一种应用于公共自行车系统的电源管理系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种应用于公共自行车系统的电源管理系统，包括：铅酸电池充电器，用于连接路灯交流电源作为输入；铅酸电池，用于与铅酸电池充电器电连接，并通过铅酸电池充电器进行充电；电源管理模块，用于将铅酸电池的输出电压进行转换以适应公共自行车系统的各设备电压需求输出至公共自行车系统，同时进行铅酸电池电压的监控，根据电池的电压状态关闭或打开电源；以及，公共自行车系统，至少包括工控机，所述工控机用于接收电源管理模块实时监测及上报的铅酸电池电压。本发明用于通过利用现有的路灯供电系统对公共自行车系统进行24小时不间断供电，系统稳定性强。
【专利说明】
一种应用于公共自行车系统的电源管理系统
技术领域
[0001]本发明属于电源管理技术领域，具体涉及一种应用于公共自行车系统的电源管理系统。
【背景技术】
[0002]路灯供电系统是城市公共道路已经存在的供电系统，对一些与城市公共交通相关的应用系统如果能够采用路灯供电系统，对整个系统的供电成本和施工成本都会有大大降低。但路灯供电系统有其特殊性，通常只有在夜晚特定的时间才供电，剩余时间供电系统处于关闭状态。
[0003]现有的路灯供电的系统采用的是UPS、铅酸电池和开关电源模块的组合系统，如图1所示。在路灯供电打开时，系统通过路灯由UPS电源输出系统所需的交流电源，交流电源再经过AC/DC开关电源模块给系统供电，同时UPS给铅酸电池充电。当路灯供电系统关闭时，由铅酸电池给UPS供电，UPS输出系统所需的交流电源，交流电源通过AC/DC开关电源模块给系统供电。现有的UPS、铅酸电池和开关电源模块的组合系统存在几个缺陷。第一，UPS并不是专业的铅酸电池充电设备，通常只能提供简单充电管理，使电池无法在有限的充电时间能达到最大的充电效率。第二，系统在电池供电时采用了直流转交流再转直流的转换过程，每一级转换都无法达到100 %的转换效率，使整个系统的供电效率低。第三，UPS和开关电源成本都比$父尚，而且价格随着功率的提尚而提尚。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种应用于公共自行车系统的电源管理系统，用于通过利用现有的路灯供电系统对公共自行车系统进行24小时不间断供电，系统稳定性强。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案:
[0006]—种应用于公共自行车系统的电源管理系统，包括:
[0007]铅酸电池充电器，用于连接路灯交流电源作为输入；
[0008]铅酸电池，用于与铅酸电池充电器电连接，并通过铅酸电池充电器进行充电；
[0009]电源管理模块，用于将铅酸电池的输出电压进行转换以适应公共自行车系统的各设备电压需求输出至公共自行车系统，同时进行铅酸电池电压的监控，根据电池的电压状态关闭或打开电源；以及，
[0010]公共自行车系统，至少包括工控机，所述工控机用于接收电源管理模块实时监测及上报的铅酸电池电压。
[0011 ]优选地，所述公共自行车系统进一步包括若干锁止器，每个锁止器上设有刷卡器，所述工控机上设有与所述刷卡器连接的第一单片机，所述工控机上还设有密钥单元，所述密钥单元包括第一芯片和至少一块安全验证卡，所述第一单片机通过所述第一芯片与所述安全验证卡连接，所述第一单片机从所述刷卡器处接收到租还车信号，并将该租还车信号传递至所述第一芯片后，所述第一芯片调取所述安全验证卡上数据以验证租还车信号。
[0012]优选地，所述电源管理模块进一步包括电池输入端，保护电路，控制电路，电流电压取样电路，第二单片机，至少一路可调电源输出电路，可控电池电压输出电路，RS232接口和状态指不t旲块。
[0013]优选地，电流电压取样电路每第一时间周期进行一次电压检测，并根据电压值通过状态指示模块进行指示，当电池电压大于第一电压阈值时，LED显示绿色；当电池电压处于第一电压区间时，LED显示黄色；当电池电压处于第二电压区间时，LED显示红色；当电池电压低于第二电压阈值时，LED显示红闪。
[0014]优选地，当系统持续第二时间检测到电池电压小于第二电压阈值时，系统通过控制电路关闭电源的输出；当电池电压恢复高于电池额定工作电压时，系统通过控制电路打开电源输出。
[0015]优选地，所述控制电路包括继电器。
[0016]优选地，所述公共自行车系统进一步包括后台服务器，所述后台服务器用以查看铅酸电池及电源状态。
[0017]采用本发明具有如下的有益效果:
[0018]1、利用现有路灯系统的交流电源对应用于公共自行车系统的电源管理系统进行供电，极大的减小了应用于公共自行车系统的电源管理系统的线路铺建成本，方便系统扩展；
[0019]2、在一个公共自行车租赁点具有一个工控机和若干锁止器，当密钥单元设置在工控机上时，不同锁止器上的刷卡器都可以通过同一个密钥单元验证租还车信号。如此设计，有效降低公共自行车租还车系统的制造成本；
[0020]3、系统还可以灵活调整输出电压，并合理保护电池的过放电风险。
【附图说明】
[0021]图1为现有技术的路灯供电系统的原理框图；
[0022]图2为本发明实施例的应用于公共自行车系统的电源管理系统的原理框图；
图3为本发明实施例的应用于公共自行车系统的电源管理系统的电源管理模块的原理框图。
【具体实施方式】
[0023]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做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。
[0024]参见图2，所示为本发明实施例的应用于公共自行车系统的电源管理系统的原理框图，其包括:铅酸电池充电器7，用于连接路灯交流电源3作为输入;铅酸电池2，用于与铅酸电池充电器7电连接，并通过铅酸电池充电器7进行充电；电源管理模块I，用于将铅酸电池2的输出电压进行转换以适应公共自行车系统的各设备电压需求输出至公共自行车系统的各设备，同时进行铅酸电池电压的监控，根据电池的电压状态关闭或打开电源；以及，公共自行车系统4，至少包括工控机，工控机用于接收电源管理模块实时监测及上报的铅酸电池电压。
[0025]以上设置的应用于公共自行车系统的电源管理系统，通过现有的路灯系统在正常供电的时段提供的交流电源利用铅酸电池充电器给铅酸电池充电，同时对通过铅酸电池对公共自行车系统的设备进行24小时不间断的供电，同时利用电源管理模块对电源实时状态进行监测，并根据不同的具体应用指示电池电压状态以及电源输出的控制，提高了电池的使用寿命。
[0026]进一步的，公共自行车系统除了工控机外进一步包括若干锁止器，每个锁止器上设有刷卡器，工控机上设有与刷卡器连接的第一单片机，工控机上还设有密钥单元，密钥单元包括第一芯片和至少一块安全验证卡，第一单片机通过第一芯片与安全验证卡连接，第一单片机从刷卡器处接收到租还车信号，并将该租还车信号传递至第一芯片后，第一芯片调取所述安全验证卡上数据以验证租还车信号。通过工控机上设置的密钥单元统一对若干锁止器进行密钥管理，不同锁止器上的刷卡器都可以通过同一个密钥单元验证租还车信号。如此设计，有效降低公共自行车租还车系统的制造成本。
[0027]进一步的，电源管理模块包括电池输入端101，保护电路102，用于控制可控电池电压输出电路106开关的控制电路105，电流电压取样电路103，接收采集的电流电压信号的第二单片机104，至少一路可调电源输出电路109，可控电池电压输出电路106，与第二单片机输出端连接的RS232接口 107和用于指示铅酸电池电压状态的状态指示模块108。其中保护电路用于防过压，防过流和防反接。可调电源输出电路109用于给自行车系统中的工控机、网络设备等进行供电，由于设置成可调电压输出，使得能适用的自行车系统的用电设备的范围较广，系统适应性强。可控电池电压输出电路106用于给公共自行车系统中的锁止器供电。电流电压取样电路用于采集铅酸电池的电压，负载电流或充电电流。一具体应用实例中，以24V铅酸电池为例，当电池电压变化时，状态指示模块以不同的颜色和闪烁指示电电池电压状态。由于铅酸电池在过度放电时严重影响电池寿命，所以当电池低于22V时，系统控制各路电源的关闭以便将负载降低到最低，保护电池寿命。进一步的，电流电压取样电路每第一时间周期进行一次电压检测，并根据电压值通过状态指示模块进行指示，当电池电压大于第一电压阈值时，LED显示绿色；当电池电压处于第一电压区间时，LED显示黄色；当电池电压处于第二电压区间时，LED显示红色；当电池电压低于第二电压阈值时，LED显示红闪。例如，还是以24V铅酸电池为例，并根据电压值通过三色LED进行指示。当电池电压大于25V时，LED显示绿色；当电池电压处于24V?25V之间时，LED显示黄色；当电池电压处于23V?24V时，LED显示红色；当电池电压低于23V时，LED显示红闪。
[0028]当系统持续第二时间检测到电池电压小于第二电压阈值时，系统通过控制电路关闭电源的输出；当电池电压恢复高于电池额定工作电压时，系统通过控制电路打开电源输出。还是以24V铅酸电池为例，当系统持续30秒检测到电池电压小于22V时，系统通过继电器关闭电源的输出。当电池电压恢复高于24V时，系统通过继电器打开电源输出。例如，系统电源输出24V给锁止器供电，12V给中控机和3G路由器供电。按照路灯上电10小时，断电14小时的运行条件，系统保持24小时不间断运行。在极限条件测试中，系统可以保持10小时充电，30小时不间断运行记录。系统在22V时关闭系统电源，当电池电压恢复到24V自动打开电源。
[0029]在具体应用实例中，控制电路包括继电器。采用继电器对锁止器的输出状态进行控制。
[0030]在具体应用实例中，公共自行车系统4进一步包括后台服务器，后台服务器用以查看铅酸电池及电源状态。通过后台服务器可实现铅酸电池及各路电源状态查看，发现异常问题能及时处理。
[0031]应当理解，本文所述的示例性实施例是说明性的而非限制性的。尽管结合附图描述了本发明的一个或多个实施例，本领域普通技术人员应当理解，在不脱离通过所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种形式和细节的改变。
【主权项】
1.一种应用于公共自行车系统的电源管理系统，其特征在于，包括: 铅酸电池充电器，用于连接路灯交流电源作为输入； 铅酸电池，用于与铅酸电池充电器电连接，并通过铅酸电池充电器进行充电； 电源管理模块，用于将铅酸电池的输出电压进行转换以适应公共自行车系统的各设备电压需求输出至公共自行车系统，同时进行铅酸电池电压的监控，根据电池的电压状态关闭或打开电源；以及， 公共自行车系统，至少包括工控机，所述工控机用于接收电源管理模块实时监测及上报的铅酸电池电压。2.按照权利要求1所述的应用于公共自行车系统的电源管理系统，其特征在于，所述公共自行车系统进一步包括若干锁止器，每个锁止器上设有刷卡器，所述工控机上设有与所述刷卡器连接的第一单片机，所述工控机上还设有密钥单元，所述密钥单元包括第一芯片和至少一块安全验证卡，所述第一单片机通过所述第一芯片与所述安全验证卡连接，所述第一单片机从所述刷卡器处接收到租还车信号，并将该租还车信号传递至所述第一芯片后，所述第一芯片调取所述安全验证卡上数据以验证租还车信号。3.按照权利要求1或2所述的应用于公共自行车系统的电源管理系统，其特征在于，所述电源管理模块进一步包括电池输入端，保护电路，控制电路，电流电压取样电路，第二单片机，至少一路可调电源输出电路，可控电池电压输出电路，RS232接口和状态指示模块。4.按照权利要求3所述的应用于公共自行车系统的电源管理系统，其特征在于，电流电压取样电路每第一时间周期进行一次电压检测，并根据电压值通过状态指示模块进行指示，当电池电压大于第一电压阈值时，LED显示绿色；当电池电压处于第一电压区间时，LED显示黄色；当电池电压处于第二电压区间时，LED显示红色；当电池电压低于第二电压阈值时，LED显示红闪。5.按照权利要求4所述的应用于公共自行车系统的电源管理系统，其特征在于，当系统持续第二时间检测到电池电压小于第二电压阈值时，系统通过控制电路关闭电源的输出；当电池电压恢复高于电池额定工作电压时，系统通过控制电路打开电源输出。6.按照权利要求3所述的应用公共自行车系统的电源管理系统，其特征在于，所述控制电路包括继电器。7.按照权利要求1或2或4或5任一所述的应用公共自行车系统的电源管理系统，其特征在于，所述公共自行车系统进一步包括后台服务器，所述后台服务器用以查看铅酸电池及电源状态。
【文档编号】H02J7/02GK106023447SQ201610590796
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月25日
【发明人】朱飞峰, 韦危
【申请人】杭州排山信息科技有限公司