TWI646499B - 公共電力輔助自行車充電系統與方法 - Google Patents

Abstract

一種公共電力輔助自行車充電系統，設有一輛以上的電力輔助自行車，各電力輔助自行車設有微控制器偵測電池電量，並將電池電量與電力輔助自行車的編號傳送至一雲端伺服器，設有一租借站，該租借站在電力輔助自行車停靠時會檢查停靠的電力輔助自行車的數量以及編號，並由雲端伺服器下載對應編號的電池電量，依照電池電量的多寡分配對電力輔助自行車充電的優先權，將租借站有限的能源作適當的分配，選擇性的對不同的電力輔助自行車充電，例如優先對電池電量少的電力輔助自行車充電時，能讓停靠在租借站的電力輔助自行車都具有足以使用一段路程的電力，避免使用者等待電量不足的電力輔助自行車充電所花費的時間。

Description

公共電力輔助自行車充電系統與方法

本發明涉及一種公共載具的系統，尤其涉及一種公共電力輔助自行車充電系統與方法。

公共電力輔助自行車的主要概念是在都會區內以免費或平價租賃的方式，讓民眾使用電力輔助自行車替代大眾運輸或私有車輛來進行短程的通勤，以達到紓解都市交通擁塞、節能減碳、降低噪音與空氣污染為目的。公共電力輔助自行車也被認為是可用來解決大眾運輸系統中的「最後一哩」問題，是連結通勤者與大眾運輸網路的一種方式。此外，公共電力輔助自行車還具備休閒、旅遊等功能。

國際上電力輔助自行車已逐漸成為城市交通的主要工具，如德、法、美、日皆十分重視自行車如何成公共政策的一部份。除此之外，騎乘電力輔助自行車可以減少由汽機車所產生二氧化碳排放量，同時降低環境污染，透過騎乘電力輔助自行車活動，可快速且方便的騎行在任何市區的路段、減少環境污染的情況，進而達成健康城市的目標。

現今公共電力輔助自行車依然存在許多待解決的問題，例如租借站所能供給的能源有限，當多台停靠在租借站的電力輔助自行車需要充電時，若不能適當地對充電的能源進行分配，將特定的電力輔助自行車充飽電就會需要花費更多的時間，或者在租借站停靠的電力輔助自行車被大量取用時，因為 充電的電力不均因此讓使用者取用到電力不足的電力輔助自行車。但以目前租借站的設計來說，由於缺乏判斷電力輔助自行車電池電量多寡的依據，因此無法對充電的方式優化，是一大使用上的缺點。

由於現有電力輔助自行車的租借站無法取得各電力輔助自行車的電力狀況，因此無法對充電方式進行優化。為此，本發明將無線網路技術、電能管理技術以及低功耗的微控制器整合至現有公共電力輔助自行車租賃系統，形成一套合適應用於公共電力輔助自行車的平台。

為達到上述創作目的，本發明提供一種公共電力輔助自行車充電系統，包括：一雲端伺服器；一輛以上的電力輔助自行車，每輛電力輔助自行車有不同的編號，各電力輔助自行車設有一充電接收端，各充電接收端電連接一電池，各電池透過一自行車降壓電路電連接一自行車微控制器，各自行車微控制器分別電連接一電池電量檢測器以及一自行車無線模組，其中各自行車微控制器以各電池電量檢測器即時檢測各電池的電池電量，以各自行車無線模組將各電力輔助自行車的編號與電池電量傳輸至該雲端伺服器；以及一租借站，可供一輛以上的電力輔助自行車停靠同時辨識電力輔助自行車停靠的數量與編號，該租借站設有一租借站微控制器，該租借站微控制器分別電連接一充電開關電路以及一租借站無線模組，其中該充電開關電路電連接一個以上的充電傳送端，各充電傳送端與所述各電力輔助自行車的充電接收端配合充電，當一輛以上的電力輔助自行車停靠該租借站時，該租借站微 控制器透過該租借站無線模組由該雲端伺服器下載對應編號的電池電量，以電池電量分配充電的優先權。

較佳的，本發明所述各充電傳送端是無線充電傳送器，所述各充電接收端是無線充電接收器。

較佳的，本發明所述的租借站微控制器以電池電量分配充電的優先權時，是優先對電池電量少的電力輔助自行車充電。

為達到上述創作目的，該公共電力輔助自行車充電系統執行公共電力輔助自行車充電方法，其步驟包括：不同的電力輔助自行車有不同編號，各電力輔助自行車檢測電池的電池電量後，將編號與對應該編號的電池電量傳輸至一雲端伺服器儲存；一租借站可接受一輛以上的電力輔助自行車停靠，當電力輔助自行車停靠在該租借站時，該租借站辨識出停靠的電力輔助自行車的編號，將停靠的電力輔助自行車的編號傳輸至該雲端伺服器，由雲端伺服器下載對應編號的電力輔助自行車的電池電量；以及該租借站以編號與對應編號的電池電量，決定哪些停靠的電力輔助自行車優先充電。

進一步，本發明所述的租借站決定哪些停靠的電力輔助自行車優先充電時，是優先對電池電量低的電力輔助自行車充電。

更進一步，本發明所述各電力輔助自行車是以即時的方式檢測其電池的電池電量，將編號與對應編號的電池電量持續傳輸至所述的雲端伺服器儲存，不斷更新該雲端伺服器儲存的每輛電力輔助自行車的電池電量的數據。

本發明利用各電力輔助自行車將電池電量上傳至雲端伺服器的方式，使租借站能在電力輔助自行車停靠之後，下載停靠的電力輔助自行車的電池電量的資訊，使得能源有限不足以對所有停靠的電力輔助自行車充電的租 借站，能藉由掌握停靠的電力輔助自行車的電池電量來判斷要對哪些電力輔助自行車充電，可將有限的能源作適當的分配。

本發明的功效在於，租借站能由雲端伺服器取得對電力輔助自行車充電的判斷依據，因此能依需求採用不同的優先順序對電力輔助自行車進行充電，例如優先對電池電量少的電力輔助自行車充電時，能讓停靠在租借站的電力輔助自行車都具有足以使用一段路程的電力，避免使用者等待電量不足的電力輔助自行車充電所花費的時間；優先對電池電量高的電力輔助自行車充電，則能讓使用者早點取得充飽電的電力輔助自行車使用。

10‧‧‧雲端伺服器

20‧‧‧電力輔助自行車

21‧‧‧充電接收端

22‧‧‧電池

23‧‧‧自行車降壓電路

24‧‧‧自行車微控制器

25‧‧‧電池電量檢測器

26‧‧‧自行車無線模組

30‧‧‧租借站

31‧‧‧租借站微控制器

32‧‧‧充電開關電路

33‧‧‧租借站無線模組

34‧‧‧充電傳送端

35‧‧‧交流電110V

36‧‧‧變電器

37‧‧‧租借站降壓電路

圖1是本發明系統較佳實施例的構造方塊圖。

圖2是本發明系統租借站的運作流程圖。

圖3是本發明系統雲端伺服器的運作流程圖。

為能詳細瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實施，進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如下。

如圖1所示，本發明是一種公共電力輔助自行車充電系統，包括一雲端伺服器10、一輛以上可分別該雲端伺服器10無線連線的電力輔助自行車20，以及一可與該雲端伺服器10無線連線並可接受一輛以上電力輔助自行車20停靠的租借站30，其中：每輛電力輔助自行車20有不同的編號，各編號可存於各電力輔助自行車20上的無線標籤或以條碼、記憶體內的數位檔案的形態存於連接該租借 站30的接口，各電力輔助自行車20設有一充電接收端21，如本較佳實施例該充電接收端21是無線充電接收器，各充電接收端21電連接一電池22，如本較佳實施例該電池22是鋰電池，各電池22連接一自行車降壓電路23，透過該自行車降壓電路23電連接一自行車微控制器24，在各自行車微控制器24的記憶體內存有與前述相同的電力輔助自行車20的編號，各自行車微控制器24分別電連接一電池電量檢測器25以及一自行車無線模組26，各自行車微控制器24以各電池電量檢測器25即時檢測各電池22的電池電量，並以各自行車無線模組26將各電力輔助自行車20的編號與電池電量傳輸至該雲端伺服器10儲存，使雲端伺服器10存有每輛電力輔助自行車20的電池22即時的電池電量。

該租借站30可供一輛以上的電力輔助自行車20停靠，當電力輔助自行車20停靠在該租借站30時，該租借站30能以近場無線通訊裝置讀取各電力輔助自行車20上的無線標籤，或透過該租借站30與電力輔助自行車20連接的接口讀取電力輔助自行車20的編號，辨識出電力輔助自行車20停靠的數量與各自的編號，該租借站30設有一租借站微控制器31，該租借站微控制器31分別電連接一充電開關電路32以及一租借站無線模組33，該充電開關電路32電連接一個以上的充電傳送端34，如本較佳實施例各充電傳送端34是無線充電傳送器，各充電傳送端34可向各電力輔助自行車20的充電接收端21充電，當一輛以上的電力輔助自行車20停靠在該租借站30時，該租借站微控制器31透過該租借站無線模組33循環地由該雲端伺服器10下載對應編號的電力輔助自行車20的電池電量，以電池電量分配對電力輔助自行車20充電的優先權，如本較佳實施例，是優先對電池電量少的電力輔助自行車20充電。

上述租借站微控制器31的電力供應來源，是由一交流電110V35的電源經過一變電器36轉換為直流電之後，再由一租借站降壓電路37降壓後供應租借站微控制器31使用；上述充電開關電路32直接接受交流電110V35供電， 並且依照租借站微控制器31的指示，選擇性的以充電傳送端34向優先充電的電力輔助自行車20充電。

本發明的系統運作時，如圖1所示，是雲端伺服器10、一輛以上的電力輔助自行車20以及租借站30配合協作，其中不同的電力輔助自行車20有不同的編號，各電力輔助自行車20會即時檢測其電池的電池電量，各電力輔助自行車20以自行車無線模組26將其編號與即時檢測出的電池電量持續傳輸至該雲端伺服器10儲存，使雲端伺服器10能不斷更新、儲存每輛電力輔助自行車20的電池電量的數據。

該租借站30運作的流程如圖2所示，該雲端伺服器10運作時執行以下步驟：開始：開始運作。

系統初始化：將軟體回歸初始的狀態。

檢查目前停靠的電力輔助自行車編號：當電力輔助自行車20停靠時，辨識出停靠的電力輔助自行車20的數量與編號。

從雲端伺服器擷取對應標號的電池電量：將停靠的電力輔助自行車20的編號傳輸至該雲端伺服器10，由雲端伺服器10下載對應編號的電力輔助自行車20的電池電量。

分配充電的優先權：以編號與對應編號的電池電量決定哪些停靠的電力輔助自行車20需要優先充電，例如優先對電池電量低的電力輔助自行車20充電。

進行充電：對決定優先充電的電力輔助自行車20進行充電，接著返回檢查目前停靠的電力輔助自行車編號的步驟，進行下一次的步驟循環。

該雲端伺服器10運作的流程如圖3所示，該雲端伺服器10運作時執行以下步驟： 開始：開始運作。

系統初始化：將軟體回歸初始的狀態。

接收電力輔助自行車電池電量的資訊：接收各電力輔助自行車20上傳的編號以及對應的電池電量。

存取電池電量資訊：儲存接收到的編號與電池電量資訊。

租借站有無下載資訊：判斷租借站30有無請求下載編號對應的電池電量資訊，若有，則前往下載資訊完成步驟，若無，則返回接收電力輔助自行車電池電量的資訊的步驟，進行下一次的步驟循環。

下載資訊完成：依據租借站30要求的編號將對應編號的電池電量資訊傳輸至租借站30，完成後返回接收電力輔助自行車電池電量的資訊的步驟，進行下一次的步驟循環。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用以限定本發明主張的權利範圍，凡其它未脫離本發明所揭示的精神所完成的等效改變或修飾，均應包括在本發明的申請專利範圍內。

Claims (5)

1. 一種公共電力輔助自行車充電系統，包括：一雲端伺服器；一輛以上的電力輔助自行車，每輛電力輔助自行車有不同的編號，各電力輔助自行車設有一充電接收端，各充電接收端電連接一電池，各電池透過一自行車降壓電路電連接一自行車微控制器，各自行車微控制器分別電連接一電池電量檢測器以及一自行車無線模組，其中各自行車微控制器以各電池電量檢測器即時檢測各電池的電池電量，以各自行車無線模組將各電力輔助自行車的編號與電池電量持續地傳輸至該雲端伺服器，使該雲端伺服器存有每輛電力輔助自行車即時的電池電量；以及一租借站，可供一輛以上的電力輔助自行車停靠同時辨識電力輔助自行車停靠的數量與各自的編號，該租借站設有一租借站微控制器，該租借站微控制器分別電連接一充電開關電路以及一租借站無線模組，其中該充電開關電路電連接一個以上的充電傳送端，各充電傳送端與所述各電力輔助自行車的充電接收端配合充電，當一輛以上的電力輔助自行車停靠該租借站時，該租借站微控制器循環地透過該租借站無線模組由該雲端伺服器下載對應前述的電力輔助自行車的編號的電池電量，以電池電量分配充電的優先權。
2. 如請求項1之公共電力輔助自行車充電系統，其中所述各充電傳送端是無線充電傳送器，所述各充電接收端是無線充電接收器。
3. 如請求項1或2之公共電力輔助自行車充電系統，其中所述的租借站微控制器以電池電量分配充電的優先權時，是優先對電池電量少的所述的電力輔助自行車充電。
4. 一種公共電力輔助自行車充電方法，其步驟包括： 不同的電力輔助自行車有不同編號，各電力輔助自行車是以即時的方式檢測其電池的電池電量後，將編號與對應該編號的電池電量持續傳輸至一雲端伺服器儲存，不斷更新該雲端伺服器儲存的每輛電力輔助自行車的電池電量的數據；一租借站可接受一輛以上的電力輔助自行車停靠，當電力輔助自行車停靠在該租借站時，該租借站辨識出停靠的所述電力輔助自行車的編號，循環地將停靠的所述電力輔助自行車的編號傳輸至該雲端伺服器，由該雲端伺服器下載對應編號的所述電力輔助自行車的電池電量；以及該租借站以前述的編號與對應該編號的電池電量，決定哪些停靠的所述電力輔助自行車優先充電。
5. 如請求項4之公共電力輔助自行車充電方法，其中所述的租借站決定哪些停靠的所述電力輔助自行車優先充電時，是優先對電池電量低的所述電力輔助自行車充電。