CN110246273A - 一种多功能充电桩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能充电桩，包括充电系统、自动售货系统和广告展示系统，所述充电系统主要包括机箱、人机交互触摸屏、充电指示灯、急停按钮、刷卡器、计量电表、充电枪、充电模块和充电控制模块，所述人机交互触摸屏、充电指示灯、急停按钮、刷卡器、计量电表、充电枪和充电模块分别与充电控制模块相连接。所述自动售货系统包括商品展示窗、出货模块、货物柜、商品售出口、支付模块、商品按键模块和自动售货控制模块，所述商品按键模块设置有显示屏，所述商品展示窗内设置有货物柜，所述支付模块与自动售货控制模块相连接，所述广告展示系统包括交互面板和广告控制模块，所述交互面板与广告控制模块相连接。本发明具有下述优点：所述一种多功能充电桩可以为电动汽车充电，可以实现商品的售卖，还可以为广告客户投放广告，以实现盈利的多元化。

Description

一种多功能充电桩

技术领域

本发明涉及一种充电桩，更具体的说，它涉及一种多功能充电桩。

背景技术

伴随石油资源的减少，以及汽车尾气造成城市环境的严重污染。迫切需求新能源汽车替代传统燃油车。在政府的支持和引导下电动汽车快速普及，为电动汽车提供电能的充电站也快速增多。

然而，充电站运营者仅靠收取微薄的服务费用，难以收回巨额的投资成本且实现盈利，这是一个一直困扰整个充电桩行业的问题。由于无法实现盈利，造成大量的僵尸桩（无法使用的充电桩）的存在，造成严重的资源浪费，同时也影响充电站运营者投资积极性。

为了实现充电桩的盈利，我们开发一种可以为电动汽车充电，可以实现商品的售卖，还可以为广告客户投放广告的系统，以实现盈利的多元化。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种多功能充电桩。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种多功能充电桩，其特征在于：包括充电系统、自动售货系统和广告展示系统，所述充电系统主要包括机箱、人机交互触摸屏、充电指示灯、急停按钮、刷卡器、计量电表、充电枪、充电模块和充电控制模块，所述人机交互触摸屏、充电指示灯、急停按钮、刷卡器、计量电表、充电枪和充电模块分别与充电控制模块相连接。所述自动售货系统包括商品展示窗、出货模块、货物柜、商品售出口、支付模块、商品按键模块和自动售货控制模块，所述商品按键模块设置有显示屏，所述商品展示窗内设置有货物柜，所述支付模块与自动售货控制模块相连接，所述广告展示系统包括交互面板和广告控制模块，所述交互面板与广告控制模块相连接。

所述一种多功能充电桩，可以在一块主板上完成电动汽车充电桩、自动售货机和广告展示系统的功能，也可以根据电动汽车充电桩、自动售货机和广告展示系统实际结构需求和后期维护方便考虑，采用电动汽车充电桩、自动售货机和广告展示系统分开的形式，控制器之间可以通过总线进行连接和通信。

电动汽车充电控制模块、自动售货控制模块和广告控制模块与通信模块利用总线进行数据交互，通信模块与服务器平台利用有线互联网或无线4G/3G/GPRS网络进行数据交互，为了安全起见，计费和金额数据实现安全加密。

一种多功能充电桩，采用一个后台管理系统对电动汽车充电桩、自动售货机和广告展示系统进行统一管理。通过后台管理系统可以分别进入电动汽车充电桩、自动售货机和广告展示系的分页面，分别对它们控制和管理。这样实现了一个后台管理，分管三个子系统。

电动汽车充电桩系统由四部分组成：充电控制模块、通信模块、电池管理系统(BMS)、充电管理服务平台。

电动汽车充电桩的充电控制模块主要由嵌入式处理器完成，用户可自助刷卡进行用户鉴权、余额查询、计费查询等功能，也可人机交互触摸屏接口，实现人机交互。

充电桩控制模块内置电池管理系统系统(BMS)的主要功能是监控电池的工作状态(电池的电压、电流和温度)、预测动力电池的电池容量(SOC)和相应的剩余行驶里程，进行电池管理以避免出现过放电、过充、过热和单体电池之间电压严重不平衡现象，最大限度地利用电池存储能力和循环寿命。

充电服务管理平台主要有三个功能：充电管理、充电运营、综合查询。充电管理对系统涉及到的基础数据进行集中式管理，如电动汽车信息、电池信息、用户卡信息、充电桩信息；充电运营主要对用户充电进行计费管理；综合查询指对管理及运营的数据进行综合分析查询。

在自动售货机系统的总体规划中，主控制板主要负责人机交互、资金结算、销售统计、系统管理等工作，主要有通信、按键、存储、CAN等几个模块。

几个主要模块功能如下：

主控系统：主控系统主要负责控制本地支付系统，收到支付成功的信息后控制货道电机进行出货，完成整个业务逻辑。

支付模块：支付模块是自动售货机中直接面对客户、也是至关重要的一部分，该模块的稳定性直接关系到售货机的整体性能。自动售货机支付有多种方式，可以支持现金支付、扫码支付、银行卡支付、银联云闪付等，我们重点介绍现金支付，现金支付由纸币器、硬币器、找零器三部分组成。纸币器负责纸币的吸入，识别，辨真；硬币器负责硬币的吸入，识别，辩真；找零器负责进行给用户吐出零钱找零。自动售货机有自己专用的通讯协议，纸币器、硬币器、找零器以及主控系统这些都需要遵从这个协议。

出货模块：该模块负责将客户所购商品送至取货口。

通信模块：系统选用的微控制器通过总线与通信模块相连，将自动售货机联网后配合监控中心的后台数据库就可以实现自动售货机的远程管理及监测，在监控中心就可以实现商品的价格修改、缺货提示、销售统计等。还可以随时监测自动售货机的运行情况，包括故障警告、维修记录等。

在广告展示系统的规划中，广告控制模块主要负责多媒体广告播放、系统管理和人机交互等功能。

交互面板：自动售货机选择商品一般是按下商品下面对应的实体按钮，为了商业多元化的广告需求和支付宝与微信等网络支付功能的需求，可以利用交互面板进行自动售货机产品选择及扫码支付，可以在播放一些多媒体广告，在提高人机交互体验的同时更增加了当作广告机使用的附加值，还可以通过交互面板的触摸屏实现充电桩的充电操作流程和扫码支付流程。同时随着扫码支付、银行卡支付等多元化支付手段的普及，交互面板可同时负责联网功能。

因为电动汽车充电桩系统、自动售货系统和广告展示系统通过总线可以通信，所以这三个系统可以相互协调的工作。

一种多功能充电桩还具有以下特征：

优选地，充电和购物可以支持纸硬币支付、刷卡支付，银行卡支付以及手机扫描等支付方式。

优选地，由于后台管理系统采用统一帐户管理，可以通过纸硬币支付、刷卡支付，银行卡支付以及手机扫描等方式给帐户充值，充值金额既可用于电动汽车充电也可以用于购买商品。

优选地，所述广告展示系统还可以增加信息查寻功能，如城市地图查询，商业区导航，优惠信息查询等。

优选地，为了巩固充电客户资源，可以根据充电用户充电信息，通过自动售货系统赠送礼品；也可以通过显示屏发放充电折扣或免充电服务费等信息。

优选地，可以根据客户通过自动售货系统购买商品的信息，给于客户充电优惠。

优选地，为了吸引更多人关注播放的广告，可以在广告画面上随机出现一些数额不定的红包，可以通过手机扫描或轻点触摸屏获得红包里面的金额，也可以在广告画面还可以随机出现一些商品赠送或商品优惠信息。

本发明具有下述优点：所述一种多功能充电桩可以为电动汽车充电，可以实现商品的售卖，也可以为广告客户投放广告，以实现盈利的多元化。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的立体图。

图3为本发明的控制系统框图。

图中：1.机箱，2.交互面板，3.商品展示窗，4.商品售出口，5.充电枪，6.支付模块，7.人机交互触摸屏，8.充电指示灯，9.急停按钮，10.刷卡器，11.散热窗，12.充电控制模块，13.充电模块，14.计量电表，15.自动售货控制模块，16.货物柜，17.广告控制模块，18.进货模块，19.通信模块。

具体实施方式

参照图1-图3所示，本实施例的一种多功能充电桩，包括充电系统、自动售货系统和广告展示系统，所述充电系统主要包括机箱1，人机交互触摸屏7、充电指示灯8、急停按钮9、刷卡器10、计量电表14、充电枪5、充电模块13和充电控制模块12，所述人机交互触摸屏7、充电指示灯8、急停按钮9、刷卡器10、计量电表14、充电枪5和充电模块13分别与充电控制模块12相连接。所述自动售货系统包括设置在机箱1前侧的商品展示窗3和商品售出口4，所述商品展示窗3内设置有货物柜16，所述的支付模块6位于货物柜16的右侧，所述支付模块6与自动售货控制模块15相连接，所述广告展示系统包括交互面板2和广告控制模块17，所述交互面板2与广告控制模块17相连接。

电动汽车充电桩主要包括设置在机箱1左右两侧边上部的人机交互触摸屏7，设置在人机交互触摸屏7上方的充电指示灯8与急停按钮9，设置在人机交互触摸屏7下方的刷卡器10，设置在刷卡器10下方的充电枪插座及其连接的充电枪5，设置在急停按钮9上方和充电枪插座下方的散热窗11，以及设置在机箱1内部的充电模块13所述人机交互触摸屏7、充电指示灯8、刷卡器10、急停按钮9、充电模块13与充电控制模块12相连接。

随着ARM技术的不断发展，实际上一块ARM主板就可以完成电动汽车充电桩、自动售货机和广告展示系统的功能，但是根据电动汽车充电桩、自动售货机和广告展示系统实际结构需求和后期维护方便考虑，本实施例中还是采用电动汽车充电桩、自动售货机和广告展示系统分开的形式 ，控制器之间可以通过CAN总线进行连接和通信。

电动汽车充电控制模块、自动售货控制模块和广告控制模块与通信模块利用CAN总线进行数据交互，通信模块与服务器平台利用有线互联网或无线4G/3G/GPRS网络进行数据交互，为了安全起见，计费和金额数据实现安全加密。

一种多功能充电桩，采用一个后台管理系统对电动汽车充电桩、自动售货机和广告展示系统进行统一管理。通过后台管理系统可以分别进入电动汽车充电桩、自动售货机和广告展示系的分页面，分别对它们控制和管理。这样实现了一个后台管理，分管三个子系统。

电动汽车充电桩系统由四部分组成：充电控制模块、通信模块、电池管理系统(BMS)、充电管理服务平台。

电动汽车充电桩的充电控制模块主要由嵌入式ARM处理器完成，用户可自助刷卡进行用户鉴权、余额查询、计费查询等功能，也可人机交互触摸屏接口，实现人机交互。

充电桩控制模块内置电池管理系统系统(BMS)的主要功能是监控电池的工作状态(电池的电压、电流和温度)、预测动力电池的电池容量(SOC)和相应的剩余行驶里程，进行电池管理以避免出现过放电、过充、过热和单体电池之间电压严重不平衡现象，最大限度地利用电池存储能力和循环寿命。

充电服务管理平台主要有三个功能：充电管理、充电运营、综合查询。充电管理对系统涉及到的基础数据进行集中式管理，如电动汽车信息、电池信息、用户卡信息、充电桩信息；充电运营主要对用户充电进行计费管理；综合查询指对管理及运营的数据进行综合分析查询。

在自动售货机系统的总体规划中，主控制板主要负责人机交互、资金结算、销售统计、系统管理等工作，主要有通信、按键、存储、CAN等几个模块。根据主控制板任务以及处理器选型的几个原则，自动售货机控制模块选用ARM微控制器为核心的工业控制装置。

几个主要模块功能如下：

主控系统：主控系统主要负责控制本地支付系统，收到支付成功的信息后控制货道电机进行出货，完成整个业务逻辑。自动售货机的主控系统可采用PLC，STM32或ARM等主板进行设计。本实施例中，采用的是ARM控制器，实际上是一块ARM主板就可以完成交互面板和主控系统的功能，但是根据自动收货机实际结构需求和后期维护方便考虑，还是采取交互面板和主控系统分开的形式 。

支付模块：支付模块是自动售货机中直接面对客户、也是至关重要的一部分，该模块的稳定性直接关系到售货机的整体性能。自动售货机支付有多种方式，可以支持现金支付、扫码支付、银行卡支付、银联云闪付等，我们重点介绍现金支付，现金支付由纸币器、硬币器、找零器三部分组成。纸币器负责纸币的吸入，识别，辨真；硬币器负责硬币的吸入，识别，辩真；找零器负责进行给用户吐出零钱找零。自动售货机有自己专用的通讯协议，纸币器、硬币器、找零器以及主控系统这些都需要遵从这个协议。本实施例中的售货机采用MDB／ICP协议。MDB／ICP协议定义了一种串行的主从式总线接口，波特率为9600bit／s，自动售货机控制模块作为主机，其余外设如硬币机、纸币识别器、读卡器等都作为从机。

出货模块：该模块负责将客户所购商品送至取货口。不同的售货机有不同的出货机构，即使是同样功能的售货机也存在多种多样的设计思路和实现手段。本实施例中的货机采用螺旋推送器、升降载物台和霍尔传感器协同合作的方式完成出货。升降载物台通过霍尔传感器提供的脉冲数升到指定高度后，螺旋电机转动一圈将商品推至升降载物台，最后升降载物台回到初始位置并将商品送至取货口，至此完成了一次商品出货流程。

通信模块：系统选用的ARM微控制器通过CAN总线与通信模块相连，将自动售货机联网后配合监控中心的后台数据库就可以实现自动售货机的远程管理及监测，在监控中心就可以实现商品的价格修改、缺货提示、销售统计等。还可以随时监测自动售货机的运行情况，包括故障警告、维修记录等。

在广告展示系统的规划中，广告控制模块主要负责多媒体广告播放、系统管理和人机交互等功能。本实施例中，广告控制模块选用ARM控制器为核心，通过CAN总线与其它主控制器通信。

交互面板：自动售货机选择商品一般是按下商品下面对应的实体按钮，为了商业多元化的广告需求和支付宝与微信等网络支付功能的需求，可以利用触摸屏的交互面板进行自动售货机产品选择及扫码支付，可以在播放一些多媒体广告，在提高人机交互体验的同时更增加了一种带自动售货机的充电桩当作广告机使用的附加值，还可以通过交互面板的触摸屏实现充电桩的充电操作流程和扫码支付。同时随着扫码支付、银行卡支付等多元化支付手段的普及，交互面板可同时负责联网功能。

因为电动汽车充电桩系统、自动售货系统和广告展示系统通过总线可以通信，所以这三个系统可以相互协调的工作。

一种多功能充电桩还具有以下特征：

充电和购物可以支持纸硬币支付、刷卡支付，银行卡支付以及手机扫描等支付方式。

由于一种多功能充电桩系统采用统一帐户管理，可以通过纸硬币支付、刷卡支付，银行卡支付以及手机扫描等方式给帐户充值，充值金额既可用于电动汽车充电也可以用于购买商品。

通过所述广告展示系统的显示屏2可以完成商品销售和广告播放功能，通过显示屏2可以获得商品信息和价格信息以及完成整个购物和支付流程。

所述广告展示系统还可以增加信息查寻功能，如城市地图查询，商业区导航，优惠信息查询等。

为了巩固充电客户资源，可以根据充电用户充电信息，可以通过自动售货系统赠送礼品或红包。例如，在炎热的夏天，可以向充电用户赠送一瓶冰凉的饮料。也可以通过显示屏随时发放充电折扣或免充电服务费等信息。

可以根据客户通过自动售货系统购买商品的信息，给于客户充电优惠。

为了吸引更多人关注播放的广告，可以在广告画面上随机出现一些数额不定的红包，通过手机扫红包获得红包里面的金额；也可以在广告画面还可以随机出现一些商品赠送或商品优惠信息。另一方面，在所述活动中的奖励信息还能够通过显示屏和内置的扬声器提供祝贺语和祝贺乐，使效果达到最大化。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.本发明公开了一种多功能充电桩，包括充电系统、自动售货系统和广告展示系统，所述充电系统主要包括机箱、人机交互触摸屏、充电指示灯、急停按钮、刷卡器、计量电表、充电枪、充电模块和充电控制模块，所述人机交互触摸屏、充电指示灯、急停按钮、刷卡器、计量电表、充电枪和充电模块分别与充电控制模块相连接，所述自动售货系统包括商品展示窗、出货模块、货物柜、商品售出口、支付模块、商品按键模块和自动售货控制模块，所述商品按键模块设置有显示屏，所述商品展示窗内设置有货物柜，所述支付模块与自动售货控制模块相连接，所述广告展示系统包括交互面板和广告控制模块，所述交互面板与广告控制模块相连接。

2.根据权利要求1所述的一种多功能充电桩，其特征在于：可以为电动汽车充电，可以实现商品的售卖，还可以为广告客户投放广告。

3.根据权利要求1所述的一种多功能充电桩，其特征在于：可以在一块主板上完成电动汽车充电桩、自动售货机和广告展示系统的功能，也可以根据电动汽车充电桩、自动售货机和广告展示系统实际结构需求和后期维护方便考虑，采用电动汽车充电桩、自动售货机和广告展示系统分开的形式 ，控制器之间可以通过总线进行连接和通信。

4.根据权利要求1所述的一种多功能充电桩，其特征在于：充电和购物可以支持纸硬币支付、刷卡支付，银行卡支付以及手机扫描支付方式。

5.根据权利要求1所述的一种多功能充电桩，其特征在于：后台管理系统采用统一帐户管理，可以通过纸硬币支付、刷卡支付，银行卡支付以及手机扫描方式给帐户充值，充值金额既可用于电动汽车充电也可以用于购买商品。

6.根据权利要求1所述的一种多功能充电桩，其特征在于：采用一个后台管理系统对电动汽车充电桩、自动售货机和广告展示系统进行统一管理。

7.根据权利要求1所述的一种多功能充电桩，其特征在于：可以通过交互面板进行自动售货机产品选择及支付，可以通过交互面板播放一些多媒体广告，还可以通过交互面板实现充电桩的充电操作流程和支付。

8.根据权利要求1所述的一种多功能充电桩，其特征在于：所述广告展示系统还可以增加信息查寻功能，如城市地图查询，商业区导航，优惠信息查询。

9.根据权利要求1所述的一种多功能充电桩，其特征在于：可以根据用户充电和/或购买商品信息，给于客户优惠或礼品。

10.权利要求1所述的一种多功能充电桩，其特征在于：可以在广告画面上随机出现一些数额不定的红包，可以通过手机扫描或轻点触摸屏获得红包里面的金额，也可以在广告画面还可以随机出现一些商品赠送或商品优惠信息。