本發(fā)明涉及電動(dòng)自行車(chē)充電領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，尤其涉及具有費(fèi)用結(jié)算前置判斷功能的充電樁。

背景技術(shù)：

隨著人們對(duì)交通工具的需求加深與國(guó)家對(duì)環(huán)保政策的大力宣傳，電動(dòng)自行車(chē)逐漸成為人民短途出行的首選交通工具之一?！爸袊?guó)電動(dòng)自行車(chē)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新高峰論壇”數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)電動(dòng)自行車(chē)截止2013年保有量突破2億輛，這可以說(shuō)是交通工具行業(yè)的一場(chǎng)大變革。然而，隨著電動(dòng)自行車(chē)的擁有率越來(lái)越高，電動(dòng)自行車(chē)“充電難”的問(wèn)題也越來(lái)越明顯。最具代表性的是電動(dòng)自行車(chē)的電量不夠往返一次的消耗，需要在往返的途中進(jìn)行充電補(bǔ)給。因此，很多商家紛紛進(jìn)入了電動(dòng)自行車(chē)充電補(bǔ)給這一塊市場(chǎng)，其中絕大部分商家都是采用“設(shè)立充電樁為需要充電的用戶提供付費(fèi)充電服務(wù)”的方法，隨之而來(lái)的是市場(chǎng)上出現(xiàn)了各種類(lèi)型的電動(dòng)自行車(chē)充電樁。目前，大部分充電樁采用的支付方式都是以投幣為主，也有部分供電樁支持刷卡支付、微信或支付寶等網(wǎng)絡(luò)支付。但歸根結(jié)底，以上支付方式都可歸類(lèi)為計(jì)時(shí)模式，比如一元錢(qián)供電三或四個(gè)小時(shí)不等；這種計(jì)費(fèi)模式簡(jiǎn)單明了，但不合理之處也很明顯：比如對(duì)于不同型號(hào)的電動(dòng)自行車(chē)，其充電功率從150w到600w不等，甚至有些用戶會(huì)付費(fèi)為其它用電設(shè)備供電，由此帶來(lái)的問(wèn)題是計(jì)費(fèi)單價(jià)偏高，否則可能會(huì)出現(xiàn)運(yùn)營(yíng)商虧損，即補(bǔ)貼電費(fèi)的情況。與此同時(shí)，此類(lèi)供電樁的結(jié)算單位只能精確到“元”，這對(duì)于經(jīng)常需要充電的用戶來(lái)說(shuō)非常不合理。

歸根結(jié)底，上述問(wèn)題的出現(xiàn)主要是相關(guān)功能受限于充電樁的整體架構(gòu)方法，比如沒(méi)有云支付模塊的充電樁只能使用投幣的方式進(jìn)行支付，這大大限制了充電樁使用時(shí)的計(jì)費(fèi)、找零等其它相關(guān)功能。而這些功能也同時(shí)決定了其潛在消費(fèi)用戶的范圍。比如只能進(jìn)行投幣的充電樁的消費(fèi)用戶絕大部分為臨時(shí)需要充電的用戶，對(duì)于長(zhǎng)期需要充電的用戶來(lái)說(shuō)，此類(lèi)充電樁不符合他們的長(zhǎng)期消費(fèi)利益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決上述問(wèn)題，提出了具有費(fèi)用結(jié)算前置判斷功能的充電樁，該充電樁能夠通過(guò)刷卡、微信、支付寶等支付方式，盡可能的為用戶支付提供方便，同時(shí)能夠準(zhǔn)確計(jì)算用戶的耗電量、合理?yè)麸w，把結(jié)算單元從“元”精確到“分”，并且對(duì)用戶的充電功率進(jìn)行了限制，功率超過(guò)600w的電動(dòng)車(chē)將無(wú)法付費(fèi)充電，最大程度的確保了供電線路的安全。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的：具有費(fèi)用結(jié)算前置判斷功能的充電樁，包括電路保護(hù)模塊、供電模塊、電量計(jì)算模塊、通訊模塊、刷卡模塊和費(fèi)用結(jié)算前置判斷模塊，所述電路保護(hù)模塊包括設(shè)置在主線路上的空氣開(kāi)關(guān)和漏電保護(hù)器，所述供電模塊包括主線路分出的十條輸出線路和設(shè)置在每條輸出線路上的繼電器與充電插座；供電樁的機(jī)箱外殼上印有代表供電樁id的二維碼；所述電量計(jì)算模塊采用電量計(jì)量芯片，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電量的消耗；通訊模塊用于實(shí)現(xiàn)充電樁和云服務(wù)器之間的通訊連接，刷卡模塊用于用戶通過(guò)刷卡實(shí)現(xiàn)費(fèi)用的繳納。

所述的費(fèi)用結(jié)算前置判斷模塊用于對(duì)電動(dòng)自行車(chē)完成充電狀態(tài)或物理連接狀態(tài)進(jìn)行判斷，結(jié)算前置判斷模塊自動(dòng)運(yùn)行，費(fèi)用結(jié)算前置判斷模塊自動(dòng)判斷事件發(fā)生的類(lèi)別，并根據(jù)事件發(fā)生的類(lèi)別執(zhí)行不同的應(yīng)對(duì)方法；若電動(dòng)自行車(chē)完成充電，費(fèi)用結(jié)算前置判斷模塊經(jīng)過(guò)邏輯判斷成立后會(huì)斷開(kāi)充電樁的供電系統(tǒng)與輸電線的內(nèi)置連接，防止充電樁內(nèi)的設(shè)備再持續(xù)消耗電量；若用戶不小心斷開(kāi)了物理連接，費(fèi)用結(jié)算前置判斷模塊允許用戶在10秒鐘的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行重新連接；若用戶有急事需要離開(kāi)，費(fèi)用結(jié)算前置判斷模塊會(huì)在10秒鐘后為用戶結(jié)算費(fèi)用并初始化系統(tǒng)，等待下一位用戶的到來(lái)。

進(jìn)一步的，所述供電樁內(nèi)還設(shè)置有l(wèi)ora模塊和掉電保護(hù)模塊，所述供電樁的lora模塊通過(guò)lora物聯(lián)網(wǎng)基站連接公網(wǎng)云端，每一個(gè)供電樁通過(guò)lora模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到lora物聯(lián)網(wǎng)基站中，所述lora物聯(lián)網(wǎng)基站與公網(wǎng)云端相互連接，lora物聯(lián)網(wǎng)基站通過(guò)以太網(wǎng)或gprs將數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦W(wǎng)云端。

進(jìn)一步的，所述供電樁內(nèi)還設(shè)置有功率限制模塊，所述功率限制模塊對(duì)每條輸出線路上的充電功率進(jìn)行識(shí)別，并根據(jù)充電功率判斷是否進(jìn)行充電；當(dāng)用戶待充電的電動(dòng)自行車(chē)充電功率大于或等于600w時(shí)，供電樁會(huì)拒絕充電并發(fā)出無(wú)法充電的語(yǔ)音提示；若電動(dòng)自行車(chē)的充電功率小于600w，但如果進(jìn)行充電則會(huì)使供電樁輸電線的總負(fù)載功率大于或等于2500w，則供電樁會(huì)拒絕充電并發(fā)出稍后充電的語(yǔ)音提示；只有同時(shí)滿足充電功率小于600w和總負(fù)載功率小于2500w的情況才允許用戶進(jìn)行充電。

進(jìn)一步的，所述供電樁內(nèi)還設(shè)置有掉電保護(hù)限制模塊，所述掉電保護(hù)模塊在供電樁正常使用的情況下以心跳包的方式將供電樁每條輸出線路的數(shù)據(jù)傳輸給公網(wǎng)云端，在供電樁斷電后在公網(wǎng)云端打包出距離斷電時(shí)間最近且代表供電樁所有輸出線路狀態(tài)的數(shù)據(jù)大包并將該數(shù)據(jù)大包在供電樁恢復(fù)供電后發(fā)送至供電樁中，由供電樁控制各個(gè)輸出線路以斷電前的狀態(tài)繼續(xù)工作。

進(jìn)一步的，功率限制模塊包括單片機(jī)、工作狀態(tài)指示模塊、數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊、繼電器、設(shè)定功率顯示模塊、實(shí)測(cè)功率顯示模塊、光電耦合電路和a/d轉(zhuǎn)換模塊，單片機(jī)分別連接工作狀態(tài)指示模塊、設(shè)定功率顯示模塊、實(shí)測(cè)功率顯示模塊、光電耦合電路、a/d轉(zhuǎn)換電路，a/d轉(zhuǎn)換電路連接數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊，光電耦合電路與繼電器連接，繼電器和數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊與保護(hù)模塊串聯(lián)，單片機(jī)完成數(shù)據(jù)處理和輸出控制功能，數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊完成對(duì)負(fù)載用電回路電流的采集功能，光電耦合電路和繼電器完成控制負(fù)載用電回路通斷的功能，保護(hù)模塊完成短路保護(hù)功能。

進(jìn)一步的，所述充電樁內(nèi)置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊，在充電樁工作的過(guò)程中，充電樁通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊實(shí)時(shí)監(jiān)控著電動(dòng)自行車(chē)的充電狀態(tài)，同時(shí)記錄電動(dòng)自行車(chē)的耗電量并換算成充電費(fèi)用；當(dāng)充電費(fèi)用大于或等于預(yù)付金額時(shí)，充電樁停止供電；當(dāng)充電費(fèi)用小于預(yù)付金額時(shí)，判斷充電功率是否小于指定值；若充電功率大于指定值，則繼續(xù)供電；若充電功率小于指定值，則判斷物理連接是否斷開(kāi)，如果物理連接沒(méi)有斷開(kāi)，則延遲一個(gè)小時(shí)后停止充電并結(jié)算費(fèi)用；若物理連接斷開(kāi)，則延遲10s后再次判斷物理連接是否斷開(kāi)，若此時(shí)物理連接恢復(fù)，則繼續(xù)充電，否則停止充電并結(jié)算費(fèi)用。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明通過(guò)費(fèi)用結(jié)算前置判斷模塊判斷電動(dòng)自行車(chē)視充電完成狀態(tài)還是斷開(kāi)連接狀態(tài)，使用戶即便電動(dòng)自行車(chē)與充電樁的連接斷開(kāi)再10s以內(nèi)也可以進(jìn)行重新連接，方便用戶對(duì)充電樁的使用。

2、本發(fā)明通過(guò)功率限制模塊對(duì)用戶的充電功率進(jìn)行了限制，功率超過(guò)600w的電動(dòng)自行車(chē)將無(wú)法付費(fèi)充電，且當(dāng)充電樁輸電線的最大功率大于2500w時(shí)也無(wú)法進(jìn)行付費(fèi)充電，最大程度的確保了供電線路的安全；由于電動(dòng)自行車(chē)的實(shí)時(shí)充電功率通常在100～200w之間，所以2500w的總功率完全能夠滿足十個(gè)充電位的電動(dòng)自行車(chē)同時(shí)充電。

3、本發(fā)明內(nèi)部設(shè)置有電量計(jì)量模塊和電費(fèi)計(jì)量模塊，能準(zhǔn)確的測(cè)出電瓶車(chē)使用電的度數(shù)，可以反映不同充電功率的電動(dòng)自行車(chē)的真實(shí)電量消費(fèi)，打破傳統(tǒng)通過(guò)時(shí)間計(jì)算費(fèi)用，對(duì)用戶更加的公平，并且可以防止商家虧損或倒貼電費(fèi)。

4、本發(fā)明通過(guò)功率限制模塊對(duì)電動(dòng)自行車(chē)的充電功率進(jìn)行限制，既可以實(shí)現(xiàn)對(duì)充電樁的單個(gè)充電位進(jìn)行功率控制，也控制總功率，防止因?yàn)楣β蔬^(guò)載導(dǎo)致的各種危害，提高了充電樁使用的安全系數(shù)。

5、本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)約充電，且能夠通過(guò)刷卡、微信、支付寶等支付方式，盡可能的為用戶支付提供方便，同時(shí)能夠準(zhǔn)確計(jì)算用戶的耗電量、合理計(jì)費(fèi)，把結(jié)算單元從“元”精確到“分”，極大地提高了電費(fèi)計(jì)算的合理性，提高用戶充電積極性，也預(yù)防了因?yàn)橛脩舨捎么蠊β孰娖鞒潆妼?duì)營(yíng)運(yùn)商造成的經(jīng)濟(jì)損失。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明具有費(fèi)用結(jié)算前置判斷功能的充電樁的基本結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明費(fèi)用結(jié)算前置判斷模塊的工作流程示意圖。

圖3是本發(fā)明功率限制模塊的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

如圖1～3所示，具有費(fèi)用結(jié)算前置判斷功能的充電樁，包括電路保護(hù)模塊、供電模塊、電量計(jì)算模塊、通訊模塊、刷卡模塊和費(fèi)用結(jié)算前置判斷模塊，所述電路保護(hù)模塊包括設(shè)置在主線路上的空氣開(kāi)關(guān)和漏電保護(hù)器，所述供電模塊包括主線路分出的十條輸出線路和設(shè)置在每條輸出線路上的繼電器與充電插座；供電樁的機(jī)箱外殼上印有代表供電樁id的二維碼；所述電量計(jì)算模塊采用電量計(jì)量芯片，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電量的消耗；通訊模塊用于實(shí)現(xiàn)充電樁和云服務(wù)器之間的通訊連接，刷卡模塊用于用戶通過(guò)刷卡實(shí)現(xiàn)費(fèi)用的繳納。

所述的費(fèi)用結(jié)算前置判斷模塊用于對(duì)電動(dòng)自行車(chē)完成充電狀態(tài)或物理連接狀態(tài)進(jìn)行判斷，結(jié)算前置判斷模塊自動(dòng)運(yùn)行，費(fèi)用結(jié)算前置判斷模塊自動(dòng)判斷事件發(fā)生的類(lèi)別，并根據(jù)事件發(fā)生的類(lèi)別執(zhí)行不同的應(yīng)對(duì)方法；若電動(dòng)自行車(chē)完成充電，費(fèi)用結(jié)算前置判斷模塊經(jīng)過(guò)邏輯判斷成立后會(huì)斷開(kāi)充電樁的供電系統(tǒng)與輸電線的內(nèi)置連接，防止充電樁內(nèi)的設(shè)備再持續(xù)消耗電量；若用戶不小心斷開(kāi)了物理連接，費(fèi)用結(jié)算前置判斷模塊允許用戶在10秒鐘的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行重新連接；若用戶有急事需要離開(kāi)，費(fèi)用結(jié)算前置判斷模塊會(huì)在10秒鐘后為用戶結(jié)算費(fèi)用并初始化系統(tǒng)，等待下一位用戶的到來(lái)。

所述供電樁內(nèi)還設(shè)置有l(wèi)ora模塊和掉電保護(hù)模塊，所述供電樁的lora模塊通過(guò)lora物聯(lián)網(wǎng)基站連接公網(wǎng)云端，每一個(gè)供電樁通過(guò)lora模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到lora物聯(lián)網(wǎng)基站中，所述lora物聯(lián)網(wǎng)基站與公網(wǎng)云端相互連接，lora物聯(lián)網(wǎng)基站通過(guò)以太網(wǎng)或gprs將數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦W(wǎng)云端。

所述供電樁內(nèi)還設(shè)置有功率限制模塊，所述功率限制模塊對(duì)每條輸出線路上的充電功率進(jìn)行識(shí)別，并根據(jù)充電功率判斷是否進(jìn)行充電；當(dāng)用戶待充電的電動(dòng)自行車(chē)充電功率大于或等于600w時(shí)，供電樁會(huì)拒絕充電并發(fā)出無(wú)法充電的語(yǔ)音提示；若電動(dòng)自行車(chē)的充電功率小于600w，但如果進(jìn)行充電則會(huì)使供電樁輸電線的總負(fù)載功率大于或等于2500w，則供電樁會(huì)拒絕充電并發(fā)出稍后充電的語(yǔ)音提示；只有同時(shí)滿足充電功率小于600w和總負(fù)載功率小于2500w的情況才允許用戶進(jìn)行充電。

所述供電樁內(nèi)還設(shè)置有掉電保護(hù)限制模塊，所述掉電保護(hù)模塊在供電樁正常使用的情況下以心跳包的方式將供電樁每條輸出線路的數(shù)據(jù)傳輸給公網(wǎng)云端，在供電樁斷電后在公網(wǎng)云端打包出距離斷電時(shí)間最近且代表供電樁所有輸出線路狀態(tài)的數(shù)據(jù)大包并將該數(shù)據(jù)大包在供電樁恢復(fù)供電后發(fā)送至供電樁中，由供電樁控制各個(gè)輸出線路以斷電前的狀態(tài)繼續(xù)工作。

功率限制模塊包括單片機(jī)、工作狀態(tài)指示模塊、數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊、繼電器、設(shè)定功率顯示模塊、實(shí)測(cè)功率顯示模塊、光電耦合電路和a/d轉(zhuǎn)換模塊，單片機(jī)分別連接工作狀態(tài)指示模塊、設(shè)定功率顯示模塊、實(shí)測(cè)功率顯示模塊、光電耦合電路、a/d轉(zhuǎn)換電路，a/d轉(zhuǎn)換電路連接數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊，光電耦合電路與繼電器連接，繼電器和數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊與保護(hù)模塊串聯(lián)，單片機(jī)完成數(shù)據(jù)處理和輸出控制功能，數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊完成對(duì)負(fù)載用電回路電流的采集功能，光電耦合電路和繼電器完成控制負(fù)載用電回路通斷的功能，保護(hù)模塊完成短路保護(hù)功能。

進(jìn)一步的，所述充電樁內(nèi)置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊，在充電樁工作的過(guò)程中，充電樁通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊實(shí)時(shí)監(jiān)控著電動(dòng)自行車(chē)的充電狀態(tài)，同時(shí)記錄電動(dòng)自行車(chē)的耗電量并換算成充電費(fèi)用；當(dāng)充電費(fèi)用大于或等于預(yù)付金額時(shí)，充電樁停止供電；當(dāng)充電費(fèi)用小于預(yù)付金額時(shí)，判斷充電功率是否小于指定值；若充電功率大于指定值，則繼續(xù)供電；若充電功率小于指定值，則判斷物理連接是否斷開(kāi)，如果物理連接沒(méi)有斷開(kāi)，則延遲一個(gè)小時(shí)后停止充電并結(jié)算費(fèi)用；若物理連接斷開(kāi)，則延遲10s后再次判斷物理連接是否斷開(kāi)，若此時(shí)物理連接恢復(fù)，則繼續(xù)充電，否則停止充電并結(jié)算費(fèi)用。

上述實(shí)施例只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制，只要是不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)即可在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案，均應(yīng)視為落入本發(fā)明專利的權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)。