接地接电感L4输出5.6V电压，输出接电容C34、C35到地滤波。4脚接分压电阻R40到5.6V输出,接电阻R41到地分压，芯片U6、芯片U7、芯片U8和芯片U9的型号均为LM2576ADJ。
8.根据权利要求1所述的一种便捷的移动电源充电底座，其特征在于，所述充电接口电路由4路接口电路CHARGE1-CHARGE4组成，CHARGE1的1脚接P4，2脚接ID4，3脚接地，CHARGE2的1脚接P3，2脚接ID3，3脚接地，CHARGE1的1脚接P2，2脚接ID2，3脚接地，CHARGE1的1脚接P1，2脚接ID1，3脚接地。
9.根据权利要求1所述的一种便捷的移动电源充电底座，其特征在于，所述供电电路包括DC/DC稳压芯片U4，其型号为LM7805，芯片U4的1脚接地，输入端VIN接电容C16、C17到地滤波，输出端VOUT接电容C18、C19到地滤波，输出端VOUT输出后分两路，一路接芯片U10的1脚和2脚，3脚接地，4脚接电容C37、C38到地滤波，5脚是电压调节端，接电阻R43到3.6V输出端，5脚同时接电阻R44到地分压，另一路5V接芯片U5的输入脚1脚、电容C20、C21到地滤波，芯片U5的2脚为输出脚，输出3.3V给各VCC供电，接电容C22、C23到地滤波，芯片U10的型号为MC29302WU，芯片U11的型号为LM1117。
10.根据权利要求1所述的一种便捷的移动电源充电底座，其特征在于，所述蜂鸣器电路采用三极管Q3开关控制的方式，三极管Q3的基极接电阻接单片机U1的19脚，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3集电极接蜂鸣器LS1的2脚，蜂鸣器LS1的1脚接VCC。
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