CN210376625U - 一种电动车安全监测系统 - Google Patents

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俞容文
尤长远
李永鹏
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Abstract

本实用新型公开了一种电动车安全监测系统，包括单片机控制单元，所述单片机控制单元与行驶轨迹监测及数据传输单元对应电连接，所述行驶轨迹监测及数据传输单元分别与云端数据库和用户端对应电连接，所述单片机控制单元分别与电池监测单元和充电控制单元对应电连接，所述电源单元与单片机控制单元对应电连接。本实用新型一种电动车安全监测系统可以监测电动车电池以及电动车的位置状态，同时又对电池的温度进行监测，温度过高自动切断充电线路，起到保护的作用。

Description

一种电动车安全监测系统
技术领域
本实用新型涉及电动车配套系统领域，尤其涉及一种电动车安全监测系统。
背景技术
电动自行车以电能作为动力来源，其具有节能环保、轻便快捷、价格低廉等优点，在我国电动自行车作为一种重要的交通工具，其与人民的生活有着重要的联系，虽然电动自行车具有如此多的优点和重要性，但目前电动车的使用存在各种安全问题。比较突出的主要有两个：一是电池安全问题，特别是充电时电池温度过高容易出现安全隐患。二是电动车偷盗问题。为解决上述问题，本申请设计了一种电动车安全监测系统。
实用新型内容
为了克服现有技术中的缺陷，提供一种电动车安全监测系统。
本实用新型通过下述方案实现：
一种电动车安全监测系统，包括单片机控制单元，所述单片机控制单元与行驶轨迹监测及数据传输单元对应电连接，所述行驶轨迹监测及数据传输单元分别与云端数据库和用户端对应电连接，所述单片机控制单元分别与电池监测单元和充电控制单元对应电连接，所述电源单元与单片机控制单元对应电连接。
所述单片机控制单元包括单片机。
所述用户端包括手机、平板电脑。
所述行驶轨迹监测及数据传输单元包括定位模块和数据传输模块，所述数据传输模块和定位模块均与单片机控制单元对应电连接，所述数据传输模块与云端数据库和用户端对应电连接。
所述定位模块包括GPS模块和北斗模块。
所述数据传输模块为GPRS/CDMA无线公网、230MHz无线专网中的一种。
所述单片机控制单元还与电压/容量选择控制单元对应电连接。
所述电池监测单元包括设置在电池内部的热敏电阻，所述热敏电阻与温度信号放大电路对应电连接，所述温度信号放大电路与温度信号A/D转换电路对应电连接，所述温度信号A/D转换电路与数据处理单元对应电连接；
所述电池监测单元还包括电池对应电连接的电压放大电路，所述电压放大电路与参考电压输出电路对应电连接，所述电压放大电路与参考电压输出电路均与数据处理单元对应电连接；
所述数据处理单元与通讯接口对应电连接，所述通讯接口与单片机控制器对应电连接。
所述数据处理单元包括数据处理单元单片机、存储器、硬件接口电路，所述数据处理单元单片机与存储器和硬件接口电路均对应连接。
所述电池监测单元还包括与电池对应电连接的电池内阻测量电路，所述电池内阻测量电路与电池内阻A/D转换电路对应电连接，所述电池内阻A/D转换电路与数据处理单元对应电连接，在所述数据处理单元内预设有所述电池的放电曲线。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型一种电动车安全监测系统可以监测电动车电池以及电动车的位置状态，同时又对电池的温度进行监测，温度过高自动切断充电线路，起到保护的作用。
附图说明
图1为本实用新型一种电动车安全监测系统的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进一步说明：
一种电动车安全监测系统，包括单片机控制单元，所述单片机控制单元与行驶轨迹监测及数据传输单元对应电连接，所述行驶轨迹监测及数据传输单元分别与云端数据库和用户端对应电连接，所述单片机控制单元分别与电池监测单元和充电控制单元对应电连接，所述电源单元与单片机控制单元对应电连接。所述行驶轨迹监测及数据传输单元包括定位模块和数据传输模块，所述数据传输模块和定位模块均与单片机控制单元对应电连接，所述数据传输模块与云端数据库和用户端对应电连接。所述定位模块包括GPS模块和北斗模块。所述数据传输模块为GPRS/CDMA无线公网、230MHz无线专网中的一种，所述通讯连接模块还可以为4G TD-LTE无线公网。
所述单片机控制单元还与电压/容量选择控制单元对应电连接。所述用户端包括手机、平板电脑。本申请的电池监测单元和行驶轨迹监测及数据传输单元所采集的电池参数数据和定位信息等数据通过数据传输模块上传云端数据库，用户通过用户端，即手机APP进行实时查看数据。
所述电池监测单元包括设置在电池内部的热敏电阻，所述热敏电阻与温度信号放大电路对应电连接，所述温度信号放大电路与温度信号A/D转换电路对应电连接，所述温度信号A/D转换电路与数据处理单元对应电连接；热敏电阻将接收的温度信号发送至温度信号放大电路进行放大处理，温度信号A/D转换电路将放大后的温度信号转换格式，传输至数据处理单元进行处理，根据电学公式即可计算出电池的实时温度(具体计算过程和原理为公知技术，在此不再赘述)。电池监测单元监测到的温度信号是实时与单片机控制单元通讯的，在正常使用中和充电过程中，温度超过设定值都会提醒用户，如果是在特定的充电桩上充电，系统将自动断电。
所述电池监测单元还包括电池对应电连接的电压放大电路，所述电压放大电路与参考电压输出电路对应电连接，所述电压放大电路与参考电压输出电路均与数据处理单元对应电连接；本申请的电压放大电路将电池的电压进行测量然后放大与参考电压输出电路给出标准电压进行比较，得出电池的实际电压，本申请中，电压放大电路将电池的电压放大10倍进行测量，使得本申请对电池电压的测量准确率增加了10倍。本申请中，根据参考电压输出电路和对电压放大电路对电池的电压进行测量为公知技术，在此不再赘述，本申请的创新点在于对电池电压的数值进行放大，使得本申请的电压测量数据更加精确。
所述电池监测单元还包括与电池对应电连接的电池内阻测量电路，所述电池内阻测量电路与电池内阻A/D转换电路对应电连接，所述电池内阻A/D转换电路与数据处理单元对应电连接，在所述数据处理单元内预设有所述电池的放电曲线。电池的放电曲线可以通过电池的充满电到放电完成过程的电池内阻和电量的关系来获得，此为公知技术，本申请只需要测得电池的内阻，将内阻与放电曲线进行比较即可算出电池的剩余电量。
所述数据处理单元包括数据处理单元单片机、存储器、硬件接口电路，所述数据处理单元单片机与存储器和硬件接口电路均对应连接。本申请存储器采用大容量存储器，以方便对电动车电池的状态进行长时间的记录，数据处理单元单片机采用支撑在线编程的单片机产品，这样可以便于前置的测量电路对电池的实际电压、温度、剩余电量进行分析计算和格式转换，直接将电池的实际电压、温度、剩余电量发送至单片机控制器，以方便进行下一步的处理。
所述数据处理单元与通讯接口对应电连接，所述通讯接口与单片机控制器对应电连接。本申请的通讯接口采用非标准电流型串行通讯接口，这种电路结构简单的通讯接口可以以最低的成本将电池的电压、温度、剩余电量数据发送至单片机控制器。
本申请各个单元及模块的作用为：电池监测单元用于检测电动车电池的剩余电量、电压、温度等参数。行驶轨迹监测及数据传输单元用于电动车运行距离或者轨迹以及将检测到的所有数据上传云端数据库。充电控制单元根据电池监测单元所测温度控制电动车电池充电线路的通断。电压/容量选择控制单元用于选择电池电压及容量。电源单元为各个单元和模块提供电源，本实施例中，电源单元为蓄电池。单片机控制单元包括单片机，为系统核心控制单元，用于数据采集、处理、及传输，本实施例中单片机为Stm32单片机。
本申请的工作过程简述如下：工作时本申请的电池监测单元安装于对应的电动车电池上，采集对应的电动车电池的电压、剩余电量以及温度等数据，然后通过通讯接口(本实施例中是采用I2C协议)将相关数据传给单片机控制单元。同时行驶轨迹监测及数据传输单元将电动车的定位信息通过串口传给单片机控制单元。然后单片机控制单元将定位信息进行处理并通过行驶轨迹监测及数据传输单元上传到云端数据库。其中充电控制单元根据所测温度控制电动车电池充电线路的通断，当温度高于设定值时断开充电线路，起到保护作用。
本申请的一种电动车安全监测系统创造性的利用现有的通讯技术(数据传输模块)，将数据传到云端数据库后，与大数据进行匹配，为用户的电池与整车安全，进行数据支撑。本申请的系统可以对充电过程深入电池层面进行检测，检测电池的整个充电过程及运行中的放电过程，自学习电池的性能，对电池的寿命进行预测。充电过程对中对电池状态进行侦测，当有异常时，对电池进行断电处理，预防火灾。侦测电池的荷载情况，当电池没电时，及时通过用户端的APP通知用户进行通电。对电动单车进行实时定位，有异常时，及时告诉用户，改进老式电动单车防盗只能通过鸣喇叭的单一方式。
在本申请中，电池监测单元、行驶轨迹监测及数据传输单元、充电控制单元、电压/容量选择控制单元、电源单元、单片机控制单元及定位模块和数据传输模块的内部电路结构和对应的软件、协议等为公知技术，在此不再赘述，用户在应用时，只需根据已有的硬件系统架构，根据自身需求进行安装导入便可，即本申请的创新之处在于各个单元模块的系统架构。本申请的电池监测单元还内置有加速度监测模块，所述加速度监测模块可以对电动车的激烈撞击进行监测，在电动车遭受激烈撞击后发送警告信号，在无人看护的情况下在云端数据库做事件记录并可以提醒用户。
尽管已经对本实用新型的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种电动车安全监测系统，包括单片机控制单元，其特征在于：所述单片机控制单元与行驶轨迹监测及数据传输单元对应电连接，所述行驶轨迹监测及数据传输单元分别与云端数据库和用户端对应电连接，所述单片机控制单元分别与电池监测单元和充电控制单元对应电连接，电源单元与单片机控制单元对应电连接。
2.根据权利要求1所述的一种电动车安全监测系统，其特征在于：所述单片机控制单元包括单片机。
3.根据权利要求1所述的一种电动车安全监测系统，其特征在于：所述用户端包括手机、平板电脑。
4.根据权利要求1所述的一种电动车安全监测系统，其特征在于：所述行驶轨迹监测及数据传输单元包括定位模块和数据传输模块，所述数据传输模块和定位模块均与单片机控制单元对应电连接，所述数据传输模块与云端数据库和用户端对应电连接。
5.根据权利要求4所述的一种电动车安全监测系统，其特征在于：所述定位模块包括GPS模块和北斗模块。
6.根据权利要求4所述的一种电动车安全监测系统，其特征在于：所述数据传输模块为GPRS/CDMA无线公网、230MHz无线专网中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种电动车安全监测系统，其特征在于：所述单片机控制单元还与电压/容量选择控制单元对应电连接。
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