一种兼远程和本地控制的电动自行车充电管理系统的制作方法

本发明涉及电动自行车技术领域，具体的说是涉及一种兼远程和本地控制的电动自行车充电管理系统。

背景技术：

随着全球可持续发展呼声的不断，环保节能成为时代主题。低碳、低耗的出行工具成为新时代下全世界人民的宠儿。应时而动，电动自行车发展迅速，很快风靡全球。然而在我国有的物业小区并没有电动自行车充电控制器, 乱拉乱扯电线等诸多安全隐患现象很常见；而有些物业小区有电动自行车充电控制器,但是没有管理系统,造成管理困难,人为收费难；就现有的电动自行车充电管理系统,大部分靠按硬币投入,时间控制,靠功率控制来完成机动车充电控制；

综上所述，现有技术的的充电管理系统，只有本地用电控制,没有远程联网控制,无法自由充断电；无法精确计量,造成能源浪费；无法自动识别充满状态,造成安全隐患；无防盗功能；无收费管理；这样势必导致收费难、控制难、能源浪费严重。

上述缺陷，值得解决。

技术实现要素：

为了克服现有的技术的不足, 本发明提供一种兼远程和本地控制的电动自行车充电管理系统。

本发明技术方案如下所述：

一种兼远程和本地控制的电动自行车充电管理系统，包括电动自行车，其特征在于，还包括：

系统服务器：负责数据的搜集管理，电动自行车控制器充值管理、电动自行车车位分析, 电动自行车控制器通断电命令下发；

数据采集器：负责连接电动自行车控制器和远程服务器，起到数据连接作用；

电动自行车控制器：负责控制电动自行车和交流电的设备，所述电动自行车控制器包括：

MCU模块：控制电能计量模块、通信模块、存储模块、射频模块、液晶显示模块,蜂鸣器模块以及继电器控制与检测模块；

电能计量模块：通过所述MCU模块实时检测电压,电流,功率,功率因素,实时计量功能；通过检测到电压,电流,功率状态判断防盗电,过载,过流等异常,断开继电器,避免危险发生；通过检测电流,充电时间判断充满自停；

通信模块：通信硬件支持RS-485通信,有线的方式与采集器连接,完成服务器与控制器通信；通信硬件提供无线接口支持470通信模块和ZIGBEE通信模块,完成控制器与采集器及系统数据互通；

存储模块：完成控制器的记忆功能,对挂起用户,能量信息具有存储功能；

液晶显示模块: 提示当前控制器状态及用户充电时的金额信息及当前控制器故障状态；

蜂鸣器模块: 提示用户卡是否正常接收；

继电器控制与检测模块：根据当前控制器空闲状态,自动车充满状态,用户卡内金额状态控制继电器断开或闭合, 通过对继电器状态的检测,指示灯指示用户当前充断电状态；

射频模块：对射频CPU卡接收信号,并处理功能具体实现；

所述MCU模块分别与所述电能计量模块、所述通信模块、所述存储模块、所述射频模块、所述液晶显示模块、所述蜂鸣器模块以及所述继电器控制与检测模块相连接。

进一步的，所述系统服务器与智能设备相连接。

进一步的，所述智能设备为手机APP或电脑。

进一步的，所述电动自行车控制器还设置有ESAM模块。

进一步的，所述电动自行车设置有射频CPU卡，所述射频CPU卡通过所述ESAM模块完成安全认证。

进一步的，所述电能计量模块采用计量芯片8029，所述MCU模块通过所述计量芯片8209通信获取当前的电压、电流、功率、功率因子、电量。

根据上述方案的本发明，其有益效果在于，本发明通过射频CPU卡实现电动自行车的本地充电断电操作，通过手机APP，实现远程无线查询及控制充电断电，兼远程和本地控制电动自行车充电，带预付费功能，能及时检查工作状态，及时维护修理，采用硬件加密技术，安全性高, 充满自停，节能环保，实时监测,防盗电，能报警，极大的方便使用，便于操作。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的电动自行车控制器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及实施方式对本发明进行进一步的描述：

如图1-2所示，一种兼远程和本地控制的电动自行车充电管理系统，包括：系统服务器、数据采集器、电动自行车控制器以及电动自行车，电动自行车上设置有射频CPU卡；

系统服务器：负责数据的搜集管理，电动自行车控制器充值管理、电动自行车车位分析, 电动自行车控制器通断电命令下发；

数据采集器：负责连接电动自行车控制器和远程服务器，起到数据连接作用；

电动自行车控制器：负责控制电动自行车和交流电的设备，所述电动自行车控制器包括：

MCU模块：控制电能计量模块、通信模块、存储模块、射频模块、液晶显示模块,蜂鸣器模块以及继电器控制与检测模块；

电能计量模块：所述电能计量模块采用计量芯片8029，通过所述MCU模块实时检测电压,电流,功率,功率因素,实时计量功能；通过所述电能计量模块实现：预付费及扣费: 用户当前正在用电,MCU模块获取电量后刷前当前表内电量,并根据当前费率电价及阶梯电价实时扣费; 根据剩余金额与报警金额比较结果, 关闭实时控制器,完成提示用户金额不足的目的；防盗电：用户当前正在充电时,突然另一用户插开充电器,接入自己的电动车,控制器可以识别出来,并控制关闭充电,挂起当前用户金额信息,功能是通过实时采样当前电流是否存在,突然采样几次没有电流,则判定被盗电,关闭充电,实现防盗电功能；过载：用户当前正在充电时,发现功率超过阀值1min,则关闭充电,避开危险；过流：自动识别电动车充电器, 用户当前正在充电时,发现采样电流超过阀值1min,则关闭充电,避开危险；充满自停：用户当前正在充电时,发现采样电流小于充满电流且充电时间超过时间阀值,则关闭充电,避开危险；

通信模块：通信硬件支持RS-485通信,有线的方式与采集器连接,完成服务器与控制器通信；通信硬件提供无线接口支持470通信模块和ZIGBEE通信模块,完成控制器与采集器及系统数据互通；

存储模块：完成控制器的记忆功能,对挂起用户,能量信息具有存储功能；

液晶显示模块: 提示当前控制器状态及用户充电时的金额信息及当前控制器故障状态；

蜂鸣器模块: 提示用户卡是否正常接收；

继电器控制与检测模块：根据当前控制器空闲状态,自动车充满状态,用户卡内金额状态控制继电器断开或闭合, 通过对继电器状态的检测,指示灯指示用户当前充断电状态；

射频模块：对射频CPU卡接收信号,并处理功能具体实现；

所述MCU模块分别与所述电能计量模块、所述通信模块、所述存储模块、所述射频模块、所述液晶显示模块、所述蜂鸣器模块以及所述继电器控制与检测模块相连接。

所述系统服务器与智能设备相连接，所述智能设备为手机APP或电脑。

本发明便捷,可携带,可远程，通过射频CPU卡实现电动自行车的本地充电断电操作，通过手机APP，实现远程无线查询及控制充电断电，兼远程和本地控制电动自行车充电；

安全性高:电动车充电控制器,采用硬件加密,加上本地卡为射频CPU卡,保证用户在通信传输数据时,可靠,安全；

节能,预付费,实时扣费:充电时,能量按0.01KW的精度累计扣除电费,充满自动识别,不过造成能源浪费；未充满,用户自行断开充电,实时扣费,避免用户多扣费；

自动识别电动车充电器: 充电过程中,判断超过电动车充电器的阀值,则不允许充电；

充满自停: 通过最大充电时间和当前充电功率,判断充电器已经充满；

过流保护: 超过功率阀值,不允许充电；

实时监测,防盗电: 实时识别当前机动车是否被拔开；拔开则自动断开；再插入机动卡后,必须写卡；控制器具有记忆功能,该被断开的用户,下次写卡,即取走金额；

报警: 当用户余额不足时,以报警灯和继电器动作来报警。

本发明实现远程控制方法流程:

用户通过智能设备远程查询控制，如采用手机APP通过无线方式查询系统服务器，系统服务器将当前充电空闲位置传给手机APP；电动自行车控制器发生空闲/忙碌状态切换时，通过无线方式如470无线方式或485无线方式传输给服务器；

用户通过手机APP选中空闲位置的电动自行车控制器，通过无线的方式发送充断电命令给服务器；服务器下发命令到电动自行车控制器中。

本发明实现本地控制方法流程:

电动自行车插入到电动自行车控制器；电动自行车设置有射频CPU卡,通过上位机软件对充电金额等参数更新；该射频卡将携带的金额信息更新到电动自行车控制器，MCU模块通过判断报警金额控制继电器合闸，即充电；剩余金额判断小于0.01度电，即断电。

本发明安全认证原理：

电动自行车控制器内置ESAM模块，实现硬件加密。ESAM 模块中内嵌8位安全处理器，能够进行DES、3DES 加密运算，同时运算过程中加入随机数的参与。

ESAM模块可以实现数据存储和安全认证等功能，可以使系统支持密钥管理系统。在密钥管理系统的支持下，电动车自行车控制器实现数据存储和安全认证等功能具使用的密钥，能够被安全的产生，传输和使用。

电动自行车的射频CPU卡与电动自行车控制器通息交互，射频CPU卡与电动车自行车控制器交互时，硬件之间的通信，避免被截获的可能，保证了安全性；射频CPU卡与电动车自行车控制器交互时，必须完成安全认证，才可以正常通信，即必须完成射频CPU卡与电动车自行车控制器内部的ESAM模块安全认证，也保证了数据的安全性；射频CPU卡与电动车自行车控制器交互时，如果更新电动车自行车控制器内容，有三种通信方式，即密文+MAC，明文+MAC，密文，电动车自行车控制器会校验MAC，或密文，从而保证数据传输的安全性。

本发明预付费具体流程：

预付费流程: 用户通过远程通信(服务器下发指令)或本地方式(射频CPU卡)充值后,电动自行车控制器完成充值操作,即剩余金额由空闲状态的0元变成充值金额,例如:100元； 电动自行车控制器中的MCU模块判断电动自行车控制器接入电动车,即开始充电,此时,电动自行车控制器提前扣0.01度电费,例如: 电费为1元,即当前剩余金额为99.99元；充电0.01度后, 电动自行车控制器自动扣0.01度电费,例如: 电费变成99.98元；实时扣费并判断电动自动车充满电,或是金额预警,完成断电操作,达到节能的作用。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。