CN109461048B - 一种用电租赁系统与充电设施 - Google Patents

Abstract

一种用电租赁系统包括：本地验证电路，用于在与用电租赁系统外部的便携设备建立近场通信时对该便携设备中的用电请求进行验证，其中该便携设备不通过无线通信网络连接云服务器；和与该本地验证电路通信的远端验证电路，用于与云服务器建立通信以在接收对该用电请求的验证时从云服务器获取对该便携设备关联的用电租赁支付的验证数据。本发明在此基础上还设计了一种充电设施。

Description

一种用电租赁系统与充电设施

技术领域

本发明涉及对公共用电（例如租赁式用电场所）的电能管理，特别是一种可以提供稳定充电的电能管理系统，通过对用电设备充电操作的（例如）在线计费、荷载/行为分析等，实现充电用电的便捷性。

背景技术

随着用户消费的便携设备、电动车辆的日益增多普及，大多数公共区域的充电需求也与日俱增。但是由于目前对于公共区域充电用插座的缺乏，基本都是采用充值式（例如投币式）充电设备，从而存在超时过充、线路超负荷发热、插座过热等情况，严重者会发生电池爆炸起火、线路短路起火等灾害，这类因电池充电不规范引起火灾的新闻屡见不鲜，充电规范化管理已经成为社会的一大难题。本发明将重点通过对充电用插座进行优化升级，解决目前充电安全和充电支付问题。

通常，用户可通过使用便携设备拍摄的方式读取贴敷在充电插座外壳上附近区域的例如电子二维码或条形码信息，在完成身份验证和在线支付后使用插座提供的电能。在这个过程中，通过用户的便携设备读取信息内容将与远端服务器建立通讯以传递验证数据，然后再经该远端服务器（例如云服务器）向供电插座发送认证以允许该插座提供电能输送。在上述验证过程中，用户需要向远端服务器提供金额支付，支付的方式是单一的。另外，在一些无法通过有效通讯网络来完成支付的情景（例如地下设施）下，需要通过其他有效方式更高效地完成用电验证和支付。

发明内容

本发明首先针对现有技术中存在的技术问题提出了一种充电管理系统，无需实时地通过应用程序（例如商户提供的APP程序）及管理器远程控制和管理充电插座。

在一些实施例中，充电插座本体内具有过流、过热检测、触电保护电路，例如，每一充电插座包括大功率继电器，带反馈的过零通断检测电路，用电统计电路，NTC温度检测电路、通信电路和输电电路。

同时，可在多个充电插座端于云服务器之间设置主站，其通过无线通信电路接收来自所述云服务器的控制指令，并控制大功率继电器通断插座的电力通路。在此，可不需要用户的便携设备连接无线通信网络而实现在例如信号封闭环境下的支付网络。

在一些实施例中，为避免上/下电冲击电流对所述大功率继电器的冲击损害，所述主站通过用电统计电路和所述带反馈的过零通断检测电路来保证所述大功率继电器在220V过零点实现通断，从而避免大电流冲击。主站通过用电统计电路来检测用电电压/电流和NTC温度检测电路检测插座内部大电流产生部位的即时温度，进而可通过所述云服务器推送提示消息到所述用户的应用程序或主站，及时提示和处理以避免发生危险事故。

在一些实施例中，可通过用户的便携设备进行用电支付。在一些实现中，支付可以是通过本地支付的便携设备（诸如近场通信（NFC）或射频身份标签（RFID）方式）在便携设备不接入任何网络的情况下完成支付验证，也可以是任何适用的远程支付方式（诸如通过金融商户、支付管理商户注册）直接完成支付。而在另一些实现中，此类充电插座检测和收集待充电设备的用电行为以形成数字化应用逻辑以便形成例如推荐信息给用户。

为了实现以上功能，在一个方面，一种用电租赁系统包括：本地验证电路，用于在与用电租赁系统外部的便携设备建立近场通信时对该便携设备中的用电请求进行验证，其中该便携设备不通过无线通信网络连接云服务器；和与该本地验证电路通信的远端验证电路，用于与云服务器建立通信以在接收对该用电请求的验证时从云服务器获取对该便携设备关联的用电租赁支付的验证数据。

在改进中，所述的用电租赁系统还包括处理器，用于在该远端验证电路接收中继和确认所述验证数据后生成与该便携设备关联的用于所述用电租赁支付的支付卡，该支付卡用于每次便携设备不连接无线通信网络时的支付操作。

在进一步改进中，所述的用电租赁系统还包括控制器，用于在该远端验证电路确认所述验证数据后控制向该便携设备关联的用电设备的输电模式。

在另一方面，一种充电设施包括：若干提供充电的插座，本地验证电路，用于在与用电租赁系统外部的便携设备建立近场通信时对该便携设备中的用电请求进行验证，其中该便携设备不通过无线通信网络连接云服务器；耦接本地验证电路的控制器，用于在该远端验证电路确认所述验证数据后控制向该便携设备关联的用电设备的输电模式；与云服务器通信以建立一支付网络的主站，该主站与插座通过本地网络连接，该主站设有：与该本地验证电路通信的远端验证电路，用于与云服务器建立通信以在接收对该用电请求的验证时从云服务器获取对该便携设备关联的用电租赁支付的验证数据。

在改进中，所述本地网络连接是通过输电线载波的方式建立。例如，有时可使用RS485、CAN、X10或类似总线协议来建立。

另外，所述控制器还用于向在此控制器的插座获取所述验证数据后向另一或多个插座传递该验证数据。

在另一改进中，所述的充电设施还包括处理器，用于在该远端验证电路接收中继和确认所述验证数据后生成与该便携设备关联的用于所述用电租赁支付的支付卡，该支付卡用于每次便携设备不连接无线通信网络时的支付操作。

附图说明

图1是本发明用电租赁系统的原理框图；

图2是本发明一种充电设施的连接结构示意；

图3是用户的便携设备与这种充电设施进行交互的界面示意；

图4是用户的便携设备与这种充电设施进行交互的界面示意；

图5是用户的便携设备与这种充电设施进行交互的界面示意；

图6是用户的便携设备与这种充电设施进行交互的界面示意；

图7形象描绘了插座的外形结构；

图8形象描绘了这种插座的两种使用状态；

图9形象描绘了这种插座的又一种使用状态；

图10形象描绘了这种插座的又一种使用状态；

图11形象描绘了这种插座的又一种使用状态；

图12描绘了图10描绘的插座的局部爆炸示意图。

具体实施方式

按照图1示出那样，本发明采用以下技术方案：一种充电管理系统包括：

（1）分布式的可对不同用电设备（尤其是较大电流的用电设备）提供充电服务的若干插座（有时也可称为“转换器”），这些插座可以是固定安装，也可以是移动式取电方式，这些方式可通过结合附图描述之方式来理解；

（2）与这类插座电性耦接的主站500，向这些插座经电力引线提供输电，其中每一插座中通过上述大功率继电器可控地通断该电力引线向用电设备插头之间的输电。在一个例子里，对大功率继电器的控制可通过每一插座端设置的控制器来发送通断信号，这种通断有时也可经用电统计电路对输电量的检测来触发。

在一个实施例中，此类主站可设有远端验证电路，用于向远端云服务器通过低功耗的无线通信方式，如长距离射频（Lo-Ra）、窄带物联网（NB-IoT），复用的频带通信，例如GPRS、ZigBee混合GPRS等连接到移动网络基站进而通过互联网接入所述云服务器以获取对售电服务的验证信息。

从主体构造上来说，按照图7至10示出的例子那样，此类插座可包括机械地/机电地相互耦接的第一插座部和第二插座部，其中该第二插座部被设置为面向用户直接接触，因此该第二插座部可用于与用户便携设备的本地支付操作并可用作为一防护结构。具体来说，该第二插座部内可具有：本地验证电路以及与本地验证电路适配的识别电路，用于接收和识别来自本地验证电路确定的验证信息以及来自用电设备的识别信息（例如电流等级）；耦接该识别电路的控制器，用于通过所述验证信息控制向这些用电设备提供的输电；以及耦接该控制器的射频（RF）收发器，用于通过例如NB-IoT协议发送信息给上述远端验证电路。

对用电租赁服务的验证交互示例

根据以上方案，所述验证电路包含了本地验证电路和远端验证电路，有时，这两验证电路皆可设置在主站500而非插座510/520内，也就是说，插座和主站可集成在一起设置。云服务器对一地理辖区（例如图4示出的地理围栏561, 562, 563）内所有主站（例如主站的站点A1, A2, A3）建立通讯，进而通过主站500对每个插座的实时用电情况进行监测，一旦出现问题（例如设备离线、设备过载、设备过热等）可以在例如地图信息上定位和向用户发送消息提示。

远端验证电路还用于向云服务器提供设备信息。此类设备信息可包含定位信息，例如该主站所在的地理围栏信息或局域网络（LAN）有效通信范围561, 562, 563，或者，也可包含用电/受电设备（例如电池组，电动自行车等）的验证信息，故障信息或售电（例如向主站500提供用电租赁服务）服务点的商户信息等。用户可将其便携设备5保持在与主站500的有效通讯范围内以发起用电请求而不需要用户的便携设备5与主站端500之间的实际物理接触（哪怕是近距离地扫描二维码）。有时，在便携设备5处于主站500的有效通信范围内期间(例如当用户设备位于主站的2~10m范围内、当用户设备距离插座的5cm内、当用户设备位于主站的1m内或当用户的便携设备与主站之间的距离具有其他合适时)，便携设备5可向主站500发送所选择的用电请求（例如图5中的块564示出）。在一个例子里，所示的用电请求可包含主站500推荐的用电类型，例如输电功率、用电设备的用电模式（诸如预计输送的电流/电压幅值）或者用电设备的数量等。

响应于接收到所选择的用电请求，主站500可通过将所接收的用电请求经处理器来完成支付计算。处理器可利用用户当前的用电请求生成与用于租赁支付的远端云服务器联系的网络传输事件。此类网络传输事件可通过例如4G通信链路、个人区域网(PAN)通信链路、无线局域网(WLAN)通信链路或其他长距离无线通信链路来执行。

用户的便携设备5发起的用电请求可通过远端验证电路使用注册在云服务器端的对应售电服务的提供方提供到主站500上。提供方可被配置为提供不同于本地验证电路发起的另一层安全验证。例如，提供方可由电力供应/管理方和提供插座设备的租赁方来共同运营管理，所提供的服务可包括：用于销售/租赁将由用电设备消耗的实时电力的在线商户、用于销售/租赁在用户的便携设备5上运行的用电应用程序的在线商户、用于在多个用户设备之间共享这种售电服务的在线服务平台、用于跟踪用户便携设备5的地理位置并远程地提供用电推荐的服务、允许用户购买充值卡券/优惠活动券（例如电子券）的在线服务等等。

这些服务的提供方也可至少向不同的用户提供其各自的个性化账户，以用于访问由该提供方所提供的服务。每个用户账户可与个性化用户标识(PID)和用户的便携设备5上的可用登录账户相关联。一旦登录，便可允许用户将一或多个服务类型（例如限期充值券）提供到用户的便携设备5上（例如块553示出那样），以使用户便携设备5端的应用程序来合并支付上述用电租赁的费用。

有时，用电租赁的提供方的商业实体是彼此分开独立的。例如，商业实体对用户支付的用电租赁费用是通过与主站500或云服务器端建立的不同通信链路而彼此独立结算的（但对于用户端不具体显示或提示），如此，这些商业实体可利用与其每个用户的账户相关联的任何用电请求信息来更安全地确定由支付网络所提供的个性化用电请求是否应当被（诸如定期地）提供到给定的用户设备上。这样的例子可以是作为提供方商业实体的电力管理方可独立地向用户设备端即时地结算费用，而插座设备的租赁方则可以定期地（诸如每月）进行结算或者并行地提供其他服务（诸如优惠电子券）以增强用户体验。如果需要，商业实体还可利用其能够(例如经由软件或固件更新)配置或控制插座的各个驱动部件的能力，以便在用户想要将由支付网络所提供的用电请求提供给云服务器上时为用户提供更好的用电体验。

识别电路可被配置为在与便携设备5在更近距离（例如5cm范围内）有效电磁接触时接收来自于便携设备5的反馈信号，本地验证电路被配置为响应于接收到的这个反馈信号而直接与便携设备5内的通讯模块建立近距离本地通信以在用户持有的便携设备5上执行用电请求操作。有时，这种用电请求操作也可在主站500上可视化地操作，例如主站500提供可视化显示电路501(或者利用便携设备5的显示电路51)和输入接口502，诸如用于打印支付凭条，机械输入选择项目或用于语音播放等。例如，本地验证电路可用于提供安全服务以在售电提供方和便携设备5内的安全模块之间建立安全信道。对用电请求、用户的支付卡信息和/或其他账户隐私的验证数据便可经该安全信道从云服务器传送至便携设备5中安全模块。例如，本地验证电路可使用公钥/私钥或其他加密方案来确保提供方与用户便携设备5内的安全模块之间的通信受到保护。

例如，用于提供充电的每一插座具有唯一的设备编码，基于该安全信道通过通信电路发送注册请求到主站500或传递给云服务器端，所述控制器可被配置为在多个此类插座之间建立通信关联。如图2示出那样，一主站500可被配置为耦接多个插座（例如插座510,520或更多个）以提供不同的售电服务。例如，用户可能需要对多个用电设备充电，在每一插座仅具有一个输电电路100时可在一次支付验证下同时提供两个或更多插座给用户。如此，这些插座中的一个被设置为主插座而另一或多个被设置为辅助插座。

在图2示例实施例中，此类插座可包含主插座510和辅助插座520，主插座510包括一或多个安全模块。此类安全模块充当能够根据所设定或规约的安全规则和协议要求托管应用程序及其保密和密码数据的防篡改部件(例如作为单芯片或多芯片的安全控制器)。安全模块可作为通用集成电路卡(UICC)、嵌入式智能安全数字(SD)卡、微SD卡等来提供。用户隐私数据（诸如卡信息和其他商户信息）不被（或临时读写-擦除地）存储在该安全模块上。该安全模块提供安全域，该安全域保护用户支付并在可信网络环境中处理所期望的支付交易而不损害用户隐私数据的安全性。每个安全模块可具有其自身唯一标识符。任何两个安全模块都不应具有相同的唯一标识符并且该标识符不能被修改。

本地验证电路可被配置为在安全模块中的主安全域(ISD)中执行，而执行本地支付操作的本地验证电路可在补充安全域(SSD)中执行。例如，用于在插座510上创建或以其他方式提供一或多个用电请求(例如与用户各个银行卡、通行卡、交通卡等相关联)和/或用于管理插座510、520上的用电请求内容的密钥和/或其他合适的信息可被存储在本地验证电路上。本地验证电路执行的每次支付可与为主站500提供特定权限或支付权限的特定用电请求(例如用定制信用卡支付用电请求、定制公共交通卡支付用电请求等)相关联。这些安全域之间的通信使用特定于安全域的不同加密/解密密钥来加密。例如，每个SSD可具有其自身的与相应支付相关联的管理密钥，其用于激活/启用该SSD的特定用电请求以用于在插座510处基于NFC通信协议的支付操作期间运行。

便携设备5可具有多种部件，例如多种机械按钮55，摄像电路54和显示电路51（诸如LED显示器）。在显示电路51中可生成用于上述用电请求的操作界面，其中包含若干功能块。功能块可用于显示例如与用户支付相关的信息或用于点触输入的模块控键，以及与设备5本身功能相关的信息，例如块551。在图3的示例注册操作中，可将已知的关联卡列表在块550中呈现给用户并给予用户机会从支付账户中选择一或多个支付卡来提供给主站500或插座510。在一种合适布置中，对于每个支付卡只有一部分数字(例如只有资金账户的最后四位数字)被显示在块550上以防止欺诈。在另一合适布置中，只有每个支付卡的名称被显示出，前提是用户已知。

当支付卡被选择时，可要求来自用户的附加输入来提供附加安全等级。例如，用户可选择支付卡然后要求用户输入对应的卡验证值(CVV)。又如，用户可选择支付卡然后要求用户输入对应的截止日期。再如，用户可选择支付卡然后要求用户输入对应的账单地址。示例性地，可向用户请求其他类型的信息以验证用户准备长期地租赁该插座510。一般来讲，所请求的信息应当是用户相对容易提供的，但应当只有用户自己知道。用户不需要输入完整支付卡号码，除非支付卡先前没有被提供给例如售电提供方。在块553中，可在以上选择和验证符合后向用户推荐可以使用的支付信息，例如电子券及其有效期。

而在块554处，主站500的安全模块可向便携设备5发送Check_Req(检查请求），该安全模块然后将该Check_Req转发至支付网络以建立云服务器与便携设备5之间的验证。Check_Req请求可包括用户在块553中所提供的支付卡验证信息。随后，云服务平台通过支付网络将Check_Resp(检查响应)发送回到安全模块。这个检查响应可指示支付卡验证尝试成功或者卡验证尝试失败。如果尝试失败，则可为用户提供另一或多次机会来输入正确的验证信息。可只给予用户有限数量的机会来提供正确输入。例如，在便携设备被暂时暂停用于支付之前可只允许用户失败最多三次的尝试。

有时，主插座510和辅助插座520可能不处于同一地理围栏内。例如，用户的用电设备6期望于在位置A1对一设备进行长时间充电并前往位置A3可能产生用电请求。在块554处，在已向用户便携设备5的支付验证完成后，主站500中处理器可向便携设备5中继回对用户定制的支付身份卡（IDC）。同时响应于接收到该通知，主插座510可向辅助插座520发送Fetch_Premium (获取许可)请求。作为响应，辅助插座520经主插座510将最新版本的许可标识(例如现已被激活用于支付的许可)转发回到上述处理器。

上述处理器可被配置为向用户提供对用电模式的选择以便提供更好的充电体验。在块564处，通过接收用户对充电模式的选择来控制对输电电路的输送功率的调节，并根据对该选择响应于上述用电请求向插座510或520发送对于具有对应于该选择的适配功率插座的位置提示。在一个例子里，用户便携设备5可通过对插座510建立的NFC通讯来获取这些提示。又例如，用户可能长期租赁插座510，则可通过该NFC通讯获取用户是否订阅这种操作记录。

在块567中，上述处理器还被配置为根据所述选择计算用电需量并向便携设备5传递用于支付的提示信息。例如，支付的提示信息可包含用电需时，根据所选择的用电模式结算费率/费用。有时，插座510可向便携设备5中继预先支付的费用，以便于用户返回到块564中重新选择能够负担的其他用电模式。

在图6示出例子里，也可在充电完成后通过NFC方式向用户提示需要支付的费用信息。结合图5和图6所述类型的操作方法可延伸到将支付信息或卡提供到多于一个的用户便携设备、附件和其他合适的电子部件上。在另外的合适的实施方案中，除了提供方发送的支付凭条之外的用户隐私数据也可以这种方式被传送到另一用户的便携设备上。

参考图2，考虑用户需要使用多于一个插座（诸如插座510和520）的示例，尤其是需要多于一输电电路。在一场景中，用户可通过在主插座510上输入所要求的信息(例如一或多个支付卡验证值)来在插座510和520两者上获得用电许可。

在另一场景中，用户希望仅在辅助插座520上持续用电，因为插接在插座510上的用电设备已充电完成。在一些布置中，辅助插座520可能在尺寸方面比主插座510更小(即主插座510可提供更大的插接区域来实现更多的输电电路)。在此类情况下，可能更期望用户在主插座 510上执行支付设置和验证(例如输入所要求的支付信息)一次，然后只需要用户的极少的输入时使所期望的用电提供到辅助插座520上。以这种方式将用电许可提供到一或多个辅助插座520上便可为用户提供更方便的体验，而用户实际上不必直接在辅助插座520上输入再次支付的信息。一旦辅助插座520被用户使用，插座520便在主站处执行支付。

在一个实施例中，本地验证电路还被配置为向用户提供在例如主插座510上选择支付卡来激活。例如，用户可选择先前提供的支付卡(例如已提供在主插座510上的卡或者先前已与在提供方处该用户的账户相关联的卡)中的一个卡，并任选地输入卡安全码、对一或多个验证问题的回答和/或提供其他验证信息。又如，用户可选择输入新的卡而提供在辅助插座520上。在此类场景中，用户可能需要提供完整的支付卡号码以及所有相关联的安全信息。再如，用户也可选择对支付卡拍照并使主站500从照片中提取卡信息。用户可能仍然需要手动输入卡安全码。

主插座510可向辅助插座520上的控制器发送注册数据请求Reg_Req(注册请求)。响应于从主插座510接收到该Reg_Req，控制器可向安全模块发送当前状态请求CurrentState_Req(当前状态请求)。与安全模块的任何通信可由在安全模块上运行的安全模块守护进程(SEd)来处理。

安全模块然后可利用当前状态响应CurrentState_Resp(当前状态响应)来进行响应。这个响应可例如包括安全模块的SEID、指示本地验证电路当前在安全模块上进行实例化的信息(例如指示安全模块上的当前已提供的用电请求的信息)和/或反映安全模块的当前状态的其他信息。

辅助插座520的控制器可向主插座510发送回注册数据响应Reg_Resp (注册响应)。特别地，Reg_Resp可包括来自安全模块当前状态响应的信息和与该特定辅助插座520相关的附加信息(包括但不限于该插座520的序列号、名称、推送令牌(例如该辅助插座的网络地址)和与辅助插座整体相关的其他合适信息)。

主插座可将从辅助插座520的控制器接收的注册数据Reg_Data(注册数据)转发至远端验证电路。远端验证电路可将所接收的SEID与所接收的推送令牌配对使得用电租赁服务的提供方知道对应的安全模块驻留在哪个设备上。注册完成消息RegComp(注册完成)从远端验证电路发送给主插座510以表明注册结束。该远端验证电路可将所接收的推送令牌转发至TSM，使得TSM知道为了访问所期望的安全模块要与哪个用户便携设备联系。

在另外的合适实施方案中，可要求用户输入经由其他安全信道从提供方提供的其他类型的一次性密码(OTP)(例如，在支付网络完全激活支付卡之前，支付网络可要求用户执行附加验证步骤)。例如，支付网络可向远端验证电路发送存档的可用联系人/验证方法的列表，例如包括文本消息、电子邮件、自动电话呼叫等的联系方法，其然后可被转发至主插座510。用户可在主站500上从该列表选择所期望的验证/联系方法，所选择的验证方法可然后经由远端验证电路被中继回到支付网络。支付网络然后将经所选择的联系方法发送验证码。一旦用户接收到由支付网络发送的验证码，用户便可在主插座上输入验证码。该验证码然后被传送给远端验证电路，该远端验证电路然后将该验证码转发至支付网络。作为响应，支付网络向该远端验证电路指示支付卡现在是可用于离线支付的。

插座的构造示例

图7至12示出了基于以上验证交互示例的插座结构。主插座510或辅助插座520可具有用于接收用户机械输入的一或多个按钮。按钮可基于薄膜开关或其他开关。按钮可包括形成下压按钮、滑动开关、摇臂开关等的可活动构件。有时，此类按钮还可具有附加按钮、扬声器端口、数据端口(诸如数字数据端口和音频连接器端口)和/或其他输入/输出设备。在一些实施方案中，辅助插座520上的按钮也可用于在主插座510上用于安全支付。

在一个实施例中，识别电路可包括射频（RF）收发器（诸如433低频协议）以及近场通信（NFC）电路。NFC电路可生成和接收来自便携设备5的近场通信信号以支持插座510与便携设备5内近场通信读取器或其他外部近场通信设备之间的高速通信。近场通信可使用环形天线来支持，例如用于支持感应式近场通信，其中插座中的环形天线电磁地近场耦接到近场通信读取器中的对应环形天线。在一些实现里，近场通信链路通常在20cm或更短的距离内形成，即为了有效通信，便携设备5必须邻近或贴靠该识别电路放置。

射频收发器和NFC电路可耦接到一或多个基带处理器。基带处理器可从射频收发器接收要传输的数字数据并可向射频收发器中的至少一个无线收发器提供对应信号以用于无线传输。在信号接收操作期间，射频收发器和NFC电路可从外部源(例如无线基站、无线接入点、GPS卫星、NFC读取器等)接收射频信号。基带处理器可将从射频收发器或NFC电路接收的信号转换成用于上述控制器的对应数字信号。基带处理器的功能可由一或多个集成电路提供。该基带处理器有时作为存储和处理电路的一部分。

射频收发器还可包括天线以形成例如图4示出的地理围栏561内的信号覆盖范围。可使用任何合适的天线元件类型来形成天线。 例如，天线可包括具有谐振模块的天线，该谐振模块由环形天线结构、贴片天线结构、倒F形天线结构、隙缝天线结构、平面倒F形天线结构、螺旋形天线结构或者这些设计的混合等形成。可针对不同的频带和频带组合使用不同类型的天线。例如，在形成本地无线链路天线时可使用一种类型的天线，并且在形成远程无线链路天线时可使用另一种类型的天线。除了支持蜂窝通信、无线局域网通信和其他远距离无线通信之外，天线的结构可用于支持近场通信。天线的结构也可用于采集接近传感器信号，例如电容性接近传感器信号。

另外，射频收发器可不处理近场通信信号，因此有时被称为非近场通信电路例如收发器电路可处理非近场通信频率(诸如高于700MHz的频率或其他合适的频率)。近场通信收发器电路可用于处理近场通信。利用一种合适的布置，近场通信可使用频率为例如13.56MHz的信号来支持。可使用天线的结构来支持其他近场通信频带。

在一些实施例中，插座510可具有用于用户充电接触的第一插座部10和与之拼接的用于装设与输电功能有关的电路部件（例如继电器、输电电路100、用电统计电路、温度检测电路等）的底座20，底座20安装在建筑面内。输电电路100外露出第一插座部10表面的若干个插口102（不限于图示那样的形状和数量）用于用电设备6的插接取电。

在改进中，第一插座部10具有与之通过上述按钮可活动耦接的第二插座部30，第二插座部30内可设有：上述本地验证电路以及与本地验证电路适配的识别电路，用于接收和识别来自本地验证电路确定的验证信息以及来自用电设备的识别信息（例如电流等级）；耦接该识别电路的控制器，用于通过所述验证信息控制向这些用电设备提供的输电；以及耦接该控制器的RF收发器，用于发送射频信息给上述远端验证电路。

就以上方案所指，按钮可以是多样的结构，同时，按钮用于触发多个电信号指令给第一插座部10内控制器用于触发对支付的识别和执行操作。在图8和9示出实施例中，第二插座部30具有可以就第一插座部10表面绕轴380翻转的机构。例如，在绕轴380向上旋动至一定角度（诸如160°）时，可通过上述识别电路确定向控制器发送触发电信号。

第二插座部30可具有表面大致平整的主体部350，用于与便携设备5的接触。有时，用户可将实体便携设备5（诸如图示的实体支付卡）插入该主体部350上开设的槽351内以实现便携设备5与NFC电路/RF收发器之间的射频接触。另外在该主体部350上的合适位置设有指示器352，该指示器用于提示支付状态或充电状态并且可以是光/声学方式发出提示。第一、第二插座部彼此相互接触闭合为密封机构以满足防护要求，因此在第二插座部30外框边缘处留有若干容线孔353用于容纳用电设备6的插头引线。

按钮还具有锁扣部用以维持这种防护作用。这类锁扣部可以是机械、机电或电子触发的方式开闭。在一个较佳例子里，锁扣部可被布置在第一、第二插座部相对应的两位置处，通过电磁激励方式控制开闭。例如，第一插座部10表面板上设有电接触件111用于与第二插座部30底缘对应布置的电接触件相互磁性地吸合，诸如使用霍尔元件。

例如，第二插座部30可翻转以抵触第一插座部10，在此，第一、第二插座部具有彼此相等的厚度（从垂直于第一插座部10表面板方向上约束），如此，可实现第二插座部30的稳定抵靠，并最大限度地扩充第一、第二插座部封闭的内部容纳插头的空间。同时，为了容纳便携设备5，该厚度至少应满足合适地插摆便携设备5，并且该第二插座部30背部开设的凹槽300中设有凸台320，用于卡固便携设备5。这样的效果是，便于在上述支付验证过程中本地实现的交互，并可复用便携设备5的某些功能，诸如扬声器53、摄像头54以及显示电路51提供的电子功能。有时，用户也可通过按动便携设备5的按键55来触发置于背板310内的NDC电路的NFC通讯建立。通过所建立的NFC通讯，用户可通过生物识别电路（诸如指纹识别电路52或通过摄像头54拾取的面部识别）来临时地完成上述支付验证操作的隐私信息输入而不驻留在插座510内。

图10至12提供了另一种实施例，其中按钮被设置为上下滑动的开关机构。这种滑动开关机构可通过滑槽105和第二插座部30背部的卡棱330的接触和产生位移来实现。例如，这种滑槽开关机构可被限止在末端位置，诸如凸台110和卡片140设定的一个滑动槽空间内往复运动。同时，凸台110的形状与凹槽300的底缘320抵靠并且该凹槽300的空腔截面相配以实现密闭，如此，可在凸台110上开设容线孔112。

在改进中，输电电路100可具有旋转机构103以便于不同形态的插头在插接插孔102后更适于容纳在第一、第二插座部封围的空间内。例如上述凹槽300或凹槽300与370的实际空间。

底缘320上设有电接触件311，与凸台110上设置的电接触件111彼此接触以导通背板310内布置的电路板。电路板上电子集成有上述识别电路、与该识别电路耦接的本地验证电路、集成于识别电路的NFC电路/RF收发器等。有时，电接触件311、111也可布置在滑槽105内，当第二插座部30抵靠末端限止位置时实现电连接。

在改进中，滑槽105内具有弹性件1053用于在断开所述电接触件111和311之间的抵触时将第二插座部30向上回弹至合适位置。弹性件1053使卡棱330向上产生位移并末端限止在卡片140上的柱1402位置。在图12示出的爆炸视图中，卡片140具有用于插入第一插座部10表面板背部对称开设的孔1052内的柱1402以及用于卡固和定位在该表面板背部上的柱1401，插入孔1051内。在一个例子里，该卡片140底侧具有电接触件311而卡棱330顶部具有电接触件111。在另一个例子里，可同时在卡片140底侧和底缘320上设置不同的电接触件以触发不同的电信号给控制器。

对于旋转机构103，其具有一纵向截面为扇形（例如对应最多90°）的空腔130，如此，作为输电电路100一部分的金属导电片1021，1022（例如对应于火线L和零线N）设置为弧形构造以便在底座20的空腔200内布置的电触片201上的孔中定位并可往复旋动。同时，多个电触片201还各自电连通接线柱202以连通输电线503或504并连接主站500。

另外，该空腔200还具有用于收纳旋转机构103外壳的构造（图中未示出），并且旋转机构103穿过第一插座部10的表面板上开设的开口104从底座20中伸出。因此，用户可通过从卡口101拨出该旋转机构103，并且为了实现这种旋转，通过在空腔130底缘布置铰链1023并固定在该第一插座部10的表面板背部的安装槽1041中。导电片1021，1022的插嘴（图中被遮挡而未示出）固定安装在固定板1024一侧而该导电片的另一部分卡在该固定板1024的另一侧，固定板1024卡在该空腔130内的合适位置以便于插头插接的着力。

底座20还开设有空腔210，此类空腔210与空腔200电气隔离并且用于布置集成有上述控制器、用电统计电路、过零检测电路等的电路板。在一些实施例中，控制器与处理器之间的数据信息交互也可通过载波在输电线503、504上的方式实现。

本发明的有益效果是通过验证电路及主站远程控制和管理充电插座，充电插座本身具有过流、过热检测保护功能，不需要通过远程无线网络进行充电计费及支付，解决目前对于公共区域充电用的插座缺乏有效的管理，从而存在超时过充、线路超负荷发热、插座过热等情况，导致发生电池爆炸起火、线路短路起火等灾害问题。

Claims (6)

1.一种充电设施，其特征在于包括：

若干提供充电的插座，所述插座包括相互耦接的第一插座部和第二插座部，其中该第二插座部被设置为面向用户直接接触，用于与用户的便携设备执行本地支付操作并可用作为一防护结构，第二插座部内具有：

本地验证电路，用于在与一用电租赁系统外部的便携设备建立近场通信时对该便携设备中的用电请求进行验证，其中该便携设备不通过无线通信网络连接云服务器；以及

与本地验证电路适配的识别电路，用于接收和识别来自本地验证电路确定的验证信息以及来自用电设备的识别信息；

与云服务器通信以建立一支付网络的主站，该主站与插座通过本地网络连接，该主站设有：

与该本地验证电路通信的远端验证电路，用于与云服务器建立通信以在接收对该用电请求的验证时从云服务器获取对该便携设备关联的用电租赁支付的验证数据；

处理器，用于在该远端验证电路接收中继和确认所述验证数据后生成与该便携设备关联的用于所述用电租赁支付的支付卡，该支付卡用于每次便携设备不连接无线通信网络时的支付操作，其中

所述充电设施还包括：

耦接所述识别电路的控制器，用于通过所述验证信息控制向用电设备提供的输电；在该远端验证电路确认所述验证数据后控制向该便携设备关联的用电设备的输电模式；

所述控制器还用于向在此控制器的插座获取所述验证数据后向另一或多个插座传递该验证数据。

2.根据权利要求1所述的充电设施，其特征在于，所述本地网络连接是通过输电线载波或者是无线射频的方式建立。

3.根据权利要求1所述的充电设施，其特征在于，所述远端验证电路被配置为向云服务器提供设备信息，此类设备信息包括定位信息、用电/受电设备验证信息、故障信息或售电服务店信息。

4.根据权利要求1所述的充电设施，其特征在于，当便携设备处于主站的有效通讯范围内时，向所述主站发送所选择的用电请求，所述用电请求包含主站推荐的用电类型，所述用电类型是输电功率、用电设备的用电模式或用电设备的数量。

5.根据前述权利要求任一项所述的充电设施，其特征在于，所述控制器被配置为耦接多个所述插座并且在这多个插座之间建立通信关联，以提供不同的售电服务。

6.根据权利要求5所述的充电设施，其特征在于，所述插座包括主插座和辅助插座，主插座包括一个或多个安全模块。

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