專利名稱：一種投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子信息及智能電表領(lǐng)域，特別涉及一種自動(dòng)充售電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略的強(qiáng)力推進(jìn)，電能等可再生能源，帶著低碳環(huán)保的理念，走進(jìn)我們的生活，電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車、各種電動(dòng)工具等已經(jīng)越來(lái)越普及。同時(shí)，隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，各種各樣的移動(dòng)用電設(shè)備也越來(lái)越多，如筆記本電腦、移動(dòng)電子終端、電子玩具、電子游戲機(jī)等。怎么能夠隨時(shí)隨地的解決這些電動(dòng)工具、移動(dòng)用電設(shè)備的充電問(wèn)題呢？目前，雖然個(gè)別公共場(chǎng)所免費(fèi)提供充電服務(wù)，但通常僅限手機(jī)，且常因電能費(fèi)用、 無(wú)專人維護(hù)等原因而損毀者居多。而市場(chǎng)上的預(yù)付費(fèi)智能電表也僅能適用于家庭或者單位，且一戶一表，卡不離表，不具備同時(shí)向多用戶售電的功能。截止當(dāng)前，市場(chǎng)上尚未出現(xiàn)任何一種用于對(duì)移動(dòng)用電設(shè)備充電的自動(dòng)充售電系統(tǒng)。人們只能將電動(dòng)工具、移動(dòng)用電設(shè)備帶回家里、單位或者到專門的充電站，經(jīng)用電單位或家庭的總電表計(jì)費(fèi)獲取電能，完成充電。這給電動(dòng)工具、移動(dòng)用電設(shè)備的使用和推廣帶來(lái)不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決移動(dòng)工具、移動(dòng)用電設(shè)備的充電問(wèn)題，使充電和收費(fèi)同時(shí)自動(dòng)完成，方便用戶隨時(shí)隨地購(gòu)電充電。本發(fā)明實(shí)施例提出了一種投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)。所述系統(tǒng)的技術(shù)方案如下提供一種投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)，所述投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)由投幣器模塊、液晶顯示模塊、電能計(jì)量模塊、充電接口單元和單片機(jī)控制模塊組成；所屬投幣器模塊通過(guò) IO 口與單片機(jī)控制模塊相連；所屬液晶顯示模塊通過(guò)SPI或并行液晶接口與單片機(jī)控制模塊相連；所屬電能計(jì)量模塊通過(guò)SPI接口或IO接口與單片機(jī)控制模塊相連；所屬充電接口單元通過(guò)IO 口與單片機(jī)控制模塊相連。所述投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)，所屬投幣器模塊用于接受用戶投幣，獲取用戶消費(fèi)金額；所屬液晶顯示模塊用于顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)；所屬電能計(jì)量模塊用于對(duì)充售輸出電能的計(jì)量；所屬充電接口單元用于外接充電器或充電設(shè)備，以及控制輸出電能的開(kāi)關(guān)狀態(tài)； 所屬單片機(jī)控制模塊用于控制投幣器模塊、液晶顯示模塊、電能計(jì)量模塊，以及充電接口單元協(xié)作完成充售電過(guò)程。所述投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)，其所屬充電接口單元內(nèi)設(shè)有一組多路繼電器，用于控制當(dāng)輸出的多種不同形狀的充電插口中有一個(gè)輸出電能時(shí)，其它開(kāi)路。為了防止竊電，投幣結(jié)束開(kāi)始輸出電能后，只能連續(xù)不間斷輸出電能，充電接口單元與外部充電設(shè)備的充電回路一旦斷開(kāi)，則本次購(gòu)電消費(fèi)過(guò)程宣告結(jié)束，電能輸出即刻停止。本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案的有益效果是所述系統(tǒng)可以方便的安裝于各種公共場(chǎng)所，使消費(fèi)者可以隨時(shí)隨地購(gòu)電，方便的完成對(duì)電動(dòng)工具、移動(dòng)用電設(shè)備的充電過(guò)程， 推動(dòng)各種移動(dòng)用電設(shè)備的應(yīng)用和普及，帶動(dòng)電能消費(fèi)，引領(lǐng)低碳生活。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)的電能計(jì)量模塊電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)的充電接口單元電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)的單片機(jī)控制模塊和液晶顯示模塊電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)的單片機(jī)控制模塊的主程序流程圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)的單片機(jī)控制模塊的主程序流程圖中執(zhí)行送電功能的程序流程圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)的單片機(jī)控制模塊的斷電中斷程序流程圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)的單片機(jī)控制模塊的定時(shí)中斷程序流程圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例提供的投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)的外形；
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖。如圖 1所示，所述投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)由投幣器模塊2、液晶顯示模塊3、電能計(jì)量模塊4、充電接口單元5和單片機(jī)控制模塊1組成。所屬投幣器模塊2通過(guò)IO接口與單片機(jī)控制模塊 1相連；所屬液晶顯示模塊3通過(guò)GPIO與單片機(jī)控制模塊1相連；所屬電能計(jì)量模塊4通過(guò)SPI接口與單片機(jī)控制模塊1相連；所屬充電接口單元5通過(guò)IO 口與單片機(jī)控制模塊1 相連。圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)的電能計(jì)量模塊電路結(jié)構(gòu)示意圖。電路中分別對(duì)出售電能回路中的電壓采樣7、電流采樣8，并輸入電能計(jì)量芯片10(本實(shí)施例采用芯片ATT7051)作為計(jì)算電能的依據(jù)。電能計(jì)量芯片10的工作電壓直接從送電回路中經(jīng)過(guò)降壓、穩(wěn)壓獲得，如圖中的工作電源9所示。電能計(jì)量芯片10的SPI接口通過(guò)光電耦合11與單片機(jī)CPU的SPI接口相連。單片機(jī)可以通過(guò)SPI接口直接訪問(wèn)電能計(jì)量芯片10內(nèi)部的寄存器而獲得輸出電能的數(shù)值。圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)的充電接口單元電路結(jié)構(gòu)示意圖。電路由三個(gè)部分組成，第一部分對(duì)電能輸出回路進(jìn)行電流采樣12后經(jīng)過(guò)光電耦合15 與單片機(jī)CPU的IO 口相連，用于檢測(cè)電能輸出回路開(kāi)斷或閉合的狀態(tài)。第二部分由單片機(jī)CPU的IO輸出信號(hào)經(jīng)光電耦合16與電力繼電器13相連，用于控制的電能輸出回路開(kāi)斷或閉合的狀態(tài)。第三部分由一組多路繼電器19、USB變壓器14、USB插口 17和220V插口 18 組成。多路繼電器20用于控制USB插口 18和220V插口 20中當(dāng)有一個(gè)插口輸出電能時(shí)， 其它插口開(kāi)路斷電。圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)的單片機(jī)控制模塊和液晶顯示模塊電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，所屬液晶驅(qū)動(dòng)芯片25、液晶顯示器沈是液晶顯示模塊的核心器件，單片機(jī)CPU通過(guò)GPIO 口與液晶驅(qū)動(dòng)芯片25相連，并驅(qū)動(dòng)液晶器沈顯示相
關(guān)fe息。圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)的單片機(jī)控制模塊和液晶顯示模塊電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，所述單片機(jī)控制模塊包括工作電源20、備用電源21、 實(shí)時(shí)鐘22、上電復(fù)位23、單片機(jī)CPUM等部分。單片機(jī)CPUM是單片機(jī)控制模塊的核心器件，它控制投幣器模塊、液晶顯示模塊、電能計(jì)量模塊，以及充電接口單元協(xié)作完成充售電過(guò)程。本發(fā)明實(shí)施例提供的投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)的單片機(jī)控制模塊的控制程序分三個(gè)部分，主程序、定時(shí)中斷程序和斷電中斷程序。圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)的單片機(jī)控制模塊的主程序流程圖。主程序流程圖中系統(tǒng)初始化包括單片機(jī)端口設(shè)置、禁止斷電中斷和定時(shí)中斷、初始化電能計(jì)量芯片、初始化液晶顯示內(nèi)容等工作；從流程圖可以看出，當(dāng)系統(tǒng)有設(shè)備正在充電時(shí)，用戶可以選擇投幣追加消費(fèi)金額，否則投幣自動(dòng)退還。流程圖中執(zhí)行送電功能所做工作如圖6所示。圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)的單片機(jī)控制模塊的主程序流程圖中執(zhí)行送電功能的程序流程圖。從流程圖可以看出，系統(tǒng)在使用時(shí)必須先連接充電設(shè)備然后投幣，否則投幣回自動(dòng)退還。圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)的單片機(jī)控制模塊的斷電中斷程序流程圖。如圖所示，斷電中斷程序的主要工作是在充電過(guò)程異常終止時(shí)停止送電，并禁止對(duì)電能計(jì)量芯片的讀寫操作的定時(shí)中斷，禁止再發(fā)生斷電中斷。圖9是本發(fā)明實(shí)施例提供的投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)的的單片機(jī)控制模塊的定時(shí)中斷程序流程圖。如圖所示，定時(shí)中斷程序的主要工作是定時(shí)讀取電能計(jì)量芯片寄存器值， 獲取輸出電能數(shù)值，并對(duì)其進(jìn)行累加后計(jì)算消費(fèi)金額，并判斷投幣金額是否已被消費(fèi)。如果投幣金額已被消費(fèi)完畢，則禁止對(duì)電能計(jì)量芯片的讀寫操作的定時(shí)中斷，禁止再發(fā)生斷電中斷。圖10是本發(fā)明實(shí)施例提供的投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)的外形示意圖。如圖所示，液晶顯示區(qū)30，用于顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)、用戶投幣金額、實(shí)際消費(fèi)金額、時(shí)間、操作提示等信息；投幣區(qū)31用于接收用戶投幣，本實(shí)施例只接收一元和五角硬幣；插口 32、33、34允許不同類型的用電插頭連接本充電系統(tǒng)；指示等35用于指示電能的輸出狀態(tài)，紅色表示正在輸出電能、綠色表示充電回路已經(jīng)斷開(kāi)。綜上所述，通過(guò)本發(fā)明提供的投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)可以方便的實(shí)現(xiàn)電能的消費(fèi)過(guò)程，滿足了實(shí)際應(yīng)用中的多種移動(dòng)用電設(shè)備隨時(shí)隨地購(gòu)電消費(fèi)的需要。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明公開(kāi)了一種投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)，其特征在于，所述投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)由投幣器模塊、液晶顯示模塊、電能計(jì)量模塊、充電接口單元和單片機(jī)控制模塊組成；所屬投幣器模塊通過(guò)IO 口與單片機(jī)控制模塊相連；所屬液晶顯示模塊通過(guò)SPI或并行液晶接口與單片機(jī)控制模塊相連；所屬電能計(jì)量模塊通過(guò)SPI接口或IO接口與單片機(jī)控制模塊相連；所屬充電接口單元通過(guò)IO 口與單片機(jī)控制模塊相連。
2.如權(quán)利要求1所述的投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)，其特征在于，所屬投幣器模塊用于接受用戶投幣，獲取用戶購(gòu)電消費(fèi)金額；所屬液晶顯示模塊用于顯示充售電系統(tǒng)工作狀態(tài)； 所屬電能計(jì)量模塊用于對(duì)充售輸出電能的計(jì)量；所屬充電接口單元用于外接充電設(shè)備，以及控制輸出電能的開(kāi)關(guān)狀態(tài)；所屬單片機(jī)控制模塊用于控制投幣器模塊、液晶顯示模塊、電能計(jì)量模塊，以及充電接口單元協(xié)作完成充售電過(guò)程。
3.如權(quán)利要求1或2所述的投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)，其特征在于，所屬充電接口單元內(nèi)設(shè)有一組多路繼電器，用于控制當(dāng)輸出的多種不同形狀的充電插口中有一個(gè)輸出電能時(shí)， 其它開(kāi)路。
4.如權(quán)利要求1或2所述的投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)投幣結(jié)束開(kāi)始輸出電能后，只能連續(xù)不間斷輸出電能，充電接口單元與外部充電設(shè)備的充電回路一旦斷開(kāi)，則本次購(gòu)電消費(fèi)過(guò)程宣告結(jié)束，電能輸出即刻停止。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)，屬于電子信息技術(shù)及智能電表領(lǐng)域。所述投幣計(jì)費(fèi)式充售電系統(tǒng)由投幣器模塊、液晶顯示模塊、電能計(jì)量模塊、充電接口單元和單片機(jī)控制模塊組成；所屬投幣器模塊通過(guò)IO口與單片機(jī)控制模塊相連；所屬液晶顯示模塊通過(guò)SPI或并行液晶接口與單片機(jī)控制模塊相連；所屬電能計(jì)量模塊通過(guò)SPI接口或IO接口與單片機(jī)控制模塊相連；所屬充電接口單元通過(guò)IO口與單片機(jī)控制模塊相連。系統(tǒng)由單片機(jī)控制模塊控制投幣器模塊、液晶顯示模塊、電能計(jì)量模塊，以及充電接口單元協(xié)作完成充售電過(guò)程。所述系統(tǒng)將電能智能計(jì)量和電子信息技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，有效解決了需要220V電源充電的電動(dòng)交通工具(如電動(dòng)自行車等)、移動(dòng)用電設(shè)備(如手提電腦、手機(jī)、游戲機(jī)等)隨時(shí)隨地購(gòu)電、充電的問(wèn)題。
文檔編號(hào)G07F15/06GK102289884SQ20111014987
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者夏百戰(zhàn) 申請(qǐng)人:夏百戰(zhàn)