本發(fā)明涉及電動自行車充電領域，更具體的說，尤其涉及具有費用結算前置判斷功能的充電樁。

背景技術：

隨著人們對交通工具的需求加深與國家對環(huán)保政策的大力宣傳，電動自行車逐漸成為人民短途出行的首選交通工具之一?！爸袊妱幼孕熊嚠a業(yè)創(chuàng)新高峰論壇”數據顯示，中國電動自行車截止2013年保有量突破2億輛，這可以說是交通工具行業(yè)的一場大變革。然而，隨著電動自行車的擁有率越來越高，電動自行車“充電難”的問題也越來越明顯。最具代表性的是電動自行車的電量不夠往返一次的消耗，需要在往返的途中進行充電補給。因此，很多商家紛紛進入了電動自行車充電補給這一塊市場，其中絕大部分商家都是采用“設立充電樁為需要充電的用戶提供付費充電服務”的方法，隨之而來的是市場上出現了各種類型的電動自行車充電樁。目前，大部分充電樁采用的支付方式都是以投幣為主，也有部分供電樁支持刷卡支付、微信或支付寶等網絡支付。但歸根結底，以上支付方式都可歸類為計時模式，比如一元錢供電三或四個小時不等；這種計費模式簡單明了，但不合理之處也很明顯：比如對于不同型號的電動自行車，其充電功率從150w到600w不等，甚至有些用戶會付費為其它用電設備供電，由此帶來的問題是計費單價偏高，否則可能會出現運營商虧損，即補貼電費的情況。與此同時，此類供電樁的結算單位只能精確到“元”，這對于經常需要充電的用戶來說非常不合理。

歸根結底，上述問題的出現主要是相關功能受限于充電樁的整體架構方法，比如沒有云支付模塊的充電樁只能使用投幣的方式進行支付，這大大限制了充電樁使用時的計費、找零等其它相關功能。而這些功能也同時決定了其潛在消費用戶的范圍。比如只能進行投幣的充電樁的消費用戶絕大部分為臨時需要充電的用戶，對于長期需要充電的用戶來說，此類充電樁不符合他們的長期消費利益。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提出了具有費用結算前置判斷功能的充電樁，該充電樁能夠通過刷卡、微信、支付寶等支付方式，盡可能的為用戶支付提供方便，同時能夠準確計算用戶的耗電量、合理擊飛，把結算單元從“元”精確到“分”，并且對用戶的充電功率進行了限制，功率超過600w的電動車將無法付費充電，最大程度的確保了供電線路的安全。

本發(fā)明通過以下技術方案來實現上述目的：具有費用結算前置判斷功能的充電樁，包括電路保護模塊、供電模塊、電量計算模塊、通訊模塊、刷卡模塊和費用結算前置判斷模塊，所述電路保護模塊包括設置在主線路上的空氣開關和漏電保護器，所述供電模塊包括主線路分出的十條輸出線路和設置在每條輸出線路上的繼電器與充電插座；供電樁的機箱外殼上印有代表供電樁id的二維碼；所述電量計算模塊采用電量計量芯片，實時監(jiān)測電量的消耗；通訊模塊用于實現充電樁和云服務器之間的通訊連接，刷卡模塊用于用戶通過刷卡實現費用的繳納。

所述的費用結算前置判斷模塊用于對電動自行車完成充電狀態(tài)或物理連接狀態(tài)進行判斷，結算前置判斷模塊自動運行，費用結算前置判斷模塊自動判斷事件發(fā)生的類別，并根據事件發(fā)生的類別執(zhí)行不同的應對方法；若電動自行車完成充電，費用結算前置判斷模塊經過邏輯判斷成立后會斷開充電樁的供電系統(tǒng)與輸電線的內置連接，防止充電樁內的設備再持續(xù)消耗電量；若用戶不小心斷開了物理連接，費用結算前置判斷模塊允許用戶在10秒鐘的時間內進行重新連接；若用戶有急事需要離開，費用結算前置判斷模塊會在10秒鐘后為用戶結算費用并初始化系統(tǒng)，等待下一位用戶的到來。

進一步的，所述供電樁內還設置有l(wèi)ora模塊和掉電保護模塊，所述供電樁的lora模塊通過lora物聯(lián)網基站連接公網云端，每一個供電樁通過lora模塊將數據發(fā)送到lora物聯(lián)網基站中，所述lora物聯(lián)網基站與公網云端相互連接，lora物聯(lián)網基站通過以太網或gprs將數據傳輸到公網云端。

進一步的，所述供電樁內還設置有功率限制模塊，所述功率限制模塊對每條輸出線路上的充電功率進行識別，并根據充電功率判斷是否進行充電；當用戶待充電的電動自行車充電功率大于或等于600w時，供電樁會拒絕充電并發(fā)出無法充電的語音提示；若電動自行車的充電功率小于600w，但如果進行充電則會使供電樁輸電線的總負載功率大于或等于2500w，則供電樁會拒絕充電并發(fā)出稍后充電的語音提示；只有同時滿足充電功率小于600w和總負載功率小于2500w的情況才允許用戶進行充電。

進一步的，所述供電樁內還設置有掉電保護限制模塊，所述掉電保護模塊在供電樁正常使用的情況下以心跳包的方式將供電樁每條輸出線路的數據傳輸給公網云端，在供電樁斷電后在公網云端打包出距離斷電時間最近且代表供電樁所有輸出線路狀態(tài)的數據大包并將該數據大包在供電樁恢復供電后發(fā)送至供電樁中，由供電樁控制各個輸出線路以斷電前的狀態(tài)繼續(xù)工作。

進一步的，功率限制模塊包括單片機、工作狀態(tài)指示模塊、數據檢測模塊、繼電器、設定功率顯示模塊、實測功率顯示模塊、光電耦合電路和a/d轉換模塊，單片機分別連接工作狀態(tài)指示模塊、設定功率顯示模塊、實測功率顯示模塊、光電耦合電路、a/d轉換電路，a/d轉換電路連接數據檢測模塊，光電耦合電路與繼電器連接，繼電器和數據檢測模塊與保護模塊串聯(lián)，單片機完成數據處理和輸出控制功能，數據檢測模塊完成對負載用電回路電流的采集功能，光電耦合電路和繼電器完成控制負載用電回路通斷的功能，保護模塊完成短路保護功能。

進一步的，所述充電樁內置實時監(jiān)測模塊，在充電樁工作的過程中，充電樁通過實時監(jiān)測模塊實時監(jiān)控著電動自行車的充電狀態(tài)，同時記錄電動自行車的耗電量并換算成充電費用；當充電費用大于或等于預付金額時，充電樁停止供電；當充電費用小于預付金額時，判斷充電功率是否小于指定值；若充電功率大于指定值，則繼續(xù)供電；若充電功率小于指定值，則判斷物理連接是否斷開，如果物理連接沒有斷開，則延遲一個小時后停止充電并結算費用；若物理連接斷開，則延遲10s后再次判斷物理連接是否斷開，若此時物理連接恢復，則繼續(xù)充電，否則停止充電并結算費用。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明通過費用結算前置判斷模塊判斷電動自行車視充電完成狀態(tài)還是斷開連接狀態(tài)，使用戶即便電動自行車與充電樁的連接斷開再10s以內也可以進行重新連接，方便用戶對充電樁的使用。

2、本發(fā)明通過功率限制模塊對用戶的充電功率進行了限制，功率超過600w的電動自行車將無法付費充電，且當充電樁輸電線的最大功率大于2500w時也無法進行付費充電，最大程度的確保了供電線路的安全；由于電動自行車的實時充電功率通常在100～200w之間，所以2500w的總功率完全能夠滿足十個充電位的電動自行車同時充電。

3、本發(fā)明內部設置有電量計量模塊和電費計量模塊，能準確的測出電瓶車使用電的度數，可以反映不同充電功率的電動自行車的真實電量消費，打破傳統(tǒng)通過時間計算費用，對用戶更加的公平，并且可以防止商家虧損或倒貼電費。

4、本發(fā)明通過功率限制模塊對電動自行車的充電功率進行限制，既可以實現對充電樁的單個充電位進行功率控制，也控制總功率，防止因為功率過載導致的各種危害，提高了充電樁使用的安全系數。

5、本發(fā)明能夠實現預約充電，且能夠通過刷卡、微信、支付寶等支付方式，盡可能的為用戶支付提供方便，同時能夠準確計算用戶的耗電量、合理計費，把結算單元從“元”精確到“分”，極大地提高了電費計算的合理性，提高用戶充電積極性，也預防了因為用戶采用大功率電器充電對營運商造成的經濟損失。

附圖說明

圖1是本發(fā)明具有費用結算前置判斷功能的充電樁的基本結構示意圖。

圖2是本發(fā)明費用結算前置判斷模塊的工作流程示意圖。

圖3是本發(fā)明功率限制模塊的流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明：

如圖1～3所示，具有費用結算前置判斷功能的充電樁，包括電路保護模塊、供電模塊、電量計算模塊、通訊模塊、刷卡模塊和費用結算前置判斷模塊，所述電路保護模塊包括設置在主線路上的空氣開關和漏電保護器，所述供電模塊包括主線路分出的十條輸出線路和設置在每條輸出線路上的繼電器與充電插座；供電樁的機箱外殼上印有代表供電樁id的二維碼；所述電量計算模塊采用電量計量芯片，實時監(jiān)測電量的消耗；通訊模塊用于實現充電樁和云服務器之間的通訊連接，刷卡模塊用于用戶通過刷卡實現費用的繳納。

所述的費用結算前置判斷模塊用于對電動自行車完成充電狀態(tài)或物理連接狀態(tài)進行判斷，結算前置判斷模塊自動運行，費用結算前置判斷模塊自動判斷事件發(fā)生的類別，并根據事件發(fā)生的類別執(zhí)行不同的應對方法；若電動自行車完成充電，費用結算前置判斷模塊經過邏輯判斷成立后會斷開充電樁的供電系統(tǒng)與輸電線的內置連接，防止充電樁內的設備再持續(xù)消耗電量；若用戶不小心斷開了物理連接，費用結算前置判斷模塊允許用戶在10秒鐘的時間內進行重新連接；若用戶有急事需要離開，費用結算前置判斷模塊會在10秒鐘后為用戶結算費用并初始化系統(tǒng)，等待下一位用戶的到來。

所述供電樁內還設置有l(wèi)ora模塊和掉電保護模塊，所述供電樁的lora模塊通過lora物聯(lián)網基站連接公網云端，每一個供電樁通過lora模塊將數據發(fā)送到lora物聯(lián)網基站中，所述lora物聯(lián)網基站與公網云端相互連接，lora物聯(lián)網基站通過以太網或gprs將數據傳輸到公網云端。

所述供電樁內還設置有功率限制模塊，所述功率限制模塊對每條輸出線路上的充電功率進行識別，并根據充電功率判斷是否進行充電；當用戶待充電的電動自行車充電功率大于或等于600w時，供電樁會拒絕充電并發(fā)出無法充電的語音提示；若電動自行車的充電功率小于600w，但如果進行充電則會使供電樁輸電線的總負載功率大于或等于2500w，則供電樁會拒絕充電并發(fā)出稍后充電的語音提示；只有同時滿足充電功率小于600w和總負載功率小于2500w的情況才允許用戶進行充電。

所述供電樁內還設置有掉電保護限制模塊，所述掉電保護模塊在供電樁正常使用的情況下以心跳包的方式將供電樁每條輸出線路的數據傳輸給公網云端，在供電樁斷電后在公網云端打包出距離斷電時間最近且代表供電樁所有輸出線路狀態(tài)的數據大包并將該數據大包在供電樁恢復供電后發(fā)送至供電樁中，由供電樁控制各個輸出線路以斷電前的狀態(tài)繼續(xù)工作。

功率限制模塊包括單片機、工作狀態(tài)指示模塊、數據檢測模塊、繼電器、設定功率顯示模塊、實測功率顯示模塊、光電耦合電路和a/d轉換模塊，單片機分別連接工作狀態(tài)指示模塊、設定功率顯示模塊、實測功率顯示模塊、光電耦合電路、a/d轉換電路，a/d轉換電路連接數據檢測模塊，光電耦合電路與繼電器連接，繼電器和數據檢測模塊與保護模塊串聯(lián)，單片機完成數據處理和輸出控制功能，數據檢測模塊完成對負載用電回路電流的采集功能，光電耦合電路和繼電器完成控制負載用電回路通斷的功能，保護模塊完成短路保護功能。

進一步的，所述充電樁內置實時監(jiān)測模塊，在充電樁工作的過程中，充電樁通過實時監(jiān)測模塊實時監(jiān)控著電動自行車的充電狀態(tài)，同時記錄電動自行車的耗電量并換算成充電費用；當充電費用大于或等于預付金額時，充電樁停止供電；當充電費用小于預付金額時，判斷充電功率是否小于指定值；若充電功率大于指定值，則繼續(xù)供電；若充電功率小于指定值，則判斷物理連接是否斷開，如果物理連接沒有斷開，則延遲一個小時后停止充電并結算費用；若物理連接斷開，則延遲10s后再次判斷物理連接是否斷開，若此時物理連接恢復，則繼續(xù)充電，否則停止充電并結算費用。

上述實施例只是本發(fā)明的較佳實施例，并不是對本發(fā)明技術方案的限制，只要是不經過創(chuàng)造性勞動即可在上述實施例的基礎上實現的技術方案，均應視為落入本發(fā)明專利的權利保護范圍內。