CN111757304A - 基于物联网的电动车电池更换方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种基于物联网的电动车电池更换方法及系统，包括用户打开手机蓝牙，与更换电池的门店的管理系统的蓝牙模块进行配对，以便进行用户的身份识别；用户通过手机APP对更换电池的门店的管理系统发出换电请求，用户的手机接收到更换电池的门店的管理系统反馈的同意换电的消息后，将电动车电池放入更换电池的门店中的更换电池的窗口的卡槽内，再利用射频识别模块来识别电动车电池上的标签信息，并且射频识别模块把作为电池信息的电动车电池上的标签信息通过处理终端反馈至物联网平台。结合其他结构和方法向用户提供一个可供更换电动车电池的门店，有效解决了电动车续航能力差，充电不方便且时间长，长途行驶容易电量不足的问题。

Description

基于物联网的电动车电池更换方法及系统

技术领域

本发明涉及物联网和计算机技术领域，也属于电动车电池技术领域，具体涉及一种基于物联网的电动车电池更换方法及系统。

背景技术

电动车电池是电动车上的动力来源，电动车上绝大多数装的是铅酸蓄电池，铅酸蓄电池成本低，性价比高。因为这种电池能充电，可以反复使用，所以称它为“铅酸蓄电池”。随着社会的发展和环保的需求，以电池作为动力的车辆成为越来越多的人出行的选择，这其中以电动自行车居多。然而，现有的电动自行车在使用过程中经常遇到电池电量耗尽，充电时间长等问题，限制了用户的出行范围。

现有的技术当中，电动车的换电系统由电动车、电池、物联网平台、电池柜和APP组成，均是以储物柜的形式展现在用户面前。电动车的换电过程包括以下几个步骤：

1.车主打开电动车的电池仓并取出电池；

2.车主打开手机上的换电APP，扫描电池柜屏幕上的二维码；

3.车主在APP端确认换电，APP发送请求至物联网平台；

4.物联网平台接收请求并下发给电池柜，电池柜打开一个空仓门；

5.车主将电池放入空仓，并关上仓门；

6.电池柜检测到仓内有电池放入且仓门已关闭；

7.电池柜打开一个充满电的电池仓门，车主取出电池，关闭仓门；

8.车主将电池放入电动车电池仓并关闭电池仓。

上述换电过程中，人、电池柜和APP之间的交互触发换电业务使得换电过程中手动操作过多，影响换电速度。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于物联网的电动车电池更换方法及系统，向用户提供一个可供更换电动车电池的门店，有效解决了电动车续航能力差，充电不方便且时间长，长途行驶容易电量不足的问题。

为了克服现有技术中的不足，本发明给予了一种基于物联网的电动车电池更换方法及系统的解决方案，具体如下：

一种基于物联网的电动车电池更换系统的方法，包括如下步骤：

步骤1：用户打开手机蓝牙，与更换电池的门店的管理系统的蓝牙模块进行配对，以便进行用户的身份识别；

步骤2：用户通过手机APP对更换电池的门店的管理系统发出换电请求，用户的手机接收到更换电池的门店的管理系统反馈的同意换电的消息后，将电动车电池放入更换电池的门店中的更换电池的窗口的卡槽内，再利用射频识别模块来识别电动车电池上的标签信息，并且射频识别模块把作为电池信息的电动车电池上的标签信息通过处理终端反馈至物联网平台；

步骤3：物联网平台检索云端数据库，若是物联网平台接收到的电池信息与云端数据库中预设的用户借用电池的电池信息相符而实现了电池信息认证成功，则物联网平台控制云端数据库解绑用户和此块电池的电池信息；

步骤4：若是物联网平台接收到的电池信息与云端数据库中用户借用电池信息不符，则不予更换新电池并发送信息提示电池的所属者；

步骤5：电池信息认证成功后，射频识别单元识别更换电池的门店中待取用序列的第一块电池的标签信息并把该标签信息反馈至物联网平台。

进一步的，在所述步骤5后，还包括：所述物联网平台在云端数据库中绑定用户和接收到的待取用序列的第一块电池的标签信息，相应用户在手机APP上确认取电之后，更换电池的门店中的取电池的窗口打开，用户取走作为满电电池的待取用序列的第一块电池，然后把取电池的窗口关闭；

进一步的，若是用户名下未借用有电动车电池，则直接进行取电操作，即经用户的手机APP直接对更换电池的门店的管理系统发送直接取电的请求并经更换电池的门店的管理系统反馈确认后，取电池的窗口就打开，用户取走待取用序列的第一块电池，然后把取电池窗口关闭。

进一步的，在用户取走待取用序列的第一块电池后，步进送料单元工作，以此把等待序列中的其他满电电池前移一位。

进一步的，所述物联网平台分配空闲电池柜给待充电的电动车电池，再用传输单元将待充电的电动车电池送至指定位置。

进一步的，所述三轴抓取机构将电动车电池送入已分配好的空闲电池柜中，若是空闲电池柜中的传感器感应到电动车电池进入空闲电池柜并且充电成功，则物联网平台将空闲电池柜和电动车电池的标签信息相绑定并把该绑定信息写入本地数据库。

进一步的，所述本地数据库接收到满电信号之后，所述物联网平台发送指令给与机械手相连的通信模块来控制机械手取出相应空闲电池柜中的已充满电的电动车电池，并放入待取用序列中，解绑本地数据库中空闲电池柜和电动车电池的标签信息。

进一步的，所述本地数据库有数据更新时，则同步更新到云端数据库。

进一步的，在执行步骤1前，还包括：用户在手机APP上与某更换电池的门店的管理系统预约换电业务，预约成功后，用户按时来到该更换电池的门店。

进一步的，所述身份识别成功后，用户的手机蓝牙控制用户手机WiFi打开并接入更换电池的门店的无线局域网，并且用户的手机WiFi与用户的身份信息建立对应关系，并把用户的手机蓝牙关闭。

另外，本发明还提供一种基于物联网的电动车电池更换系统，包括：

蓝牙模块，用于更换电池的门店进行用户的身份识别操作中的通信；

网络单元，建立更换电池的门店范围内的换电用无线局域网，只有在无线局域网内才能进行实际的换电操作；

射频识别单元，用于识别电动车电池的标签信息，并反馈信息给物联网平台；

传输单元，用于将电池传送到指定位置，方便机械臂抓取电动车电池；

三轴抓取机构，用于机械臂按照坐标位置定点搬运电池进电池柜；

控制单元，用于读写本地数据库和云端数据库内容，并依据内容发送相应指令给其他单元，完成物联网平台对数据的处理；

通信单元，用于电池柜感应电动车电池的充电状态，充满电则发送断电请求给物联网平台；

步进送料单元，用于按序取用满电电池，每次取用电池，步进送料单元中的送料电机只运作一次，将一块满电电池送出，下一块满电电池自动填补等待序列第一位的空缺。

本发明的有益效果为：

本发明有效的减少了换电过程中的手动操作，提高了换电效率，并且利用射频识别确认电池的来源，有效的保证了用户的账户安全。

附图说明

图1为本发明的基于物联网的电动车电池更换系统的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步地说明。

如图1所示，基于物联网的电动车电池更换系统的方法，包括如下步骤：

步骤1：用户打开手机蓝牙，与更换电池的门店的管理系统的蓝牙模块进行配对，以便进行用户的身份识别；该身份识别就是通过手机蓝牙来与更换电池的门店的管理系统中的用户的身份信息相比对，来确认是否一致，如果一致，身份识别就成功。

步骤2：用户通过手机APP对更换电池的门店的管理系统发出换电请求，用户的手机接收到更换电池的门店的管理系统反馈的同意换电的消息后，将电动车电池放入更换电池的门店中的更换电池的窗口的卡槽内，再利用射频识别模块来识别电动车电池上的标签信息，并且射频识别模块把作为电池信息的电动车电池上的标签信息通过处理终端反馈至物联网平台；所述射频识别模块能够是RFID阅读器，电动车电池上的标签为RFID标签，RFID标签中具有电动车电池的标识信息。

步骤3：物联网平台检索云端数据库，若是物联网平台接收到的电池信息与云端数据库中预设的用户借用电池的电池信息相符而实现了电池信息认证成功，则物联网平台控制云端数据库解绑用户和此块电池的电池信息；

步骤4：若是物联网平台接收到的电池信息与云端数据库中用户借用电池信息不符，则不予更换新电池并发送信息提示电池的所属者；电池的所属者的如手机这样的联系方式的信息也存储在更换电池的门店的管理系统中。

步骤5：电池信息认证成功后，射频识别单元识别更换电池的门店中待取用序列的第一块电池的标签信息并把该标签信息通过处理终端反馈至物联网平台。

在所述步骤5后，还包括：所述物联网平台在云端数据库中绑定用户和接收到的待取用序列的第一块电池的标签信息，相应用户在手机APP上确认取电之后，更换电池的门店中的取电池的窗口打开，用户取走作为满电电池的待取用序列的第一块电池，然后把取电池的窗口关闭；

若是用户名下未借用有电动车电池，则直接按顺序进行取电操作，即经用户的手机APP直接对更换电池的门店的管理系统发送直接取电的请求并经更换电池的门店的管理系统反馈确认后，取电池的窗口就打开，用户取走待取用序列的第一块电池，然后把取电池窗口关闭。

在用户取走待取用序列的第一块电池后，步进送料单元工作，以此把等待序列中的其他满电电池前移一位。

所述物联网平台分配空闲电池柜给待充电的电动车电池，再用传输单元将待充电的电动车电池送至指定位置。所述物联网平台分配空闲电池柜给待充电的电动车电池的方式能够是：所述物联网平台把分配的空闲电池柜的唯一标识发送给更换电池的门店的管理系统，以此表示该空闲电池柜的唯一标识对应的那个空闲电池柜就分配给该待充电的电动车电池了，传输单元能够是平板车或者传送带装置。

所述三轴抓取机构将电动车电池送入已分配好的空闲电池柜中，若是空闲电池柜中的如接近开关或者光电开关这样的传感器感应到电动车电池进入空闲电池柜并且充电成功，则物联网平台将空闲电池柜和电动车电池的标签信息相绑定并把该绑定信息写入本地数据库。具体而言，就是当电池柜内的电池充满电时，通过电池柜上的通信模块发送满电信号给物联网平台，这样物联网平台将电池柜和电池的绑定信息写入本地数据库。

所述本地数据库接收到满电信号之后，所述物联网平台发送指令给与机械手相连的通信模块来控制机械手取出相应空闲电池柜中的已充满电的电动车电池，并放入待取用序列中，解绑本地数据库中空闲电池柜和电动车电池的标签信息。

所述本地数据库有数据更新时，则同步更新到云端数据库。

在执行步骤1前，还包括：用户在手机APP上与某更换电池的门店的管理系统预约换电业务，预约成功后，用户按时来到该更换电池的门店。所述更换电池的门店的管理系统中包括如电脑这样的处理终端，该更换电池的门店的管理系统中还包括与该处理终端连接的蓝牙模块、射频识别模块和wifi模块。预约成功后，该更换电池的门店的管理系统中的处理终端存储用户通过手机APP发送来的用户的身份信息。所述更换电池的门店的管理系统处在更换电池的门店的无线局域网中。该身份信息能够包括用户名和对应的密码。处理终端还与物联网平台通信连接。物联网平台中包括有云端数据库，所述云端数据库中预先存储有用户借用电池的电池信息和相绑定的用户的身份信息。

所述身份识别成功后，用户的手机蓝牙控制用户手机WiFi打开并接入更换电池的门店的无线局域网，并且用户的手机WiFi与用户的身份信息建立对应关系，并把用户的手机蓝牙关闭。

另外，本发明还提供一种基于物联网的电动车电池更换系统，包括：

蓝牙模块，用于更换电池的门店进行用户的身份识别操作中的通信；

网络单元，建立更换电池的门店范围内的换电用无线局域网，只有在无线局域网内才能进行实际的换电操作；

射频识别单元，用于识别电动车电池的标签信息，并反馈信息给物联网平台；

传输单元，用于将电池传送到指定位置，方便机械臂抓取电动车电池；

三轴抓取机构，用于机械臂按照坐标位置定点搬运电池进电池柜；

控制单元，用于读写本地数据库和云端数据库内容，并依据内容发送相应指令给其他单元，完成物联网平台对数据的处理；

通信单元，用于电池柜感应电动车电池的充电状态，充满电则发送断电请求给物联网平台；

步进送料单元，用于按序取用满电电池，每次取用电池，步进送料单元中的送料电机只运作一次，将一块满电电池送出，下一块满电电池自动填补等待序列第一位的空缺。

综上所述，本更换电池的门店面向用户的只有放电池和取电池的窗口，简略了用户手动操作的步骤，用户只需打开蓝牙，放入电池，取出新电池即可，极大地缩短了换电池的时间，提高的换电池的效率，保护用户的账户安全。

以上以用实施例说明的过程对本发明作了描述，本领域的技术人员应当理解，本公开不限于以上描述的实施例，在不偏离本发明的范围的状况下，能够做出每种变动、改变和替换。

Claims (9)

1.一种基于物联网的电动车电池更换系统的方法，其特征在于，包括

步骤1：用户打开手机蓝牙，与更换电池的门店的管理系统的蓝牙模块进行配对，以便进行用户的身份识别；

步骤2：用户通过手机APP对更换电池的门店的管理系统发出换电请求，用户的手机接收到更换电池的门店的管理系统反馈的同意换电的消息后，将电动车电池放入更换电池的门店中的更换电池的窗口的卡槽内，再利用射频识别模块来识别电动车电池上的标签信息，并且射频识别模块把作为电池信息的电动车电池上的标签信息通过处理终端反馈至物联网平台；

步骤3：物联网平台检索云端数据库，若是物联网平台接收到的电池信息与云端数据库中预设的用户借用电池的电池信息相符而实现了电池信息认证成功，则物联网平台控制云端数据库解绑用户和此块电池的电池信息；

步骤4：若是物联网平台接收到的电池信息与云端数据库中用户借用电池信息不符，则不予更换新电池并发送信息提示电池的所属者；

步骤5：电池信息认证成功后，射频识别单元识别更换电池的门店中待取用序列的第一块电池的标签信息并把该标签信息反馈至物联网平台。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的电动车电池更换系统的方法，其特征在于，在所述步骤5后，还包括：所述物联网平台在云端数据库中绑定用户和接收到的待取用序列的第一块电池的标签信息，相应用户在手机APP上确认取电之后，更换电池的门店中的取电池的窗口打开，用户取走作为满电电池的待取用序列的第一块电池，然后把取电池的窗口关闭。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的电动车电池更换系统的方法，其特征在于，若是用户名下未借用有电动车电池，则直接进行取电操作，即经用户的手机APP直接对更换电池的门店的管理系统发送直接取电的请求并经更换电池的门店的管理系统反馈确认后，取电池的窗口就打开，用户取走待取用序列的第一块电池，然后把取电池窗口关闭。

4.根据权利要求3所述的基于物联网的电动车电池更换系统的方法，其特征在于，在用户取走待取用序列的第一块电池后，步进送料单元工作，以此把等待序列中的其他满电电池前移一位。

5.根据权利要求3所述的基于物联网的电动车电池更换系统的方法，其特征在于，所述物联网平台分配空闲电池柜给待充电的电动车电池，再用传输单元将待充电的电动车电池送至指定位置。

6.根据权利要求5所述的基于物联网的电动车电池更换系统的方法，其特征在于，所述三轴抓取机构将电动车电池送入已分配好的空闲电池柜中，若是空闲电池柜中的传感器感应到电动车电池进入空闲电池柜并且充电成功，则物联网平台将空闲电池柜和电动车电池的标签信息相绑定并把该绑定信息写入本地数据库。

7.根据权利要求6所述的基于物联网的电动车电池更换系统的方法，其特征在于，所述本地数据库接收到满电信号之后，所述物联网平台发送指令给与机械手相连的通信模块来控制机械手取出相应空闲电池柜中的已充满电的电动车电池，并放入待取用序列中，解绑本地数据库中空闲电池柜和电动车电池的标签信息。

8.根据权利要求6所述的基于物联网的电动车电池更换系统的方法，其特征在于，所述本地数据库有数据更新时，则同步更新到云端数据库

在执行步骤1前，还包括：用户在手机APP上与某更换电池的门店的管理系统预约换电业务，预约成功后，用户按时来到该更换电池的门店；

所述身份识别成功后，用户的手机蓝牙控制用户手机WiFi打开并接入更换电池的门店的无线局域网，并且用户的手机WiFi与用户的身份信息建立对应关系，并把用户的手机蓝牙关闭。

9.一种基于物联网的电动车电池更换系统，其特征在于，包括：

蓝牙模块，用于更换电池的门店进行用户的身份识别操作中的通信；

网络单元，建立更换电池的门店范围内的换电用无线局域网，只有在无线局域网内才能进行实际的换电操作；

射频识别单元，用于识别电动车电池的标签信息，并反馈信息给物联网平台；

传输单元，用于将电池传送到指定位置，方便机械臂抓取电动车电池；

三轴抓取机构，用于机械臂按照坐标位置定点搬运电池进电池柜；

控制单元，用于读写本地数据库和云端数据库内容，并依据内容发送相应指令给其他单元，完成物联网平台对数据的处理；

通信单元，用于电池柜感应电动车电池的充电状态，充满电则发送断电请求给物联网平台；

步进送料单元，用于按序取用满电电池，每次取用电池，步进送料单元中的送料电机只运作一次，将一块满电电池送出，下一块满电电池自动填补等待序列第一位的空缺。

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