CN108961573A - 一种基于微信的自助式蓝牙智能充电系统和充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于微信的自助式蓝牙智能充电系统，包括智能充电插座、智能手机、微信及其云服务平台，所述智能充电插座由插座本体、蓝牙通讯模块和智能测控单元组成；所述智能测控单元集成于插座的线路板上，所述智能测控单元包括MCU、A/D转换器、电流采样传感器、压电式传感器、温度传感器、继电器开关、蜂鸣器、指示灯和DO输出；本发明的充电系统和充电方法基于全民普及的智能手机、微信及其开放的平台，以极简的设计实现了大幅度降低智能充电管理装置的建设成本和运维成本，便于快速推广，满足国家对电动自行车等设备充电安全治理的需要。

Description

一种基于微信的自助式蓝牙智能充电系统和充电方法

技术领域

本发明涉及充电设备领域，具体涉及一种基于微信的自助式蓝牙智能充电系统和充电方法。

背景技术

充电插座类似于加油站里面的加油机，可以固定在墙壁、立柱或横梁上，安装于公共建筑(公共楼宇、商场、交通枢纽、公共停车场等)和居民小区的停车场、充电站内或室内，可以为各种型号的设备提供市电(220VAC)充电服务。

现有的自助式充电插座方式主要有以下几种：

(1)投币充电。这是最早的自助付费充电方式，常见于车站手机充电管理和沿街门店前电动自行车快充装置。这种方式虽然成本低、布局灵活，但不符合无现金社会趋势，定额消费(最小投币1元)，消费数据不透明。

(2)非接触式IC卡预充值刷卡充电。该方式一般要求用户到固定场所现场充值，且预充金额较大(多数情况每次50元以上)。这种方式主要适用于用户的充电位置相对固定、充电自行车有一定数量且集中的场所(如居民区或办公场所)；不适用于流动用户或临时用户，也不适合小规模充电场所如公园、广场、甚至马路边的分散式充电场景。这种方式充电过程信息及消费数据不透明，用户多一个卡片携带、管理不方便，容易出现充值卡仿制或盗用电情况，给物业公司(充电运营单位)或用户个人带来损失。

(3)基于互联网的充电装置。主要有两种方案：①章鱼式集中管控方案。集中控制箱内集成了显示屏、语音模块、4G通讯设备、MCU及多路计量控制单元【一般分8路、16路、24路和32路规格】，每路计量控制单元管理一个充电插座的供电支路；集中控制箱通过4G网络与厂商自建的云服务平台相连。用户通过集控箱显示屏选择充电桩位和插座位，选择投币或刷卡方式付费，也可使用手机扫描充电插座的二维码移动支付；由厂商云服务平台根据用户付费和充电要求，通过4G网络远程控制集控箱为指定的插座支路供电或停止供电，云服务平台进行充电计费结算。②智能充电插座。每个插座是一个内置单片机系统的智能测控终端，所有插座通过有线或无线(NB-iot、ZigBee、LORA等)方式联网，集中通过4G网络与厂商自建的云服务平台相连。用户使用厂商专用APP或微信公众号扫描充电插座的二维码移动支付，由厂商云服务平台通过4G网络远程控制指定的智能充电插座供电或停止供电，云服务平台进行充电计费结算。

以上两种基于互联网的充电方案，有效的克服了投币式充电和非接触式IC卡充值刷卡充电方式的弊端，但对充电插座布局、规模和场地都有比较高的要求，项目初始投资大、管理复杂、运维成本高，最终导致用户充电成本高，竞争力弱；项目投资回报周期长，完全自建、维护并不断升级云服务平台，对技术团队的持续技术研发和服务能力要求高，否则将导致运营风险，影响充电服务的稳定性和可持续性。

发明内容

为了解决现有技术的缺点与不足，本发明提供一种基于微信的自助式蓝牙智能充电系统和充电方法，该系统采用“蓝牙通讯智能充电插座+智能手机+微信公众号及其云服务平台”的模式，其中智能充电插座通过蓝牙近距离无线通讯方式与智能手机连接，微信小程序(在智能手机中表现为微信公众号)作为智能手机内嵌的智能充电插座的管理和控制软件，通过智能手机的无线4G/Wifi通讯方式与微信云平台连接，从而以极简的方案实现了自助式蓝牙智能充电系统，省去了额外的厂商自建云服务平台和专用APP软件，具有开发技术难度低、研发投资少、建设投运周期短，综合成本低，投资回收快，实施风险低，用户使用成本低的优点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于微信的自助式蓝牙智能充电系统，包括智能充电插座、智能手机、微信及其云服务平台，所述智能充电插座由插座本体、蓝牙通讯模块和智能测控单元组成；所述智能测控单元集成于插座的线路板上，所述智能测控单元包括MCU、A/D转换器、电流采样传感器、压电式传感器、温度传感器、继电器开关、蜂鸣器、指示灯和DO输出；所述智能充电插座通过蓝牙方式与智能手机连接，智能手机中的微信公众号作为智能手机内嵌的智能充电插座的管理和控制软件，通过智能手机的无线4G/Wifi通讯方式与微信云平台连接；

所述电流采样传感器串接在继电器开关的电源输出端与插座的插孔弹片之间；所述压电式传感器安装在插座插孔保护门滑块弹簧的一端；

所述温度传感器为两个，一个安装在智能充电插座的内腔，用于检测插座内部环境温度；另一个安装在插座一角的透气栅格处，探头裸在插座外，用于检测插座周围环境温度；

所述MCU采用自带A/D转换通道的微控制器；所述A/D转换输出电路分别与MCU自带的A/D转换通道相连接；

所述电流采样传感器、压电式传感器、温度传感器分别通过A/D转换器与MCU相连接；所述智能充电插座还包括与MCU连接的存储器；所述智能充电插座通过蓝牙通讯模块与智能手机相连；

所述微信云服务平台通过无线通讯与智能手机的微信公众号相连接；所述插座本体外部设有用于用户扫描进行付费充电的二维码涂层；所述二维码是由微信平台认证并授权的每个插座唯一的二维码标识；所述二维码涂层下方设有红色和绿色两种状态指示灯。

所述DO输出表现为一个标准插接头，用于与插座的外部设备相连接，其中外部设备可以是智能充电插座防护箱，也可以是智能充电插座集中监视屏。

进一步的，所述智能手机安装微信并注册微信账号，用于扫描插座唯一的二维码关注智能充电插座运营商的公众号，打开蓝牙，用户的微信账号自动与智能充电插座绑定，用户使用微信公众号通过蓝牙通讯对智能充电插座进行控制和数据查询；所述智能手机微信公众号通过4G或Wifi与微信云服务平台通讯。

进一步的，所述微信云服务平台用于根据接到的用户充电请求和充值金额到账信息，通过手机微信公众号以蓝牙通讯的方式向智能充电插座下达授权供电指令，所述授权供电指令包括指定插座ID编号、用户ID，充值金额、通电指令；所述微信云服务平台收集记录用户手机微信公众号通过蓝牙通讯获取的智能充电插座的充电数据信息，并向第三方服务器提供数据接口；所述微信云服务平台根据收集的用户充电余额，按照用户的要求在合适的时间内予以退款。

为更好地实现上述目的，本发明还提供一种基于微信的自助式蓝牙智能充电系统的充电方法，包括以下步骤：

(1)充电器电源插头插入智能充电插座；

(2)手机微信扫码绑定智能充电插座；

(3)微信支付充值；

(4)微信平台下达供电指令；

(5)智能充电插座通电，开始充电；

(6)智能充电插座全程实时监控电动自行车充电状态及安全；

(7)终止充电；

(8)充电信息查询；

(9)充电余额退还。

进一步的，所述步骤(1)用户将待充电电动自行车的充电器电源插头插入处于闲置状态(绿色指示灯亮或红色指示灯闪烁)的智能充电插座孔，智能充电插座插孔的保护门滑块受力沿弹簧方向移动，弹簧被压缩，弹簧对压电式传感器的压力增大，压电式传感器输出电信号增大，通过A/D转换器输入智能充电插座的MCU；智能充电插座MCU识别为充电器电源插头插入插座插孔。

进一步的，所述步骤(2)手机微信扫描智能充电插座面板上的由微信平台认证并授权的每个智能充电插座唯一的二维码，自动获取智能充电插座ID及智能充电插座运营商微信公众号信息；首次使用本发明的智能充电系统，用户须关注智能充电插座运营商的微信公众号；微信提示用户打开手机蓝牙，如该插座是用户首次使用，微信公众号自动完成智能充电插座与微信账号的绑定。

进一步的，微信公众号通过手机蓝牙自动读取智能充电插座存储器记忆的本用户ID最近一次充电记录，如果用户的充电余额>0，则进入微信公众号退款界面；如无充电记录或充电余额＝0，则进入微信公众号充电设置界面。

进一步的，所述步骤(3)用户在微信公众号充电设置界面，设置充电设备类型、充电方式、充值金额；通过微信支付系统将充值金额支付给智能充电插座运营商账户，并发出充电请求；用户通过微信公众号可以查询充值与退款历史记录。

进一步的，所述步骤(4)微信平台接到用户充电请求及充值金额到账信息后，通过手机微信以蓝牙通讯方式向指定的智能充电插座下达授权供电指令。

进一步的，所述步骤(5)智能充电插座MCU确认充电器电源插头插入插座、有剩余充电金额及接收到微信平台的通电指令，控制继电器开关闭合，接通电源输入端与电源输出端，智能充电插座通电为充电设备供电，开始充电，智能充电插座面板上的绿色指示灯灭，红色指示灯恒亮。

进一步的，所述步骤(6)智能充电插座MCU实时检测充电过程中周围环境温度或智能充电插座内部温度过高或温升过快、充电电流过大或突然增大、以及出现窃电现象、恶性负载时，控制继电器开关断开，插座停止对充电设备供电并警报。

本发明的有益效果体现在以下几个方面：

(1)本发明提供的智能充电系统和充电方法，基于全民普及的智能手机、微信及其开放的平台，以极简的设计实现了大幅度降低智能充电管理装置的建设成本(包括研发、软硬件设备及安装调试)和运维成本，便于快速推广，满足国家对电动自行车等设备充电安全治理的需要。

(2)本发明提供的智能充电系统，充电装置集合计量、计费、控制、保护与通讯一体化设计，通过智能手机即时付费自助充电，充电装置可离线单机独立运行并记录充电数据。充电装置布局安装灵活方便，不受场所、充电位规模、布线等条件限制，可因需随意增减、迁移充电装置；只要有市电、手机能上网，就可以布置该装置实现用户自助式付费充电，有效地提高了城市公共服务能力，为清洁电力能源电动车的绿色出行提供能源保障。

(3)本发明提供的智能充电系统和充电方法，加大了用户自主充电/用电的快捷与自由，节约用户时间，消费更透明。

(4)本发明提供的智能充电系统和充电方法，充分借助微信的社交元素，海量的活跃用户，日益完善的生态链布局和开放的平台，将创造全新的共享插座发展商业模式，进一步丰富共享经济，普惠群众。

(5)本发明提供的智能充电系统，项目投资少，建设灵活快捷，竞争力强，收益快而稳定，零风险，是一个适合大众创业的优质项目。

(6)本发明提供的智能充电系统适用范围广，不仅适用于电动自行车、电动摩托车、手机、平板电脑等在任意合适的集中或分散的场所实现自助式付费充电管理，也适用于预付费用电管理场景，以及其他按使用时间或/和用电量收费管理的以电能为动力源的租赁设备或自助设备；并可以应用到基于微信和手机蓝牙通讯的预付费电表、预付费水表(流量计)、预付费天然气表等其他预付费控制类设备之中。

附图说明

图1是本发明一种基于微信的自助式蓝牙智能充电系统的充电装置构成图。

图2是本发明实施例的系统架构与简要流程示意图。

图3是现有智能充电系统的系统架构与简要流程示意图。

图4是本发明实施例的充电方法与步骤流程图

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、提出的技术方案更清晰明白，下面将结合附图对实施例的具体实施方案做进一步的说明，其他通过本实施例在不付出创造性劳动的前提下得到的其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1一种基于微信的自助式蓝牙智能充电系统，系统结构参照图2所示，包括智能充电插座、智能手机、微信及其云服务平台。

所述智能充电插座，装置构成参照图1所示，由插座本体、蓝牙通讯模块和智能测控单元组成；所述插座本体为带保护门的国标孔插座；所述智能测控单元集成于插座的线路板上，所述智能测控单元包括MCU、A/D转换器、电流采样传感器、压电式传感器、温度传感器、继电器开关、蜂鸣器、指示灯和DO输出；

所述电流采样传感器串接在继电器开关的电源输出端与插座的插孔弹片之间；所述压电式传感器安装在插座插孔保护门滑块弹簧的一端；所述温度传感器为两个，一个安装在智能充电插座的内腔，用于检测插座内部环境温度；另一个安装在插座一角的透气栅格处，探头裸在插座外，用于检测插座周围环境温度。

所述MCU采用自带A/D转换通道的微控制器；所述A/D转换输出电路分别与MCU自带的A/D转换通道相连接；

所述电流采样传感器、压电式传感器、温度传感器分别通过A/D转换器与MCU相连接；所述智能充电插座还包括与MCU电连接的存储器，所述存储器用于存储当插座停止供电后自动记忆并形成的一条充电记录，所述充电记录包括充值用户ID、充电余额、充电量、充电时长、停电原因(状态字)等，并自动保存记忆7×24h。

所述智能充电插座通过蓝牙通讯模块与智能手机相连；所述微信云服务平台通过无线通讯与智能手机的微信公众号相连接；所述插座本体外部设有用于用户扫描进行付费充电的二维码涂层；所述二维码是由微信平台认证并授权的每个插座唯一的二维码标识；所述二维码涂层下方增设有红色和绿色两种状态指示灯。

所述DO输出表现为一个标准插接头，用于与插座的外部设备相连接，其中外部设备可以是智能充电插座防护箱，也可以是智能充电插座集中监视屏。

所述智能手机安装微信并注册微信账号，用于扫描插座唯一的二维码关注智能充电插座运营商的公众号，打开手机蓝牙，用户的微信账号自动与智能充电插座绑定，用户使用微信公众号通过蓝牙通讯对智能充电插座进行控制和数据查询。所述智能手机微信公众号通过4G或Wifi与微信云服务平台通讯。

所述微信云服务平台用于根据接到的用户充电请求和充值金额到账信息，通过手机微信公众号以蓝牙通讯的方式向智能充电插座下达授权供电指令，所述授权供电指令包括指定插座ID编号、用户ID，充值金额、通电指令。所述微信云服务平台收集记录用户手机微信公众号通过蓝牙通讯获取的智能充电插座的充电数据信息，并向第三方服务器提供数据接口。所述微信云服务平台根据收集的用户充电余额，按照用户的要求在合适的时间内予以退款。

所述智能充电插座具有电能计量计费功能模块、预付费管理功能模块和安全保护功能模块，所述安全保护功能模块包括过流限流保护功能模块、恶性负载管理功能模块、电池充电保护功能模块、防窃电管理功能模块和防火灾保护功能模块，实现智能插座安全充电保护。

所述智能充电插座可适用多种电流规格，插孔可适用于多种插座接入形式。

参照图2和图4所示，利用所述一种基于微信的自助式蓝牙智能充电系统进行智能充电的方法(以电动自行车充电为例)，包括以下步骤：

(1)充电器电源插头插入智能充电插座。

具体的：智能充电插座闲置时(插座面板的绿色指示灯恒亮，或红色指示灯闪烁)，用户将待充电电动自行车的充电器电源插头插入智能充电插座孔(二极插孔或三极插孔，只能选其一)；智能充电插座插孔的保护门滑块受力沿弹簧方向移动，弹簧被压缩；弹簧对压电式传感器的压力增大，压电式传感器输出电信号增大，通过A/D转换器输入智能充电插座的MCU；智能充电插座MCU识别为充电器电源插头插入插座插孔。

(2)手机微信扫码绑定智能充电插座。

具体的：手机微信扫描智能充电插座面板上的由微信平台认证并授权的每个智能充电插座唯一识别码(二维码)，自动获取智能充电插座ID及智能充电插座运营商微信公众号信息；首次使用本发明提供的智能充电系统，用户须关注智能充电插座运营商的微信公众号；微信提示用户打开手机蓝牙，如该插座是用户首次使用，微信公众号自动完成智能充电插座与微信账号的绑定。

用户扫描微信账号绑定的智能充电插座并打开手机蓝牙，微信公众号通过手机蓝牙自动读取智能充电插座存储器记忆的本用户ID最近一次充电记录，如果用户的充电余额>0，则进入微信公众号退款界面；如无充电记录或充电余额＝0，则进入微信公众号充电设置界面。

用户手机微信可以绑定多个智能充电插座。用户取消关注微信公众号，即可解除微信账号与智能充电插座的绑定。

微信公众号菜单功能，包括①充电，②终止充电，③退还充值余额，④充电信息查询，⑤历史记录查询，⑥客户服务等功能。

(3)微信支付充值。

具体的：用户在微信公众号“充电”界面，设置充电设备类型(含电池组规格及数量)、充电方式、充值金额；通过微信支付系统将充值金额支付给智能充电插座运营商账户，并发出充电请求。用户通过微信公众号可以查询充值与退款历史记录。

(4)微信云服务平台下达供电指令。

具体的：微信平台接到用户充电请求及充值金额到账信息后，通过手机微信以蓝牙通讯方式向智能充电插座下达授权供电指令(包含智能充电插座ID、用户ID，充值金额、通电指令等)。

(5)智能充电插座通电，开始充电。

具体的：智能充电插座MCU确认充电器电源插头插入插座、有剩余充电金额及接收到微信平台的通电指令，控制继电器开关闭合，接通电源输入端与电源输出端，智能充电插座通电为充电设备供电，开始充电，智能充电插座面板上的绿色指示灯灭，红色指示灯恒亮。

智能充电插座开始充电后，会主动通过蓝牙通讯模块向手机微信报送当前充电信息，包括充电电流，充电功率，充电余额，预计本次充电时间；用户可以通过微信公众号查看。

智能充电插座开始充电后DO输出高电平信号，智能充电插座停止充电后DO输出低电平信号，供智能充电插座的配套设施使用(比如智能充电插座防护箱、智能充电插座集中监视屏等扩展功能)。

对于DO的使用说明示例：为了防止充电插头被恶意拔出或防止充电器被盗，本发明提供的智能充电插座可以安装在防护箱内，同时为实现无人值守，可以使用DO信号控制防护箱锁门和开门。比如：智能充电插座开始充电后输出DO＝1信号，用户关闭防护箱门后自动锁闭无法手动打开；当停止充电时，智能充电插座输出DO＝0信号，防护箱门自动解锁(甚至弹开)，新用户可以继续使用该智能充电插座。

(6)智能充电插座全程实时监控电动自行车充电状态及安全。

当充电过程中智能充电插座周围环境温度或智能充电插座内部温度过高或温升过快、充电电流过大或突然增大、以及出现窃电现象、恶性负载时，智能充电插座自行断电停止充电并警报；智能充电插座监视充电电流变化，防止电池过充保护电池。插座停止对充电设备供电时，MCU自动记录停止充电的情形(状态字)并保存到存储器中。

电能计量计费功能：智能充电插座MCU实时检测工作电流，计量充电量，统计充电时间，根据计费公式实时计算充电消费金额，计算剩余充电金额及剩余充电时间；当插座停止供电后自动记忆并在存储器中形成一条充电记录，包括充值用户ID、充电余额、充电量、充电时长、停电原因(状态字)等，并自动保存记忆7×24h。其中，智能充电插座的计费公式参考如下：

充电服务费＝基础服务费(元/次)+计时服务价格(元/N分钟)×用电时间(分钟)+计量服务价格(元/kWh)×用电量(kWh)；基础服务费、计时服务价格、计量服务价格出厂设置。

过流保护功能：当智能充电插座MCU检测到工作电流超过插座额定工作电流时，判为存在安全隐患且容易损坏智能充电插座本身，此时MCU控制继电器开关断开，插座停止对充电设备供电。

限流保护功能：当智能充电插座MCU检测到工作电流超过用户通过微信公众号设置的充电设备类型对应的额定充电电流1.5倍时，判为多个充电设备(通过插线板)同时共用一个智能充电插座充电；此时MCU控制继电器开关断开，插座停止对充电设备供电。

电池保护功能：充电过程中，当智能充电插座MCU检测到工作电流突然增加超过30％时，判为充电设备(电池或充电器)故障，MCU控制继电器开关断开，插座停止对充电设备供电。

防窃电保护功能：充电过程中，当智能充电插座MCU检测到工作电流突然变为0时且MCU检测到充电器电源插头拔出时，判为电源插头脱落或用户主动停止充电或第三方恶意破坏或第三方有窃电意图，此时MCU控制继电器开关断开，插座停止对充电设备供电(在本智能充电系统中，设计该情形时继电器跳闸响应时间100ms以内)。这是智能充电系统的防窃电保护功能。其中，充电器电源插头从智能充电插座中拔出时，处于压缩状态的智能充电插座保护门弹簧推动保护门滑块移动(复位)，弹簧松弛，弹簧对压电式传感器的压力减小，压电式传感器的输出电信号变小，通过A/D转换器输入智能充电插座MCU，插座MCU识别为充电器电源插头拔出。

无论何种原因的电源插头拔出，如若恢复充电，需将充电器电源插头重新插入智能充电插座，扫码付费，才能充电。电源插头拔出终止充电的，如有充电余额用户通过微信公众号可查询，可退还。

禁止恶性负载功能：当智能充电插座MCU检测到充电设备为纯阻性设备(功率因数＝1)时，判为不当使用，存在安全隐患，此时MCU控制继电器开关断开，插座停止对充电设备供电。

纯阻性设备一般是指电炉、电水壶、电饭煲、热得快、电热毯、暖手宝、电烙铁等加热设备，短时间内容易聚集巨大热量产生高温，易引发火灾，存在安全隐患，故禁用。

防过充电池保护功能：智能充电插座MCU实时检测并比较工作电流变化。充电过程中，当插座MCU检测到工作电流在5秒内陡降超过50％即判为电动自行车电池充电进入浮充阶段，继续充电30分钟即自动停止对充电设备供电，停止充电；为防止意外过充，默认每次最长充电时间不超过10小时。

预付费功能：智能充电插座MCU实时检测工作电流，计量充电电量、统计充电时间，根据计费公式实时计算充电消费金额，计算剩余充电金额、剩余充电时长。当智能充电插座计算剩余充电金额为0时，判为充电余额不足；当剩余充电时长为0时，判为充电完毕。此时MCU控制继电器开关断开，插座停止对充电设备供电。

防火灾保护预警功能：智能充电插座MCU实时检测并比较插座内部温度、插座外部环境温度，及其各自的变化。当检测到插座内部温度或外部环境温度高于57℃或各自温差上升超过3℃/分钟时，应立即跳闸，并报警；防止或警报因各种因素导致的能量聚集温度快速上升、可能引发火灾或火灾前兆的情形。

警报时，智能充电插座面板上的红色指示灯一直闪烁，蜂鸣器鸣叫，直到重新插入电源插头后，蜂鸣器停止鸣叫，红色指示灯灭，绿色指示灯亮。警报时，智能充电插座通过蓝牙通讯模块发出的警报信息，可接入其他监控系统，或现场警报设备发出声光报警，或联动现场喷淋防火系统等。

(7)终止充电。

终止充电有三种情形，具体的：(1)用户直接拔出充电电源插头，智能充电插座MCU检测并触发“防窃电保护功能”，继电器开关断开，停止对充电设备供电，以终止充电。充电余额用户通过微信公众号可查询，可退还。

(2)用户靠近智能充电插座，通过手机微信公众号界面选择“终止充电”；微信平台通过手机蓝牙通讯向指定ID编号的智能充电插座下达停止供电指令(含用户ID)；智能充电插座核实终止充电的用户ID与当前正在充电的用户ID一致时停止对充电设备供电，并向手机微信报告充电信息，包括充电余额、充电结束方式(对应状态字)、本次充电量、充电时长等。

(3)为智能充电插座供电的市电停电或故障停电，智能充电插座停止充电，充电信息记录自动记忆。

(8)充电信息查询。

具体的：用户靠近智能充电插座，手机微信扫描智能充电插座面板上的唯一二维码，微信提醒用户打开手机蓝牙后，自动连接已经绑定过的智能充电插座。用户通过微信公众号“充电信息查询”，手机微信通过蓝牙通讯向智能充电插座发出查询指令。智能充电插座识别用户ID，扫描存储的数据记录，通过蓝牙通讯模块向手机微信报送充电信息。用户在微信公众号可以看到充电信息。

(9)充电余额退还。

充电完毕后智能充电插座如仍有充电余额，用户可以通过手机微信公众号向微信平台请求退还充值余额。具体流程如下：

(1)通过以下方式进入用户手机微信公众号，选择“退还充值余额”，手机微信向微信平台发出退款请求指令。

①用户通过手机微信公众号“终止充电”后，微信公众号将自动跳转到“退还充值余额”界面；

②在充电结束后，用户使用手机微信查询智能充电插座的充电信息时，微信平台收到信息包含该用户有充电余额时，微信公众号将自动跳转到“退还充值余额”界面；

③在下一次充电时，或任意时间，用户使用手机微信扫描智能充电插座二维码并与之建立通讯连接时，手机微信自动读取已绑定过的智能充电插座存储器记忆的该用户最近一次充电记录，如有充电余额，微信公众号将自动跳转到“退还充值余额”界面；

④用户使用手机微信扫描智能充电插座二维码并与之建立通讯连接，登录微信公众号，选择“退还充值余额”。

(2)微信平台通过手机微信的蓝牙通讯向智能充电插座下达读取指定ID编号的智能充电插座存储的指定用户ID的充电余额的指令；

(3)智能充电插座接收到微信平台下达的指定用户ID的读取充电余额指令后，扫描存储器，将对应用户ID的充电记录(含充电余额)通过蓝牙通讯模块报送手机微信并转发给微信平台；微信平台确认收到充电余额信息后给智能充电插座回复，智能充电插座将该充电记录从存储空间删除，并报送微信平台确认；

(4)微信平台自动办理微信退款支付程序，并通过微信公众号通知用户；如智能充电插座没有充电余额记录或充电余额为零，微信平台通过微信公众号通知用户。

(5)用户可以在手机微信公众号查询退款历史记录。

本发明智能充电系统与现有智能充电系统的综合对比分析，如表1所示：

表1本发明智能充电系统与现有智能充电系统的对比

由表1可知，本发明提供的充电系统和充电方法，基于全民普及的智能手机、微信及其开放的平台，以极简的设计实现了大幅度降低智能充电管理装置的建设成本(包括研发、软硬件设备及安装调试)和运维成本，用户充电方便自由，充电成本低，便于快速推广，满足国家对电动自行车等设备充电安全治理的需要。

本发明提供的智能充电系统适用范围广，不仅适用于电动自行车、电动摩托车、手机、平板电脑等在任意合适的集中或分散的场所实现自助式付费充电管理，也适用于预付费用电管理场景，以及其他按使用时间或/和用电量收费管理的以电能为动力源的租赁设备或自助设备；并可以应用到基于微信和手机蓝牙通讯的预付费电表、预付费水表(流量计)、预付费天然气表等其他预付费控制类设备之中。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种基于微信的自助式蓝牙智能充电系统，包括智能充电插座、智能手机、微信及其云服务平台，其特征在于，所述智能充电插座由插座本体、蓝牙通讯模块和智能测控单元组成；所述智能测控单元集成于插座的线路板上，所述智能测控单元包括MCU、A/D转换器、电流采样传感器、压电式传感器、温度传感器、继电器开关、蜂鸣器、指示灯和DO输出；所述智能充电插座通过蓝牙通讯模块与智能手机连接，智能手机中的微信公众号作为智能手机内嵌的智能充电插座的管理和控制软件，通过智能手机的无线4G/Wifi通讯方式与微信云服务平台连接；

所述电流采样传感器串接在继电器开关的电源输出端与插座的插孔弹片之间；所述压电式传感器安装在插座插孔保护门滑块弹簧的一端；

所述温度传感器为两个，一个安装在智能充电插座的内腔，用于检测插座内部环境温度；另一个安装在插座一角的透气栅格处，探头裸在插座外，用于检测插座周围环境温度；

所述MCU采用自带A/D转换通道的微控制器；所述A/D转换输出电路分别与MCU自带的A/D转换通道相连接；

所述电流采样传感器、压电式传感器、温度传感器分别通过A/D转换器与MCU相连接；

所述智能充电插座还包括与MCU连接的存储器；

所述微信云服务平台通过无线通讯与智能手机的微信公众号相连接；所述插座本体外部设有用于用户扫描进行付费充电的二维码涂层；所述二维码是由微信平台认证并授权的每个插座唯一的二维码标识；所述二维码涂层下方设有红色和绿色两种状态指示灯；

所述DO输出表现为一个标准插接头，用于与插座的外部设备相连接，其中外部设备可以是智能充电插座防护箱，也可以是智能充电插座集中监视屏。

2.根据权利要求1所述的一种基于微信的自助式蓝牙智能充电系统，其特征在于，所述智能手机通过安装微信并注册微信账号，用于扫描插座唯一的二维码关注智能充电插座运营商的公众号，打开手机蓝牙，用户的微信账号自动与智能充电插座绑定，用户使用微信公众号通过蓝牙通讯对智能充电插座进行控制和数据查询；所述智能手机微信公众号通过4G或Wifi与微信云服务平台通讯。

3.根据权利要求1所述的一种基于微信的自助式蓝牙智能充电系统，其特征在于，所述微信云服务平台用于根据接到的用户充电请求和充值金额到账信息，通过手机微信公众号以蓝牙通讯的方式向智能充电插座下达授权供电指令，所述授权供电指令包括指定插座ID编号、用户ID，充值金额、通电指令；所述微信云服务平台收集记录用户手机微信公众号通过蓝牙通讯获取的智能充电插座的充电数据信息，并向第三方服务器提供数据接口；所述微信云服务平台根据收集的用户充电余额，按照用户的要求在合适的时间内予以退款。

4.一种如权利要求1所述的基于微信的自助式蓝牙智能充电系统的充电方法，其特征在于，步骤如下：

(1)充电器电源插头插入智能充电插座；

(2)手机微信扫码绑定智能充电插座；

(3)微信支付充值；

(4)微信平台下达供电指令；

(5)智能充电插座通电，开始充电；

(6)智能充电插座全程实时监控电动自行车充电状态及安全；

(7)终止充电；

(8)充电信息查询；

(9)充电余额退还。

5.根据权利要求4所述的充电方法，其特征在于，所述步骤(1)用户将待充电电动自行车的充电器电源插头插入智能充电插座孔，智能充电插座插孔的保护门滑块受力沿弹簧方向移动，弹簧被压缩，弹簧对压电式传感器的压力增大，压电式传感器输出电信号增大，通过A/D转换器输入智能充电插座的MCU；智能充电插座MCU识别为充电器电源插头插入插座插孔。

6.根据权利要求4所述的充电方法，其特征在于，所述步骤(2)手机微信扫描智能充电插座面板上的由微信平台认证并授权的每个智能充电插座唯一的二维码，自动获取智能充电插座ID及智能充电插座运营商微信公众号信息；用户关注智能充电插座运营商的微信公众号后，微信提示用户打开手机蓝牙，即自动完成智能充电插座与微信账号的绑定；微信公众号通过手机蓝牙自动读取智能充电插座存储器记忆的本用户ID最近一次充电记录，如果用户的充电余额>0，则进入微信公众号退款界面；如无充电记录或充电余额＝0，则进入微信公众号充电设置界面。

7.根据权利要求4所述的充电方法，其特征在于，所述步骤(3)用户在微信公众号充电设置界面，设置充电设备类型、充电方式、充值金额；通过微信支付系统将充值金额支付给智能充电插座运营商账户，并发出充电请求；用户通过微信公众号可以查询充值历史记录。

8.根据权利要求4所述的充电方法，其特征在于，所述步骤(4)微信平台接到用户充电请求及充值金额到账信息后，通过手机微信以蓝牙通讯方式向指定的智能充电插座下达授权供电指令。

9.根据权利要求4所述的充电方法，其特征在于，所述步骤(5)智能充电插座MCU确认充电器电源插头插入插座、有剩余充电金额及接收到微信平台的通电指令，控制继电器开关闭合，接通电源输入端与电源输出端，智能充电插座通电为充电设备供电，开始充电，智能充电插座面板上的绿色指示灯灭，红色指示灯恒亮。

10.根据权利要求4所述的充电方法，其特征在于，所述步骤(6)智能充电插座MCU实时检测充电过程中周围环境温度或智能充电插座内部温度过高或温升过快、充电电流过大或突然增大、以及出现窃电现象、恶性负载时，控制继电器开关断开，插座停止对充电设备供电并警报。