本实用新型涉及电动助力设备技术领域，具体涉及一种基于物联网控制的电动助力设备。
背景技术：
现有电动助力设备分为整车和电池与车可分离两种，前者充电麻烦，充电占用空间；后者缺少助力车与电池端双向认证模块，缺少统一安全耦合机制，不同厂家电池可容易接和，造成安全管理隐患。
技术实现要素：
针对上述问题中存在的不足之处，本实用新型提供一种基于物联网控制的电动助力设备。
本实用新型公开了一种基于物联网控制的电动助力设备，包括：分离式的电池终端主控板和电动助力设备主控板；
所述电池终端主控板上安装有第一充放电电池，用于与用户建立连接的二维码生成与显示模块和NFC模块，用于与电动助力设备进行认证的第一认证模块；所述第一充放电电池上连接有外置变压充电接口，所述NFC模块内置有NFC发射器，所述二维码生成与显示模块上连接有用于显示二维码及电动助力设备运动状态信息的液晶显示屏，所述第一认证模块上连接有内置母接口；所述电动助力设备主控板上安装有用于电动助力设备与云端服务器建立通讯的GPS/GSM芯片模块，用于电动助力设备开解锁的开解锁控制模块，电机驱动助力与发电机供电控制模块，用于检测电动助力设备运动状态信息的角速度陀螺仪/重力加速度内置模块，用于与电池终端进行认证的第二认证模块；所述第二认证模块上连接有内置公接口，所述内置公接口与所述内置母接口相连。
作为本实用新型的进一步改进，所述电池终端主控板上还安装有电源管理模块，所述电源管理模块上连接有USB充电接口。
作为本实用新型的进一步改进，所述电动助力设备主控板上还安装有第二充放电电池、太阳能充电板和压力振动传感器报警模块。
作为本实用新型的进一步改进，所述开解锁控制模块与电动助力设备的二自由度机器锁相连。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
本实用新型公开了一种基于物联网控制的电动助力设备，用户通过电池终端主控板连接电动助力设备主控板，通过双向认证可实现对电动助力设备的开锁与使用、进行供电、检测并显示运动状态信息等功能；本实用新型基于物联网认证和助力车电池分离结构可用于助力电动设备进行网络化租用，降低助力电动设备的使用成本，可以解决现有助力车电源体积、质量过大、充电麻烦与安全管理的难题，可随时充电，并利用物联网技术和定位技术，获取终端设备信息，防止车辆被盗，有利于电动助力设备的市场推广和在共享经济模式下的推广。
附图说明
图1为本实用新型一种实施例公开的基于物联网控制的电动助力设备的框架图。
图中：
1、电池终端主控板；2、电源管理模块；3、USB充电接口；4、NFC模块；5、NFC发射器；6、第一充放电电池；7、外置变压充电接口；8、二维码生成与显示模块；9、液晶显示屏；10、第一认证模块；11、内置母接口；12、电动助力设备主控板；13、GPS/GSM芯片模块；14、开解锁控制模块；15、二自由度机器锁；16、角速度陀螺仪/重力加速度内置模块；17、第二认证模块；18、内置公接口；19、第二充放电电池；20、太阳能充电板；21、压力振动传感器报警模块；22、电机驱动助力与发电机供电控制模块。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细描述：
如图1所示，本实用新型涉及一种基于物联网技术，便于线上线下管理和使用的电动助力设备，包括：电池终端主控板1、电源管理模块2、USB充电接口3、NFC模块4、NFC发射器5、第一充放电电池6、外置变压充电接口7、二维码生成与显示模块8、液晶显示屏9、第一认证模块10、内置母接口11、电动助力设备主控板12、GPS/GSM芯片模块13、开解锁控制模块14、二自由度机器锁15、角速度陀螺仪/重力加速度内置模块16、第二认证模块17、内置公接口18、第二充放电电池19、太阳能充电板20、压力振动传感器报警模块21和电机驱动助力与发电机供电控制模块22。
电池终端主控板1上安装有电源管理模块2，第一充放电电池6，用于与用户建立连接的二维码生成与显示模块8和NFC模块4，用于与电动助力设备进行认证的第一认证模块10；电源管理模块2上连接有USB充电接口3，第一充放电电池6上连接有外置变压充电接口7，NFC模块4内置有NFC发射器5，二维码生成与显示模块8上连接有用于显示二维码及电动助力设备运动状态信息的液晶显示屏9，第一认证模块10上连接有内置母接口11；电动助力设备主控板12上安装有用于电动助力设备与云端服务器建立通讯的GPS/GSM芯片模块13，用于电动助力设备开解锁的开解锁控制模块14，电机驱动助力与发电机供电控制模块22，用于检测电动助力设备运动状态信息的角速度陀螺仪/重力加速度内置模块16，用于与电池终端进行认证的第二认证模块17，第二充放电电池19、太阳能充电板20和压力振动传感器报警模块21；开解锁控制模块14与电动助力设备的二自由度机器锁15相连，第二认证模块17上连接有内置公接口18，内置公接口18与内置母接口17相连。
本实用新型的电池终端主控板1通过内置母接口11、内置公接口18与电动助力设备主控板12连接；通过电动助力设备主控板12中的GPS/GSM芯片模块连接到广域网上的后台服务器；实现电动助力设备的连接与传递数据，实现电动助力设备租用、推送、支付和查询功能。
本实用新型的使用流程为：
1、用户线上申请电池终端并支付押金；
2、快递发送电池终端至用户，用户进行充电、扫描二维码或NFC功能；
3、用户ID与电池终端进行绑定；
4、用户线下找到分享电动助力设备；
5、用户将电池终端连上电动助力设备；
6、电动助力设备与电池终端进行双向认证，完成认证支付；
7、认证结果通过助力设备发送至云端服务器；
8、云端服务器基于认证结果对助力设备进行开解锁、启用功能；
9、用户即可使用电动助力设备。
本实用新型的总体设计为：
用户与电池终端进行绑定，电池终端与电动助力设备物理连接通讯，电动助力设备通过GPS、GSM与云端服务器通信。
本实用新型的云端服务器的功能：支付、绑定、用户管理查询、电池申请与发放；云端设备后台服务系统的功能：助力设备管理、接收GPS、发送GSM命令、助力设备异常告警。
本实用新型提供的一种基于物联网控制的电动助力设备中各组件的功能如下：
1、电池终端主控板：
采用mega 2560芯片与主板；
电源管理模块2、NFC模块4、第一充放电电池6、二维码生成与显示模块8、第一认证模块10与电池终端主控板1的连接，IO链接包括4pin至电源管理模块2，4pin至NFC模块4，12pin至第一充放电电池6，6pin至二维码生成与显示模块8，12pin至第一认证模块10；
电池放电控制：12V0.3A输出至电源管理模块2，12V6A输出至第一认证模块10，12V0.3A由第一充放电电池6输入至电池终端主控板1；
电池充电控制：12V6A可切换充电源外置变压充电接口7或第一认证模块10输入至第一充放电电池6。
2、电源管理模块：
12V-5V DC-DC压转芯片，由电池终端主控板1输入12V0.3A，输出5V2A至USB充电接口3；
TPS2065C开关控制芯片，4pin控制IO，由电池终端主控板1输入。
3、USB充电接口：
采用USB-A型插座母座。
4、NFC模块：
NFC PN532芯片与内置NFC发射器5功能：
NFC近场传输发射模块，包含NFC PN532芯片，NFC传输天线；
可连通过NFC协议，实现和用户的相互连接和传递数据，实现广告推送、NFC支付、查询等功能；
通过4Pin和电池终端主控板1连接，电池终端主控板1可对NFC模块4进行控制操作。
6、第一充放电电池：
采用12V6A伏特能源模块电池；
充电两路12V6A：一路外置变压充电接口7输入至第一充放电电池6，一路第一认证模块10输入至第一充放电电池6；
放电三路：一路12V6A至第一认证模块10，一路12V0.3A至电源管理模块2，一路12V0.3A至电池终端主控板1；
控制IO接口12pin连接至电池终端主控板1，发送内置电池SID与秘钥进行验证，控制电池充放电，输出电池电量、认证信息。
8、二维码生成与显示接口：
通过电池终端主控板1获得第一充放电电池6的SID与秘钥数据，合成二维图形码输出至液晶显示屏9；
通过电池终端主控板1获得第一充放电电池6与第一认证模块10的运动状态信息，运动状态信息包括电动助力设备的行驶里程、行驶速度等，输出至液晶显示屏9。
9、液晶显示屏：
采用0.96寸OLED显示屏，显示电池终端主控板1输出的图形或数据。
10、第一认证模块，即电池终端与电动助力设备认证连接：
通过内置母接口11连接上电动助力设备主控板12；
通过电池终端主控板1获得第一充放电电池6的SID与秘钥，获得电动助力设备主控板12的SID与秘钥，并进行双向验证；
将验证结果输出至液晶显示屏9和GPS/GSM芯片模块13。
11、内置母接口：
12V6A连接口；
12pin数据连接口；
链接至内置公接口18。
12、电动助力设备主控板：
采用mega 2560芯片与主板；
GPS/GSM芯片模块13、开解锁控制模块14、二自由度机器锁15、角速度陀螺仪/重力加速度内置模块16、第二认证模块17、内置公接口18、第二充放电电池19、太阳能充电板20、压力振动传感器报警模块21和电机驱动助力与发电机供电控制模块22的连接，IO链接包括9pin至GPS/GSM芯片模块13，4pin至开解锁控制模块14，8pin至角速度陀螺仪/重力加速度内置模块16，12pin至第二认证模块17；
发电机供电控制：12V0.3A由电机驱动助力与发电机供电控制模块22输出至第二充放电电池19充电，12V6A由电机驱动助力与发电机供电控制模块22输出至第二认证模块17对第一充放电电池6充电；
电池供电控制：12V0.3A由第二充放电电池19输入至电动助力设备主控板12，5V30mA由太阳能充电板20输入至电动助力设备主控板12；
电机驱动助力控制：12V6A由第一充放电电池6至第二认证模块17供电驱动发电机供电控制模块22电机进行助力。
13、GPS/GSM芯片模块：
采用SIM800C GSM GPRS模块芯片；
9pin连接至电动助力设备主控板12；
通过GPS与GSM与云端服务器通讯，进行电动助力设备主控板12与电池终端主控板1的验证，单独发送电动助力设备主控板12的位置信息，开解锁控制模块的状态与控制信号，接收压力振动传感器报警模块21的报警信号发送至云端服务器。
14、开解锁控制模块：
采用SIM800C GSM GPRS模块芯片；
4pin IO连接至电动助力设备主控板12；
与二自由度机器锁15链接，控制前进和转弯两个自由度开关锁。
15、二自由度机器锁：
马蹄后轮锁；
直插前轮方向锁。
16、角速度陀螺仪/重力加速度内置模块：
用于检测电动助力设备的运动状态信息；
采用ADXL345数字芯片；
8pin IO连接至电动助力设备主控板12；
三轴重力加速度和倾斜角度传感器。
17、第二认证模块，即电动助力设备与电池终端认证连接：
通过内置公接口18连接上电池终端主控板1；
通过内置公接口18获得电池终端主控板1的SID与秘钥，获得电动助力设备主控板12的SID与秘钥，并进行双向验证；
将验证结果输出至GPS/GSM芯片模块13。
18、内置公接口：
12V6A连接口；
12pin数据连接口；
链接至内置母接口11。
19、第二充放电电池，即内置5V 20000mAh充放电电池模块：
采用12V0.3A伏特能源模块电池；
充电两路：12V0.3A，一路第二认证模块17输入至第二充放电电池19，一路电机驱动助力与发电机供电控制模块22输入至第二充放电电池19；
放电一路：12V0.3A至电动助力设备主控板12。
20、太阳能充电板：
太阳能供电输出至电动助力设备主控板12；
单片53mm乘以30mm，5V30mAH。
21、压力震动传感器报警模块：
PKGS-00LD3HP1-R防止破坏传感报警器；
通过电池终端主控板1、GPS/GSM芯片模块13发送报警至云端服务器。
22、电机驱动助力与发电机供电控制模块
电机驱动控制连接电动助力设备主控板12；
电机驱动电源连接第二认证模块17；
发电机供电控制连接电动助力设备主控板12；
发电机供电输出连接第二充放电电池19、第二认证模块17。
本实用新型公开了一种基于物联网控制的电动助力设备，用户通过电池终端主控板连接电动助力设备主控板，通过双向认证可实现对电动助力设备的开锁与使用、进行供电、检测并显示运动状态信息等功能；本实用新型基于物联网认证和助力车电池分离结构可用于助力电动设备进行网络化租用，降低助力电动设备的使用成本，可以解决现有助力车电源体积、质量过大、充电麻烦与安全管理的难题，可随时充电，并利用物联网技术和定位技术，获取终端设备信息，防止车辆被盗；可降低商家在传统租赁动力设备上的运营成本，帮助商家进行自动化客户服务平台与分享设备管理，也为普通用户提供优质、便捷和廉价的电动助力设备使用，有利于电动助力设备的市场推广和在共享经济模式下的推广。
以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。