CN111986408A - 基于gprs的离网太阳能付费系统及其实现方法 - Google Patents

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郭权发
刘容昆
何源
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Abstract

本发明公开了一种基于GPRS的离网太阳能付费系统，包括中央控制器U3，与中央控制器U3的连接的USB接口，与中央控制器U3的连接、且型号为SIM800C的GPRS模块U2，与GPRS模块U2连接的SIM卡，CS引脚与中央控制器U3的串行口PC4引脚连接、DO引脚与中央控制器U3的串行口PB7引脚连接、CLK引脚与中央控制器U3的串行口PB5引脚连接、DI引脚与中央控制器U3的串行口PB6引脚连接、且型号为W25Q64JVSSIQ的存储芯片U6，以及与中央控制器U3、USB接口、GPRS模块U2、SIM卡和存储芯片U6连接的供电电路。

Description

基于GPRS的离网太阳能付费系统及其实现方法
技术领域
本发明涉及太阳能付费技术领域，尤其是基于GPRS的离网太阳能付费系统及其实现方法。
背景技术
在一些无电网覆盖的地区(非洲地区)，由于用户一次性付费购买整套太阳能离网储能供电系统和用电设备相当困难设备单价高，所以给客户提供的分期付款的方式来减小客户资金压力。
目前，现有技术中的太阳能付费系统依然采用键盘输入，并且设备信息主要靠现场操作获取；另外，其还无法对设备的信息进行回传读取、设备信息获取。
因此，急需要提出一种逻辑简单、结构简单、通讯可靠的基于GPRS的离网太阳能付费系统及其实现方法。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于GPRS的离网太阳能付费系统及其实现方法，本发明采用的技术方案如下：
基于GPRS的离网太阳能付费系统，包括SIM8系列的中央控制器U3，与中央控制器U3的串行口PE4和串行口PE5连接的USB接口，UART1_RXD引脚与中央控制器U3的串行口PC3引脚连接、UART1_TXD引脚与中央控制器U3的串行口PC2引脚连接、且型号为SIM800C的GPRS模块U2，RST引脚经电阻R11与GPRS模块U2的SIM_RST引脚连接、VCC引脚与GPRS模块U2的SIM_VDD引脚连接、CLK引脚经电阻R12与GPRS模块U2的SIM_CLK引脚连接、且I/O引脚经电阻R13与GPRS模块U2的SIM_DATA引脚连接的SIM卡，CS引脚与中央控制器U3的串行口PC4引脚连接、DO引脚与中央控制器U3的串行口PB7引脚连接、CLK引脚与中央控制器U3的串行口PB5引脚连接、DI引脚与中央控制器U3的串行口PB6引脚连接、且型号为W25Q64JVSSIQ的存储芯片U6，以及与中央控制器U3、USB接口、GPRS模块U2、SIM卡和存储芯片U6连接的供电电路。
进一步地，所述基于GPRS的离网太阳能付费系统，还包括与中央控制器U3的串行口PA0引脚和串行口PA1引脚连接、且型号为SWD-DEBUG的调试接口P4。
进一步地，所述供电电路包括IN引脚与USB接口的VCC引脚连接、且型号为MP1584的第一直流转换芯片，输入阳极与第一直流转换芯片的IN引脚连接、且输出阴极与第一直流转换芯片的BST引脚连接的二极管D2，一端与第一直流转换芯片的IN引脚连接、且另一端接地的电容C1，一端与第一直流转换芯片的FREQ引脚连接、且另一端接地的电阻R2，串联后一端与第一直流转换芯片的COMP引脚连接、且另一端接地的电阻R3和电容C2，串联后连接在第一直流转换芯片的SW引脚与FB引脚之间的电感L1和电阻R4，输入阳极接地、且输出阴极与第一直流转换芯片的SW引脚连接的二极管D1，并联后一端连接在电感L1与电阻R4之间、且另一端接地的电容C3和电容C5。
更进一步地，所述供电电路还包括Vin引脚和CE引脚与USB接口的VCC引脚连接、且型号为ME6211的第二直流转换芯片，一端与第二直流转换芯片的Vin引脚和CE引脚连接、且另一端接地的电容C18，以及一端与第二直流转换芯片的Vo引脚连接、且另一端接地的电容C19。
进一步地，所述基于GPRS的离网太阳能付费系统，还包括一端与存储芯片U6的CS引脚、VCC引脚和HOLD引脚连接、且另一端与中央控制器U3的串行口PG2连接的驱动供电电路；
所述驱动供电电路包括基极经电阻R27与中央控制器U3的串行口PG2连接、发射极接地的三极管Q3，连接在三极管Q3的基极与发射极之间的电阻R28，基极经电阻R29与三极管Q3的集电极连接、发射极与供电电路连接、集电极与存储芯片U6的CS引脚、VCC引脚和HOLD引脚连接的三极管Q4。
基于GPRS的离网太阳能付费系统的实现方法，包括以下步骤：
步骤S1，利用USB接口获取直流供电；
步骤S2，USB接口与用户主机连接并回复主机握手协议；
步骤S3，中央控制器U3下发产品命令码并获取用户主机的属性信息；
步骤S4，中央控制器U3利用GPRS模块U2和SIM卡进行通讯开始拨号上网接入；
步骤S5，GPRS模块U2获取中央控制器U3下发的指令信号，并对SIM卡进行信号检验、APN配置和无线链路，与充值后台服务器连接；
步骤S6，充值后台服务器通过SIM卡向中央控制器U3发送预设的密码，并在中央控制器U3内进解码以获得充值密码，并进行充值；
步骤S7，中央控制器U3将用户主机的属性信息存储于存储芯片U6内，并进入低功耗模式。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明巧妙地基于SIM800C模组实现无线数据传输，实现Camp系列产品充值和设备信息回传；其无需键盘输入密码，解决手动输入密码繁琐和容易误输入的问题。
(2)本发明采用终端APP对GPRS模块发送数据，以节省手动输入密码的繁琐过程、数据交换快、省去人为的手动键盘输入，直接插入到主设备USB口完成充值、数据回传；
综上所述，本发明具有结构简单、逻辑简便、数据传输可靠等优点，在太阳能付费技术领域具有很高的实用价值和推广价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的GPRS模块的结构原理图。
图2为本发明的驱动供电电路的原理图。
图3为本发明的调试接口的原理图。
图4为本发明的中央控制器的原理图。
图5为本发明的USB接口和SIM卡电路原理图。
图6为本发明的供电电路原理图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例
如图1至图6所示，本实施例提供了基于GPRS的离网太阳能付费系统及其实现方法，首先，基于GPRS的离网太阳能付费系统包括SIM8系列的中央控制器U3，与中央控制器U3的串行口PE4和串行口PE5连接的USB接口，UART1_RXD引脚与中央控制器U3的串行口PC3引脚连接、UART1_TXD引脚与中央控制器U3的串行口PC2引脚连接、且型号为SIM800C的GPRS模块U2，RST引脚经电阻R11与GPRS模块U2的SIM_RST引脚连接、VCC引脚与GPRS模块U2的SIM_VDD引脚连接、CLK引脚经电阻R12与GPRS模块U2的SIM_CLK引脚连接、且I/O引脚经电阻R13与GPRS模块U2的SIM_DATA引脚连接的SIM卡，CS引脚与中央控制器U3的串行口PC4引脚连接、DO引脚与中央控制器U3的串行口PB7引脚连接、CLK引脚与中央控制器U3的串行口PB5引脚连接、DI引脚与中央控制器U3的串行口PB6引脚连接、且型号为W25Q64JVSSIQ的存储芯片U6，与中央控制器U3、USB接口、GPRS模块U2、SIM卡和存储芯片U6连接的供电电路，以及与中央控制器U3的串行口PA0引脚和串行口PA1引脚连接、且型号为SWD-DEBUG的调试接口P4。
在本实施例中，为了获取直流3.6V和3.3V，该供电电路包括IN引脚与USB接口的VCC引脚连接、且型号为MP1584的第一直流转换芯片，输入阳极与第一直流转换芯片的IN引脚连接、且输出阴极与第一直流转换芯片的BST引脚连接的二极管D2，一端与第一直流转换芯片的IN引脚连接、且另一端接地的电容C1，一端与第一直流转换芯片的FREQ引脚连接、且另一端接地的电阻R2，串联后一端与第一直流转换芯片的COMP引脚连接、且另一端接地的电阻R3和电容C2，串联后连接在第一直流转换芯片的SW引脚与FB引脚之间的电感L1和电阻R4，输入阳极接地、且输出阴极与第一直流转换芯片的SW引脚连接的二极管D1，并联后一端连接在电感L1与电阻R4之间、且另一端接地的电容C3和电容C5。在本实施例中，输出的直流电VCC为3.6V。另外，本实施例还提供了3.3V的直流转换电路，其Vin引脚和CE引脚与USB接口的VCC引脚连接、且型号为ME6211的第二直流转换芯片，一端与第二直流转换芯片的Vin引脚和CE引脚连接、且另一端接地的电容C18，以及一端与第二直流转换芯片的Vo引脚连接、且另一端接地的电容C19。
与此同时，本实施例还包括一端与存储芯片U6的CS引脚、VCC引脚和HOLD引脚连接、且另一端与中央控制器U3的串行口PG2连接的驱动供电电路。其中，该驱动供电电路包括基极经电阻R27与中央控制器U3的串行口PG2连接、发射极接地的三极管Q3，连接在三极管Q3的基极与发射极之间的电阻R28，基极经电阻R29与三极管Q3的集电极连接、发射极与供电电路连接、集电极与存储芯片U6的CS引脚、VCC引脚和HOLD引脚连接的三极管Q4。当中央控制器U3的串行口PG2下发高电平，三极管Q3和三极管Q4导通，存储芯片U6获取直流3.3V，同理地，中央控制器U3的串行口PG2下发低电平，三极管Q3和三极管Q4处于截止状态。
下面详细产生本实施例的太阳能付费实现过程：
第一步，利用USB接口获取直流供电；
第二部,USB接口与用户的太阳能离网储能供电系统主机连接并回复主机握手协议，即使主机在上锁状态下也能为模块供电和通信。
第三步,模块握手成功后中央控制器U3开始发送产品命令码获取产品相关属性信息。
第四步,得到产品数据后主控芯片U3通过Uart通讯和SIM800C模块进行通讯开始拨号上网接入。
第五步,SIM800C得到中央控制器U3发送的相关指令后，开始执行SIM卡检查、信号检验、APN设置和设置无线链路，与充值后台服务器连接。
第六步，充值后台服务器通过SIM卡向中央控制器U3发送预设的密码，并在中央控制器U3内进解码以获得充值密码(21位数字密码)，并进行充值。
第七步，中央控制器U3将用户主机的属性信息存储于存储芯片U6内，并进入低功耗模式。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.基于GPRS的离网太阳能付费系统，其特征在于，包括SIM8系列的中央控制器U3，与中央控制器U3的串行口PE4和串行口PE5连接的USB接口，UART1_RXD引脚与中央控制器U3的串行口PC3引脚连接、UART1_TXD引脚与中央控制器U3的串行口PC2引脚连接、且型号为SIM800C的GPRS模块U2，RST引脚经电阻R11与GPRS模块U2的SIM_RST引脚连接、VCC引脚与GPRS模块U2的SIM_VDD引脚连接、CLK引脚经电阻R12与GPRS模块U2的SIM_CLK引脚连接、且I/O引脚经电阻R13与GPRS模块U2的SIM_DATA引脚连接的SIM卡，CS引脚与中央控制器U3的串行口PC4引脚连接、DO引脚与中央控制器U3的串行口PB7引脚连接、CLK引脚与中央控制器U3的串行口PB5引脚连接、DI引脚与中央控制器U3的串行口PB6引脚连接、且型号为W25Q64JVSSIQ的存储芯片U6，以及与中央控制器U3、USB接口、GPRS模块U2、SIM卡和存储芯片U6连接的供电电路。
2.根据权利要求1所述的基于GPRS的离网太阳能付费系统，其特征在于，还包括与中央控制器U3的串行口PA0引脚和串行口PA1引脚连接、且型号为SWD-DEBUG的调试接口P4。
3.根据权利要求1所述的基于GPRS的离网太阳能付费系统，其特征在于，所述供电电路包括IN引脚与USB接口的VCC引脚连接、且型号为MP1584的第一直流转换芯片，输入阳极与第一直流转换芯片的IN引脚连接、且输出阴极与第一直流转换芯片的BST引脚连接的二极管D2，一端与第一直流转换芯片的IN引脚连接、且另一端接地的电容C1，一端与第一直流转换芯片的FREQ引脚连接、且另一端接地的电阻R2，串联后一端与第一直流转换芯片的COMP引脚连接、且另一端接地的电阻R3和电容C2，串联后连接在第一直流转换芯片的SW引脚与FB引脚之间的电感L1和电阻R4，输入阳极接地、且输出阴极与第一直流转换芯片的SW引脚连接的二极管D1，并联后一端连接在电感L1与电阻R4之间、且另一端接地的电容C3和电容C5。
4.根据权利要求1所述的基于GPRS的离网太阳能付费系统，其特征在于，所述供电电路还包括Vin引脚和CE引脚与USB接口的VCC引脚连接、且型号为ME6211的第二直流转换芯片，一端与第二直流转换芯片的Vin引脚和CE引脚连接、且另一端接地的电容C18，以及一端与第二直流转换芯片的Vo引脚连接、且另一端接地的电容C19。
5.根据权利要求1所述的基于GPRS的离网太阳能付费系统，其特征在于，还包括一端与存储芯片U6的CS引脚、VCC引脚和HOLD引脚连接、且另一端与中央控制器U3的串行口PG2连接的驱动供电电路；
所述驱动供电电路包括基极经电阻R27与中央控制器U3的串行口PG2连接、发射极接地的三极管Q3，连接在三极管Q3的基极与发射极之间的电阻R28，基极经电阻R29与三极管Q3的集电极连接、发射极与供电电路连接、集电极与存储芯片U6的CS引脚、VCC引脚和HOLD引脚连接的三极管Q4。
6.一种根据权利要求1～5任一项所述的基于GPRS的离网太阳能付费系统的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，利用USB接口获取直流供电；
步骤S2，USB接口与用户主机连接并回复主机握手协议；
步骤S3，中央控制器U3下发产品命令码并获取用户主机的属性信息；
步骤S4，中央控制器U3利用GPRS模块U2和SIM卡进行通讯开始拨号上网接入；
步骤S5，GPRS模块U2获取中央控制器U3下发的指令信号，并对SIM卡进行信号检验、APN配置和无线链路，与充值后台服务器连接；
步骤S6，充值后台服务器通过SIM卡向中央控制器U3发送预设的密码，并在中央控制器U3内进解码以获得充值密码，并进行充值；
步骤S7，中央控制器U3将用户主机的属性信息存储于存储芯片U6内，并进入低功耗模式。
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