基于无线网络通信的电动汽车充电桩及系统的制作方法

本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种基于无线网络通信的电动汽车充电桩。

背景技术：

随着人们环保意识的增强，世界各国对新能源汽车的推广支持，新能源汽车在未来汽车市场将占据重要地位。国家电网和南方电网分别投入巨资建设电动汽车充电站和充电桩等与新能源汽车相关的配套充电设施，随着两大电网制定了在全国大规模建设电动汽车充电站和充电桩的计划，电动汽车充电站建设已经进入快车道。

随着电动车越来越多的使用，所有充电桩也是必不可少的装置，就目前来看，充电桩的通讯方式很单一，都采用有线通讯方式，主要包括有线以太网(RJ45线、光纤)、工业串行总线(RS485、RS232、CAN总线)，有线通讯方式存在以下缺点：布线复杂、扩展性差、施工成本高、灵活性差，尤其是在人口密集的大中型城市，开挖管道或架空布线都是十分困难和不经济的事情。

技术实现要素：

为解决有线通讯方式中布线复杂、扩展性差、施工成本高、灵活性差等技术问题，本发明提出一种基于无线网络通信的电动汽车充电桩来实现。

一种基于无线网络通信的电动汽车充电桩，包括智能计费控制模块、无线网络通讯模块、输入模块、控制模块、充电接口、计量模块、支付模块；

所述智能计费控制模块分别连接所述无线网络通讯模块、所述输入模块、所述计量模块、所述控制模块、所述支付模块，所述充电接口连接所述控制模块；

执行充电时，所述控制模块控制充电接口和充电设备进行匹配，匹配成功后，所述输入模块接收到所述智能计费控制模块发送的控制信号经保护电路连通电源输入端对所述智能计费控制模块进行供电，所述无线网络通信模块接收到智能计费控制模块发送的控制信号和移动终端进行信息交互或与其他充电桩进行信息交互，所述控制模块接收到所述智能计费控制模块发出的充电指令通过所述充电接口进行充电，充电完成后，所述计量模块对所充电量进行统计并将统计好的数据信号发送到所述智能计费控制模块中，所述支付模块接收到所述智能计费控制模块发送的支付信号完成支付。

作为一种可实施方式，所述无线网络通讯模块为蓝牙设备或WIFI模块或GPRS模块，所述蓝牙设备或者WIFI模块或GPRS模块连接所述智能计费控制模块，所述蓝牙设备或WIFI模块或GPRS模块和用户所持含蓝牙装置或WIFI模块或GPRS模块的控制终端进行交互。

作为一种可实施方式，所述计量模块为电能表，所述电能表连接所述输入模块和智能计费控制模块，所述电能表依次连接接触器、电能表保护电路和电源输入端，所述输入模块依次连接输入模块保护电路和电源输入端，电能表读取电源输入端电能变化，将电能变化数据传输给所述智能计费控制模块，所述智能计费控制模块发出计算信号给所述计量模块，所述计量模块进行计费。

作为一种可实施方式，所述支付模块包括现金支付模块、卡片支付模块、支付宝支付模块以及微信支付模块，所述支付模块完成支付后将信号发送给所述智能计费控制模块，所述智能计费控制模块将支付完成信号通过所述无线网络通信模块和移动终端进行信息交互或与其他充电桩进行信息交互。

作为一种可实施方式，电动汽车充电桩还包括显示模块，所述显示模块包括触摸屏以及触摸屏外围电路，所述显示模块连接所述智能计费控制模块，支付完成之后，智能计费控制模块将支付完成信号发送到显示模块中，显示模块显示卡片余额。

作为一种可实施方式，电动汽车充电桩还包括感应模块和报警装置，所述感应模块和报警装置分别连接智能计费控制模块，所述感应模块用来感应充电桩受力情况，所述智能计费控制模块中设有受力阈值，当充电桩受力超过受力阈值时，感应模块将信号发送到智能计费控制模块，所述智能计费控制模块将报警信号传递给报警装置，报警装置进行报警。

作为一种可实施方式，电动汽车充电桩还包括急停按钮，所述急停按钮串联在电源输入端和保护电路之间。

作为一种可实施方式，电动汽车充电桩还包括定位模块，所述定位模块连接所述智能计费控制模块，所述定位模块将充电桩位置信号发送给智能计费控制模块，所述智能计费控制模块将定位信号发送给控制终端。

作为一种可实施方式，电动汽车充电桩还包括指示模块，所述指示模块包括故障指示模块、运行指示模块和充电指示模块，所述故障指示模块、运行指示模块和充电指示模块分别连接智能计费控制模块；

当充电桩发生通讯故障时，智能计费控制模块控制故障指示模块发出通讯故障指示；

当充电过程中用户操作失误时，智能计费控制模块控制运行指示模块发出用户操作失误指示；

当用户正在充电时，智能计费控制模块控制充电指示模块发出充电指示。

基于无线网络通信的电动汽车充电桩系统，包括充电桩和移动终端，所述充电桩和充电桩之间通过无线网络通讯模块进行信息交互，所述充电桩和控制终端通过无线网络通讯模块进行信息交互；

所述控制模块控制充电接口和充电设备进行匹配，匹配成功后，所述输入模块接收到所述智能计费控制模块发送的控制信号经保护电路连通电源输入端对所述智能计费控制模块进行供电，所述控制模块接收到所述智能计费控制模块发出的充电指令通过所述充电接口进行充电，充电完成后，所述计量模块对所充电量进行统计并将统计好的数据信号发送到所述智能计费控制模块中，所述支付模块接收到所述智能计费控制模块发送的支付信号完成支付，在充电过程中或者充电完成后，所述智能计费控制模块接收或发出的所有信息指令通过所述无线网络通信模块发送到移动终端或其他充电桩进行信息交互。

本发明相比于现有技术的有益效果在于：

本发明在充电桩中加入无线网络通信模块，通过无线网络通信模块可以将信息通过无线的方式发送给控制终端，控制终端可以根据充电桩内部设置的定位装置来获取充电桩所在的位置，用户可以就近选择充电装置；用户可以通过控制终端可以通过无线网络通信模块与充电桩进行信息交互；充电桩与充电桩之间通过无线网络通信模块进行信息交互。

附图说明

图1为本发明的第一种方案的整体结构示意图；

图2为本发明的第二种方案的整体结构示意图；

图3为本发明指示模块示意图；

图4为本发明的充电桩与充电桩进行交互的示意图；

图5为本发明的控制系统框架示意图。

附图中的标号说明：0-智能计费控制模块，00-第一充电桩，01-第二充电桩，02-控制终端，1-保护电路，2-输入模块，3-计量模块，4-数据读取模块，5-无线网络通讯模块，6-显示模块，7-语音提示模块，8-指示模块，9-打印模块，10-控制模块，11-充电接口，12-定位模块，13-支付模块，14-接触器，61-故障指示模块，62-运行指示模块，63-充电指示模块。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。

目前，大多数充电桩都采用有线通讯方式进行通信，有线通讯方式存在以下缺点：布线复杂、扩展性差、施工成本高、灵活性差，现在针对有线通讯方式的充电桩做了改进，实现一种无线网络通信的电动汽车充电桩，结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明，请参阅以下实施例：

一种基于无线网络通信的电动汽车充电桩，请参照图1，包括智能计费控制模块0、无线网络通讯模块5、输入模块2、控制模块10、充电接口11、数据读取模块4、计量模块3、支付模块13、语音提示模块7和显示模块6；智能计费控制模块0分别连接无线网络通讯模块5、输入模块2、控制模块10、充电接口11、数据读取模块4、计量模块3、支付模块13、语音提示模块7和显示模块6，充电接口11连接控制模块10；

用户在充电时，控制模块10控制充电接口11和用户充电设备进行匹配，匹配成功后，输入模块2接收到智能计费控制模块0发送的控制信号经保护电路连通电源输入端对智能计费控制模块0进行供电，无线网络通信模块5接收到智能计费控制模块0发送的控制信号和控制终端02进行信息交互或与其他充电桩进行信息交互，语音提示模块7接收到智能计费控制模块0发送的控制信号对充电过程进行语音提示，控制模块10接收到智能计费控制模块0发出的充电指令通过充电接口对用户进行充电，充电完成后，计量模块3对用户充电进行消费统计并将统计好的数据信号发送到智能计费控制模块0中，支付模块13接收到智能计费控制模块0发送的支付信号完成支付，数据读取模块4接收到智能计费控制模块0发送的控制信号对消费数据、用户支付方式进行读取，显示模块6接收到智能计费控制模块0发送来的控制信号显示充电过程及提供操作提示和显示数据读取模块4所读取的数据。

本实施例中的无线网络通讯模块5为蓝牙设备，蓝牙设备连接智能计费控制模块0，智能计费控制模块0控制充电桩中的蓝牙设备将充电桩的信息传递到用户所持的含有蓝牙装置的控制终端02内，用户通过控制终端02直接获取充电桩的信息。

本实施例中的无线网络通讯模块0还可以为WIFI模块，WIFI模块连接智能计费控制模块0，智能计费控制模块0控制充电桩中的WIFI模块将充电桩的信息传递到用户所持的含有WIFI模块的控制终端02内，用户通过控制终端02直接获取充电桩的信息。

于本实施例中，计量模块3为电能表，电能表连接输入模块2和智能计费控制模块0，输入模块2为智能计费控制模块0提供正常的供电电源，电能表显示电源输入端的电能变化，电能表依次连接接触器14、电能表保护电路101和电源输入端，电能表保护电路101用于保护电能表不被过高或者过低的电压电流导致短路或者短路；输入模块2依次连接输入模块保护电路102和电源输入端，输入模块保护电路102为了防止输入模块不受外界的电压过高或者过低而导致输入模块短路或者断路；电能表保护电路101和输入模块保护电路101统称为保护电路1，如附图1中，为了方便描述，将两者表示到同一模块中。电能表读取电源输入端电能变化，将电能变化数据传输给智能计费控制模块0，智能计费控制模块0发出计算信号给计量模块3，计量模块3进行计费。

于本实施例中，输入模块2还可以用移动电源代替，当输入模块2为移动电源或者锂电池时，输入模块不再连接输入模块保护电路、电源输入端以及电能表，电能表依然连接接触器14、电能表保护电路101以及电源输入端，电能表依然读取的是电源输入端电能的变化，将电能变化数据传输给智能计费控制模块0，智能计费控制模块0发出计算信号给计量模块3，计量模块3进行计费。

支付模块13包括现金支付模块、卡片支付模块、支付宝支付模块以及微信支付模块，支付模块13完成支付后将信号发送给智能计费控制模块0，智能计费控制模块0将支付完成信号通过无线网络通信模块5和移动终端进行信息交互或与其他充电桩进行信息交互。现金支付模块包含现金进口装置，冲完电之后，如果用户选择现金支付，只需将现金塞入现金进口装置中，充电桩中设有找零模块，当现金面额大于所支付金额时，找零模块接收到智能计费控制模块0的找零信号进行找零；卡片支付模块包括卡片读取区，用户在支付时，将卡片放置到卡片读取区，卡片读取区对卡片进行读取，进而通过智能计算控制模块0发送给支付模块的扣费指令对卡片进行扣费；支付宝支付模块包括支付面板，当充电完成时，计量模块计3算好所需费用，将信号发送给智能计费控制模块0，智能计费控制模块0将支付信息反馈到支付面板上，只需通过手机或者其他移动设备扫描支付面板就可付款；微信支付模块包括支付面板，当充电完成时，计量模块3计算好所需费用，将信号发送给智能计费控制模块0，智能计费控制模块0将支付信息反馈到支付面板上，只需通过手机或者其他移动设备扫描支付面板就可付款。

电动汽车充电桩还设有显示模块6包括触摸屏以及触摸屏外围电路，显示模块6连接智能计费控制模块0，支付完成之后，智能计费控制模块0将支付完成信号发送到显示模块6中，显示模块6显示卡片余额。

电动汽车充电桩还包括感应模块和报警装置，感应模块和报警装置分别连接智能计费控制模块，感应模块中包含至少一个压力传感器和重力传感器，将重力传感器设置在充电桩的上端，在充电桩的四周分别设有若干个压力传感器，在智能计费控制模块0中设置重力阈值以及压力阈值，当重力传感器感应到充电桩受力超过重力阈值时，智能计费控制模块将报警信号发送到报警装置内，报警装置进行报警，当其中一个压力传感器感应到充电桩冲击力超过压力阈值时，智能计费控制模块0将报警信号发送到报警装置内，报警装置进行报警。

在电动汽车充电桩设置有急停按钮，急停按钮串联在电源输入端和保护电路之间，当充电桩自身发生紧急情况或者在用户充电过程中发生紧急情况时，按下急停按钮致使输入电源被切断，可以导致充电桩停止工作，在停止的瞬间，控制终端02能获取到智能计费控制模块0发出的信号，控制终端02根据定位模块可以确定充电桩的具体地理位置，进而进行检修。

于本实施例中，在电动汽车充电桩还设有定位模块12，于本实施例，定位模块12可以为GPS定位装置，定位模块12连接智能计费控制模块0，定位模块12将充电桩位置信号发送给智能计费控制模块0，智能计费控制模块0将定位信号发送给控制终端02，智能终端02根据定位模块12发送的信号能获取到每个充电桩的位置，若充电桩发生故障时，可以直接对发生故障的充电桩进行定位，方便检修。

于本实施例中，请参照图3，电动汽车充电桩指示模块6，指示模块6包括故障指示模块61、运行指示模块62和充电指示模块63，故障指示模块61、运行指示模块62和充电指示模块63分别连接智能计费控制模块0；

当充电桩发生通讯故障时，智能计费控制模块0控制故障指示模块61发出通讯故障指示；

当充电过程中用户操作失误时，智能计费控制模块0控制运行指示模块62发出用户操作失误指示；

当用户正在充电时，智能计费控制模块0控制充电指示模块63发出充电指示。

电动汽车充电桩还包括打印模块9，打印模块9连接智能计费控制模块0，支付完毕后，智能计费控制模块0根据用户操作指示来对消费记录进行打印。

请参照图4，第一充电桩00与第二充电桩01之间通过各自内部设有的无线网络通信模块5进行信息交互，当用户刷卡时，数据读取模块4对用户进行身份以及信息读取，第一充电桩00与第二充电桩01之间进行信息交互，对用户身份以及信息进行确认，如果用户满足充电条件，则用户可以进行充电。满足充电条件包括：用户上次充电后进行支付并且支付成功；用户在使用充电桩时对充电桩没有损害；用户卡内还有余额，在本实施例中，第一充电桩00与第二充电桩01为指代关系，不局限于两个充电桩，是指所有充电桩集合。

请参照图5，将本发明的充电桩应用到控制系统中，此控制系统包括充电桩以及移动终端02，充电桩和控制终端通过充电桩内部的无线网络通讯模块5进行信息交互，或者是充电桩和充电桩通过无线网络通讯模块5进行信息交互，具体包括：移动终端02为手机、ipad等可以进行通信的设备，每个充电桩将自身信息通过无线网络通信模块5传输到移动终端02中，移动终端02对信息进行读取，包括：充电桩的位置，充电桩是否发生故障等，总之，智能计费控制模块0接收到的信息数据或者是发出的信息数据都会通过无线网络通讯模块5发送到移动终端02中，移动终端02可以进行信息读取。

于一个实施例中，将本发明的充电桩应用到控制系统中，此控制系统包括充电桩以及控制终端，充电桩和控制终端通过充电桩内部的无线网络通讯模块进行信息交互，或者是充电桩和充电桩通过无线网络通讯模块进行信息交互，具体包括：控制终端为服务器，每个充电桩将自身信息通过无线网络通信模块传输到控制终端中，控制终端对充电桩所有的信息进行读取，包括：充电桩的位置，充电桩是否发生故障等。总之，智能计费控制模块接收到的信息数据或者是发出的信息数据都会通过无线网络通讯模块发送到控制终端中，控制终端可以进行信息读取。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。