一种电动汽车充电停车管理系统的制作方法

本实用新型涉及电动汽车充电领域，具体涉及一种电动汽车充电停车管理系统。

背景技术：

随着电动汽车行业发展的提速，充电桩数量也在明显的增加，电动汽车用户使用充电桩的频率也在增加。目前市面上安装的充电桩主要采用刷卡或者手机APP扫描二维码的方式来进行充电及支付操作，有极少数的停车场安装了与充电桩能够联动的停车地锁装置。

首先采用刷卡方式的充电桩需要提供充电服务的厂家购买充电卡的发行设备及系统，并且需要安排专门人员管理与发行充电卡，提高了运营成本，并且充电卡具有易丢失、携带不方便等缺点。采用手机扫描二维码方式进行充电及支付的充电桩需要电动汽车用户需要拥有一个具有像素比较高的照相功能的智能手机，这对于年龄稍大一些的电动汽车用户使用上具有一些困难。目前有些停车场安装了与充电桩能够联动的停车地锁装置，但需要电动汽车用户到达停车位以后，将车停下并且下车去操作充电桩与停车地锁装置，然后再将车辆停到停车位上进行充电操作，这就给电动汽车用户带来了很大的不便利性。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的不足，本实用新型公开了一种电动汽车充电停车管理系统，采用基于车牌识别的充电桩、停车地锁装置、后台管理系统、手机APP等设备，来带给用户简单又及其便捷的充电及停车体验。

为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：

一种电动汽车充电停车管理系统，包括充电桩，所述充电桩与后台管理系统通信，所述充电桩包括中央监控单元，所述中央监控单元分别与液晶显示屏、充电控制模块、车牌识别模块、电费计量模块、蓝牙通信模块、停车地锁模块及网络通信模块相连。

进一步的，所述后台管理系统还与智能移动终端通信，所述智能移动终端为安装有APP的手机、ipad等。

进一步的，所述中央监控单元采用Cortex-M4系列的STM32F407硬件平台，是整个系统的控制核心，并且实时采集与监控充电过程中的模拟量数据。

进一步的，所述中央监控单元通过SPI总线方式与液晶显示屏通讯，实现模拟量、状态量、用户充电信息的显示。

进一步的，所述中央监控单元通过CAN总线的通讯方式与充电控制模块进行通讯，实现充电的启停控制。

进一步的，所述中央监控单元通过RS485方式与车牌识别模块通讯，实现对电动汽车车牌号码的识别功能。

进一步的，所述中央监控单元通过RS485方式与电费计量模块通讯，实现对电动汽车充电电量的计量功能。

进一步的，所述中央监控单元通过RS485方式与网络通信模块通讯，实现后台管理系统对充电桩数据交换的功能。

进一步的，所述中央监控单元通过TTL方式与蓝牙通信模块通讯，实现充电桩读取停车地锁装置状态及控制停车地锁装置的功能。

进一步的，所述充电控制模块采用Cortex-M3系列的STM32F103硬件平台，对整个系统的多个接触器开出/关断进行控制，并将整个系统的开入、开出状态信息，通过CAN总线实时传递给中央监控单元。

进一步的，所述车牌识别模块包括摄像机及车牌影像单元，车牌影像单元采用TI公司的TMS320DM642为核心芯片，摄像机将拍摄的车辆的视频作为输入视频信号传输到车牌影像单元，车牌影像单元从输入的视频信号中捕捉图像，识别图像中的车牌的类型、颜色和号码，最后通过串口将识别结果传到中央监控单元。

进一步的，所述电费计量模块为符合国标要求的具有RS485通信功能的交流数字电能表。

进一步的，所述网络通信模块采用SIM800C为核心芯片，支持GPRS无线传输，采用透明传输，通过RS485串口将中央监控单元的传递的数据发送给后台管理系统。

进一步的，所述蓝牙通信模块采用IS1678S为核心芯片，支持BR/BLE双模传输，与停车地锁模块中的蓝牙通信模块配对连接，实现与停车地锁模块的无线通信。

进一步的，所述后台管理系统包括具有RJ45网口且能够连接公网的计算机或者服务器。

停车地锁模块为具有蓝牙通信功能的停车锁止结构。

后台管理系统通过RJ45网口接入公网与多个充电桩连接，并且与电动汽车用户手机APP通信，具有短信发送功能。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提出了一种电动汽车充电停车管理系统能够达到的技术效果：

1.本实用新型具有车牌识别功能，能根据识别的车牌号码辨别电动汽车用户的身份及用户电动汽车的充电参数。

2.提供预付账户支付及手机支付两种方式，电动汽车用户可根据自身的情况选择使用。

3.具有预约充电及停车位管理功能，电动汽车用户可远程预订停车位进行充电。

4.提供充电服务的厂家可根据自身各个时段的停车流量情况进行动态调整预约充电的时效。

5.电动汽车用户可以通过手机APP实时查看系统遥信、遥测等充电信息，同时具有充电完成提醒。

附图说明

图1本实用新型控制系统结构示意图；

图2本实用新型控制系统充电流程图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型进行详细说明：

如图1所示，一种电动汽车充电停车管理系统，主要包括充电桩、停车地锁装置、后台管理系统、手机APP。

充电桩包括：中央监控单元、液晶显示屏、充电控制模块、车牌识别模块、电费计量模块、网络通信模块，蓝牙通信模块。

中央监控单元采用Cortex-M4系列的STM32F407硬件平台，是整个充电桩及系统的控制核心，并且实时采集与监控充电过程中的模拟量数据，与液晶显示屏、充电控制模块、车牌识别模块、电费计量模块、网络通信模块、蓝牙通信模块、停车地锁模块、后台管理系统进行通讯，完成整个停车充电操作流程。

中央监控单元通过SPI总线方式与液晶显示屏通讯，实现模拟量、状态量、用户充电信息的显示。

中央监控单元通过CAN总线的通讯方式与充电控制模块进行通讯，实现充电的启停控制。

中央监控单元通过RS485方式与车牌识别模块通讯，实现对电动汽车车牌号码的识别功能。

中央监控单元通过RS485方式与电费计量模块通讯，实现对电动汽车充电电量的计量功能。

中央监控单元通过RS485方式与网络通信模块通讯，实现后台管理系统对充电桩数据交换的功能。

中央监控单元通过TTL方式与蓝牙通信模块通讯，实现充电桩读取停车地锁装置状态及控制停车地锁装置的功能。

车牌识别模块主要包括摄像头、车牌影像单元。

停车地锁装置：具有蓝牙通信功能的停车锁止结构。

后台管理系统：通过RJ45网口接入公网与多个充电桩连接，并且与电动汽车用户手机APP通信，具有短信发送功能。

上述各个模块对应的硬件组成如下：

充电控制模块采用Cortex-M3系列的STM32F103硬件平台，对整个充电桩及系统的多个接触器开出/关断进行控制，并将整个系统的开入、开出状态信息，通过CAN总线实时传递给中央监控单元。

车牌识别模块包括摄像机、车牌影像单元。车牌影像单元采用TI公司的TMS320DM642为核心芯片，摄像机拍摄车辆的视频，输入视频信号到车牌影像单元；车牌影像单元从输入的视频信号中捕捉图像，识别图像中的车牌的类型、颜色和号码，最后通过串口把识别结果传到中央监控单元。

电费计量模块为符合国标要求的具有RS485通信功能的交流数字电能表。

网络通信模块采用SIM800C为核心芯片，支持GPRS无线传输，采用透明传输，通过RS485串口将中央监控单元的传递的数据发送给后台管理系统。

蓝牙通信模块采用IS1678S为核心芯片，支持BR/BLE双模传输，与停车地锁装置中的蓝牙通信模块配对连接，实现充电桩与停车地锁装置的无线通信。

后台管理系统包括具有RJ45网口能够连接公网的计算机或者服务器。

如图2所示，一种电动汽车充电停车管理系统的方法，具体工作方法包括以下步骤：

一、预约充电步骤：

1.电动汽车用户利用已经注册的用户名及密码登录手机APP，在手机APP显示的地图上选择要充电的位置，然后根据手机APP的提示选择该位置内空闲的充电桩，输入预约充电时间，手机APP会根据提供充电服务厂家设定的该时段的预约有效时间跟电动汽车用户输入的预约充电进行比较，用户输入的预约时间在提供充电服务厂家设定的该时段的预约有效时间段内的手机APP提示电动汽车用户可以预约，否则手机APP提示电动汽车用户多长时间之后可以预约。

2.预约完成后，后台管理系统将电动汽车用户的车辆信息下发给电动汽车用户预约的充电桩，充电桩状态变为已预约状态。

3.电动汽车用户在提供充电服务厂家设定的该时段的预约有效时间段内到达停车位置，充电桩根据识别的电动汽车用户车牌号码与后台管理系统下发的车牌号码进行比较，若车牌号码一致，则控制停车地锁装置落下，解锁充电枪头，电动汽车用户可将充电枪插入电动汽车，充电桩实时检测充电枪的连接状态，连接完毕后，启动充电，充电电费开始计量。

若电动汽车用户超过提供充电服务厂家设定的该时段的预约有效时间段，手机APP将提示该用户本次预约失效，同时手机APP将本次预约信息上传给后台管理系统，后台管理系统将对已预约的充电桩下发预约失效指令，该充电桩状态变为空闲状态

4.充电桩检测充电过程是否完毕，若电池已充满，充电桩将自动停止充电，充电桩将充电记录等数据上传给后台管理系统，后台管理系统将充电已完成及充电记录下发给手机APP，手机APP将提示电动汽车用户充电已完成，若电动汽车用户在账户中设置了自动从账户余额中自动扣除充电电费，则后台管理系统自动扣除充电电费同时将充电电量、消费金额等信息已短信形式发送给电动汽车用户；否则电动汽车用户可在手机APP上选择账户或者其他支付方式支付充电电费，支付完成手机APP将支付信息上传后台管理系统；电动汽车用户也可以选择其他时间支付。

5.电动汽车用户到达车辆位置准备离开，若充电已完毕，电动汽车用户可将充电枪拔下插回原来位置即可离开，若充电未完毕，电动汽车用户需按充电桩上的停止充电键，充电桩停止充电，然后将充电记录等数据上传给后台管理系统，后台管理系统将充电已完成及充电记录下发给手机APP，手机APP将提示电动汽车用户充电已完成，电动汽车用户可选择支付方式及支付时间，手机APP待电动汽车用户支付完毕后，将支付信息上传后台管理系统，后台管理系统将该用户的本次充电记录状态设置为已支付。充电桩停止充电后，电动汽车用户即可将充电枪插回原来的位置。

6.电动汽车用户将车辆离开停车位后，充电桩根据读取的停车地锁装置的状态，判断停车位上面是否还有车辆，若无车辆，则将停车地锁装置升起，避免其他车辆占用。

二、无预约充电步骤：

1.电动汽车用户选择充电状态为空闲的充电桩，充电桩识别电动汽车用户的车牌信息，然后上传给后台管理系统进行比对，若该车牌信息已在后台管理系统中有记录，则后台管理系统给充电桩下发准许充电命令，充电桩控制停车地锁装置将地锁落下，电动汽车用户将车辆停到停车位上。该过程中电动汽车用户可直接将车辆倒入或者开入停车位，无需下车操作。

2.电动汽车用户可将充电枪插入电动汽车，充电桩实时检测充电枪的连接状态，连接完毕后，启动充电，充电电费开始计量。

3.充电桩检测充电过程是否完毕，若电池已充满，充电桩将自动停止充电，充电桩将充电记录等数据上传给后台管理系统，后台管理系统将充电已完成及充电记录下发给手机APP，手机APP将提示电动汽车用户充电已完成，若电动汽车用户在账户中设置了自动从账户余额中自动扣除充电电费，则后台管理系统自动扣除充电电费同时将充电电量、消费金额等信息已短信形式发送给电动汽车用户；否则电动汽车用户可在手机APP上选择账户或者其他支付方式支付充电电费，支付完成手机APP将支付信息上传后台管理系统；电动汽车用户也可以选择其他时间支付。

4.电动汽车用户到达车辆位置准备离开，若充电已完毕，电动汽车用户可将充电枪拔下插回原来位置即可离开，若充电未完毕，电动汽车用户需按充电桩上的停止充电键，充电桩停止充电，然后将充电记录等数据上传给后台管理系统，后台管理系统将充电已完成及充电记录下发给手机APP，手机APP将提示电动汽车用户充电已完成，电动汽车用户可选择支付方式及支付时间，手机APP待电动汽车用户支付完毕后，将支付信息上传后台管理系统，后台管理系统将该用户的本次充电记录状态设置为已支付。充电桩停止充电后，电动汽车用户即可将充电枪插回原来的位置。

电动汽车用户将车辆离开停车位后，充电桩根据读取的停车地锁装置的状态，判断停车位上面是否还有车辆，若无车辆，则将停车地锁装置升起，避免其他车辆占用。

本申请采用车牌识别技术，将车牌信息与账户信息进行绑定，用户只需在手机APP上进行注册，无需提供充电服务的厂家购买任何设备与安排专门人员管理与发行电子标签。

本申请中停车地锁装置只会在车位上没有车的情况下会将停车位上锁，在停车位上有车的情况下并不将停车位锁死，用户可选择任何时间离开，充电桩将自动保存该用户的充电信记录，根据电动汽车用户自身账户的设置进行自动扣除或者电动汽车用户可以在手机APP上任何时间任何地点选择进行支付，只有支付该次充电电费后才能进行下次充电停车服务。

本申请中充电桩与停车地锁装置通信，后台管理系统与充电桩通信，后台管理系统与手机APP通信。

本申请中预约车位具有时效性，有效时间内电动汽车用户不能到达充电车位，将会取消预约信息，提高充电车位的利用率。

本实用新型可实现电动汽车用户不携带手机或者充电卡即可充电。充电操作方便，只需要将充电枪插到电动汽车上即可开始充电，不需要其他任何操作。提供预付账户支付及手机支付两种方式，电动汽车用户可根据自身的情况选择使用。具有预约充电及停车位管理功能，电动汽车用户可远程预订停车位进行充电。充电服务的厂家可根据自身各个时段的停车流量情况进行动态调整预约充电的时效，提高预约充电及停车管理的有效性。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。