CN203102445U - 一种智能电瓶车充电收费管理机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能电瓶车充电收费管理机，包括市电输入端、单片机主控系统和用户电源接口；单片机主控系统还分别连接显示屏、时钟电路、存储器、RS-485通讯电路、继电器驱动电路、电量采集电路和读卡器；继电器驱动电路还连接继电器；市电输入端依次通过电量采集电路、继电器和用户电源接口连接；单片机主控系统包括充电管理模块和计费模块。本智能电瓶车充电收费管理机，其能对电瓶车充电进行有效管理，自动计费，安全可靠节能，安装简易，使用方便。具有自动识别充电器插入功能，从而杜绝其他非法电器使用；可按电量计费，充满自动停止，不充电不计费；具有防盗功能；具有完善的数据处理功能，可实现远程管理；系统兼容性强。

Description

一种智能电瓶车充电收费管理机

技术领域

本实用新型涉及一种智能电瓶车充电收费管理机。

背景技术

由于近几年世界油价的飞速上涨、交通堵塞情况的增多等多项因素的影响，电动自行车的发展速度非常的快，遍布省市县镇，全国电动自行车车数量已过亿台，对许多钟点工、运输员、业务员、快递员等而言，电动自行车车现在是他们重要的谋生工具；而对普通上班族来说，电动自行车也是他们目前选择的最流行的交通工具。电动自行车数量的增多，在带来很多便利的时候同样也出现了很多用户充电难的问题，城市建设发展的需求，居民住宅楼现在越来越多都是中高层楼宇，电动自行车等非机动车都统一停放，居民需要给电动车充电的话，只能将电动车的电瓶拿下后带回家充电，根据各个楼宇建设的不同，停放车辆的地方到自家楼道的距离也有差异，对于一个普通人来说拎个电瓶都是比较吃力的，更不用说年纪大的老人。因此很多居民为了方便会从自家拖拉电线至停车处进行充电，随之就带来了一连串的问题，电线的随意拖拉破坏了小区的环境，更重要的是这种“加长的拖线板”存在着极大的安全隐患，随时会引起触电，火灾等事故。有些小区的管理者为了解决居民电动车充电难的问题，就给电动自行车集中停放处统一安装电源插座供居民充电，但这样又出现了每天大量的电动自行车充电产生的电费由谁来承担，怎么来分摊的问题，多收钱居民会闹，不收钱物业也不肯。因此如何解决居民小区电动车充电问题势在必行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能电瓶车充电收费管理机，其能对电瓶车充电进行有效管理，自动计费，安全可靠，使用方便。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是设计一种智能电瓶车充电收费管理机，包括市电输入端、单片机主控系统和用户电源接口；单片机主控系统还分别连接显示屏、时钟电路、存储器、RS-485通讯电路、继电器驱动电路、电量采集电路和读卡器；继电器驱动电路还连接继电器；市电输入端依次通过电量采集电路、继电器和用户电源接口连接；单片机主控系统包括充电管理模块和计费模块。

优选的，所述电量采集电路包括电压检测模块和电流检测模块。

优选的，所述读卡器为非接触式读卡器。

优选的，所述继电器和用户电源接口间还设有自恢复保险丝。

优选的，所述充电管理模块包括充电器插入识别子模块、过载保护子模块、欠载断电子模块、充电充满断电子模块。

优选的，所述充电管理模块还包括充电中断报警模块。

优选的，所述单片机主控系统还连接报警电路。

优选的，所述计费模块包括用户卡余额读取子模块和分时段计费子模块。

优选的，所述单片机主控系统和显示屏间还设有显示屏驱动电路。

智能电瓶车充电收费管理机由八大模块和一个单片机主控系统组成，包括电量采集电路(电压和电流检测电能计量电路AD7755模块)，存储器(62256数据存储电路模块)，读卡器(SLRC632读卡器驱动电路)，继电器及其驱动电路，RS-485通讯电路，DS1302时钟电路和OLED显示屏显示电路。

智能电瓶车充电收费管理机主要通过读卡器来识别用户卡，对白名单用户的电瓶进行充电，并分时段计费。

A、电量采集电路

单相电量采集采用美国ADI公司的AD7755低功耗芯片实现。AD7755内部除了ADC和滤波、相乘电路外都采用了数字电路，有效的消除了尖脉冲等干扰信号，使得它在恶劣的环境条件下仍能保持极高的正确度和稳定性。对单相回路中的电压、电流信号采样，计算出功率并积分将其转换为电能脉冲输出，CPU对来自AD7755输出端CF的脉冲进行计量，计算出电能的累计用电量。电能与脉冲的关系为：W＝M/C，式中的W为电能，单位为千瓦时，M为脉冲累计个数，C为电表脉冲常数，选取C＝1600，每千瓦时为1600个脉冲。

B、RS-485通讯电路(RS-485接口)

RS-485采用差分信号负逻辑，+2V～+6V表示“0”，-6V～-2V表示“1”。采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓朴结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。在RS485通信网络中采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。

C、读卡器(CPU卡及13.56MHz非接触式读卡器)

CPU卡：也称智能卡，卡内的集成电路中带有微处理器CPU、存储单元(包括随机存储器RAM、程序存储器ROM(FLASH)、用户数据存储器EEPROM)以及芯片操作系统COS。装有COS的CPU卡相当于一台微型计算机，不仅具有数据存储功能，同时具有命令处理和数据安全保护等功能。

COS的全称是Chip Operating System(片内操作系统)，它一般是紧紧围绕着它所服务的智能卡的特点而开发的。由于不可避免地受到了智能卡内微处理器芯片的性能及内存容量的影响，因此，COS在很大程度上不同于我们通常所能见到的微机上的操作系统(例如DOS、UNIX等)。

COS的特点：

首先，COS是一个专用系统而不是通用系统。即：一种COS一般都只能应用于特定的某种(或者是某些)智能卡，不同卡内的COS一般是不相同的。因为COS一般都是根据某种智能卡的特点及其应用范围而特定设计开发的，尽管它们在所实际完成的功能上可能大部分都遵循着同一个国际标准。

其次，与那些常见的微机上的操作系统相比较而言，COS在本质上更加接近于监控程序、而不是一个通常所谓的真正意义上的操作系统，这一点至少在目前看来仍是如此。因为在当前阶段，COS所需要解决的主要还是对外部的命令如何进行处理、响应的问题，这其中一般并不涉及到共享、并发的管理及处理，而且就智能卡在目前的应用情况而言，并发和共享的工作也确实是不需要的。

非接触式CPU卡芯片FM1208卡内的一款支持ISO14443TypeA协议的非接触CPU卡芯片，该芯片采用超深亚微米CMOS EEPROM工艺，容量为64K Byte EEPROM，符合ISO14443Type A国际标准，工作频率为13.56MHz，工作距离不小于10CM，CPU指令兼容通用8051指令，内置8位CPU和硬件DES协处理器。该芯片是符合银行标准的接触式CPU，COS同时支持PBOC20标准(电子钱包)及建设部IC卡应用规范，具有较好的安全。适合安全要求高、交易量大、交易速度快的非接触支付应用。

SLRC632是应用于13.56MHz非接触式高集成度IC卡读写模块。该模块利用了先进的调制和解调概念，完全集成了在13.56MHz下所有类型的被动非接触式通信方式和协议。SLRC632支持ISO14443A、ISO14443B、ISO15693、ISO7816所有层的通信方式。内部的发送器部分不需要增加有源电路就能够直接驱动近距离操作的天线可达10CM)。

接收器部分提供一个坚固而有效的解调和解码电路用于ISO14443A、ISO14443B、ISO15693、ISO7816兼容的应答器信号。数字部分处理ISO14443A、ISO14443B、ISO15693、ISO7816帧和错误检测(奇偶校验和CRC)。此外它还支持快速MIFARE典型安全算法，用于验证MIFARE系列产品。

方便的并行接口可直接连接到任何8bit微处理器，这样给读卡器/终端的设计提供了极大的灵活性。此外，它支持SPI接口。

SLRC632的主要特点：

1)高集成度模拟电路用于IC卡应答信号的解调和解码；

2)缓冲输出驱动器使用最少数目的外部元件连接到天线；

3)支持ISO14443、A ISO14443A、ISO14443B、ISO15693、ISO7816；

4)支持MIFARE双接口IC卡和MIFARE典型协议；

5)支持波特率高达424kHz的非接触通信；

6)兼容SPI接口；

7)灵活的中断处理；

8)可编程定时器；

9)近距离操作(可达10CM)；

10)带低功耗的硬件复位；

11)软件实现掉电模式；

12)并行微处理器接口带有内部地址锁存和IRQ线；

13)自动检测微处理器并行接口的类型；

14)64byt发送和接收FIFO缓冲区；

15)面向位和字节的帧；

16)唯一的序列号；

17)Crypto1以及可靠的内部非易失性密匙存储器；

18)连接到13.56MHz晶振上的内部振荡缓冲器具有优化的低相位抖动；

19)在近距离应用中，发送器采用电压3.3～5V；

20)数字部分采用3.3V或5V电源。

D、自动识别充电器插入

充电插座在没有充电器插上是，充电电路中的电流为0，单片机控制系统这个时刻监测到脉冲值为0，这是，系统判断充电器没有插上，充电电路停止充电。

E、过载保护

根据电动车充电设备的功率，该产品设计了双重过载保护，硬件过载保护与软件编程过载保护。硬件保护是在硬件电路中采用250V2A的自恢复保险丝，当充电设备端口插入了大于充电设备功率的用电器，电路中的保险丝会即刻爆掉，阻止该用电器用电，当把该用电器拔掉后，电路中的保险丝会自动恢复保险丝状态。软件保护是通过单片机读取采集电路采集到得电流、电压的值，读取采样端口的电量脉冲数量，正常(不过载)情况下采样脉冲为(20-180)个/分，如果采样脉冲大于180个/分，关闭充电电路。

F、欠载断电：

如果采样脉冲小于20/分，则关闭充电电路。

G、电瓶充满即断电

电瓶充电已满时，电路中的电流比正常充电时的电流小，通过采样电路把采样脉冲传递给单片机控制系统，系统实时监测该脉冲的值，当脉冲值小于20/分，则电瓶已经为充电充满状态，这是即可关闭充电电路。

本实用新型的优点和有益效果在于：提供一种智能电瓶车充电收费管理机，其能对电瓶车充电进行有效管理，自动计费，安全可靠，使用方便。

本智能电瓶车充电收费管理机有如下特点：

附图说明

图1是本实用新型的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

本实用新型具体实施的技术方案是：

一种智能电瓶车充电收费管理机，包括市电输入端1、单片机主控系统2和用户电源接口3；单片机主控系统2还分别连接显示屏4、时钟电路5、存储器6、RS-485通讯电路7、继电器驱动电路8、电量采集电路9、读卡器10和报警电路11；继电器驱动电路8还连接继电器81；市电输入端1依次通过电量采集电路9、继电器81和用户电源接口3连接；单片机主控系统2包括充电管理模块21和计费模块22。

所述电量采集电路9包括电压检测模块91和电流检测模块92。

所述充电管理模块21包括充电器插入识别子模块211、过载保护子模块212、欠载断电子模块213、充电充满断电子模块214和充电中断报警模块215。

所述计费模块22包括用户卡余额读取子模块221和分时段计费子模块222。

所述单片机主控系统2和显示屏4间还设有显示屏驱动电路41。

所述继电器81和用户电源接口3间还设有自恢复保险丝812。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种智能电瓶车充电收费管理机，其特征在于，包括市电输入端、单片机主控系统和用户电源接口；单片机主控系统还分别连接显示屏、时钟电路、存储器、RS-485通讯电路、继电器驱动电路、电量采集电路和读卡器；继电器驱动电路还连接继电器；市电输入端依次通过电量采集电路、继电器和用户电源接口连接；单片机主控系统包括充电管理模块和计费模块。

2.根据权利要求1所述的智能电瓶车充电收费管理机，其特征在于，所述电量采集电路包括电压检测模块和电流检测模块。

3.根据权利要求1所述的智能电瓶车充电收费管理机，其特征在于，所述读卡器为非接触式读卡器。

4.根据权利要求1所述的智能电瓶车充电收费管理机，其特征在于，所述继电器和用户电源接口间还设有自恢复保险丝。

5.根据权利要求1所述的智能电瓶车充电收费管理机，其特征在于，所述充电管理模块包括充电器插入识别子模块、过载保护子模块、欠载断电子模块、充电充满断电子模块。

6.根据权利要求5所述的智能电瓶车充电收费管理机，其特征在于，所述充电管理模块还包括充电中断报警模块。

7.根据权利要求6所述的智能电瓶车充电收费管理机，其特征在于，所述单片机主控系统还连接报警电路。

8.根据权利要求1所述的智能电瓶车充电收费管理机，其特征在于，所述计费模块包括用户卡余额读取子模块和分时段计费子模块。

9.根据权利要求1所述的智能电瓶车充电收费管理机，其特征在于，所述单片机主控系统和显示屏间还设有显示屏驱动电路。