具有温度检测功能的无线交互多充电口智能便捷充电系统的制作方法

本实用新型涉及充电设备技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种具有温度检测功能的无线交互多充电口智能便捷充电系统。

背景技术：

目前，市面上主要的新一代充电桩为联网主机式充电桩，跟传统的投币机主要区别在于加入了联网支付功能，能实现联网线上支付充电功能。但是，联网主机式充电桩也存在着诸多不足：首先，线路多，必须由主机统一就近布线，导致安装繁琐不灵活，不能有效利用现有场地，维护也很繁琐，成本也高；其次，安全上没能做到对各个电桩线路的独立安全用电保护，没有智能充满断电功能(或者检测不准)，也没有过热保护，一旦发生短路，火灾等危险情况时，有可能发生严重的消防安全事故；此外，各个主机之间完全独立，各个充电桩之间完全独立，一旦主机的联网模块坏了，只能等待繁琐的售后维修过程。

因此，亟需设计一种能够解决上述问题的具有温度检测功能的无线交互多充电口智能便捷充电系统。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是解决至少上述缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型的另一个目的是提供一种能够减少布线的具有温度检测功能的无线交互多充电口智能便捷充电系统。

本实用新型的另一个目的是提供一种具有断电功能和过热保护功能的具有温度检测功能的无线交互多充电口智能便捷充电系统。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，本实用新型提供一种具有温度检测功能的无线交互多充电口智能便捷充电系统，其中，包括：

具有充电口的智能充电桩，所述智能充电桩上设置有能够被移动客户端识别的二维码或条形码；所述智能充电桩内设置有温度检测模块；

支付管理平台，其与所述移动客户端无线连接；

智能主机，其与所述支付管理平台无线连接；

其中，所述智能充电桩和智能主机上均设置有用于实现智能充电桩之间或智能主机之间或智能充电桩与智能主机之间无线连接的无线自组网模块。

用户使用手机等移动客户端扫描二维码或条形码后将扫描信息发送到支付管理平台，支付管理平台对扫描信息进行解析，解析出扫码序列号所对应的智能充电装编号，并根据用户选择的充电方式(智能充电、充足时长)以及充电金额，把控制开电指令下发给智能主机，智能主机收到控制开电指令后，智能主机进行数据解析，并把解析出来的数据发送给对应的智能充电桩，智能充电桩收到智能主机的控制命令后，根据用户选择的充电方式(智能充电、充足时长)及充电金额控制对应的智能充电桩进行开电充电；同时，智能充电桩把充电桩的状态信息通过自组网无线模块回传给智能主机，智能主机收到智能充电桩的回传信息后，通过物联网无线模块把信息回传给支付管理平台，支付管理平台解析出信息后，调整订单状态为充电中，支付管理平台将充电成功信息发送给移动客户端，用户通过移动客户端可以看到充电成功的信息。

传统的联网主机式充电桩通过实体线路连接，导致线路多，布线复杂、安装繁琐不够灵活，场地利用大，维护繁琐且成本高。而本实用新型设置了无线自组网模块，智能智能充电桩之间或智能主机之间或智能充电桩与智能主机之间通过无线连接，智能主机和支付管理平台也通过无线连接，因此减少了线路的数量，减少了布线，安装更加灵活方便，减少了场地的利用，同时维护方便成本低。

同时，智能充电桩在空闲或者充电过程中，温度检测模块均实时监控智能充电桩的温度，如果是发生温度异常(温度达到预设的正常值)，则智能充电桩立刻通过无线自组网模块把异常信息发送给智能主机，智能主机解析数据后，把信息上报给支付管理平台，支付管理平台根据异常情况做出相应的处理，而如果是发生严重的异常(温度达到预设的预警值)，则智能充电桩首先立刻停止充电，然后上报异常信息给支付管理平台，支付管理平台再做异常处理。这样的方案起到起到断电保护和过热保护的效果，能够及时提示异常情况，减少发生严重的消防事故，同时可以判断出火灾源最可能的位置，所以在发生火灾事故时，也可以作为火源辅证。

优选的是，所述的具有温度检测功能的无线交互多充电口智能便捷充电系统中，所述无线自组网模块为433m无线模块、2.4G无线模块、5.8G无线模块、zigbee模块、LORA模块、蓝牙模块和WiFi模块中任意一种。

优选的是，所述的具有温度检测功能的无线交互多充电口智能便捷充电系统中，所述智能主机包括：

主机控制器；

物联网无线终端模块，其与所述主机控制器连接，所述物联网无线终端模块用于与支付管理平台无线连接；

无线自组网模块，其与所述主机控制器连接；

主机电源模块，其供电所述智能主机。

优选的是，所述的具有温度检测功能的无线交互多充电口智能便捷充电系统中，所述智能主机还包括：

IC/射频刷卡模块，其与所述主机控制器连接；用于用户通过刷卡实现充电；

投币模块，其与所述主机控制器连接；用于用户通过投币实现充电；

显示器模块，其与所述主机控制器连接；

键盘模块，其与所述主机控制器连接；用于选择充电的金额和充电口的选择。

语音播报模块，其与所述主机控制器连接。用于播放操作提示和指引。

优选的是，所述的具有温度检测功能的无线交互多充电口智能便捷充电系统中，所述智能充电桩包括：

充电桩控制器；

无线自组网模块，其与所述充电桩控制器连接；

状态指示灯，其与所述充电桩控制器连接；

电控单元，其与所述充电桩控制器连接；

功率/电量计量模块，其与所述充电桩控制器连接；

温度测量模块，其与所述充电桩控制器连接；

一个或多个充电口，其与所述电控单元连接；

充电桩电源模块，其供电所述智能充电桩。

无论选择哪一种充电方式，智能充电桩在空闲或者充电过程中，均实时监控智能充电桩的异常情况，如果是发生一般异常(环境温度异常、充电负载功率异常、计量模块异常、电控单元异常等)，则智能充电桩立刻通过无线自组网模块把异常信息发送给智能主机，智能主机解析数据后，把信息上报给支付管理平台，支付管理平台根据异常情况做出相应的处理，而如果是发生严重的异常(温度达到预设的预警值、充电负责功率大于预设的预警值等)，则智能充电桩首先立刻停止充电，并把故障状态指示灯点亮，然后上报异常信息给支付管理平台，支付管理平台再做异常处理。

当充完指定电量、或者充完指定时间、或者充电桩检测到电瓶已充满、或者用户拔开插头时，智能充电桩将自动结束充电订单，智能充电桩对应的充电口的状态指示灯改变为充电结束颜色；并通过无线自组网模块把信息传给智能主机，智能主机再把信息反馈给支付管理平台，接着支付管理平台把结束充电相关信息通知充电用户移动客户端，至此，充电结束。

优选的是，所述的具有温度检测功能的无线交互多充电口智能便捷充电系统中，所述智能充电桩还包括：

物联网无线终端模块，其与所述充电桩控制器连接，所述物联网无线终端模块用于与支付管理平台无线连接；

IC/射频刷卡模块或投币模块，其与所述充电桩控制器连接。

用户选择刷卡后，通过键盘模块选择充电金额，接着选择对的充电桩口后，智能主机把用户支付信息通过物联网无线模块发送给支付管理平台，支付管理平台根据订单信息进行订单充电处理，并下发开电命令给智能主机，智能主机把开电信息通过自组网无线模块发送给对应的智能充电桩进行充电。

优选的是，所述的具有温度检测功能的无线交互多充电口智能便捷充电系统中，所述智能充电桩还包括：

外壳，其为盒状结构，所述外壳内部设置有安装空间，所述充电桩控制器、无线自组网模块、电控单元、功率/电量计量模块、温度测量模块、充电桩电源模块和物联网无线终端模块安装在所述安装空间内；所述充电口设置在所述外壳的正面；所述状态指示灯设置在所述外壳的正面或侧面或是顶面；外壳具有防雨阻燃的功能，充电口可以设置多个，以实际需要为准。每一个充电口对应设置一个状态指示灯。

帽沿，其设置在所述外壳的正面并位于所述充电口的上方。帽沿可以为充电口遮风挡雨，减少灰尘进入到充电口内。

本实用新型至少包括以下有益效果：

本实用新型设置了无线自组网模块，智能智能充电桩之间或智能主机之间或智能充电桩与智能主机之间通过无线连接，智能主机和支付管理平台也通过无线连接，因此减少了线路的数量，减少了布线，安装更加灵活方便，减少了场地的利用，同时维护方便成本低。

本实用新型设置了温度测量模块和功率/电量计量模块实时监控智能充电桩的异常情况，如果是发生一般异常(环境温度异常、充电负载功率异常、计量模块异常、电控单元异常等)，则智能充电桩立刻通过无线自组网模块把异常信息发送给智能主机，智能主机解析数据后，把信息上报给支付管理平台，支付管理平台根据异常情况做出相应的处理，而如果是发生严重的异常(温度达到预设的预警值、充电负责功率大于预设的预警值等)，则智能充电桩首先立刻停止充电，因此起到断电保护和过热保护的效果，并把故障状态指示灯点亮，然后上报异常信息给支付管理平台，支付管理平台再做异常处理，因此能够及时提示异常情况，减少发生严重的消防事故。

本实用新型的智能充电桩包括外壳和帽沿，外壳具有防雨、阻燃、防压的效果，因此能够很好的保护内部零件；同时帽沿位于充电口上方挡雨、挡风、挡灰尘，有效的保护充电口不被破坏。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型所述的智能主机的框架图；

图2为本实用新型所述的智能充电桩的框架图；

图3为本实用新型所述的具有温度检测功能的无线交互多充电口智能便捷充电系统的无线通信框架图；

图4为本实用新型所述的智能充电桩的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1、2、3和4所示，一种具有温度检测功能的无线交互多充电口智能便捷充电系统，其中，包括：

具有充电口的智能充电桩，所述智能充电桩上设置有能够被移动客户端识别的二维码或条形码；所述智能充电桩内设置有温度测量模块，温度测量模块对智能充电桩内的温度进行检测监控；

支付管理平台，其与所述移动客户端无线连接；

智能主机，其与所述支付管理平台无线连接；

其中，所述智能充电桩和智能主机上均设置有用于实现智能充电桩之间或智能主机之间或智能充电桩与智能主机之间无线连接的无线自组网模块。

温度测量模块的信号通过无线自组网模块传输到智能主机，智能主机再将信号传输到支付管理平台，以达到温度检测监控的目的。

进一步，所述无线自组网模块为433m无线模块、2.4G无线模块、5.8G无线模块、zigbee模块、LORA模块、蓝牙模块和WiFi模块中任意一种。

进一步，所述智能主机包括：

主机控制器；

物联网无线终端模块，其与所述主机控制器连接，所述物联网无线终端模块用于与支付管理平台无线连接；

无线自组网模块，其与所述主机控制器连接；

主机电源模块，其供电所述智能主机。

进一步，所述智能主机还包括：

IC/射频刷卡模块，其与所述主机控制器连接；用于用户通过刷卡实现充电；

投币模块，其与所述主机控制器连接；用于用户通过投币实现充电；

显示器模块，其与所述主机控制器连接；

键盘模块，其与所述主机控制器连接；用于选择充电的金额和充电口的选择。

语音播报模块，其与所述主机控制器连接。用于播放操作提示和指引。

进一步，所述智能充电桩包括：

充电桩控制器；

无线自组网模块，其与所述充电桩控制器连接；

状态指示灯，其与所述充电桩控制器连接；其中包括电源指示灯和故障灯。

电控单元，其与所述充电桩控制器连接；

功率/电量计量模块，其与所述充电桩控制器连接；

温度测量模块，其与所述充电桩控制器连接；温度测量模块包括温度传感器，智能充电桩内置一个或多个温度传感器，任何情况下都可以实时读取智能充电桩内部温度，当温度大于预设定的预警温度时，智能充电桩会立刻停止对外供电，如果此时刚好有订单在充电，则结束本次订单，并主动上报温度过热信息给支付管理平台，支付管理平台做进一步处理本次订单相关结算和推送过热提示信息给用户的移动客户端，与此同时，支付管理平台会根据同一个充个电场的智能充电桩所反馈的温度信息做进一步处理，确定是否发生火灾，如果推测发生火灾，则平台立刻发送火灾信息到相关责任人的手机，告知发生火灾的具体位置。

智能充电桩的温度监控保护功能，起到预防预警火灾的作用，因为可以判断出火灾源最可能的位置，所以在发生火灾事故时，也可以作为火源辅证。

一个或多个充电口，其与所述电控单元连接；每一个充电口对应一个数字电控开关，用来控制对应充电口的市电开或关。充电口的数量以实际需要为准，可以设置成一个，也可以设置多个。

充电桩电源模块，其供电所述智能充电桩。

进一步，所述智能充电桩还包括：

物联网无线终端模块，其与所述充电桩控制器连接，所述物联网无线终端模块用于与支付管理平台无线连接；

IC/射频刷卡模块或投币模块，其与所述充电桩控制器连接。

用户选择刷卡后，通过键盘模块选择充电金额，接着选择对的充电桩口后，智能主机把用户支付信息通过物联网无线模块发送给支付管理平台，支付管理平台根据订单信息进行订单充电处理，并下发开电命令给智能主机，智能主机把开电信息通过自组网无线模块发送给对应的智能充电桩进行充电。

进一步，具体如图4所示，所述智能充电桩还包括：

外壳1，其盒状结构，所述外壳1内部设置有安装空间，所述充电桩控制器、无线自组网模块、电控单元、功率/电量计量模块、温度测量模块、充电桩电源模块和物联网无线终端模块安装在所述安装空间内；所述充电口2设置在所述外壳1的正面，所述状态指示灯设置所述外壳的正面或顶面或侧面；外壳具有防雨阻燃的功能，图4中的充电口设置为2个，但是充电口可以设置多个，以实际需要为准。每一个充电口对应设置一个状态指示灯。外壳的背面一般用于与其他固定物固定。

帽沿3，其设置在所述外壳1的正面并位于所述充电口2的上方。帽沿可以为充电口遮风挡雨，减少灰尘进入到充电口内。

本实用新型的实施过程如下：

充电用户可选择投币支付方式、或IC/射频刷卡支付方式、或手机扫码支付方式进行充电服务。

(1)当用户使用手机等移动客户端扫描二维码或条形码后生成订单信息发送到支付管理平台，支付管理平台对订单信息进行解析，解析出扫码序列号所对应的智能充电装编号，并根据用户选择的充电方式(智能充电、充足时长)以及充电金额，把控制开电指令下发给智能主机，智能主机收到控制开电指令后，智能主机进行数据解析，并把解析出来的数据发送给对应的智能充电桩，智能充电桩收到智能主机的控制命令后，根据用户选择的充电方式(智能充电、充足时长)及充电金额控制对应的智能充电桩进行开电充电；同时，智能充电桩把充电桩的状态信息通过自组网无线回传给智能主机，智能主机收到智能充电桩的回传信息后，通过物联网无线模块把信息回传给支付管理平台，支付管理平台解析出信息后，调整订单状态为充电中，支付管理平台将充电成功信息发送给移动客户端，用户通过移动客户端可以看到充电成功的信息。

无论选择哪一种充电方式，智能充电桩在空闲或者充电过程中，均实时监控智能充电桩的异常情况，如果是发生一般异常(环境温度异常、充电负载功率异常、计量模块异常、电控单元异常等)，则智能充电桩立刻通过无线自组网模块把异常信息发送给智能主机，智能主机解析数据后，把信息上报给支付管理平台，支付管理平台根据异常情况做出相应的处理，而如果是发生严重的异常(温度达到预设的预警值、充电负责功率大于预设的预警值等)，则智能充电桩首先立刻停止充电，并把故障状态指示灯点亮，然后上报异常信息给支付管理平台，支付管理平台再做异常处理。

当充完指定电量、或者充完指定时间、或者充电桩检测到电瓶已充满、或者用户拔开插头时，智能充电桩将自动结束充电订单，智能充电桩对应的充电口的状态指示灯改变为充电结束颜色；并通过无线自组网模块把信息传给智能主机，智能主机再把信息反馈给支付管理平台，接着支付管理平台把结束充电相关信息通知充电用户移动客户端，至此，充电结束。

(2)当用户选择IC或射频刷卡或投币方式充电时，用户刷卡或投币后，通过键盘选择充电金额，接着选择对应的充电口后，智能主机把用户支付信息通过物联网无线模块发送给支付管理平台，支付管理平台根据用户支付信息进行订单充电处理，并下发开电命令给智能主机，智能主机把开电信息通过自组网无线模块发送给对应的智能充电桩进行充电。

(3)如图3所示，考虑到无线自组网模块在通讯过程中可能存在的通讯距离太远、通讯信道堵塞、通讯盲区、受干扰区、障碍物等因素影响，导致无线通讯延迟过大、甚至无法通讯的情况，本实用新型的同一个充电场的智能充电桩之间、智能充电桩和智能主机之间、智能主机之间的无线自组网通讯模块进行通信时采用神经网络算法进行通信，并利用监督和非监督训练法来学习，以确保智能充电桩之间、智能充电桩和智能主机之间以及智能主机之间可以进行信息交互及信息传递。

基于神经网络算法的无线通信简述过程为，无论是智能充电桩还是智能主机，在每一包无线数据发出之前都先检测无线通道忙状态，竞争到通道使用权后把信息对外广播，无论是智能充电桩还是智能主机发出的每一包自组网无线通讯数据，其他智能充电桩、智能主机均有权利收到。

其中，每一包无线数据帧都含有帧协议、数据来源、将要送往的目的地、指令信息、经历的收发点数、经历的收发点类型(智能充电桩还是智能主机)、经历的时间、时间同步信息、收发点发出的时间、收发点忙状态、收发点是否有权广播(转发)此数据包、卷积层过滤信息、池化层筛选信息、决策层的最优下一目的地等信息。

每一个收方(智能充电桩还是智能主机)通过帧协议来解析数据帧的信息，接着通过卷积层来分析数据经历的时间、经历的收发点数、经历的收发点忙状态、经历的收发点类型、收发点的发出时间等信息跟数据源和目的地的关系，接着进行卷积层的信息的过滤，池化层的信息筛选、决策层的最优下一目的地推测结果，接着把分析推测结果、指令信息及其他帧协议信息更新到数据包中，并且根据推测结果和发送权值进行比较，确定是否有权把信息广播(转发)出去，同时，把目标源、分析结果参数、目的地、时间信息、经历的收发点数据、经历的收发点类型等重要信息保存下来，以便下一次自主训练学习，并作为反向传输的参考。

最终目的地收到数据后进行同样的分析处理，把分析推测结果保存下来，并进行反向回传反馈信息给信息源，反向回传过程中的每一个接收点都进行同样的信息解析、卷积层过滤、池化层筛选、决策层推测、保存分析结果、数据包更新、信息广播(转发)等步骤。

此神经网络算法的无线通信中，每个收发点(智能充电桩还是智能主机)同时是基本神经元、输入节点、输出节点，且均具备卷积层的信息过滤功能、具备池化层的信息筛选功能、具备决策层的推断能力。

此神经网络算法的无线通信中，每一个收发点(智能充电桩还是智能主机)在发送数据失败时，均有数次重传机会。

实际通讯时，有时可能一次性就把数据准确的传到目的地，有时可能要经过其他收发节点的数次传递才能把数据送到最终目的地，但每一次数据的传输均是优选传输。

虽然此无线通信方式相比数据源和目的地直传的方式复杂很多，计算量和代码量都很大，但是，却能有效解决了因为数据源和目的地距离太远导致无法通讯的情况，也能有效的绕开了通讯干扰区域、绕开了通讯死角。最终有效的实现了更长距离的传输和更强的抗干扰能力。

此无线通讯方式最大的现实意义在于，在同一个充电场中，任何一个发送点(智能充电桩还是智能主机)发出的数据，只要附近有接收点(智能充电桩还是智能主机)能收到信息，则信息就可以准确高效的传递到最终目的地(智能充电桩还是智能主机)，避免了因为数据源和目的地距离太远、干扰区域、通讯死角等问题导致的无法通讯或者数据重传次数过大的问题。

(4)温度检测及报警处理过程：

当智能充电桩内置的温度传感器检测到温度高于报警温度时，智能充电桩立刻停止对外供电，并且把故障状态指示灯点亮，以示故障，此时，如果此智能充电桩恰好有订单在充电中，则把订单结束，并通过无线信号把异常信息发送给智能主机，智能主机收到后再把信息传给支付管理平台，支付管理平台根据信息进行相应的处理(结算订单、通知用户等)，接着，支付管理平台再根据这个充电场其他充电桩的温度上报情况，进一步分析是否发生火灾等消防安全隐患/事故，如果其他充电桩也在此时发生温度过高的报警，则支付管理平台立刻通过短信方式发送信息到相关责任人的电话里。

(5)智能充电桩判断用户是否中途拔开充电器、是否充满电、是否充电异常的过程：

充电桩根据电车充电原理和人工智能算法分析充电过程。

具体过程为：根据电车充电过程中的先恒流、再恒压、最后涓流充的特点，当电车持续一段时间充电功率很低，则初步判断出电车可能在充电中，可能刚开始充电，可能已经充满，并给出一个充满的权值1(概率)，同时，利用人工智能算法判断出电车是否充满，并给出充满的权值2(概率)，结合权值1和权值2计算出充满的概率，通常概率达到98％以上则认为已经充满了。

人工智能算法的概述过程为，先建立包含卷积层、池化层、决策层的以监督训练法为主的数学模型，然后持续传入大量真实采集到的充电过程样本数据集进行算法训练，充电过程样本数据集还包含有充电开始，充电中，充电结束三个过程标签，算法以充电时间、充电功率波形、功率大小为主要特征进行训练，卷积层主要负责特征的筛选过滤归结，池化层主要负责进一步筛选有用信息，丢掉无用信息，而决策层负责分析判断概率最优结果，当给到算法足够多的真实样本后，经过训练，算法判断充电开始，充电中，充电结束这三个过程的概率均达到95％以上后，则把此时的算法参数确定下来，最终确定算法。

实际应用中，此算法可以准确判断出充电开始，充电中，充电结束这三个过程，如果充电过程中发现用户的充电异常，则会反馈信息给支付管理平台，支付管理平台再做进一步规则处理，同时通知用户充电可能异常，电池可能异常等，这对提高用户的充电体验起到了积极的作用，也更加符合消防安全。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。