CN112590975B - 一种基于nb-iot技术的电动自行车管理系统及管理方法 - Google Patents

一种基于nb-iot技术的电动自行车管理系统及管理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于NB‑IOT技术的电动自行车管理系统及管理方法,包括:ACC控制继电器,所述ACC控制继电器的一端与电动自行车的电池的正极相连,所述ACC控制继电器的另一端通过BATT控制继电器与所述整车控制器相连;所述BATT控制继电器,所述BATT控制继电器串联在所述电动自行车的BATT线上;NB终端,所述NB终端与所述ACC控制继电器以及所述BATT控制继电器的控制脚相连;移动终端,通过NB‑IOT网络与所述NB终端连接。本发明的一种基于NB‑IOT技术的电动自行车管理系统及管理方法,利用NB‑IOT网络低功率、广覆盖、强链接等特性将电动自行车与用户移动终端相连,可实现无钥匙开启、无钥匙断电以及异常报警等功能,使得生活更加便捷,同时确保了个人财产安全。

Description

一种基于NB-IOT技术的电动自行车管理系统及管理方法
技术领域
本发明涉及电动自行车技术领域,具体涉及一种基于NB-IOT技术的电动自行车管理系统及管理方法。
背景技术
移动通信正在从人和人的连接,向人与物以及物与物的连接迈进,万物互联是必然趋势。然而当前的4G网络在物与物连接上能力不足。事实上,相比蓝牙、ZigBee等短距离通信技术,移动蜂窝网络具备广覆盖、可移动以及大连接数等特性,能够带来更加丰富的应用场景,理应成为物联网的主要连接技术。作为LTE的演进型技术,4.5G除了具有高达1Gbps的峰值速率,还意味着基于蜂窝物联网的更多连接数,支持M2M连接以及更低时延,将助推高清视频、VoLTE以及物联网等应用快速普及。蜂窝物联网正在开启一个前所未有的广阔市场。
NB-IoT具备四大特点:一是广覆盖,将提供改进的室内覆盖,在同样的频段下,NB-IoT比现有的网络增益20dB,相当于提升了100倍覆盖区域的能力;二是具备支撑连接的能力,NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接,支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构;三是更低功耗,NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年;四是更低的模块成本,企业预期的单个接连模块不超过5美元。
当下电动自行车的使用还是传统的钥匙开关启动,还没有融入物联网技术。当使用电动自行车出行时,必须携带钥匙,如果钥匙丢失或一时找不到,电动自行车就不能使用,特别是在钥匙丢失的情况下,捡到电动自行车的钥匙很容易顺手牵羊把电动自行车盗走,车主很难控制。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供一种基于NB-IOT技术的电动自行车管理系统及管理方法,利用NB-IOT网络低功率、广覆盖、强链接等特性将电动自行车与用户移动终端相连,可实现无钥匙开启、无钥匙断电以及异常报警等功能,使得生活更加便捷,同时确保了个人财产安全。
为了实现以上目的,本发明采取的一种技术方案是:
一种基于NB-IOT技术的电动自行车管理系统,包括:ACC控制继电器,为一常开型继电器,所述ACC控制继电器与所述车钥匙开关并联连接,所述ACC控制继电器的一端与电动自行车的电池的正极相连,所述ACC控制继电器的另一端通过BATT控制继电器与所述整车控制器相连;所述BATT控制继电器,为一常闭型继电器,所述BATT控制继电器串联在所述电动自行车的BATT线上;NB终端,设置在电动车自行车上,所述NB终端与所述ACC控制继电器以及所述BATT控制继电器的控制脚相连,移动终端通过NB-IOT网络与所述NB终端连接。
进一步地,所述NB终端包括依次与中央处理器芯片相连的定位模块、NB-IOT通信模块以及电源模块,所述电源模块为所述NB终端提供运行的电能,所述GPS模块用于实时获知电动自行车的位置,所述NB-IOT通信模块用于实现所述NB终端与用户的通信。
进一步地,所述NB终端还包括与所述中央处理器芯片相连的振动传感器以及电池监控模块,与所述中央处理器芯片相连,所述振动传感器用于获取电动自行车的实时震动状态,所述电池监控模块用于监测所述电动自行车的电池的使用状态。进一步地,所述NB终端还包括报警模块,与所述中央处理器芯片相连,当电动自行车发生异常震动时所述中央处理器芯片控制所述报警模块报警。
进一步地,所述移动终端为手机或平板电脑。
本发明还提供了一种基于以上任意一项基于NB-IOT技术的电动自行车管理系统的电动自行车管理方法,包括:S10移动终端与NB终端通信;S20无钥匙启动电动自行车,用户使用移动终端通过NB-IOT网络控制所述NB终端接通ACC控制继电器,电动自行车电源开启;S30无钥匙关闭电动自行车,用户使用移动终端通过NB-IOT网络控制所述NB终端断开所述ACC控制继电器,电动自行车电源关闭。
进一步地,还包括:S40异常断电,振动传感器实时检测电动自行车的震动情况,当检测到异常震动时,所述NB终端通过NB-IOT通信模块反馈给所述移动终端并启动报警模块,所述移动终端通过所述NB终端断开BATT控制继电器。
进一步地,所述S10包括如下步骤:S11所述NB终端通过唯一标识的电子有源标签定时发送所述NB终端的唯一ID编码;S12所述ID编码通过所述NB-IOT通信模块发送至数据管理平台保存;S13用户使用移动终端访问所述数据管理平台并通过绑定的唯一标识码获取车辆信息,实现移动终端与所述NB终端通信。
进一步地,所述S20为,用户使用移动终端通过NB-IOT网络下发启动指令,所述NB终端收到指令后,通过中央处理器芯片的IO口输出高电平到所述ACC控制继电器使得所述ACC控制继电器的开关吸合,电动车启动。
进一步地,所述S30为,用户使用移动终端通过NB-IOT网络下发断电指令,所述NB终端收到指令后,通过中央处理器芯片的IO口输出高电平到所述BATT控制继电器使得所述BATT控制继电器的开关断开,电动车电源切断。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
本发明的一种基于NB-IOT技术的电动自行车管理系统及管理方法,利用NB-IOT网络低功率、广覆盖、强链接等特性将电动自行车与用户移动终端相连,可实现无钥匙开启、无钥匙断电以及异常报警等功能,使得生活更加便捷,同时确保了个人财产安全。
附图说明
下面结合附图,通过对本发明的具体实施方式详细描述,将使本发明的技术方案及其有益效果显而易见。
图1所示为本发明一实施例的基于NB-IOT技术的电动自行车管理系统结构图;
图2所示为本发明一实施例的NB终端结构图;
图3所示为本发明一实施例的移动终端与电动自行车连接关系图;
图4所示为本发明一实施例的定位模块定位及超速检测流程图;
图5所示为本发明一实施例的振动传感器的报警流程图;
图6所示为本发明一实施例的电池监控模块工作流程图;
图7所示为本发明一实施例的用户远程控制电动车的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本实施例提供了一种基于NB-IOT技术的电动自行车管理系统,如图1所示,包括ACC(自适应巡航控制电源)控制继电器、BATT(车辆电池供电)控制继电器以及NB终端,所述ACC控制继电器与所述车钥匙开关并联连接,所述BATT控制继电器串联在所述电动自行车的BATT线上。所述NB终端设置在电动车自行车上,所述NB终端与所述ACC控制继电器以及所述BATT控制继电器的控制脚相连。移动终端通过NB-IOT网络与所述NB终端连接。
所述ACC控制继电器为一常开型继电器,所述ACC控制继电器的一端与电动自行车的电池的正极相连,所述ACC控制继电器的另一端通过所述BATT控制继电器与所述整车控制器相连。所述BATT控制继电器为一常闭型继电器。
如图2~3所示,所述NB终端包括依次与中央处理器芯片(CPU)相连的定位模块、NB-IOT通信模块、电源模块、振动传感器、报警模块以及电池监测模块,所述电源模块为所述NB终端提供运行的电能,所述GPS模块用于实时获知电动自行车的位置,所述NB-IOT通信模块用于实现所述NB终端与用户的通信。所述振动传感器用于获取电动自行车的实时震动状态,所述震动状态包括持续振动时间以及震动幅度。所述报警模块用于当电动自行车发生异常震动时所述中央处理器芯片控制所述报警模块报警,所述电池监测模块用于实时检测所述电动自行车电池的使用情况。
如图4所示,所述定位模块实时获取所述电动自行车的定位数据并上传给所述中央处理器芯片,所述中央处理器芯片每隔2S解析一次定位数据,获取最新的经纬度数据,然后将数据发送到数据管理平台,所述数据管理平台将数据转发到所述移动终端,用户可以通过所述移动终端在地图上实时显示所述电动自行车位置。所述中央处理器芯片会根据交通部规定的限速要求分析定位数据获得所述电动自行车的位移速度,如果所述位移速度超过限速要求则认为超速,然后将报警信息和实时车速发送到数据管理平台,所述数据管理平台将数据转发到所述移动终端,用户可以通过所述移动终端查看报警信息。
如图5所示,所述振动传感器检测到有震动事件后给所述中央处理器芯片一个电平信号,所述中央处理器芯片捕获到电平信号后,根据所述电动自行车的所述ACC控制继电器的状态判断是否为异常震动,如果震动产生时所述ACC控制继电器处于断开状态,则所述中央处理器芯片向数据管理平台发送震动报警,数据管理平台将报警信息发送到所述移动终端,用户可以通过所述移动终端查看报警信息。
如图6所示,所述NB终端还包括电池监控模块,与所述中央处理器芯片相连,所述电池监控模块实时检测所述电动自行车的电池的电平,如果检测到电平则给所述中央处理器芯片的IO口一个低电平信号,如果检测不到电平则给所述中央处理器芯片的IO口一个高电平信号,所述中央处理器芯片根据电平信号判断车辆电池是否正常供电,如果IO口读到高电平则认为电池断电,发送断电报警到数据管理平台,平台再转发到用户移动终端,所述移动终端以信息推送的方式显示报警信息。
如图7所示,用户通过移动终端下发启动指令到数据管理平台,数据管理平台通过NB-IOT网络转发指令,所述中央处理器芯片收到指令后解析控制指令,然后通过IO口输出高低电平到继电器控制脚使继电器输入输出端的开关实现吸合断开,达到远程控制的效果,所述中央处理器芯片再根据继电器的控制结果,向数据管理平台反馈控制结果,数据管理平台转发到移动终端,用户通过移动终端显示控制结果。
所述移动终端为手机或平板电脑,当用户出门忘记带电动车钥匙时,可通过移动终端完成电动自行车的通断,同时用户还可以通过移动终端实时查看电动自行车的位置、状态等信息。
本发明还提供了一种基于以上基于NB-IOT技术的电动自行车管理系统的电动自行车管理方法,包括:S10移动终端与NB终端通信。S20无钥匙启动电动自行车,用户使用移动终端通过NB-IOT网络控制所述NB终端接通ACC控制继电器,电动自行车电源开启。S30无钥匙关闭电动自行车,用户使用移动终端通过NB-IOT网络控制所述NB终端断开所述ACC控制继电器,电动自行车电源关闭。S40异常断电,振动传感器实时检测电动自行车的震动情况,当检测到异常震动时,所述NB终端通过NB-IOT通信模块反馈给所述移动终端并启动报警模块,所述移动终端通过所述NB终端断开BATT控制继电器。
所述S10包括如下步骤:S11所述NB终端通过唯一标识的电子有源标签定时发送所述NB终端的唯一ID编码。每个所述NB终端都带有电子有源标签,定时发送唯一ID编码。S12所述ID编码通过所述NB-IOT通信模块发送至数据管理平台保存。基站接收到电子有源标签后,通过NB-IOT网络无线汇总到运营商的主机。主机通过以太网将汇总的ID编码发送到数据管理平台/数据库进行数据分析、过滤和保存。S13用户使用移动终端访问所述数据管理平台并通过绑定的唯一标识码获取车辆信息,实现移动终端与所述NB终端通信。每台电动自动车的NB终端的ID编码对应一个唯一标识码。移动终端的通过应用“电动宝”通过访问服务器/数据库,根据“电动宝”绑定的唯一识别码获取车辆信息。“电动宝”下发指令时,会根据相应的唯一识别码和指令内容打包数据并发送到服务器,服务器根据唯一识别码对应的电子标签对数据重新进行封装,再通过以太网转发到主机,主机通过NB-IOT网络发送给NB终端,实现移动终端与所述NB终端的通信。
所述S20为,用户使用移动终端通过NB-IOT网络下发启动指令,所述NB终端收到指令后,通过中央处理器芯片的IO口输出高电平到所述ACC控制继电器使得所述ACC控制继电器的开关吸合,电动车启动。用户手机APP下发启动指令,通过NB-IOT网络转发指令,NB终端收到指令后,通过中央处理器芯片的IO口输出高电平到所述ACC控制继电器控制脚使继电器输入输出端的开关吸合,所述ACC控制继电器开关吸合相当于电门锁闭合,电动车启动。
所述S30为,用户使用移动终端通过NB-IOT网络下发断电指令,所述NB终端收到指令后,通过中央处理器芯片的IO口输出高电平到所述BATT控制继电器使得所述BATT控制继电器的开关断开,电动车电源切断。用户手机APP下发断电指令,通过NB-IOT网络转发指令,NB终端收到指令后,通过中央处理器芯片的IO口输出高电平到所述BATT控制继电器使得控制脚使继电器输入输出端的开关断开,所述BATT控制继电器开关断开电动自行车电源输出就被切断。
以上所述仅为本发明的示例性实施例,并非因此限制本发明专利保护范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于NB-IOT技术的电动自行车管理系统,其特征在于,包括:
ACC控制继电器,为一常开型继电器,所述ACC控制继电器与车钥匙开关并联连接,所述ACC控制继电器的一端与电动自行车的电池的正极相连,所述ACC控制继电器的另一端通过BATT控制继电器与整车控制器相连;
所述BATT控制继电器,为一常闭型继电器,所述BATT控制继电器串联在所述电动自行车的BATT线上;
NB终端,设置在电动自行车上,所述NB终端与所述ACC控制继电器以及所述BATT控制继电器的控制脚相连,移动终端通过NB-IOT网络与所述NB终端连接;
所述NB终端包括依次与中央处理器芯片相连的定位模块、NB-IOT通信模块以及电源模块,所述电源模块为所述NB终端提供运行的电能,所述定位模块用于实时获知电动自行车的位置,所述NB-IOT通信模块用于实现所述NB终端与用户的通信;
所述NB终端还包括与所述中央处理器芯片相连的振动传感器以及电池监控模块,所述振动传感器用于获取电动自行车的实时震动状态,所述电池监控模块用于监测所述电动自行车的电池的使用状态。
2.根据权利要求1所述的基于NB-IOT技术的电动自行车管理系统,其特征在于,所述NB终端还包括报警模块,与所述中央处理器芯片相连,当电动自行车发生异常震动时所述中央处理器芯片控制所述报警模块报警。
3.根据权利要求1所述的基于NB-IOT技术的电动自行车管理系统,其特征在于,所述移动终端为手机或平板电脑。
4.一种基于权利要求1-3中任意一项权利要求所述的基于NB-IOT技术的电动自行车管理系统的电动自行车管理方法,其特征在于,包括:
S10移动终端与NB终端通信;
S20无钥匙启动电动自行车,用户使用移动终端通过NB-IOT网络控制所述NB终端接通ACC控制继电器,电动自行车电源开启;
S30无钥匙关闭电动自行车,用户使用移动终端通过NB-IOT网络控制所述NB终端断开所述ACC控制继电器,电动自行车电源关闭。
5.根据权利要求4所述的基于NB-IOT技术的电动自行车管理方法,其特征在于,还包括:S40异常断电,振动传感器实时检测电动自行车的震动情况,当检测到异常震动时,所述NB终端通过NB-IOT通信模块反馈给所述移动终端并启动报警模块,所述移动终端通过所述NB终端断开BATT控制继电器。
6.根据权利要求5所述的基于NB-IOT技术的电动自行车管理方法,其特征在于,所述S10包括如下步骤:
S11所述NB终端通过唯一标识的电子有源标签定时发送所述NB终端的唯一ID编码;
S12所述ID编码通过所述NB-IOT通信模块发送至数据管理平台保存;
S13用户使用移动终端访问所述数据管理平台并通过绑定的唯一标识码获取车辆信息,实现移动终端与所述NB终端通信。
7.根据权利要求4所述的基于NB-IOT技术的电动自行车管理方法,其特征在于,所述S20为,用户使用移动终端通过NB-IOT网络下发启动指令,所述NB终端收到指令后,通过中央处理器芯片的IO口输出高电平到所述ACC控制继电器使得所述ACC控制继电器的开关吸合,电动自行车启动。
8.根据权利要求4所述的基于NB-IOT技术的电动自行车管理方法,其特征在于,所述S30为,用户使用移动终端通过NB-IOT网络下发断电指令,所述NB终端收到指令后,通过中央处理器芯片的IO口输出高电平到所述BATT控制继电器使得所述BATT控制继电器的开关断开,电动自行车电源切断。
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