共享电池租还电柜的柜门控制电路的制作方法

本实用新型是一种自动柜门开关控制电路，特别是涉及一种共享电池租还电柜的柜门控制电路。

背景技术：

目前，绿色出行已经成了广泛共识，电瓶车是一种较好的选择，电是新能源的主要承载体，而电的存储是亟待考虑的问题之一，使用电池存储是储存及使用电能的一种重要手段，目前有两种充电方式：一是直接充电，二是换电模式，直接充电时，电瓶车不能使用而用户只能等待，这样会大大影响用户体验，而换电模式规避了这一弱点，用户只需要在共享电池租还电柜中更换电池即可。但是，电瓶车常用的锂电池在频繁使用的情况下，如果不能合理管控，电池的寿命和性能会受到影响，目前，电瓶车型号多种，体积各异，质量参差不齐，充电器随便乱插，乱放，充电时间长短不一，这样不仅存在严重的安全隐患，而且对电池的寿命也会造成极大的损害，所以共享电池租还电柜是一种合理的方式解决此类问题，而本实用新型中一种共享电池租还电柜的柜门控制电路会安全、准确、高效的管理电池租还和充电。

中国专利公告号CN106329610A，公开日2017年1月11日，公开了一种电动车充电系统，包括：用于对电动车进行充电的充电终端；用于存储所有充电终端的位置以及所述状态信息的服务器；用于获取和显示充电终端位置以及状态的应用终端；其中，所述服务器还存储有不同类别的电池的充电曲线信息，所述充电终端用于从所述服务器获取进行充电的电动车的电池类别对应的所述充电曲线信息，并根据所述充电曲线信息控制充电进程。此方案能够管理充电用户的信息以及充电情况。但是，单个充电桩无法完成大规模的电动车的充电，并且充电过程需要用户等待，无法立刻使用电动车，造成不便捷，而且需要用一种简单方法管理电池的放置位置、重量和充电状态，所以，一种共享电池租还电柜的柜门控制电路急需设计出来。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是为一种安全、准确、高效的管理电池的共享电池租还柜提供柜门控制电路，为集中规范管理电池组充电解决了准确识别电池放置位置和重量，以及保证电池充电时间的问题。

本实用新型为解决上述问题所采用的技术方案是：一种共享电池租还电柜的柜门控制电路，

传感器组部分，检测电池位置、重量和充电状态，与微处理器电连接；

微处理器部分，与传感器组部分、身份识别部分和柜门控制部分电连接；

身份识别部分，检测客户身份，与微处理器部分电连接；

柜门控制部分，控制柜门的开关，与微处理器部分电连接；

供电部分，为传感器部分、微处理器部分、身份识别部分与柜门控制部分供电；

传感器组部分包括：

位置和重量监测传感器组，使用若干个传感器用来检测电池组的位置和电池组重量，与微处理器电连接；

电池状态监测传感器组，用来检测电池组的充电状态，与微处理器电连接，这样可以准确监测电池组的状态。

这样就可以监测电池位置是否放置正确、放入物体是否是对应型号电池组和电池组是否充电完成，从而实现了对共享电池的规范管理。

电池状态监测传感器可以将处于可用状态的电池组传达给微处理器，用户需要更换电池时，先由身份识别部分进行身份与信息的识别，识别通过后，微控制器部分会控制一个可用状态电池组柜门打开，用户取出电池组后，将待充电电池组放入已开启的柜门，当电池在正确放入并且电池重量合适时，在正确位置时电池组会处于充电状态，位置和重量监测传感器会把柜内电池状态传达给微处理器，微处理器会控制该柜门关闭，从而完成新电池的取出与旧电池的放入充电。

作为优选，所述的位置和重量监测传感器组，包括放置在每个电池柜内的压力传感器，每个用来检测电池放置位置与电池重量的压力传感器均与微处理器电连接。位置和监测传感器组选择SL-8F1型方形接近传感器，这是一种电感式接近传感器，放置在电池组充电电源与电池组充电接口之间，可以准确确定放入柜内物体的放置位置与重量，并把这两个信息传达给微处理器。微处理器会对比放入柜中物体的重量与电池组的标准重量，如果一致就会确定放入物体为电池组。当电池组放入正确位置时，就会与充电电源连接，实现充电。如果放置位置或重量不符，微处理器会把此类信息显示在数据显示单元上并提醒用户。这样就会以一种简单的方式，验证放入物体是否为电池组，并且可以提醒电池的正确放置。

作为优选，所述的电池状态监测传感器组，包括对应每个充电状态下电池指示灯的光电探测器，用来读取电池组的充电状态，与微处理器电连接。光电检测器选择LXD-BPW28型号的可见光段硅光电二极管，是由树脂光学滤波片和硅光电二极管晶圆组成，当电池组电量处于可可租用状态时，电池组电量指示灯就会亮起，光电探测器就会感知电池组已处于可用状态，并将这一信号传达给微处理器。通过使用电池状态监测传感器组，以一种简单的方法让微处理器准确掌握电池组的充电状态信息。

作为优选，所述的电池组，包括锂电池组、电池主控模块和电量指示灯，给电池组充电和指示充电状态，与电池状态监测传感器组相邻，使得电池组电量指示灯发光时照射到电池状态监测传感器组上。电池组用于储存电能，包括10节18650锂电池，电池主控模块控制锂电池组充电和电量指示灯开闭，所述的电量指示灯用于指示电量，与电池主控模块电连接，当电池组电量大于80%时，电池组就处于可租用状态，此时电量指示灯就在电池主控模块的控制下开启，当电池组电量小于80%时，电量指示灯会在电池主控模块的控制下关闭。

作为优选，所述的共享电池租还电柜，实现身份识别、电池充电、用电安全和柜门控制，包括身份识别单元、电池组充电单元、柜门控制单元、安全单元和供电单元，身份识别单元、电池组充电单元、安全单元和供电单元与柜门控制单元电连接。身份识别单元是用来识别用户身份与信息；电池组充电单元，使用适配器将220V市电转化成42V直流电，与电池组电连接；柜门控制单元，控制柜门开闭，柜门受到微处理器系统的控制，给用户开启合适电池组的柜门，用户取出电池组并正确归还电池组后，柜门会自动关闭，这样可以减少用户误操作，防止电池组丢失；安全单元，包括烟雾传感器、温控风机、灭火器等，当检测到柜内温度过高时，安全单元直接控制温控风机工作，进行散热。当烟雾传感器检测到烟雾信号，经安全单元安全单元并上传服务器报警，安全单元控制自锁接触器，切断系统电源输入，灭火器工作；供电单元，为整个共享电池租还电柜供电。

作为优选，所述的身份识别单元，包括射频识别子单元和手机识别子单元，识别用户身份与信息，与微处理器部分电连接；所述的射频识别子单元和手机识别子单元，包括无线射频识别组件、手机二维码识别组件与手机短信密码识别组件，识别用户身份与信息，与微处理器部分电连接。射频识别单元识别范围包括公交卡以及其他射频识别卡，由于采取一人一卡的模式，用户识别过程方便快捷。通过设置读卡器无线获取ID卡射频数据识别用户身份和信息，ID卡可重复使用，不浪费资源，节省纸质开销，便于推广使用，而且可以与城市交通系统对接。手机识别部分包括手机二维码识别和手机短信密码识别，通过手机专属app识别位于柜体上的二维码来识别用户身份和信息，或者采取短信验证码的方式获取用户信息，通过手机来获取用户身份和信息。在大数据时代的背景下，这样可以使得共享电池租还电柜系统与整个互联网相连，随时掌握与分析用户信息与需求。

作为优选，所述的微处理器部分，与传感器组部分、身份识别部分和柜门控制部分电连接，包括微处理器、数据显示单元、数据存储单元和控制按键，控制柜门开关、信息显示和用户操作。微处理器选择ARM机RK3288,支持支持Android4.4 和Ubuntu双系统；数据显示单元为客户显示有用信息，提醒和引导客户进行正确操作；数据存储单元存储用户信息、传感器信息和电池组星系；控制按键用于用户输入指令。

本实用新型的实质性效果是：本实用新型所述的一种共享电池租还电柜的柜门控制电路会安全、准确、高效的管理电池租还和充电，同时可以接入互联网，有利于进一步的开发与设计。

附图说明

图1 本实用新型的柜门控制电路方框图；

图2 本实用新型的共享电池租还电柜整体电路方框图；

图3 本实用新型的共享电池租还电柜电气原理框图。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案进一步的具体说明。

实施例：

一种共享电池租还电柜的柜门控制电路（参见附图1），包括位置和重量监测传感器组1、电池状态监测传感器组2、射频识别子单元3、手机识别子单元4、数据显示单元5、数据存储单元6、柜门控制与电路系统7、供电单元8、微处理器9、控制按键10。

所述的共享电池租还电柜（参见附图2），包括供电单元8、共享电池租还电柜11、身份识别单元12、电池组充电单元13、柜门控制单元14、安全单元15。

所述的共享电池租还电柜电气原理框图（参见附图3），包括供电单元8、微处理器9、电池组充电单元13、柜门控制单元14、安全单元15、电量指示灯16、射频识别子单元3、手机识别子单元4、电量指示灯19、锂电池组20、灭火器21、烟雾传感器22、直流风机23。

所述的位置和重量监测传感器组，包括放置在每个电池柜内的压力传感器，每个用来检测电池放置位置与电池重量的压力传感器均与微处理器电连接。位置和监测传感器组选择SL-8F1型方形接近传感器，这是一种电感式接近传感器，放置在电池组充电电源与电池组充电接口之间，可以准确确定放入柜内物体的放置位置与重量，并把这两个信息传达给微处理器。微处理器会对比放入柜中物体的重量与电池组的标准重量，如果一致就会确定放入物体为电池组。当电池组放入正确位置时，就会与充电电源连接，实现充电。如果放置位置或重量不符，微处理器会把此类信息显示在数据显示单元上并提醒用户。这样就会以一种简单的方式，验证放入物体是否为对应型号电池组，并且可以提醒电池的正确放置。此类传感器有短路保护功能，可以保证使用安全要求。

所述的电池状态监测传感器组，包括对应每个充电状态下电池指示灯的光电探测器，用来读取电池组的充电状态，与微处理器电连接。光电检测器选择LXD-BPW28型号的可见光段硅光电二极管，是由树脂光学滤波片和硅光电二极管晶圆组成，当电池组电量处于可可租用状态时，电池组电量指示灯就会亮起，光电探测器就会感知电池组已处于可用状态，并将这一信号传达给微处理器。通过使用电池状态监测传感器组，以一种简单的方法让微处理器准确掌握电池组的充电状态信息。树脂光学滤波片和硅光电二极管晶圆组成，采用树脂积层光学滤光镜，使它的光探测范围很接近人眼，即具有类似于人眼的“视觉函数曲线”。LXD-BPW28 采用 TO-5 式金属壳封装,工作温度范围内具有很高的精确性，在低照度情况下也一样表现出色，可以充分保证使用要求。

所述的电池组，包括锂电池组、电池主控模块和电量指示灯，给电池组充电和指示充电状态，与电池状态监测传感器组相邻，使得电池组电量指示灯发光时照射到电池状态监测传感器组上。电池组用于储存电能，包括10节18650锂电池，电池主控模块控制锂电池组充电和电量指示灯开闭，所述的电量指示灯用于指示电量，与电池主控模块电连接，当电池组电量大于80%时，电池组就处于可租用状态，此时电量指示灯就在电池主控模块的控制下开启，当电池组电量小于80%时，电量指示灯会在电池主控模块的控制下关闭。18650电池组有10节18650型锂电池串联而成，18650型锂电池容量大，寿命长，安全性能高，电压高。

所述的共享电池租还电柜，实现身份识别、电池充电、用电安全和柜门控制，包括身份识别单元、电池组充电单元、柜门控制单元、安全单元和供电单元，身份识别单元、电池组充电单元、安全单元和供电单元与柜门控制单元电连接。身份识别单元是用来识别用户身份与信息；电池组充电单元，使用适配器将220V市电转化成42V直流电，与电池组电连接；柜门控制单元，控制柜门开闭，柜门受到微处理器系统的控制，给用户开启合适电池组的柜门，用户取出电池组并正确归还电池组后，柜门会自动关闭，这样可以减少用户误操作，防止电池组丢失；安全单元，包括烟雾传感器、温控风机、灭火器等，当检测到柜内温度过高时，安全单元直接控制温控风机工作，进行散热。当烟雾传感器检测到烟雾信号，经安全单元安全单元并上传服务器报警，安全单元控制自锁接触器，切断系统电源输入，灭火器工作；供电单元，为整个共享电池租还电柜供电。

作为优选，所述的身份识别单元，包括射频识别子单元和手机识别子单元，识别用户身份与信息，与微处理器部分电连接；所述的射频识别子单元和手机识别子单元，包括无线射频识别组件、手机二维码识别组件与手机短信密码识别组件，识别用户身份与信息，与微处理器部分电连接。射频识别单元识别范围包括公交卡以及其他射频识别卡，由于采取一人一卡的模式，用户识别过程方便快捷。通过设置读卡器无线获取ID卡射频数据识别用户身份和信息，ID卡可重复使用，不浪费资源，节省纸质开销，便于推广使用，而且可以与城市交通系统对接。手机识别部分包括手机二维码识别和手机短信密码识别，通过手机专属app识别位于柜体上的二维码来识别用户身份和信息，或者采取短信验证码的方式获取用户信息，通过手机来获取用户身份和信息。在大数据时代的背景下，这样可以使得共享电池租还电柜系统与整个互联网相连，随时掌握与分析用户信息与需求。

作为优选，所述的微处理器部分，与传感器组部分、身份识别部分和柜门控制部分电连接，包括微处理器、数据显示单元、数据存储单元和控制按键，控制柜门开关、信息显示和用户操作。微处理器选择ARM机RK3288,支持支持Android4.4 和Ubuntu双系统；数据显示单元为客户显示有用信息，提醒和引导客户进行正确操作；数据存储单元存储用户信息、传感器信息和电池组星系；控制按键用于用户输入指令。ARM机RK3288，RK3288处理器采用Cortex-A17，其最大的特点就是采用完全乱序执行架构，其性能提升有着立竿见影的效果。双指令译码、双地址产生器(AGU)、多指令派发(multi issue)等特别架构的设计，使得Cortex-A17在指令执行效率上有相当大的提升，正是基于以上设计，在同样的频率下，其单线程性能相比同类产品有很大提升。使用该芯片可以保证系统在长保持高效的运行速率。作为优选，控制按键和显示单元选用同一21.5寸触显屏，触显屏相比于薄膜键盘，耐久性更久，反应速度快，稳定性强。系统工作时，触显屏显示二维码以及用户需要键入的租用信息，在用户输入指令后，触显屏显示用户信息以及可用充电柜的信息。

以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。