電動(dòng)汽車充電站自助共享服務(wù)終端研究

1項(xiàng)目背景

電動(dòng)汽車行業(yè)處于蓬勃發(fā)展期,從一開(kāi)始各個(gè)國(guó)家就非常重視相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的掌控權(quán),這也導(dǎo)致在充電標(biāo)準(zhǔn)上出現(xiàn)了"百花齊放"的狀況。目前我國(guó)大多數(shù)充電樁的充電槍頭都采用國(guó)標(biāo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),但仍有少部分電動(dòng)汽車使用美標(biāo)、歐標(biāo)、日標(biāo)等其他充電接口。由于不同標(biāo)準(zhǔn)在接口結(jié)構(gòu)上的差異,使得其他標(biāo)準(zhǔn)充電接口的電動(dòng)汽車無(wú)法使用國(guó)內(nèi)充電樁進(jìn)行充電。沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),意味著充電樁廠商要花費(fèi)更多的資源來(lái)適配用戶的電動(dòng)汽車接口,這不利于電動(dòng)汽車的推廣使用。

2項(xiàng)目方案與實(shí)施

2.1項(xiàng)目技術(shù)方案

基于上述問(wèn)題,本項(xiàng)目提出了以下技術(shù)方案:提供一種帶自助租借功能的電動(dòng)汽車充電站專用配件共享柜,置于電動(dòng)汽車充電樁區(qū)域附近,儲(chǔ)放并自助租借各種類型的汽車充電專用配件,例如電動(dòng)汽車充電轉(zhuǎn)換器。通過(guò)共享方式,對(duì)將國(guó)標(biāo)的接口轉(zhuǎn)換成美標(biāo)、歐標(biāo)和日標(biāo)接口的充電轉(zhuǎn)換器進(jìn)行管理,實(shí)現(xiàn)用戶掃碼借用和歸還,解決用戶使用充電樁時(shí)遇到接口不符合導(dǎo)致無(wú)法充電的問(wèn)題。當(dāng)美標(biāo)、歐標(biāo)和日標(biāo)的電動(dòng)汽車來(lái)到提供國(guó)標(biāo)接口的充電樁充電時(shí),可以從共享電動(dòng)汽車充電站專用配件共享柜中掃描二維碼,獲取一個(gè)轉(zhuǎn)接口,把轉(zhuǎn)接口插到國(guó)標(biāo)接口的充電樁上給電動(dòng)車充電,方便非國(guó)標(biāo)類型電動(dòng)汽車的用戶使用充電樁。

2.2項(xiàng)目實(shí)施

圖1為一種帶自助租借功能的電動(dòng)汽車充電站專用配件共享柜。共享柜設(shè)有多個(gè)單獨(dú)的儲(chǔ)放口,各儲(chǔ)放口均設(shè)有柜門且附有排列序號(hào)。共享柜本體上有主控模塊、用于識(shí)別汽車充電專用配件的識(shí)別模塊、識(shí)別碼、用于掃描識(shí)別碼的移動(dòng)掃描端和后臺(tái)服務(wù)器。識(shí)別模塊設(shè)于各儲(chǔ)放口,識(shí)別碼設(shè)于共享柜本體外側(cè):主控模塊與識(shí)別模塊電連接,與后臺(tái)服務(wù)器通信連接:移動(dòng)掃描端通過(guò)掃描識(shí)別碼與后臺(tái)服務(wù)器通信連接:各儲(chǔ)放口均放有汽車充電專用配件。

圖1電動(dòng)汽車充電站專用配件共享柜

(1）主控模塊為單片機(jī)處理器,型號(hào)為B8C21V7的1.2GHz四核處理器。處理器同時(shí)內(nèi)置sIM卡,可通過(guò)TCP/IP連接與后臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,且與識(shí)別模塊電連接。單片機(jī)處理器實(shí)時(shí)接收各柜門狀態(tài)和RFID識(shí)別狀態(tài),并將狀態(tài)數(shù)據(jù)通過(guò)通信單元發(fā)送給后臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行處理。同時(shí),協(xié)同處理后臺(tái)服務(wù)器的控制指令和各電控鎖的開(kāi)閉操作。

(2）識(shí)別模塊具體為RFID讀取器,設(shè)于各儲(chǔ)放口柜門內(nèi)側(cè),RFID讀取器對(duì)汽車充電轉(zhuǎn)化器上的RFID標(biāo)簽進(jìn)行讀取并解碼,將租借信息傳送至主控模塊,進(jìn)一步傳送至后臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

(3）識(shí)別碼為二維碼,設(shè)于共享柜本體外側(cè)。

(4）移動(dòng)掃描端為手機(jī),使用手機(jī)程序?qū)ΧS碼進(jìn)行掃描,通過(guò)GPRs、TD-LTE等無(wú)線連接到后臺(tái)服務(wù)器,查看汽車充電轉(zhuǎn)換器的租借情況。

(5）后臺(tái)服務(wù)器為云端程序,接收并處理單片機(jī)處理器傳輸?shù)拿總€(gè)汽車充電專用配件的租借狀態(tài),手機(jī)通過(guò)掃描二維碼與云端程序連接,進(jìn)行租借操作,云端程序從而發(fā)送相應(yīng)信號(hào)至單片機(jī)處理器,最后單片機(jī)處理器控制相應(yīng)的儲(chǔ)放口柜門開(kāi)閉,以供用戶借用或歸還。

(6）共享柜還包括鎖控模塊,用于鎖合柜門的電控鎖和用于確保柜門正確關(guān)閉的傳感器。電控鎖、傳感器均設(shè)于各儲(chǔ)放口柜門內(nèi)側(cè),且與主控模塊電連接。各儲(chǔ)放口柜門均設(shè)有一把電控鎖,受單片機(jī)處理器控制,單片機(jī)接收后臺(tái)服務(wù)器的開(kāi)關(guān)鎖指令后,控制對(duì)應(yīng)柜門電控鎖進(jìn)行開(kāi)啟或閉合操作。接近開(kāi)關(guān)傳感器的主要作用是確保柜門的正確關(guān)閉,配合識(shí)別模塊和主控模塊,識(shí)別每個(gè)柜中專用配件的借還狀態(tài)。

共享柜的每個(gè)儲(chǔ)放口只放置一個(gè)汽車充電專用配件,汽車充電專用配件分為美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)接口專用配件、歐洲標(biāo)準(zhǔn)接口專用配件和日本標(biāo)準(zhǔn)接口專用配件,不同的儲(chǔ)放口可以放置不同類型的專用配件。工作人員將汽車充電專用配件放入對(duì)應(yīng)儲(chǔ)放口時(shí),該儲(chǔ)放口的RFID讀取器對(duì)汽車充電專用配件上的RFID標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別,從而記錄專用配件的租借情況,并將情況傳輸至主控模塊。主控模塊受后臺(tái)服務(wù)器監(jiān)控,將專用配件的租借情況反饋到后臺(tái)服務(wù)器。識(shí)別碼為二維碼,移動(dòng)掃描端對(duì)識(shí)別碼進(jìn)行掃描,與后臺(tái)服務(wù)器連接,從而獲取共享柜各儲(chǔ)放口汽車充電專用配件的租借狀態(tài),用戶從而在移動(dòng)掃描端選定需要的專用配件進(jìn)行租借。注意每個(gè)汽車充電專用配件上的RFID標(biāo)簽都是唯一的,配合每個(gè)借用柜中的識(shí)別模塊,可實(shí)現(xiàn)專柜專用,防止歸還充電專用配件時(shí)放錯(cuò)儲(chǔ)放口,或不歸還充電專用配件。

用戶使用手機(jī)進(jìn)行借取的具體流程如圖2所示:用戶使用手機(jī)對(duì)二維碼進(jìn)行掃描,查看可借取的汽車充電專用配件,選擇合適的汽車充電專用配件點(diǎn)擊借取操作,云端程序判斷是否可借取。若是,用戶手機(jī)上的云端程序界面顯示借取成功,云端程序傳輸開(kāi)門命令,單片機(jī)處理器控制電控鎖,從而打開(kāi)柜門:若否,用戶手機(jī)上的云端程序界面顯示借取失敗,提示可借取的汽車充電專用配件。

同理,用戶使用手機(jī)進(jìn)行歸還的具體流程如下:用戶使用手機(jī)對(duì)二維碼進(jìn)行掃描,查看對(duì)應(yīng)借取的汽車充電專用配件,點(diǎn)擊歸還操作,對(duì)應(yīng)儲(chǔ)放口柜門打開(kāi),將汽車充電專用配件上的RFID標(biāo)簽放在對(duì)應(yīng)RFID讀取器進(jìn)行讀取,保證型號(hào)正確,防止錯(cuò)放。將汽車充電專用配件放置于正確的儲(chǔ)放口后,用戶關(guān)閉柜門,電控鎖進(jìn)行鎖合,接近開(kāi)關(guān)傳感器判斷柜門是否正確關(guān)閉,汽車充電專用配件是否已歸還,傳輸信號(hào)至單片機(jī)處理器,單片機(jī)處理器再傳輸?shù)皆贫顺绦蚪缑?若判斷為已歸還到共享柜,用戶手機(jī)上的云端程序界面顯示歸還成功:若判斷為未歸還到共享柜,用戶手機(jī)上的云端程序界面顯示歸還失敗,需要重新進(jìn)行歸還操作。

3項(xiàng)目應(yīng)用效果分析

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本項(xiàng)目提供了一種帶自助租借功能的電動(dòng)汽車充電站專用配件共享柜,將此共享柜置于電動(dòng)汽車充電樁附近,儲(chǔ)放并自助租借各種類型的汽車充電專用配件。當(dāng)用戶需要使用相關(guān)的汽車充電專用配件時(shí),通過(guò)掃描共享柜上的識(shí)別碼,獲取租借情況,從而選擇需要的汽車充電專用配件進(jìn)行使用,解決了用戶使用充電樁時(shí)因接口不符合導(dǎo)致無(wú)法充電的問(wèn)題,提高了充電樁的使用率,有利于電動(dòng)汽車的推廣使用。

4結(jié)語(yǔ)

在新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈中,電動(dòng)汽車充電樁設(shè)施是必備條件之一。帶自助租借功能的電動(dòng)汽車充電站專用配件共享柜解決了充電樁充電槍頭無(wú)法一一對(duì)應(yīng)各類電動(dòng)汽車接口的問(wèn)題,具有廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用市場(chǎng)。