CN201417968Y - 电子标签用电源系统和电子标签 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电子标签用电源系统和电子标签。该电源系统包括用于为电子标签提供工作电源的复合电容；分别与复合电容连接、用于为复合电容充电的太阳能电池板和高稳定性电池，太阳能电池板与复合电容之间设置有第一充电开关，高稳定性电池与复合电容之间设置有第二充电开关；分别与太阳能电池板和复合电容连接、用于对太阳能电池板和复合电容的电压进行检测、并根据检测结果和参考电压通过控制第一充电开关和第二充电开关的通断来选择太阳能电池板或高稳定性电池为复合电容充电的电源管理系统。本实用新型在大部分时间内使用太阳能电池板给复合电容充电，延长高稳定性电池寿命；在无阳光情况下，使用高稳定性电池确保电子标签正常使用。

Description

电子标签用电源系统和电子标签

技术领域

本实用新型涉及道路收费用电子标签技术领域，尤其涉及一种电子标签用电源系统和电子标签。

背景技术

至从我国第一条高速公路——上海至嘉定高速公路建成通车后，我国高速公路建设突飞猛进，实现大幅增长。随着我国高速公路的快速发展，高速公路收费系统也随之进入了一个高速发展的时期。与收费系统有关的收费介质也在不断的进步之中，其中电子标签以其方便、快捷、环保等特点逐渐体现出其独特的优越性。

现有电子标签通常使用的是锂-亚硫酰氯电池(Li-SOCl2 Battery)，此种电池工作电压平稳、能量高，适宜在长时间低电流的情况下使用，但由于电池电量具有一定的局限性，最终还是需要更换电池以保证电子标签的正常工作。这样就造成了以下的几个缺陷，其一，现有旧电池回收利用制度不完善，更换下来的电池易造成环境污染；其二，增加用户的使用成本；其三，增加售后维护成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷提供一种电子标签用电源系统和电子标签，实现电子标签的长期使用。

本实用新型提供一种电子标签用电源系统，包括：

用于为电子标签提供工作电源的复合电容；

分别与所述复合电容连接、用于为所述复合电容充电的太阳能电池板和高稳定性电池，所述太阳能电池板与所述复合电容之间设置有第一充电开关，所述高稳定性电池与所述复合电容之间设置有第二充电开关；

分别与所述太阳能电池板和所述复合电容连接、用于对所述太阳能电池板和所述复合电容的电压进行检测、并根据检测结果和参考电压通过控制所述第一充电开关和所述第二充电开关的通断来选择所述太阳能电池板或所述高稳定性电池为所述复合电容充电的电源管理系统。

本实用新型提供一种电子标签，包括电子标签本体和电源系统，所述电源系统包括：

与所述电子标签本体连接、用于为所述电子标签本体提供工作电源的复合电容；

分别与所述复合电容连接、用于为所述复合电容充电的太阳能电池板和高稳定性电池，所述太阳能电池板与所述复合电容之间设置有第一充电开关，所述高稳定性电池与所述复合电容之间设置有第二充电开关；

分别与所述太阳能电池板和所述复合电容连接、用于对所述太阳能电池板和所述复合电容的电压进行检测、并根据检测结果和参考电压通过控制所述第一充电开关和所述第二充电开关的通断来选择所述太阳能电池板或所述高稳定性电池为所述复合电容充电的电源管理系统。

本实用新型提供的电子标签用电源系统和电子标签，在电子标签的电源系统中同时设置太阳能电池板和高稳定性电池，在大部分时间内使用太阳能电池板给复合电容充电，使电子标签的正常供电使用太阳能电池板，延长了高稳定性电池的寿命；仅有当没有阳光的情况下，电子标签才使用高稳定性电池，确保电子标签正常使用，且节约资源。

附图说明

图1为本实用新型电子标签用电源系统组成示意图；

图2为本实用新型电子标签的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步说明本实用新型实施例的技术方案。

电子标签，又称为车载单元(On Board Unit；简称：OBU)是一种高速公路收费系统中所使用的收费介质，可以安装在车辆内部例如挡风玻璃或仪表台上，并且支持利用专用短程通信与路侧设备进行信息交换的设备。本实用新型针对现有技术中电子标签中由于其内部的电源容量有限，电子标签无法长期使用的缺陷，提供一种解决方案即在为电子标签提供电能的电源系统中设置太阳能电池，利用太阳能为电子标签供电。由于太阳能是一种新型绿色能源，太阳能电池具有永久性、清洁性和灵活性等优点；太阳能电池寿命长，一般只要太阳在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用。

图1为本实用新型电子标签用电源系统组成示意图，如图1所示，该电子标签用电源系统包括复合电容1、太阳能电池板2，在有光源的情况下太阳能电池板2可以产生电压对复合电容1充电、高稳定性电池3可以选用现有惯用的电池例如锂-亚硫酰氯电池等，并在必要时对复合电容1充电；还包括电源管理系统4、第一充电开关和第二充电开关(图中未示出)，其中复合电容1与电子标签本体7连接，并为电子标签本体7提供工作电源。复合电容1充满电后能提供足够的电量支持电子标签交易；太阳能电池板2和高稳定性电池3分别与复合电容1连接、并为复合电容1充电；太阳能电池板2与复合电容1之间设置有第一充电开关，高稳定性电池3与复合电容1之间设置有第二充电开关；另外，电源管理系统4分别与太阳能电池板2和复合电容1连接，完成对太阳能电池板2和复合电容1的电压进行检测、并根据检测结果和参考电压通过控制第一充电开关和第二充电开关的通断来选择太阳能电池板2或高稳定性电池3为复合电容1充电。电源管理系统4通过控制第一充电开关和第二充电开关的选通或关断来选择太阳能电池板2和高稳定性电池3中的哪一个为复合电容1供电，而且仅能选择其中的一个用于供电，太阳能电池板2、高稳定性电池3不能同时为复合电容1充电，也就是说第一充电开关和第二充电开关不能同时处于选通状态。

具体地，第一充电开关的选通能够实现太阳能电池板2与复合电容1的连接，达到应用太阳能电池板2为复合电容1供电的目的；第二充电开关的选通能够达到高稳定性电池3与复合电容1的连接，达到应用高稳定性电池3为复合电容1供电的目的；当然，当复合电容1不需要供电时，第一充电开关和第二充电开关可以均处于关断状态，电源管理系统4选择太阳能电池板2和高稳定性电池3中的哪一个为复合电容1供电，具体要根据太阳能电池板2和复合电容1的当前电压情况而定。电源管理系统4在电子标签工作过程中，可以实时地对太阳能电池板2和复合电容1的电压进行检测，检测到太阳能电池板2和复合电容1的当前电压后，并结合复合电容1的工作电压的参考电压，通过控制第一充电开关和第二充电开关的选通或关断，选择太阳能电池板2或高稳定性电池3为复合电容1供电。

上述实施例中电源管理系统可以包括检测模块和控制模块，其中检测模块分别与太阳能电池板和复合电容连接、用于检测太阳能电池板和复合电容的电压；控制模块分别与第一充电开关和第二充电开关连接、用于根据检测模块的检测结果和参考电压控制第一充电开关和第二充电开关的通断，第一充电开关和第二充电开关的选通或关断可以选择太阳能电池板和高稳定性电池中的哪一个为复合电容供电。所述的参考电压包括复合电容的额定工作电压和稳定工作电压，例如复合电容的额定工作电压可以为3.6V，稳定工作电压可以为3.4V，当复合电容的电压为3.6V时，便不需要对复合电容进行充电；当复合电容的电压小于3.4V时，便需要对复合电容进行充电；而且当复合电容的电压在3.4V与3.6V之间时，若太阳能电池板的电压大于复合电容的电压，则可以选择太阳能电池板对复合电容进行充电。

上述实施例提供的电源管理系统中，复合电容的参考电压包可以存储在与控制模块并于一体的存储模块中，供控制模块具体选通供电电路用。

本实用新型提供的电子标签用电源系统，在大部分时间内使用太阳能电池板给复合电容充电，使电子标签的日常供电使用的是太阳能电池板，延长了高稳定性电池的寿命；当没有阳光的情况下，使用的是高稳定性电池，保证了电子标签的使用。该电源系统能够基本保证在电子标签的寿命期内不需要更换电池，以达到节约资源的目的。

本实用新型还提供一种电子标签，包括电子标签本体和电源系统，其中，电源系统采用上述实施例提供的电子标签用电源系统。图2为本实用新型电子标签的电路原理图，如图2所示，该电子标签用包括电子标签本体7和电源系统A，电源系统A包括与电子标签本体7连接、用于为电子标签本体7提供工作电源的复合电容1，分别与复合电容1连接、用于为复合电容1充电的太阳能电池板2和高稳定性电池3，太阳能电池板2与复合电容1之间设置有第一充电开关5，高稳定性电池3与复合电容1之间设置有第二充电开关6；还包括分别与太阳能电池板2和复合电容1连接、用于对太阳能电池板2和复合电容1的电压进行检测、并根据检测结果和参考电压通过控制第一充电开关5和第二充电开关6的选通或关断来选择太阳能电池板2或高稳定性电池3为复合电容1充电的电源管理系统，本实施例中电源管理系统选用微控制器8。本实施例中第一充电开关5和第二充电开关6选用低压差线性稳压器(LDO)，LDO中包括多个管脚，其中微控制器8与管脚“VIN”连接用于检测充电开关的电压，微控制器8与管脚“CTRL”连接用于控制充电开关的选通或关断，图中与太阳能电池板2连接的二极管负责保护太阳能电池板。

微控制器包括分别与太阳能电池板和复合电容连接、用于对太阳能电池板和复合电容的电压进行检测的检测模块；以及分别与第一充电开关和第二充电开关连接、用于根据检测模块的检测结果和参考电压控制第一充电开关和第二充电开关的通断的控制模块。还包括与控制模块并于一体、用于存储参考电压的存储模块。

以下结合图2具体介绍微控制器8控制第一充电开关5和第二充电开关6，以选择太阳能电池板2或高稳定性电池3为复合电容1供电的过程。所述的参考电压包括复合电容1的额定工作电压和稳定工作电压，本实施例以复合电容1的额定工作电压为3.6V，稳定工作电压为3.4V为例进行说明。

微控制器8中的检测模块，对太阳能电池板2和复合电容1的电压进行实时检测，并将检测到的太阳能电池板2和复合电容1的电压传送给控制模块，本实施例中以Vo表示太阳能电池板2的电压，以Vc表示复合电容1的电压；控制模块调取存储模块中的参考电压，将模块检测到的太阳能电池板2和复合电容1的电压与参考电压进行比较，并按照如下原则控制第一充电开关5和第二充电开关6的选通或关断，以选择太阳能电池板2或高稳定性电池3为复合电容1充电：

若Vo大于Vc，且Vc小于3.6V，即当太阳能电池板2的电压Vo逐渐上升超过3.4V后，如果高于复合电容1的电压Vc，则选通第一充电开关5、并同时关断第二充电开关6，即选择太阳能电池板2为复合电容1充电，禁止高稳定性电池向复合电容1充电；

若Vo大于Vc，且Vc不小于3.6V，则同时关断第一充电开关5和第二充电开关6，即不需要为复合电容1充电；

若Vo不大于Vc，且Vc小于3.4V，即复合电容电压Vc低于3.4V，并且当太阳能电池板2的电压Vo低于复合电容1电压Vc，则选通第二充电开关6、并同时关断第一充电开关5，即选择高稳定性电池3为复合电容1充电；

若Vo不大于Vc，且Vc不小于3.4V，则同时关断第一充电开关5和第二充电开关6，即不需要为复合电容1充电。

在上述实施例中，当微控制器检测到高稳定性电池的电压低于3V时，即便当前采用太阳能电池板为电子标签本体供电，也要进行电子标签的低电报警，目的是避免不能采用太阳能电池板供电时，电子标签无法正常工作。

本实用新型提供的电子标签用中，在大部分时间内使用太阳能电池板给复合电容充电，使电子标签的正常供电使用太阳能电池板，延长了高稳定性电池的寿命；仅有当没有阳光的情况下，电子标签才使用高稳定性电池，确保电子标签正常使用；该电子标签在寿命期内不需要更换电池，节约资源。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1、一种电子标签用电源系统，其特征在于，包括：

用于为电子标签提供工作电源的复合电容；

分别与所述复合电容连接、用于为所述复合电容充电的太阳能电池板和高稳定性电池，所述太阳能电池板与所述复合电容之间设置有第一充电开关，所述高稳定性电池与所述复合电容之间设置有第二充电开关；

分别与所述太阳能电池板和所述复合电容连接、用于对所述太阳能电池板和所述复合电容的电压进行检测、并根据检测结果和参考电压通过控制所述第一充电开关和所述第二充电开关的通断来选择所述太阳能电池板或所述高稳定性电池为所述复合电容充电的电源管理系统。

2、根据权利要求1所述的电子标签用电源系统，其特征在于，所述电源管理系统包括：

分别与所述太阳能电池板和所述复合电容连接、用于对所述太阳能电池板和所述复合电容的电压进行检测的检测模块；以及

分别与所述第一充电开关和所述第二充电开关连接、用于根据所述检测模块的检测结果和参考电压控制所述第一充电开关和所述第二充电开关的通断的控制模块。

3、根据权利要求2所述的电子标签用电源系统，其特征在于，所述电源管理系统还包括：

与所述控制模块并于一体、用于存储所述参考电压的存储模块。

4、一种电子标签，包括电子标签本体和电源系统，其特征在于，所述电源系统包括：

与所述电子标签本体连接、用于为所述电子标签本体提供工作电源的复合电容；

分别与所述复合电容连接、用于为所述复合电容充电的太阳能电池板和高稳定性电池，所述太阳能电池板与所述复合电容之间设置有第一充电开关，所述高稳定性电池与所述复合电容之间设置有第二充电开关；

分别与所述太阳能电池板和所述复合电容连接、用于对所述太阳能电池板和所述复合电容的电压进行检测、并根据检测结果和参考电压通过控制所述第一充电开关和所述第二充电开关的通断来选择所述太阳能电池板或所述高稳定性电池为所述复合电容充电的电源管理系统。

5、根据权利要求4所述的电子标签，其特征在于，所述电源管理系统包括：

分别与所述太阳能电池板和所述复合电容连接、用于对所述太阳能电池板和所述复合电容的电压进行检测的检测模块；

分别与所述第一充电开关和所述第二充电开关连接、用于根据所述检测模块的检测结果和参考电压控制所述第一充电开关和所述第二充电开关的通断的控制模块。

6、根据权利要求5所述的电子标签，其特征在于，所述电源管理系统还包括：

与所述控制模块并于一体、用于存储所述参考电压的存储模块。

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