CN115002678A - 电动车充电身份无线识别系统 - Google Patents

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Abstract

电动车充电身份无线识别系统。本发明是通过ZIGBEE或LORA以网状网的形式组网，车辆终端可在1KM内得知充电桩的情况，同时充电桩网络会将车的电量，终端唯一识别号上报云服务器搜索对比，是否可在本停车场充电，配对最佳充电桩位置，然后通知驾驶员是否进入充电，驾驶员也可以酌情就是否进入充电，做出选择，在选择进入充电桩所在停车位后，充电桩会通过RSSI与LQI值计算信号强度，来估算终端车辆与充电桩的之间距离，当车辆快到达停车位时提前开启充电桩锁，充电桩上会主动播报“你已到达充电桩位置，可以开始充电”的语音，然后提枪充电，充电过程中，充电记录，会上报云服务器，车主可通过手机实时查看车的充电情况，如有异常，云服务器会以电话或短信的方式通知车主。

Description

电动车充电身份无线识别系统
技术领域
本发明涉及电动车充电，停车领域，特别是电动车充电身份无线识别系统。
背景技术
随着世界各国对环境保护、技术进步和能源安全重视程度的加深，我国对新能源车发展的重视，我国的纯电动车的拥有量，从2016年的73万辆增加到了2021年的640万辆。随着纯电动车的急速增加，电动车的充电方面存在问题也在异军突起。车辆充电之前需要与充电桩之间进行身份识别(支付充电，开锁充电)，这包括当前市面上出现了很多用投币、刷卡、手机蓝牙、手机扫码，指纹，视觉识别等，来识别车的信息，并选择支付或开锁，再开始对电动车充电，这样的操作不但繁琐还容易出错，给出行，生活带来不便，与现在的智能时代不相符。
发明内容
本发明的目的是针对上述缺陷，提供一种电动车充电身份无线识别系统，在1KM内根据车辆信息在云端查询本车是否满足在该充电桩，充电的要求，并语音视屏提示驾驶员，然后驾驶员作出选择，进入充电桩车位置，所选充电桩会语音播报，提示进入充电，车辆驶入后，开锁充电。
本发明的技术方案是电动车充电身份无线识别系统，包括本系统的具体工作流程，车载无线接收系统，充电桩无线接收系统，云端数据管理系统，其特征在于对电动车的身份进行无线识别，来完成无人看守停车场开门，支付或开锁，然后开启充电，本系统的具体工作流程是安装有车载无线接收系统的电动车简称“终端”，进入停车场区域将会被停车场网状网络所包围，终端将会通过有路由器的桩简称“子桩”或带有协调器和4G模组或以太网接口或WIFI简称“主桩”接入网络，并将终端的数据上报云端服务器，云服务通过对比查找，结合本停车场的空桩情况，充电桩的最大充电流的情况与空车位情况，通知终端车主是否可以进入本停车场充电或车，当终端收到数据后车主做出选择，如不能入场停车与充电，将会推荐下一个停车场，如能进入停车场，将会打开停车场大门，为车主推荐好充电桩位置，并在终端选择好充电模式，停好车开始充电停车，这时子桩或主桩会将充电的情况上报云服务器，用户本人与管理者都可通过手机或电脑查看充电情况。
所述电动车充电身份无线识别系统，其特征在于车载无线接收系统简称“终端”有方案1或方案2，车载终端通过CAN总线与车通信收集车的最大充电电量，剩余电量，允许充电电流，剩余可行驶里程信息，而每一个终端有一个唯一码，终端与停车场充电桩网络建立无线连接，成为该网状网的一部分，并将收集到的车的数据与终端唯一码上传至充电桩网终，车载无线接收终端用zigbee或LORA做成终端，
方案1：
所述终端其特征是无线收发模块，完成无线信号的收发工作，
所述终端其特征是车载数据收集模块，读取车的电量信息，位置信息，
所述终端其特征是语音模块，充电信息语音提示，语音识别是驾驶员的语音命令识别，
所述终端其特征是人机交互界面模块，显示充电桩的位置信息，停车场空车位空桩信息，车辆电量，本帐号的服务内容信息等，并提示是否入场，是否充电，选择几号桩等，由用户输入选择，
所述终端其特征是外网模块，通来4G，5G，以太网，WIFI等接入Inter网与云端服务器建立长连接，
方案2：
所述终端其特征是在方案1基础上减少了，语音模块，人机操作界面模块，MCU通过CAN收发与车载系统数据通信，由车载系统完成，语音模块，人机操作界面模块的工作。
所述电动车充电身份无线识别系统，其特征在于充电桩无线接收系统是充电桩网络，充电桩网络主要由zigbee或LORA在停车场组建网状拓扑结构网，充电桩组网主要由，路由器(Router)与协调器(Coordinator)组成，而车载终端为终端(End Device)，有协调器的桩此桩带有4G模组或以太网接口或WIFI简称“主桩”或“网关”，完成组网与云服务器的数据交互，无线收发，有路由器的桩简称“子桩”，完成路由与无线收发。主桩与子桩除了无线方面的业务外，还有充电管理，并将本桩的充电信息通过网关上报云服务器，
所述充电桩无线接收系统其特征是由2种充电桩组成，一种有接外网部分(4G或5G模块或以太网或WIFI)加以由zigbee或LORA做成的协调器再加上充电管理部分的桩叫主桩或网关，另一种是只有zigbee或LORA做成的路由器再加上充电管理部分做成的桩叫子桩，
所述充电桩无线接收系统其特征是主桩完成组网与云服务器的数据交互，无线收发，充电管理，语音播报，
所述充电桩无线接收系统其特征在于主桩完成组网是指组织，建立与管理整个内部网络，包括终端入网要做IEEE验证然后建立网络连接并通过RSSI与LQI值计算信号强度与终端的距离，接收子桩的入网请求，做IEEE验证成功后入网，并通过RSSI与LQI值计算信号强度，下发心跳与每一个子桩与终端建立长连接，
所述充电桩无线接收系统其特征在于主桩完成与云服务器的数据交互是指本桩，子桩，终端的所有与云服务器有关的数据都要经过网关上传到云服务器。同时云服务器下发的内容也要经过网关下发到各个桩或终端，
所述充电桩无线接收系统其特征在于主桩完成无线收发是指主桩有向子桩与终端通过无线传送数据与接收来自子桩与终端的数据，
所述充电桩无线接收系统其特征在于主桩充电管理是指主桩对当前在本桩充电的终端车辆的充电情况上报，开始充电，结束充电，充电枪的耦合的控制，充电功率，充电时出现的异常上报，
所述充电桩无线接收系统其特征在于主桩语音播报是当车主选择好充电桩，下要操作充电时，都有相应的语间提示，
所述充电桩无线接收系统其特征在于子桩完成路由与无线收发，充电管理，语音播报，
所述充电桩无线接收系统其特征在于子桩完成路由是指另一子桩或终端与主桩距离较远不能与主桩建立直接通信的路径，那么就要通过本桩路由转发建立网络关系，
所述充电桩无线接收系统其特征在于子桩完成无线收发是指，本桩将终端车辆的充电信息数据通过无线传输的方式上传给网关，
所述充电桩无线接收系统其特征在于子桩充电管理是指子桩对当前在本桩充电的终端车辆的充电情况上报，开始充电，结束充电，充电枪的耦合的控制，充电功率，充电时出现的异常上报，
所述充电桩无线接收系统其特征在于子桩语音播报是当车主选择好充电桩，下要操作充电时，都有相应的语间提示。
所述电动车充电身份无线识别系统，其特征在于云端服务器是云服务器包括服务器与管理后台电脑端与手机端，用户手机端，服务器将每一个主桩与子桩，终端的信息录入数据库，通过MQTT协议建立网关的常连接，并处理来自网关的业务请求，记录下每个充电桩的充电情况，下发管理者的命令数据给网关，并在管理后台电脑端与手机端以大数据的形式呈现所有在网充电桩的状态，也可单元独对某台充电桩进行管理与控制，用户手机端也可查看充电信息或启停自己车所用的充电桩，
所述云端服务器其特征是云服务器包括服务器与管理后台电脑端与手机端，用户手机端，
所述云端服务器其特征是将每一个主桩与子桩，终端的信息录入数据库，通过MQTT协议建立网关的常连接，并处理来自网关的业务请求，记录下每个充电桩的充电情况，下发管理者的命令数据给网关，
所述云端服务器其特征是管理后台电脑端与手机端，以大数据的形式呈现所有在网充电桩的状态，也可单元独对某台充电桩进行管理与控制，
所述云端服务器其特征是用户手机端，查看充电信息或启停自己车所用的充电桩。
本发明是在电动车迅速发展的今天，对电动车充电的管理也是百花齐放，主要解决车辆充电前的身份识别问题，来构建一个充电桩的无线通迅的局域网，我们以前遇到的各种充电前的身份识别与支付主要是子纹识别，手机与充电桩的蓝牙对接，还有就是手机扫码，刷卡，NFC，这些方式不但繁琐，还容易出错或是忘记，或是不能远距离操拃，提前知道能不能充电，本发明通过ZIGBEE或LORA以网状网的形式组网，车辆终端可在1KM内得知充电桩的情况，同时充电桩网络会将车的电量，终端唯一识别号上报云服务器搜索对比，是否可在本停车场充电，配对最佳充电桩位置，然后通知驾驶员是否进入充电，驾驶员也可以酌情就是否进入充电，做出选择，在选择进入充电桩所在停车位后，充电桩会通过RSSI与LQI值计算信号强度，来估算终端车辆与充电桩的之间距离，当车辆快到达停车位时提前开启充电桩锁，充电桩上会主动播报“你已到达充电桩位置，可以开始充电”的语音，然后提枪充电，充电过程中，充电记录，会上报云服务器，车主可通过手机实时查看车的充电情况，如有异常，云服务器会以电话或短信的方式通知车主。
附图说明
图1车载无线接收系统方案1框图
图2车载无线接收系统方案2框图
图3充电桩主桩框图
图4充电桩子桩框图
图5终端，主桩，子桩，云服务器数据交互流程图
图6电动车身份无线识别系统组网图
图1是车载无线接收系统方案1框图，车载终端通过CAN总线与车通信收集车的最大充电电量，剩余电量，允许充电电流，剩余可行驶里程信息，与终端唯一码，通过无线收发上传到充电桩，无线收发接收来自从云端下发的数据，指令并通过显示屏与语音的方式提示驾驶员，驾驶员通过人机交互(触摸屏)或语音输入来完成自己的需求并通过无线收发上传充电桩和云服务器，SPK为8W扬声器，MK为话筒，E1为天线。
图2是车载无线接收系统方案2框图，车载终端通过CAN总线与车通信收集车的最大充电电量，剩余电量，允许充电电流，剩余可行驶里程信息，与终端唯一码，通过无线收发上传到充电桩，无线收发接收来自从云端下发的数据，指令并通过CAN总线发回车内通过车内显示屏与语音装置提示驾驶员，驾驶员通过人机交互(触摸屏)或语音输入来完成自己的需求并通过CAN总线交互给MCU然后通过无线收发上传充电桩和云服务器，E1为天线。
图3是充电桩主桩框图，无线接收来至子桩与终端的数据通过协调器传MCU处理再由4G模块或以太网或WIFI上传云服务器，同时接收来自云服务器的数据与命令通过协调器，无线收发，传给子桩或终端，同时MCU对本桩的充电进行控制与管理，语音播报充电的语音提示，并将数据上传云服务器，同时执行云服务器的命令。
图4是充电桩子桩框图，无线接收来至子桩与终端的数据通过路由器，在由无线收发传给主桩，同时接收来自云服务器的数据与命令通过路由器，无线收发，传给子桩或终端，同时MCU对本桩的充电进行控制与管理，语音播报充电的语音提示，并将数据通过路由无线上传云服务器，同时执行云服务器的命令。
图5是终端，主桩，子桩，云服务器数据交互流程图，完成终端，子桩，主桩与云服务器之间的一个数据交互流程。
图6是电动车身份无线识别系统组网图，整个电动车身份无线识别系统的网络，组网情况与外网云服务务器的连接概况图。
具体施实方式
车载无线接收终端：可以用zigbee(CC2530)或LORA(SX1276)作为无线接收终端(EndDeviceEB)的无线收发芯片，MCU采用APM32F103C8T6通过CAN总线与CAN(TJA1051T)收发器与车辆通信读取车辆信息，并将充电桩与云端数据传给电动车，并通过车载液晶屏显示出来，通过语音提示用户，用户可以通过车载触摸屏或语音交互。在车辆没有车载液晶和语音功能时，可以采用方案1，在无线终端模块上加触摸液晶屏(5inch DSI LCD)，MCU改为HC32F460.然后再加语音识别模块(WTK6900F)搭配麦克风与喇叭。
充电桩可以分为2种：
第一种作为网关叫主桩，又由3部分组成，
1.无线收发协调器由zigbee(CC2530)或LORA(SX1276)来完成组网与路由，无线收发工作。
2.充电管理系统主要由MCU(HC32F460)，计量芯片(BL0930)，触摸液晶屏(5inchDSI LCD)语音识别模块(WTK6900F)搭配喇叭等。
3.外网部分可以用4G模块(AIR724)或以太网，WIFI模块3选1与云端连接。
第二种作为路由器叫子桩，又由2部分组成，
1.无线收发路由器，由zigbee(CC2530)或LORA(SX1276)完成路由和无线收发工作。
2.充电管理系统主要由MCU(HC32F460)，计量芯片(BL0930)，触摸液晶屏(5inchDSI LCD)语音识别模块(WTK6900F)搭配喇叭等。

Claims (4)

1.电动车充电身份无线识别系统，包括本系统的具体工作流程，车载无线接收系统，充电桩无线接收系统，云端数据管理系统，其特征在于对电动车的身份进行无线识别，来完成无人看守停车场开门，支付或开锁，然后开启充电，本系统的具体工作流程是安装有车载无线接收系统的电动车简称“终端”，进入停车场区域将会被停车场网状网络所包围，终端将会通过有路由器的桩简称“子桩”或带有协调器和4G模组或以太网接口或WIFI简称“主桩”接入网络，并将终端的数据上报云端服务器，云服务通过对比查找，结合本停车场的空桩情况，充电桩的最大充电流的情况与空车位情况，通知终端车主是否可以进入本停车场充电或车，当终端收到数据后车主做出选择，如不能入场停车与充电，将会推荐下一个停车场，如能进入停车场，将会打开停车场大门，为车主推荐好充电桩位置，并在终端选择好充电模式，停好车开始充电停车，这时子桩或主桩会将充电的情况上报云服务器，用户本人与管理者都可通过手机或电脑查看充电情况。
2.根椐权利要求1所述电动车充电身份无线识别系统，其特征在于车载无线接收系统简称“终端”有方案1或方案2，车载终端通过CAN总线与车通信收集车的最大充电电量，剩余电量，允许充电电流，剩余可行驶里程信息，而每一个终端有一个唯一码，终端与停车场充电桩网络建立无线连接，成为该网状网的一部分，并将收集到的车的数据与终端唯一码上传至充电桩网终，车载无线接收终端用zigbee或LORA做成终端，
方案1：
所述终端其特征是无线收发模块，完成无线信号的收发工作，
所述终端其特征是车载数据收集模块，读取车的电量信息，位置信息，
所述终端其特征是语音模块，充电信息语音提示，语音识别是驾驶员的语音命令识别，
所述终端其特征是人机交互界面模块，显示充电桩的位置信息，停车场空车位空桩信息，车辆电量，本帐号的服务内容信息等，并提示是否入场，是否充电，选择几号桩等，由用户输入选择，
所述终端其特征是外网模块，通来4G，5G，以太网，WIFI等接入Inter网与云端服务器建立长连接，
方案2：
所述终端其特征是在方案1基础上减少了，语音模块，人机操作界面模块，MCU通过CAN收发与车载系统数据通信，由车载系统完成，语音模块，人机操作界面模块的工作。
3.根椐权利要求1所述电动车充电身份无线识别系统，其特征在于充电桩无线接收系统是充电桩网络，充电桩网络主要由zigbee或LORA在停车场组建网状拓扑结构网，充电桩组网主要由，路由器(Router)与协调器(Coordinator)组成，而车载终端为终端(EndDevice)，有协调器的桩此桩带有4G模组或以太网接口或WIFI简称“主桩”或“网关”，完成组网与云服务器的数据交互，无线收发，有路由器的桩简称“子桩”，完成路由与无线收发。主桩与子桩除了无线方面的业务外，还有充电管理，并将本桩的充电信息通过网关上报云服务器，
所述充电桩无线接收系统其特征是由2种充电桩组成，一种有接外网部分(4G或5G模块或以太网或WIFI)加以由zigbee或LORA做成的协调器再加上充电管理部分的桩叫主桩或网关，另一种是只有zigbee或LORA做成的路由器再加上充电管理部分做成的桩叫子桩，
所述充电桩无线接收系统其特征是主桩完成组网与云服务器的数据交互，无线收发，充电管理，语音播报，
所述充电桩无线接收系统其特征在于主桩完成组网是指组织，建立与管理整个内部网络，包括终端入网要做IEEE验证然后建立网络连接并通过RSSI与LQI值计算信号强度与终端的距离，接收子桩的入网请求，做IEEE验证成功后入网，并通过RSSI与LQI值计算信号强度，下发心跳与每一个子桩与终端建立长连接，
所述充电桩无线接收系统其特征在于主桩完成与云服务器的数据交互是指本桩，子桩，终端的所有与云服务器有关的数据都要经过网关上传到云服务器。同时云服务器下发的内容也要经过网关下发到各个桩或终端，
所述充电桩无线接收系统其特征在于主桩完成无线收发是指主桩有向子桩与终端通过无线传送数据与接收来自子桩与终端的数据，
所述充电桩无线接收系统其特征在于主桩充电管理是指主桩对当前在本桩充电的终端车辆的充电情况上报，开始充电，结束充电，充电枪的耦合的控制，充电功率，充电时出现的异常上报。
所述充电桩无线接收系统其特征在于主桩语音播报是当车主选择好充电桩，下要操作充电时，都有相应的语间提示，
所述充电桩无线接收系统其特征在于子桩完成路由与无线收发，充电管理，语音播报，
所述充电桩无线接收系统其特征在于子桩完成路由是指另一子桩或终端与主桩距离较远不能与主桩建立直接通信的路径，那么就要通过本桩路由转发建立网络关系，
所述充电桩无线接收系统其特征在于子桩完成无线收发是指，本桩将终端车辆的充电信息数据通过无线传输的方式上传给网关，
所述充电桩无线接收系统其特征在于子桩充电管理是指子桩对当前在本桩充电的终端车辆的充电情况上报，开始充电，结束充电，充电枪的耦合的控制，充电功率，充电时出现的异常上报，
所述充电桩无线接收系统其特征在于子桩语音播报是当车主选择好充电桩，下要操作充电时，都有相应的语间提示。
4.根椐权利要求1所述电动车充电身份无线识别系统，其特征在于云端服务器是云服务器包括服务器与管理后台电脑端与手机端，用户手机端，服务器将每一个主桩与子桩，终端的信息录入数据库，通过MQTT协议建立网关的常连接，并处理来自网关的业务请求，记录下每个充电桩的充电情况，下发管理者的命令数据给网关，并在管理后台电脑端与手机端以大数据的形式呈现所有在网充电桩的状态，也可单元独对某台充电桩进行管理与控制，用户手机端也可查看充电信息或启停自己车所用的充电桩，
所述云端服务器其特征是云服务器包括服务器与管理后台电脑端与手机端，用户手机端，
所述云端服务器其特征是将每一个主桩与子桩，终端的信息录入数据库，通过MQTT协议建立网关的常连接，并处理来自网关的业务请求，记录下每个充电桩的充电情况，下发管理者的命令数据给网关，
所述云端服务器其特征是管理后台电脑端与手机端，以大数据的形式呈现所有在网充电桩的状态，也可单元独对某台充电桩进行管理与控制，
所述云端服务器其特征是用户手机端，查看充电信息或启停自己车所用的充电桩。
本发明是在电动车迅速发展的今天，对电动车充电的管理也是百花齐放，主要解决车辆充电前的身份识别问题，来构建一个充电桩的无线通迅的局域网，我们以前遇到的各种充电前的身份识别与支付主要是子纹识别，手机与充电桩的蓝牙对接，还有就是手机扫码，刷卡，NFC，这些方式不但繁琐，还容易出错或是忘记，或是不能远距离操拃，提前知道能不能充电，本发明通过ZIGBEE或LORA以网状网的形式组网，车辆终端可在1KM内得知充电桩的情况，同时充电桩网络会将车的电量，终端唯一识别号上报云服务器搜索对比，是否可在本停车场充电，配对最佳充电桩位置，然后通知驾驶员是否进入充电，驾驶员也可以酌情就是否进入充电，做出选择，在选择进入充电桩所在停车位后，充电桩会通过RSSI与LQI值计算信号强度，来估算终端车辆与充电桩的之间距离，当车辆快到达停车位时提前开启充电桩锁，充电桩上会主动播报“你已到达充电桩位置，可以开始充电”的语音，然后提枪充电，充电过程中，充电记录，会上报云服务器，车主可通过手机实时查看车的充电情况，如有异常，云服务器会以电话或短信的方式通知车主。
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