CN217543863U - 一种换电柜控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及换电柜技术领域，其目的在于提供一种换电柜控制系统。所采用的技术方案是：一种换电柜控制系统，包括供电单元、主控单元和从控单元；所述主控单元包括主控模块，以及分别与主控模块电连接的门锁驱动模块和第一通信模块，所述门锁驱动模块与换电柜中仓体对应的电子锁电连接；所述从控单元包括第二通信模块，以及分别与第二通信模块电连接的电池入仓检测模块和电池ID读取模块，所述第二通信模块和第一通信模块无线通信连接；所述主控模块、门锁驱动模块、第一通信模块、第二通信模块、电池入仓检测模块和电池ID读取模块均与供电单元电连接。本实用新型可实现电池信息的稳定读取，便于进行电池的追踪，同时装配过程简单。

Description

一种换电柜控制系统

技术领域

本实用新型涉及换电柜技术领域，特别是涉及一种换电柜控制系统。

背景技术

目前，随共享技术的发展，换电柜得以广泛应用。换电柜又称共享换电柜、共享电池柜、换电站、电池交换站，用以便于用户及时更换电动车内的电池。

但是，在使用现有技术过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

现有技术中，换电柜一般不具备NFC(Near Field Communication，近场通信)读卡功能，无法准确获得电池ID(Identity document，身份标识)，造成电池追踪困难；即使具有NFC读卡功能，一般也使用一个读卡器驱动多路天线的简易读卡模式，此种模式的弊端在于，如果天线板与读卡器板之间的距离较远，使用的连接线则较长较多，接线比较复杂，造成NFC读卡不稳定，同样无法准确获得电池ID，使得电池追踪困难。

发明内容

为了至少在一定程度上解决上述技术问题，本实用新型提供了一种换电柜控制系统。

本实用新型采用的技术方案是：

一种换电柜控制系统，包括供电单元、主控单元和从控单元；所述主控单元包括主控模块，以及分别与主控模块电连接的门锁驱动模块和第一通信模块，所述门锁驱动模块与换电柜中仓体对应的电子锁电连接；所述从控单元包括第二通信模块，以及分别与第二通信模块电连接的电池入仓检测模块和电池ID读取模块，所述第二通信模块和第一通信模块无线通信连接；所述主控模块、门锁驱动模块、第一通信模块、第二通信模块、电池入仓检测模块和电池ID读取模块均与供电单元电连接。

在一个可能的设计中，所述主控单元还包括电池状态显示模块，所述电池状态显示模块与主控模块电连接。

在一个可能的设计中，所述换电柜控制系统还包括后台服务器，所述主控单元还包括与主控模块电连接的第三通信模块，所述第三通信模块与后台服务器无线通信连接；所述第三通信模块包括与主控模块电连接的GPRS模块和与GPRS模块电连接的物联网SIM卡，所述GPRS模块采用型号为WH-GM5的GPRS模块。

在一个可能的设计中，所述电池入仓检测模块采用型号为AP3216C的检测芯片。

在一个可能的设计中，所述电池ID读取模块包括与第二通信模块电连接的NFC读写器芯片和与NFC读写器芯片电连接的NFC天线线圈；所述NFC读写器芯片采用型号为CI522的非接触式读写器芯片。

在一个可能的设计中，所述第一通信模块和第二通信模块均采用型号为CMS8W5523G的通信芯片。

在一个可能的设计中，所述主控模块采用型号为GD32F103RCT6或ST32F103RCT6的单片机。

本实用新型的有益效果集中体现在，可实现对电池的追踪，同时便于进行装配及电池信息的稳定读取；具体地，本实用新型在实施过程中，可通过电池ID读取模块获取电池的ID信息，并在电池出入仓时通过电池入仓检测模块检测电池的出入仓状态信息，电池的出入仓状态信息及电池的ID信息均可通过第二通信模块无线发送至第一通信模块，第一通信模块在接收到电池的出入仓状态信息及电池的ID信息后可实时将对应信息发送至主控模块；主控模块可根据电池的ID信息控制门锁驱动模块动作，以便实现对电子锁的开闭，并根据电池的出入仓状态信息确认电池是否真正入仓。本实用新型在实施过程中，由于设置有电池入仓检测模块和电池ID读取模块，可实现电池ID及出入仓数据的读取，便于实现对电池的追踪；此外，装配时，可将主控单元和从控单元分别设置在主板和子板上，主控单元和从控单元采用短距离无线连接，即电池入仓检测模块和电池ID读取模块均通过第二通信模块与主控单元无线通信连接，利于减少板间连线，便于实现主板和子板之间的装配，同时可保证数据读取的稳定性及准确性，具备推广应用的价值。

附图说明

图1是本实用新型中换电柜控制系统的控制框图；

图2是本实用新型中主控模块的电路原理图；

图3是本实用新型中门锁驱动模块的电路原理图；

图4是本实用新型中第一通信模块的电路原理图；

图5是本实用新型中第二通信模块的电路原理图；

图6是本实用新型中电池入仓检测模块的电路原理图；

图7是本实用新型中电池ID读取模块的电路原理图；

图8是本实用新型中电池状态显示模块接口的电路原理图；

图9是本实用新型中GPRS模块的电路原理图；

图10是本实用新型中物联网SIM卡接口的电路原理图；

图11是本实用新型中电源输入模块的电路原理图；

图12是本实用新型中第一降压模块的电路原理图；

图13是本实用新型中第二降压模块的电路原理图；

图14是本实用新型中第三降压模块的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例来对本实用新型作进一步阐述。

应当理解，尽管本文可能使用术语第一、第二等等来描述各种单元，但是这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元，并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本实用新型的示例实施例的范围。

应当理解，在本文中若将单元称作与另一个单元“连接”、“相连”或“耦合”时，它可以与另一个单元直相连接或耦合，或中间单元可以存在。

应当理解，本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并不意在限制本实用新型的示例实施例。还应当理解，若术语“包括”、“包括了”、“包含”和/或“包含了”在本文中被使用时，指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性，并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。

实施例1：

本实施例提供一种换电柜控制系统，如图1所示，包括供电单元、主控单元和从控单元；所述主控单元包括主控模块，以及分别与主控模块电连接的门锁驱动模块和第一通信模块，所述门锁驱动模块与换电柜中仓体对应的电子锁电连接；所述从控单元包括第二通信模块，以及分别与第二通信模块电连接的电池入仓检测模块和电池ID读取模块，所述第二通信模块和第一通信模块无线通信连接；所述主控模块、门锁驱动模块、第一通信模块、第二通信模块、电池入仓检测模块和电池ID读取模块均与供电单元电连接。

本实施例在实施过程中，可通过电池ID读取模块获取电池的ID信息，并在电池出入仓时通过电池入仓检测模块检测电池的出入仓状态信息，电池的出入仓状态信息及电池的ID信息均可通过第二通信模块无线发送至第一通信模块，第一通信模块在接收到电池的出入仓状态信息及电池的ID信息后可实时将对应信息发送至主控模块；主控模块可根据电池的ID信息控制门锁驱动模块动作，以便实现对电子锁的开闭，并根据电池的出入仓状态信息确认电池是否真正入仓。本实施例在实施过程中，由于设置有电池入仓检测模块和电池ID读取模块，可实现电池ID及出入仓数据的读取，便于实现对电池的追踪；此外，装配时，可将主控单元和从控单元分别设置在主板和子板上，主控单元和从控单元采用短距离无线连接，即电池入仓检测模块和电池ID读取模块均通过第二通信模块与主控单元无线通信连接，利于减少板间连线，便于实现主板和子板之间的装配，同时可保证数据读取的稳定性及准确性。

本实施例中，如图2所示，所述主控模块采用型号为GD32F103RCT6或ST32F103RCT6的单片机。其中，ST32F103RCT6是ST(意法半导体)推出内核Cortex-M3系列高性能微控制模块，具备低功耗、低电压和外设丰富的优点。GD32F103RCT6是一个基于ARM Cortex－M3内核的32位通用微控制器产品系列芯片，具备出色的实时控制能力及优化的功耗设计，可以满足工业化自动化，消费电子，便携设备及其它多种领域对性能和价格的双重需求。

本实施例中，门锁驱动模块设置有12路，对应换电柜中12个仓体的电子锁。如图3所示为门锁驱动各模块的电路原理图。

如图4和5所示，本实施例中，所述第一通信模块和第二通信模块均采用型号为CMS8W5523G的通信芯片。本实施例中，为便于用户了解主控单元和从控单元的通信情况，第一通信模块和第二通信模块均分别连接有指示灯。

如图6所示，本实施例中，所述电池入仓检测模块采用型号为AP3216C的检测芯片，需要说明的是，该芯片集成了光强传感器、接近传感器和红外LED，以便通过仓体内的光强变化等感应电池是否到位。

如图7所示，本实施例中，所述电池ID读取模块包括与第二通信模块电连接的NFC读写器芯片和与NFC读写器芯片电连接的NFC天线线圈，其中，NFC天线线圈通过天线接口E2与NFC读写器芯片电连接；所述NFC读写器芯片采用型号为CI522的非接触式读写器芯片。

需要说明的是，型号为CI522的非接触式读写器芯片可支持ISO/IEC 14443A/MIFARE，无需外围其他电路，CI522的内部发送器可驱动读写器天线与ISO/IEC 14443A/MIFARE卡和应答机通信，可用以解调译码ISO/IEC 14443A/MIFARE兼容卡及应答机信号，并具备错误检测功能。

本实施例中，所述主控单元还包括电池状态显示模块，所述电池状态显示模块与主控模块电连接。本实施例中，电池状态显示模块通过如图8所示的电池状态显示模块接口J32与主控模块电连接，以便于实现电池状态显示模块的快速拆装，电池状态显示模块可以但不仅限于采用现有技术中的LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)实现，用以显示换电柜中仓体内电池的状态信息，如电量信息、充电指示信息及断电指示信息等。

本实施例中，所述换电柜控制系统还包括后台服务器，所述主控单元还包括与主控模块电连接的第三通信模块，所述第三通信模块与后台服务器无线通信连接；所述第三通信模块包括与主控模块电连接的GPRS(General Packet Radio Service，通用无线分组业务)模块和与GPRS模块电连接的物联网SIM卡，所述GPRS模块采用型号为WH-GM5的GPRS模块。本实施例中，GPRS模块的电路原理图如图9所示，物联网SIM卡通过如图10所示的物联网SIM卡接口J28与GPRS模块电连接，以便于实现物联网SIM卡的更换。

本实施例中，如图11-13所示，供电单元包括电源输入模块和降压模块，所述主控模块、门锁驱动模块、第一通信模块、第二通信模块、电池入仓检测模块和电池ID读取模块均与降压模块电连接，本实施例中，降压模块包括与电源输入模块电连接的第一降压模块、与电源输入模块电连接的第二降压模块和与第二降压模块电连接的第三降压模块用于将电压处理为不同元模块适应的大小。本实施例中，供电单元可以设置在主板上，此处不予赘述。

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。

最后应说明的是，本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (7)

1.一种换电柜控制系统，其特征在于：包括供电单元、主控单元和从控单元；所述主控单元包括主控模块，以及分别与主控模块电连接的门锁驱动模块和第一通信模块，所述门锁驱动模块与换电柜中仓体对应的电子锁电连接；所述从控单元包括第二通信模块，以及分别与第二通信模块电连接的电池入仓检测模块和电池ID读取模块，所述第二通信模块和第一通信模块无线通信连接；所述主控模块、门锁驱动模块、第一通信模块、第二通信模块、电池入仓检测模块和电池ID读取模块均与供电单元电连接。

2.根据权利要求1所述的一种换电柜控制系统，其特征在于：所述主控单元还包括电池状态显示模块，所述电池状态显示模块与主控模块电连接。

3.根据权利要求1所述的一种换电柜控制系统，其特征在于：所述换电柜控制系统还包括后台服务器，所述主控单元还包括与主控模块电连接的第三通信模块，所述第三通信模块与后台服务器无线通信连接；所述第三通信模块包括与主控模块电连接的GPRS模块和与GPRS模块电连接的物联网SIM卡，所述GPRS模块采用型号为WH-GM5的GPRS模块。

4.根据权利要求1所述的一种换电柜控制系统，其特征在于：所述电池入仓检测模块采用型号为AP3216C的检测芯片。

5.根据权利要求1所述的一种换电柜控制系统，其特征在于：所述电池ID读取模块包括与第二通信模块电连接的NFC读写器芯片和与NFC读写器芯片电连接的NFC天线线圈；所述NFC读写器芯片采用型号为CI522的非接触式读写器芯片。

6.根据权利要求1所述的一种换电柜控制系统，其特征在于：所述第一通信模块和第二通信模块均采用型号为CMS8W5523G的通信芯片。

7.根据权利要求1所述的一种换电柜控制系统，其特征在于：所述主控模块采用型号为GD32F103RCT6或ST32F103RCT6的单片机。

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