CN111319500A - 基于物联网和大数据的汽车充电桩控制系统 - Google Patents

基于物联网和大数据的汽车充电桩控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了物联网领域的基于物联网和大数据的汽车充电桩控制系统，以克服现有充电桩的人工管理模式，进行智能管理以节省人力资源。本技术方案包括充电桩本体，充电桩内部带有转化太阳能为电能的供电模块，充电枪头与储藏模块之间连接有计费系统；所述计费系统，包括位于充电桩表面的插卡槽和纸钞槽口，所述纸钞槽口内部设有鉴别纸钞真伪和面值的光栅模块，所述读取模块连接有与服务器远程通信连接的信号模块和进行定位的GPS模块。相对于采用连网计费的现有技术，本技术方案中利用物联网技术，将充电桩的位置信息和使用信息进行整理发送，提高管理效率和智能化管理水平，具有运行可靠、使用方便、管理效率高的特点。

Description

基于物联网和大数据的汽车充电桩控制系统
技术领域
本发明涉及物联网领域，特别是指一种基于物联网和大数据的汽车充电桩控制系统。
背景技术
充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电目前，充电桩大都采用独立运行的方式，无法实时监控充电桩的状态，部分具有联网功能的充电桩，又无法脱离网络单独可靠运行。
公开号为CN110571882A专利公开了一种便于调节的智能充电桩，这种充电桩利用滚珠丝杆的回复原理进行齿轮转动以调节高度，达到了结构简单，使用方便，具有良好的散热性能，而且可以根据用户的实际使用需求对充电桩体的高度进行调节，从而便于用户对充电桩进行使用，使得充电桩的使用更加人性化。
但是这种技术方案主要是利用机械化实现充电和调节，对于充电桩的管理和计费需要人工服务与操作，浪费了大量的人力资源进行收费和管理，不切合实际需求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种基于物联网和大数据的汽车充电桩控制系统，克服现有充电桩的人工管理模式，进行智能管理以节省人力资源。
基于上述目的本发明提供的基于物联网和大数据的汽车充电桩控制系统，包括充电桩本体，充电桩内部带有转化太阳能为电能的供电模块，所述供电模块的输出端连接有用于储藏电能的储电模块，储电模块的输出端连接有用于车辆充电的充电枪头，所述充电枪头与充电桩之间连接有固定卡锁，充电枪头与储电模块之间连接有计费系统；
所述计费系统，包括位于充电桩表面的插卡槽和纸钞槽口，所述纸钞槽口内部设有鉴别纸钞真伪和面值的光栅模块，所述光栅模块与充电枪头之间连接有第一电磁控制阀，所述光栅根据纸钞的面值控制第一电磁控制阀的开合时间，插卡槽内部设有芯片读取模块，所述芯片读取模块连接有改写模块，所述改写模块串联有手动控制阀，手动控制阀位于充电枪头处，手动控制阀根据握持时间带动改写模块对芯片读取模块计费，所述读取模块连接有与服务器远程通信连接的信号模块和进行定位的GPS模块；
所述充电桩下方带有用于限制车辆与充电桩距离的底座，充电桩内置有转动线闸，转动线闸的长度等于充电桩至使用者靠近底座的距离，转动线闸与充电桩内部铰接有碟簧，所述转动线闸与充电枪头之间连接有卷绕电线，卷绕电线缠绕于转动线闸，充电桩靠近充电枪头的两侧带有凹槽，凹槽由内至外依次设置有磁铁和勾爪，勾爪与磁铁的初始状态为吸引状态，所述勾爪包括朝向转动线闸的弧形部和铰接于凹槽内的圆形部，转动线闸的末端和始端都带有使勾爪翻转的拨块，拨块的前端带有拨动圆形部的弧口，拨块的后端带有与弧形部之间交错滑动的背部。
进一步，所述储电模块内置有感应器，感应器连接有信号报警装置，当储电模块内置电量不足时报警模块通过信号模块将报警信号发送至服务器中，服务器根据GPS定位汇报电量不足的充电桩位置，所述服务器与信号模块之间的通信协议为M2M协议。
进一步，所述充电桩的表面带有LED显示屏，所述LED显示屏连接计费模块、感应器、光栅和报警装置，LED显示屏中显示计费模块读取和扣除的费用数值，同时显示储电模块中剩余的电量，以及报警装置中报警信号。
进一步，所述固定卡锁包括第二电磁阀和锁舌，所述第二电磁阀收到计费信息时后退，第二电磁阀在锁舌受到压力时前行，第二电磁阀的底部带有开口式的沟槽，沟槽的底部上翘且沟槽上翘部分带有弧形槽。
进一步，所述锁舌与充电桩的重合处带有扭簧，锁舌以扭簧为支点，充电枪头与锁舌的接触部位为支点至锁舌延伸出充电桩的部位。
进一步，所述锁舌支点至锁舌没入充电桩的部位带有回形圆弧，圆弧带有开口，圆弧的开口处位于第二电磁阀的运动行程中。
进一步，所述第二电磁阀与锁舌之间连接有推进模块，推进模块控制第二电磁阀的推进，且推进模块的接收端与锁舌接触，推进模块的工作端接触第二电磁阀，且推进模块与第二电磁阀之间的信号传递具有1-2s的延迟。
进一步，所述充电桩内部内置有BMS主控盒，所述BMS主控盒用于信号转换、数据收集分析和处理。
进一步，所述充电枪头与储电模块之间连接有输电线闸。
进一步，所述服务器对任意充电桩生成使用日志，对于频繁使用的充电桩进行维护周期缩短的提醒。
从上面所述可以看出，本发明提供的采用上述方案后实现了以下有益效果：
1、相对于采用光能路面的现有技术，本技术方案中利用外设充电桩的技术，节省了光能路面铺设的费用，可以广泛利用于城市街道和高速休息区，节省了成本。
2、相对于采用充电桩的现有技术，本技术方案中利用太阳能循环供电，便于充电桩进行再生能源循环，提升了环保性和能源的再生利用性。
3、相对于采用充电桩的现有技术，本技术方案采用连网计费系统，提升了无现金社会的进程和充电桩的社会适应性。
4、相对于采用连网计费的现有技术，本技术方案中利用物联网技术，将充电桩的位置信息和使用信息进行整理发送，进行可视化监管、调度和控制，便于进行保障业务的结算、优化运行保障方案、提高管理效率和智能化管理水平，具有运行可靠、使用方便、管理效率高的特点。
5、相对于智能化管理的现有技术，本技术方案支持现金支付，利用光栅对现金进行计数和甄别，对使用人员提升了选择性。
6、相对于提升选择性的现有技术，本技术方案中利用勾爪控制转动线闸的释放或收缩的快慢，当拉动充电枪时，由于勾爪与磁铁的初始状态为吸引状态，此时勾爪不对卷绕电线的伸出进行限制，便于使用者拉出充电枪。
7、相对于便于拉出充电枪的现有技术，本技术方案在卷绕电线收回的情况下，拨块将勾爪进行翻转，此时两个勾爪的弧形部脱离与磁铁的吸引，从而使弧形部对卷绕电线进行夹7、持，使转动线闸在碟簧带动下的回复速度变慢，减少在收束时充电枪与充电桩结合瞬间的冲量，提升了使用寿命。
8、相对于提升选择性的现有技术，本技术方案中利用报警模块汇报储电模块的运行情况，便于维护和检修。
9、相对于带有报警的现有技术，本技术方案中利用M2M协议增强通讯的稳定性。
10、相对于增强通讯稳定性的现有技术，本技术方案中采用LED显示屏便于使用人员观察计费和充电量，同时判断充电桩是否可以进行使用，实现了交互性。
11、相对于提升交互性的现有技术，本技术方案中利用锁舌对充电枪头进行固定和锁止，避免充电枪头滑落和破坏。
12、相对于采用锁止的现有技术，本技术方案利用第二电磁阀的前进和后退功能，实现充电枪头的轻易取出，节省了取出的气力。
13、相对于轻易取出的现有技术，本技术方案利用沟槽和弧形槽的相互配合，将充电枪头与充电桩固定，增强锁止的稳定性。
14、利用锁舌的翘起和下压，实现双向控制。
15、便于锁舌与圆弧的接触与适配。
16、相对于便于适配的现有技术，本技术方案中利用推进模块的延迟性，使第二电磁阀套入锁舌中。
17、通过BMS主控盒对信号进行分流输送。
18、便于能源的输送。
19、根据使用情况进行分配和维护，同时便于查询维护记录。
附图说明
图1为本发明实施例的结构主视图；
图2为图1中锁舌的连接结构图；
图3为图1中模块连接图；
图4为图1中转动线闸的轴测图；
图5为图1中转动线闸的俯视图；
图6为图5中A处的放大图。
图中，充电桩本体-1、充电枪头-2、输电线闸-3、插卡槽-4、纸钞槽口-5、锁舌-6、扭簧-7、第二电磁阀-8、沟槽-9、回形圆弧-10、LED显示屏-11、底座-12、转动线闸-13、碟簧-14、卷绕电线-15、磁铁-16、勾爪-17、-18。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
实施例基本如附图1和图3所示：基于物联网和大数据的汽车充电桩控制系统包括充电桩本体1，充电桩内部内置有BMS主控盒，所述BMS主控盒用于信号转换、数据收集分析和处理。充电桩内部带有转化太阳能为电能的供电模块，供电模块的输出端连接有用于储藏电能的储电模块，储电模块的输出端连接有用于车辆充电的充电枪头2，充电枪头2与储电模块之间连接有输电线闸3。
充电枪头2与充电桩之间连接有固定卡锁，充电枪头2与储电模块之间连接有计费系统；
计费系统，包括位于充电桩表面的插卡槽4和纸钞槽口5，纸钞槽口5内部设有鉴别纸钞真伪和面值的光栅模块，所述光栅模块与充电枪头2之间连接有第一电磁控制阀，光栅根据纸钞的面值控制第一电磁控制阀的开合时间，插卡槽4内部设有芯片读取模块，所芯片读取模块连接有改写模块，改写模块串联有手动控制阀，手动控制阀位于充电枪头2处，手动控制阀根据握持时间带动改写模块对芯片读取模块计费，读取模块连接有与服务器远程通信连接的信号模块和进行定位的GPS模块。
储电模块内置有感应器，感应器连接有信号报警装置，当储电模块内置电量不足时报警模块通过信号模块将报警信号发送至服务器中，服务器根据GPS定位汇报电量不足的充电桩位置，所述服务器与信号模块之间的通信协议为M2M协议。
服务器对任意充电桩生成使用日志，对于频繁使用的充电桩进行维护周期缩短的提醒，充电桩的表面带有LED显示屏11，所述LED显示屏11连接计费模块、感应器、光栅和报警装置，LED显示屏11中显示计费模块读取和扣除的费用数值，同时显示储电模块中剩余的电量，以及报警装置中报警信号。
请参考图2，固定卡锁包括第二电磁阀8和锁舌6，所述第二电磁阀8收到计费信息时后退，第二电磁阀8在锁舌6受到压力时前行，第二电磁阀8的底部带有开口式的沟槽9，沟槽9的底部上翘且沟槽9上翘部分带有弧形槽。
锁舌6与充电桩的重合处带有扭簧7，锁舌6以扭簧7为支点，充电枪头2与锁舌6的接触部位为支点至锁舌6延伸出充电桩的部位，锁舌6支点至锁舌6没入充电桩的部位带有回形圆弧10，圆弧带有开口，圆弧的开口处位于第二电磁阀8的运动行程中。
第二电磁阀8与锁舌6之间连接有推进模块，推进模块控制第二电磁阀8的推进，且推进模块的接收端与锁舌6接触，推进模块的工作端接触第二电磁阀8，且推进模块与第二电磁阀8之间的信号传递具有1s的延迟。
请参考图4、图5和图6，所述充电桩下方带有用于限制车辆与充电桩距离的底座12，充电桩内置有转动线闸13，转动线闸13的长度等于充电桩至使用者靠近底座12的距离，转动线闸13与充电桩内部铰接有碟簧14，所述转动线闸13与充电枪头2之间连接有卷绕电线15，卷绕电线15缠绕于转动线闸13，充电桩靠近充电枪头2的两侧带有凹槽，凹槽由内至外依次设置有磁铁16和勾爪17，勾爪17与磁铁16的初始状态为吸引状态，所述勾爪17包括朝向转动线闸13的弧形部和铰接于凹槽内的圆形部，转动线闸13的末端和始端都带有使勾爪17翻转的拨块18，拨块18的前端带有拨动圆形部的弧口，拨块18的后端带有与弧形部之间交错滑动的背部。
具体实施过程如下：
A、插卡支付模式，操作人员在使用时，将储值卡插入插卡槽4内部，此时读取模块将储值卡的信息显露于LED显示屏11表面，此时第二电磁阀8后行，将包裹的充电枪头2释放，操作人员利用充电枪头2进行充电，此时改写模块根据充电枪头2的使用时长进行扣费。
B、放置模式，当充电枪头2完成充电时，操作人员将充电枪头2放置入锁舌6位置，此时锁舌6没入充电桩的部分翘起，推进模块带动第二电磁阀8前进，此时第二电磁阀8包裹锁舌6，完成锁止。
C、现金付费模式，操作人员将现金投入纸钞槽口5时，光栅对现金进行甄别和计量，此时LED显示屏11显示现金的累计额度，操作人员将充电枪头2取下进行充电，此时LED显示屏11开始倒扣计费，当计费为0时，储电模块与充电枪头2之间的第一电磁阀进行闭合，停止供电。操作人员根据步骤B将充电枪头2放回。
D、报警模式，当储藏电量不足时，报警装置通过信号模块发送信号于服务器中，此时服务器根据DPS定位对充电桩进行供电或检修，此时LED显示屏11显示报警字样，避免操作人员使用。
E、充电模式，操作人员拉动充电枪进行充电时，由于勾爪17与磁铁16的初始状态为吸引状态，此时勾爪17不对卷绕电线15的伸出进行限制，便于使用者拉出充电枪，当完成充电后，使用者放开充电枪，此时在碟簧14的带动下充电枪进行回收，在回收过程中卷绕电线15末端的拨块18将勾爪17进行180°的偏转，从而使勾爪17的弧形部对卷绕电线15进行夹持，使转动线闸13在碟簧14带动下的回复速度变慢，减少在收束时充电枪与充电桩结合瞬间的冲量，提升了使用寿命。
当卷绕电线15的始端完全没入充电桩时，位于卷绕电线15始端的拨块18将勾爪17进行回拨，勾爪17重新与磁铁16接触，避免了下次拉伸时阻碍卷绕电线15的伸出。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于物联网和大数据的汽车充电桩控制系统，其特征在于，包括充电桩本体，充电桩内部带有转化太阳能为电能的供电模块，所述供电模块的输出端连接有用于储藏电能的储电模块，储电模块的输出端连接有用于车辆充电的充电枪头，所述充电枪头与充电桩之间连接有固定卡锁，充电枪头与储电模块之间连接有计费系统；
所述计费系统，包括位于充电桩表面的插卡槽和纸钞槽口，所述纸钞槽口内部设有鉴别纸钞真伪和面值的光栅模块，所述光栅模块与充电枪头之间连接有第一电磁控制阀，所述光栅根据纸钞的面值控制第一电磁控制阀的开合时间，插卡槽内部设有芯片读取模块，所述芯片读取模块连接有改写模块，所述改写模块串联有手动控制阀，手动控制阀位于充电枪头处，手动控制阀根据握持时间带动改写模块对芯片读取模块计费，所述读取模块连接有与服务器远程通信连接的信号模块和进行定位的GPS模块；
所述充电桩下方带有用于限制车辆与充电桩距离的底座，充电桩内置有转动线闸，转动线闸的长度等于充电桩至使用者靠近底座的距离，转动线闸与充电桩内部铰接有碟簧，所述转动线闸与充电枪头之间连接有卷绕电线，卷绕电线缠绕于转动线闸，充电桩靠近充电枪头的两侧带有凹槽，凹槽由内至外依次设置有磁铁和勾爪，勾爪与磁铁的初始状态为吸引状态，所述勾爪包括朝向转动线闸的弧形部和铰接于凹槽内的圆形部，转动线闸的末端和始端都带有使勾爪翻转的拨块，拨块的前端带有拨动圆形部的弧口，拨块的后端带有与弧形部之间交错滑动的背部。
2.根据权利要求1所述的基于物联网和大数据的汽车充电桩控制系统，其特征在于，所述储电模块内置有感应器，感应器连接有信号报警装置，当储电模块内置电量不足时报警模块通过信号模块将报警信号发送至服务器中，服务器根据GPS定位汇报电量不足的充电桩位置，所述服务器与信号模块之间的通信协议为M2M协议。
3.根据权利要求1所述的基于物联网和大数据的汽车充电桩控制系统，其特征在于，所述充电桩的表面带有LED显示屏，所述LED显示屏连接计费模块、感应器、光栅和报警装置，LED显示屏中显示计费模块读取和扣除的费用数值，同时显示储电模块中剩余的电量，以及报警装置中报警信号。
4.根据权利要求1所述的基于物联网和大数据的汽车充电桩控制系统，其特征在于，所述固定卡锁包括第二电磁阀和锁舌，所述第二电磁阀收到计费信息时后退，第二电磁阀在锁舌受到压力时前行，第二电磁阀的底部带有开口式的沟槽，沟槽的底部上翘且沟槽上翘部分带有弧形槽。
5.根据权利要求1所述的基于物联网和大数据的汽车充电桩控制系统，其特征在于，所述锁舌与充电桩的重合处带有扭簧，锁舌以扭簧为支点，充电枪头与锁舌的接触部位为支点至锁舌延伸出充电桩的部位。
6.根据权利要求1所述的基于物联网和大数据的汽车充电桩控制系统，其特征在于，所述锁舌支点至锁舌没入充电桩的部位带有回形圆弧，圆弧带有开口，圆弧的开口处位于第二电磁阀的运动行程中。
7.根据权利要求1所述的基于物联网和大数据的汽车充电桩控制系统，其特征在于，所述第二电磁阀与锁舌之间连接有推进模块，推进模块控制第二电磁阀的推进，且推进模块的接收端与锁舌接触，推进模块的工作端接触第二电磁阀，且推进模块与第二电磁阀之间的信号传递具有1-2s的延迟。
8.根据权利要求1所述的基于物联网和大数据的汽车充电桩控制系统，其特征在于，所述充电桩内部内置有BMS主控盒，所述BMS主控盒用于信号转换、数据收集分析和处理。
9.根据权利要求1所述的基于物联网和大数据的汽车充电桩控制系统，其特征在于，所述充电枪头与储电模块之间连接有输电线闸。
10.根据权利要求1所述的基于物联网和大数据的汽车充电桩控制系统，其特征在于，所述服务器对任意充电桩生成使用日志，对于频繁使用的充电桩进行维护周期缩短的提醒。
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