本發(fā)明涉及電動自行車技術(shù)領(lǐng)域,具體的說是涉及一種兼遠(yuǎn)程和本地控制的電動自行車充電管理系統(tǒng)。
背景技術(shù):
隨著全球可持續(xù)發(fā)展呼聲的不斷,環(huán)保節(jié)能成為時代主題。低碳、低耗的出行工具成為新時代下全世界人民的寵兒。應(yīng)時而動,電動自行車發(fā)展迅速,很快風(fēng)靡全球。然而在我國有的物業(yè)小區(qū)并沒有電動自行車充電控制器, 亂拉亂扯電線等諸多安全隱患現(xiàn)象很常見;而有些物業(yè)小區(qū)有電動自行車充電控制器,但是沒有管理系統(tǒng),造成管理困難,人為收費(fèi)難;就現(xiàn)有的電動自行車充電管理系統(tǒng),大部分靠按硬幣投入,時間控制,靠功率控制來完成機(jī)動車充電控制;
綜上所述,現(xiàn)有技術(shù)的的充電管理系統(tǒng),只有本地用電控制,沒有遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)控制,無法自由充斷電;無法精確計量,造成能源浪費(fèi);無法自動識別充滿狀態(tài),造成安全隱患;無防盜功能;無收費(fèi)管理;這樣勢必導(dǎo)致收費(fèi)難、控制難、能源浪費(fèi)嚴(yán)重。
上述缺陷,值得解決。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了克服現(xiàn)有的技術(shù)的不足, 本發(fā)明提供一種兼遠(yuǎn)程和本地控制的電動自行車充電管理系統(tǒng)。
本發(fā)明技術(shù)方案如下所述:
一種兼遠(yuǎn)程和本地控制的電動自行車充電管理系統(tǒng),包括電動自行車,其特征在于,還包括:
系統(tǒng)服務(wù)器:負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的搜集管理,電動自行車控制器充值管理、電動自行車車位分析, 電動自行車控制器通斷電命令下發(fā);
數(shù)據(jù)采集器:負(fù)責(zé)連接電動自行車控制器和遠(yuǎn)程服務(wù)器,起到數(shù)據(jù)連接作用;
電動自行車控制器:負(fù)責(zé)控制電動自行車和交流電的設(shè)備,所述電動自行車控制器包括:
MCU模塊:控制電能計量模塊、通信模塊、存儲模塊、射頻模塊、液晶顯示模塊,蜂鳴器模塊以及繼電器控制與檢測模塊;
電能計量模塊:通過所述MCU模塊實(shí)時檢測電壓,電流,功率,功率因素,實(shí)時計量功能;通過檢測到電壓,電流,功率狀態(tài)判斷防盜電,過載,過流等異常,斷開繼電器,避免危險發(fā)生;通過檢測電流,充電時間判斷充滿自停;
通信模塊:通信硬件支持RS-485通信,有線的方式與采集器連接,完成服務(wù)器與控制器通信;通信硬件提供無線接口支持470通信模塊和ZIGBEE通信模塊,完成控制器與采集器及系統(tǒng)數(shù)據(jù)互通;
存儲模塊:完成控制器的記憶功能,對掛起用戶,能量信息具有存儲功能;
液晶顯示模塊: 提示當(dāng)前控制器狀態(tài)及用戶充電時的金額信息及當(dāng)前控制器故障狀態(tài);
蜂鳴器模塊: 提示用戶卡是否正常接收;
繼電器控制與檢測模塊:根據(jù)當(dāng)前控制器空閑狀態(tài),自動車充滿狀態(tài),用戶卡內(nèi)金額狀態(tài)控制繼電器斷開或閉合, 通過對繼電器狀態(tài)的檢測,指示燈指示用戶當(dāng)前充斷電狀態(tài);
射頻模塊:對射頻CPU卡接收信號,并處理功能具體實(shí)現(xiàn);
所述MCU模塊分別與所述電能計量模塊、所述通信模塊、所述存儲模塊、所述射頻模塊、所述液晶顯示模塊、所述蜂鳴器模塊以及所述繼電器控制與檢測模塊相連接。
進(jìn)一步的,所述系統(tǒng)服務(wù)器與智能設(shè)備相連接。
進(jìn)一步的,所述智能設(shè)備為手機(jī)APP或電腦。
進(jìn)一步的,所述電動自行車控制器還設(shè)置有ESAM模塊。
進(jìn)一步的,所述電動自行車設(shè)置有射頻CPU卡,所述射頻CPU卡通過所述ESAM模塊完成安全認(rèn)證。
進(jìn)一步的,所述電能計量模塊采用計量芯片8029,所述MCU模塊通過所述計量芯片8209通信獲取當(dāng)前的電壓、電流、功率、功率因子、電量。
根據(jù)上述方案的本發(fā)明,其有益效果在于,本發(fā)明通過射頻CPU卡實(shí)現(xiàn)電動自行車的本地充電斷電操作,通過手機(jī)APP,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線查詢及控制充電斷電,兼遠(yuǎn)程和本地控制電動自行車充電,帶預(yù)付費(fèi)功能,能及時檢查工作狀態(tài),及時維護(hù)修理,采用硬件加密技術(shù),安全性高, 充滿自停,節(jié)能環(huán)保,實(shí)時監(jiān)測,防盜電,能報警,極大的方便使用,便于操作。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明的電動自行車控制器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖以及實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的描述:
如圖1-2所示,一種兼遠(yuǎn)程和本地控制的電動自行車充電管理系統(tǒng),包括:系統(tǒng)服務(wù)器、數(shù)據(jù)采集器、電動自行車控制器以及電動自行車,電動自行車上設(shè)置有射頻CPU卡;
系統(tǒng)服務(wù)器:負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的搜集管理,電動自行車控制器充值管理、電動自行車車位分析, 電動自行車控制器通斷電命令下發(fā);
數(shù)據(jù)采集器:負(fù)責(zé)連接電動自行車控制器和遠(yuǎn)程服務(wù)器,起到數(shù)據(jù)連接作用;
電動自行車控制器:負(fù)責(zé)控制電動自行車和交流電的設(shè)備,所述電動自行車控制器包括:
MCU模塊:控制電能計量模塊、通信模塊、存儲模塊、射頻模塊、液晶顯示模塊,蜂鳴器模塊以及繼電器控制與檢測模塊;
電能計量模塊:所述電能計量模塊采用計量芯片8029,通過所述MCU模塊實(shí)時檢測電壓,電流,功率,功率因素,實(shí)時計量功能;通過所述電能計量模塊實(shí)現(xiàn):預(yù)付費(fèi)及扣費(fèi): 用戶當(dāng)前正在用電,MCU模塊獲取電量后刷前當(dāng)前表內(nèi)電量,并根據(jù)當(dāng)前費(fèi)率電價及階梯電價實(shí)時扣費(fèi); 根據(jù)剩余金額與報警金額比較結(jié)果, 關(guān)閉實(shí)時控制器,完成提示用戶金額不足的目的;防盜電:用戶當(dāng)前正在充電時,突然另一用戶插開充電器,接入自己的電動車,控制器可以識別出來,并控制關(guān)閉充電,掛起當(dāng)前用戶金額信息,功能是通過實(shí)時采樣當(dāng)前電流是否存在,突然采樣幾次沒有電流,則判定被盜電,關(guān)閉充電,實(shí)現(xiàn)防盜電功能;過載:用戶當(dāng)前正在充電時,發(fā)現(xiàn)功率超過閥值1min,則關(guān)閉充電,避開危險;過流:自動識別電動車充電器, 用戶當(dāng)前正在充電時,發(fā)現(xiàn)采樣電流超過閥值1min,則關(guān)閉充電,避開危險;充滿自停:用戶當(dāng)前正在充電時,發(fā)現(xiàn)采樣電流小于充滿電流且充電時間超過時間閥值,則關(guān)閉充電,避開危險;
通信模塊:通信硬件支持RS-485通信,有線的方式與采集器連接,完成服務(wù)器與控制器通信;通信硬件提供無線接口支持470通信模塊和ZIGBEE通信模塊,完成控制器與采集器及系統(tǒng)數(shù)據(jù)互通;
存儲模塊:完成控制器的記憶功能,對掛起用戶,能量信息具有存儲功能;
液晶顯示模塊: 提示當(dāng)前控制器狀態(tài)及用戶充電時的金額信息及當(dāng)前控制器故障狀態(tài);
蜂鳴器模塊: 提示用戶卡是否正常接收;
繼電器控制與檢測模塊:根據(jù)當(dāng)前控制器空閑狀態(tài),自動車充滿狀態(tài),用戶卡內(nèi)金額狀態(tài)控制繼電器斷開或閉合, 通過對繼電器狀態(tài)的檢測,指示燈指示用戶當(dāng)前充斷電狀態(tài);
射頻模塊:對射頻CPU卡接收信號,并處理功能具體實(shí)現(xiàn);
所述MCU模塊分別與所述電能計量模塊、所述通信模塊、所述存儲模塊、所述射頻模塊、所述液晶顯示模塊、所述蜂鳴器模塊以及所述繼電器控制與檢測模塊相連接。
所述系統(tǒng)服務(wù)器與智能設(shè)備相連接,所述智能設(shè)備為手機(jī)APP或電腦。
本發(fā)明便捷,可攜帶,可遠(yuǎn)程,通過射頻CPU卡實(shí)現(xiàn)電動自行車的本地充電斷電操作,通過手機(jī)APP,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線查詢及控制充電斷電,兼遠(yuǎn)程和本地控制電動自行車充電;
安全性高:電動車充電控制器,采用硬件加密,加上本地卡為射頻CPU卡,保證用戶在通信傳輸數(shù)據(jù)時,可靠,安全;
節(jié)能,預(yù)付費(fèi),實(shí)時扣費(fèi):充電時,能量按0.01KW的精度累計扣除電費(fèi),充滿自動識別,不過造成能源浪費(fèi);未充滿,用戶自行斷開充電,實(shí)時扣費(fèi),避免用戶多扣費(fèi);
自動識別電動車充電器: 充電過程中,判斷超過電動車充電器的閥值,則不允許充電;
充滿自停: 通過最大充電時間和當(dāng)前充電功率,判斷充電器已經(jīng)充滿;
過流保護(hù): 超過功率閥值,不允許充電;
實(shí)時監(jiān)測,防盜電: 實(shí)時識別當(dāng)前機(jī)動車是否被拔開;拔開則自動斷開;再插入機(jī)動卡后,必須寫卡;控制器具有記憶功能,該被斷開的用戶,下次寫卡,即取走金額;
報警: 當(dāng)用戶余額不足時,以報警燈和繼電器動作來報警。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制方法流程:
用戶通過智能設(shè)備遠(yuǎn)程查詢控制,如采用手機(jī)APP通過無線方式查詢系統(tǒng)服務(wù)器,系統(tǒng)服務(wù)器將當(dāng)前充電空閑位置傳給手機(jī)APP;電動自行車控制器發(fā)生空閑/忙碌狀態(tài)切換時,通過無線方式如470無線方式或485無線方式傳輸給服務(wù)器;
用戶通過手機(jī)APP選中空閑位置的電動自行車控制器,通過無線的方式發(fā)送充斷電命令給服務(wù)器;服務(wù)器下發(fā)命令到電動自行車控制器中。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)本地控制方法流程:
電動自行車插入到電動自行車控制器;電動自行車設(shè)置有射頻CPU卡,通過上位機(jī)軟件對充電金額等參數(shù)更新;該射頻卡將攜帶的金額信息更新到電動自行車控制器,MCU模塊通過判斷報警金額控制繼電器合閘,即充電;剩余金額判斷小于0.01度電,即斷電。
本發(fā)明安全認(rèn)證原理:
電動自行車控制器內(nèi)置ESAM模塊,實(shí)現(xiàn)硬件加密。ESAM 模塊中內(nèi)嵌8位安全處理器,能夠進(jìn)行DES、3DES 加密運(yùn)算,同時運(yùn)算過程中加入隨機(jī)數(shù)的參與。
ESAM模塊可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲和安全認(rèn)證等功能,可以使系統(tǒng)支持密鑰管理系統(tǒng)。在密鑰管理系統(tǒng)的支持下,電動車自行車控制器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲和安全認(rèn)證等功能具使用的密鑰,能夠被安全的產(chǎn)生,傳輸和使用。
電動自行車的射頻CPU卡與電動自行車控制器通息交互,射頻CPU卡與電動車自行車控制器交互時,硬件之間的通信,避免被截獲的可能,保證了安全性;射頻CPU卡與電動車自行車控制器交互時,必須完成安全認(rèn)證,才可以正常通信,即必須完成射頻CPU卡與電動車自行車控制器內(nèi)部的ESAM模塊安全認(rèn)證,也保證了數(shù)據(jù)的安全性;射頻CPU卡與電動車自行車控制器交互時,如果更新電動車自行車控制器內(nèi)容,有三種通信方式,即密文+MAC,明文+MAC,密文,電動車自行車控制器會校驗(yàn)MAC,或密文,從而保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>
本發(fā)明預(yù)付費(fèi)具體流程:
預(yù)付費(fèi)流程: 用戶通過遠(yuǎn)程通信(服務(wù)器下發(fā)指令)或本地方式(射頻CPU卡)充值后,電動自行車控制器完成充值操作,即剩余金額由空閑狀態(tài)的0元變成充值金額,例如:100元; 電動自行車控制器中的MCU模塊判斷電動自行車控制器接入電動車,即開始充電,此時,電動自行車控制器提前扣0.01度電費(fèi),例如: 電費(fèi)為1元,即當(dāng)前剩余金額為99.99元;充電0.01度后, 電動自行車控制器自動扣0.01度電費(fèi),例如: 電費(fèi)變成99.98元;實(shí)時扣費(fèi)并判斷電動自動車充滿電,或是金額預(yù)警,完成斷電操作,達(dá)到節(jié)能的作用。
應(yīng)當(dāng)理解的是,對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說,可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換,而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
上面結(jié)合附圖對本發(fā)明專利進(jìn)行了示例性的描述,顯然本發(fā)明專利的實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制,只要采用了本發(fā)明專利的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn),或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明專利的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的,均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。