充电桩用充电管理系统的制作方法

1.本发明属于充电技术领域，具体涉及一种充电桩用充电管理系统。


背景技术：

2.目前市面常见的电动车充电设备，特别是两轮车充电桩，硬件上分为网关和插座，插座上设置刷卡模块，用户需要在插座上进行刷卡，但是由于充电区域内车辆摆放密集，会使得刷卡特别不方便，而且网关和插座之间需要对通信和供电线路进行单独部署，增加了施工复杂度以及故障点，而且充电桩投入运营后，如果运行过程中充电插座及充电网关所使用的单片机程序出现bug或发布新功能后，需要离线烧录，而且售后必须到现场排查及操作，导致售后成本较高。而且充电桩所使用的语音模块也都是采用单次烧录的语音芯片，不能更换，需要进行小批次定制，进一步增加成本。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术中描述的不足，本发明提供一种充电桩用充电管理系统。
4.本发明所采用的技术方案为：一种充电桩用充电管理系统，包括管理云平台、至少一个充电单元，每个所述充电单元都包括支付器、充电网关和若干充电插座，支付器和充电网关分别通过各自的rtu模块与管理云平台双向通信；同一充电单元的充电网关和充电插座通过网线级联。将支付器外置可以单独安装到便于使用的位置，简化充电插座的结构。
5.作为本发明的一种优选方案，所述支付器设有支付rtu模块、支付控制器、支付模块和语音模块；支付控制器通过支付rtu模块与管理云平台双向通信；支付控制器与支付模块和语音模块连接；支付控制器通过支付rtu模块接收管理云平台输送的支付指令，支付控制器控制支付模块动作并使语音模块播报；支付rtu模块从管理云平台的更新数据库中获取更新数据包，支付控制器从支付rtu模块获取更新数据包。
6.所述的更新数据包为控制器更新数据包或语音更新数据包，当为控制器更新数据包时，支付控制器获得控制器更新数据包并更新；当为语音更新数据包时，支付控制器获得语音更新数据包后传输至语音模块，语音模块更新。
7.支付器可以根据管理云平台的指令完成收款功能，还可以进行远程更新，当需要对支付控制器进行更新时，rtu模块从管理云平台的更新数据库中下载控制器更新数据包，支付控制器从rtu模块中获得该更新数据包并进行更新，当需要更新语音时，rtu模块从管理云平台的更新数据库中下载语音更新数据包，支付控制器从rtu模块中获得该更新数据包后传输给语音模块使语音模块更新。
8.作为本发明的一种优选方案，所述支付模块包括扫码支付模块和/或刷卡支付模块。
9.作为本发明的一种优选方案，所述充电网关包括网关控制器、网关rtu模块、通信模块i、ac-dc模块和网线接口i；所述充电插座包括插座控制器、通信模块ii、网线接口ii；
网关控制器通过网关rtu模块与管理云平台双向通信；网关控制器与通信模块i连接，通信模块i与网线接口i连接，ac-dc模块一方面给网关控制器和通信模块i供电，ac-dc模块另一方面与网线接口i连接，网线接口i通过网线与充电插座的一个网线接口ii连接，ac-dc模块、网线接口i、网线和网线接口ii构成供电线路，通信模块i、网线接口i、网线和网线接口ii构成通信线路；网线接口ii一方面通过通信模块ii与插座控制器通信，一方面通过导线给通信模块ii、插座控制器供电，另一方面通过网线与另一网线接口ii连接作为供电及通信线路；相邻充电插座之间通过网线接口ii和网线级联；网关rtu模块从管理云平台的更新数据库获得更新数据包，网关控制器从网关rtu模块获取更新数据包并传输至插座控制器，网关控制器和各插座控制器更新。该更新数据包为控制器更新数据包。
10.充电网关和充电插座之间通过网线接口i、网线接口ii和网线级联，可以同时传输直流弱电信号和通信信号；相级联的充电插座之间通过网线接口ii和网线实现同时传输直流弱电信号和通信信号；也就是说充电网关和直接级联的充电插座之间，通信模块i、网线接口i、网线、网线接口ii和通信模块ii构成通信线路，ac-dc模块、网线接口i、网线、网线接口ii构成供电线路，又由于一个充电插座内有两个网线接口ii，一个网线接口ii作为上一级充电插座的连接端口，另一个网线接口ii作为下一级充电插座的连接端口，也就是说同一充电插座内，两个网线接口ii和连接的网线作为供电和通信线路，各供电和通信线路组合成供电通信网络。
11.作为本发明的一种优选方案，所述充电插座还包括充电检测模块、电能计量模块和充电线路开关；充电检测模块、电能计量模块分别与插座控制器连接并将各自的检测信号传输至插座控制器，插座控制器将接收的信号通过通信线路上传至网关控制器，网关控制器通过rtu模块上传至管理云平台；管理云平台根据接收的信息给支付盒子，支付盒子使支付模块工作收费或管理云平台给网关控制器发送指令，网关控制器再通过通信线路传输给对应的插座控制器，插座控制器控制充电线路开关动作。
12.每个插座控制器和网关控制器都不进行数据处理，只传输，简化控制器的功能，充电检测模块检测当前充电插座是否有负载接入，并通过插座控制器、通信模块ii、网线逐级传输到网关控制器中，网关控制器再通过rtu模块传输至管理云平台，管理云平台处理后再发送指令至网关控制器，网关控制器再传输至插座控制器，插座控制器控制充电线路开关动作控制充电与否。
13.作为本发明的一种优选方案，所述充电检测模块为霍尔传感器，所述充电线路开关为继电器。
14.作为本发明的一种优选方案，插座控制器间隔设定时间主动向网关控制器上传电能计量模块的采集信息，网关控制器上传至管理云平台，管理云平台根据接收的采集信息获得当前充电插座的充电功率变化曲线，并与用户终端通信提醒用户更换充电模式。间隔10秒钟采集一次充电功率，管理云平台绘制出充电功率曲线，并积累超过一定次数的数据后，可以根据充电功率变化曲线分析出充电器类型，同时推送提醒消息给到用户手机端，提醒用户切换到固定时长充电模式，从而避免充不满或过冲情况的发生。
15.作为本发明的一种优选方案，所述网线接口i和网线接口ii为rj45网线接口，所述
网线为rj45网线，所述通信模块i和通信模块ii为485总线模块。
16.作为本发明的一种优选方案，所述管理云平台与更新数据上传设备通信连接；管理云平台与更新指令输入设备通信。更新数据上传设备可以是与云平台通信的pc端或移动终端，将新的数据上传到云平台并存储；并且通过更新指令输入设备可以给云平台发送更新指令。当发送给云平台时，云平台会给相应的支付控制器或网关控制器发送一个指令，支付控制器或网关控制器接收后使各自的rtu模块从管理云平台上获取更新数据包，支付控制器或网关控制器再从rtu模块获得该更新数据包进行更新。
17.本发明将待更新数据都存储在管理云平台上，当需要更新时通过rtu模块从云平台上远程获取，实现远程更新，降低售后成本。既可以对语音模块进行远程更换，语音包存储在云平台，可以灵活个性化定制，满足市场需求，提高用户体验，而且对于充电网关和充电插座中控制器的更新数据也是云端存储，可远程获取更新，满足调试及新功能发布的需求，而且充电网关和充电插座之间的通讯和供电采用一根网线进行传输，简化线缆的布设以及施工难度，降低故障率，并且简化了充电插座，不再单独设置ac-dc模块，只在充电网关设置一个，交流电源经过ac-dc模块降压转换为低压直流电之后，一方面给充电网关内各模块供电，另一方面通过网线接口i和网线将直流弱电信号传输给充电插座中。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明的原理框图。
20.图2为本发明控制器更新流程图。
21.图3为本发明语音更新流程图。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.实施例：一种充电桩用充电管理系统，包括管理云平台、至少一个充电单元，每个所述充电单元都包括支付器、充电网关和若干充电插座，支付器和充电网关分别通过各自的rtu模块与管理云平台双向通信；同一充电单元的充电网关和充电插座通过网线级联。将支付器外置可以单独安装到便于使用的位置，简化充电插座的结构。
24.所述支付器设有支付rtu模块、支付控制器、支付模块和语音模块；所述支付模块包括扫码支付模块和/或刷卡支付模块。支付控制器通过支付rtu模块与管理云平台双向通信；支付控制器与支付模块和语音模块连接；支付控制器通过支付rtu模块接收管理云平台输送的支付指令，支付控制器控制支付模块动作并使语音模块播报；支付rtu模块从管理云
平台的更新数据库中获取更新数据包，支付控制器从支付rtu模块获取更新数据包。
25.所述的更新数据包为控制器更新数据包或语音更新数据包，当为控制器更新数据包时，支付控制器获得控制器更新数据包并更新，更新过程如图2所示：将充电网关及充电插座单片机的程序上传到充电桩管理云平台。
26.通过后台操作向指定的充电插座网关发送升级指令。
27.充电网关收到更新程序的指令后，充电网关里面的rtu模块根据指令里面包含的程序下载地址，从管理平台上下载程序，下载完成后，向充电网关的单片机发送更新程序指令。
28.充电网关通过at指令从rtu模块中获取到软件包后，校验文件完整性，并开始升级，升级完成后重新启动并加载新的程序。
29.当为语音更新数据包时，支付控制器获得语音更新数据包后传输至语音模块，语音模块更新，语音更新过程如图3所示：根据客户需求录制好mp3格式的语音包并压缩成zip文件，上传到管理云平台。
30.通过后台操作向指定的支付器发送升级语音包指令。
31.支付器收到更新语音包指令后，支付器里面的rtu模块根据指令里面包含的语音包下载地址，去管理云平台上下载语音包，下载完成后，向支付器的单片机发送更新语音包指令。
32.支付器的单片机通过at指令从rtu中获取到语音包并解压后存入语音模块的存储器。
33.支付器可以根据管理云平台的指令完成收款功能，还可以进行远程更新，当需要对支付控制器进行更新时，rtu模块从管理云平台的更新数据库中下载控制器更新数据包，支付控制器从rtu模块中获得该更新数据包并进行更新，当需要更新语音时，rtu模块从管理云平台的更新数据库中下载语音更新数据包，支付控制器从rtu模块中获得该更新数据包后传输给语音模块使语音模块更新。
34.所述充电网关包括网关控制器、网关rtu模块、通信模块i、ac-dc模块和网线接口i；所述充电插座包括插座控制器、通信模块ii、网线接口ii、充电检测模块、电能计量模块和充电线路开关。所述充电检测模块为霍尔传感器，所述充电线路开关为继电器。所述网线接口i和网线接口ii为rj45网线接口，所述网线为rj45网线，所述通信模块i和通信模块ii为485总线模块。
35.充电检测模块、电能计量模块分别与插座控制器连接并将各自的检测信号传输至插座控制器，插座控制器将接收的信号通过通信线路上传至网关控制器，网关控制器通过rtu模块上传至管理云平台；管理云平台根据接收的信息给支付盒子，支付盒子使支付模块工作收费或管理云平台给网关控制器发送指令，网关控制器再通过通信线路传输给对应的插座控制器，插座控制器控制充电线路开关动作。
36.网关控制器通过网关rtu模块与管理云平台双向通信；网关控制器与通信模块i连接，通信模块i与网线接口i连接，ac-dc模块一方面给网关控制器和通信模块i供电，ac-dc模块另一方面与网线接口i连接，网线接口i通过网线与充电插座的一个网线接口ii连接，ac-dc模块、网线接口i、网线和网线接口ii构成供电线路，通信模块i、网线接口i、网线和网
线接口ii构成通信线路。
37.网线接口ii一方面通过通信模块ii与插座控制器通信，一方面通过导线给通信模块ii、插座控制器、充电检测模块、电能计量模块和充电线路开关供电，另一方面通过网线与另一网线接口ii连接作为供电及通信线路；相邻充电插座之间通过网线接口ii和网线级联。
38.充电网关和充电插座之间通过网线接口i、网线接口ii和网线级联，可以同时传输直流弱电信号和通信信号；相级联的充电插座之间通过网线接口ii和网线实现同时传输直流弱电信号和通信信号；也就是说充电网关和直接级联的充电插座之间，通信模块i、网线接口i、网线、网线接口ii和通信模块ii构成通信线路，ac-dc模块、网线接口i、网线、网线接口ii构成供电线路，又由于一个充电插座内有两个网线接口ii，一个网线接口ii作为上一级充电插座的连接端口，另一个网线接口ii作为下一级充电插座的连接端口，也就是说同一充电插座内，两个网线接口ii和连接的网线作为供电和通信线路，各供电和通信线路组合成供电通信网络。
39.每个插座控制器和网关控制器都不进行数据处理，只传输，简化控制器的功能，充电检测模块检测当前充电插座是否有负载接入，并通过插座控制器、通信模块ii、网线逐级传输到网关控制器中，网关控制器再通过rtu模块传输至管理云平台，管理云平台处理后再发送指令至网关控制器，网关控制器再传输至插座控制器，插座控制器控制充电线路开关动作控制充电与否。
40.当网关控制器和插座控制器需要更新时，网关rtu模块从管理云平台的更新数据库获得更新数据包，网关控制器从网关rtu模块获取更新数据包并传输至插座控制器，网关控制器和各插座控制器更新。该更新数据包为控制器更新数据包，可以是修复数据包也可以升级数据包，更新过程如图2所示。
41.并且所述管理云平台与更新数据上传设备通信连接；管理云平台与更新指令输入设备通信。更新数据上传设备可以是与云平台通信的pc端或移动终端，将新的数据上传到云平台并存储；并且通过更新指令输入设备可以给云平台发送更新指令。当发送给云平台时，云平台会给相应的支付控制器或网关控制器发送一个指令，支付控制器或网关控制器接收后使各自的rtu模块从管理云平台上获取更新数据包，支付控制器或网关控制器再从rtu模块获得该更新数据包进行更新。
42.为了能够更安全的充电，插座控制器间隔设定时间主动向网关控制器上传电能计量模块的采集信息，网关控制器上传至管理云平台，管理云平台根据接收的采集信息获得当前充电插座的充电功率变化曲线，并与用户终端通信提醒用户更换充电模式。本实施例中，间隔10秒钟采集一次充电功率，管理云平台绘制出充电功率曲线，并积累超过一定次数的数据后，可以根据充电功率变化曲线分析出充电器类型，同时推送提醒消息给到用户手机端，提醒用户切换到固定时长充电模式，从而避免充不满或过冲情况的发生。
43.本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
44.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。