本實用新型涉及一種充電樁，具體為一種多路充電樁，主要應(yīng)用于電動自行車充電。

背景技術(shù)：

隨著城市的飛躍發(fā)展，人們的節(jié)能環(huán)保意識不斷提高，使得原來使用的摩托車逐步的被電動自行車所代替，電動自行車的使用對改善城市環(huán)境起到一定作用，我國電動自行車的保有量經(jīng)初步估計已經(jīng)達到3 億量，電動自行車已經(jīng)成為人們短途出行常用的交通工具之一。但由于電動自行車需要進行充電后才能有動力運行，而目前城市街道中還沒有固定的充電站來給行路中需要臨時充電的電動車充電，因此也成為制約電動自行車快速發(fā)展的因數(shù)之一；另外即便是在小區(qū)中，電動車主也大多采用亂拉亂接的臨時插座進行充電，直接給安全用電帶來隱患，從已有的資料反映在不少地方都發(fā)生過由于亂拉亂接造成的火災事故，給居民的生命財產(chǎn)帶來直接的損失。目前在建立小區(qū)車棚的同時配置自行車充電樁已經(jīng)成為可能，目前國內(nèi)市面上的電動自行車充電樁，存在諸多問題：

（1）用戶無法自行設(shè)置充電時間，只能按照規(guī)定的時間，使用不夠靈活；

（2）整機只有一塊主板，只用一塊低劣處理器，一旦出現(xiàn)問題，整機都要更換，浪費成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種電動自行車多路充電樁，該充電樁是一款基于32位ARM微控制器的16路電動自行車充電管理設(shè)備，具有優(yōu)秀的處理性能，可以自行設(shè)置充電時間，使用靈活方便。

為實現(xiàn)以上技術(shù)目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種多路充電樁，包括充電樁體，所述充電樁體內(nèi)設(shè)有供電系統(tǒng)、主控單元、語音輸入單元和蜂鳴器，所述充電樁體的表面設(shè)有雙路充電管理板、投幣器、讀卡器和顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述供電系統(tǒng)與主控單元連接，所述主控單元通過數(shù)據(jù)總線與8個雙路充電管理板連接，所述投幣器、讀卡器、語音輸入單元、顯示系統(tǒng)和蜂鳴器均通過串口與主控單元連接，主控單元通過投幣器監(jiān)測是否是有效投幣，主控單元通過讀卡器實現(xiàn)對射頻卡的讀寫操作，主控單元通過語音輸入單元實現(xiàn)操作過程中的語音提示，主控單元通過顯示系統(tǒng)實現(xiàn)時間、日期、以及卡余額信息的提示，主控單元通過蜂鳴器實現(xiàn)刷卡操作的確認及異常情況的報警。

進一步地，所述主控單元為32位ARM微控制器，所述微控制器采用Cortex-M3內(nèi)核，內(nèi)核的工作頻率為72MHz。

進一步地，所述雙路充電管理板內(nèi)部電路由MCU微處理器、2路的繼電器電路、2路電流采樣電路、地址選擇電路、按鍵和顯示電路組成；MCU微處理器采用32位ARM微控制器，負責整個雙路充電管理板的充電，MCU微處理器與繼電器電路之間通過光耦進行電氣隔離，實現(xiàn)在繼電器斷開或閉合的瞬間保護MCU微處理器；電流采樣電路用于采集每路充電通道的實時電流，判斷是否充滿及是否發(fā)生過流故障；地址選擇電路為雙路充電管理板設(shè)置通訊地址，且提供5位的二進制電平編碼給MCU微處理器。

進一步地，所述語音輸入單元包括MP3解碼芯片、flash芯片、功率放大器及揚聲器，所述主控單元通過串口發(fā)送給MP3解碼芯片指令，MP3解碼芯片讀取flash芯片中預存的語音文件通過功率放大器和揚聲器播放出來，并通過串口將執(zhí)行結(jié)果返回給主控單元。

進一步地，所述顯示系統(tǒng)包括2個8bit串行輸入并行輸出的三態(tài)移位寄存器、2個數(shù)碼管和8個三極管驅(qū)動電路，所述主控單元通過同步串行線操作移位寄存器，將顯示信息和數(shù)碼管位選通過兩個移位寄存器輸出給的數(shù)碼管數(shù)據(jù)端和公共端，實現(xiàn)動態(tài)掃描。

進一步地，所述蜂鳴器為頻率為20KHz有源蜂鳴器，所述主控單元通過高低電平實現(xiàn)對蜂鳴器的驅(qū)動。

進一步地，所述供電系統(tǒng)由空氣開關(guān)和雙路開關(guān)電源組成，所述雙路開關(guān)電源將220V AC轉(zhuǎn)換為5V DC和12V DC，12V DC為投幣器和繼電器供電，5V DC為主控單元、雙路充電管理板、讀卡器和整個電路供電。

從以上描述可以看出，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列有益效果：

（1）該多路充電樁可自行設(shè)置充電時間，充電過程中有語音提示、充電時間時間顯示等功能，且使用靈活；

（2）主控單位和雙路充電管理板的MCU微處理器均采用32位ARM微控制器，該控制器具有高效穩(wěn)定的Cortex-M3內(nèi)核，內(nèi)核的工作頻率為72MHz，具有優(yōu)秀的處理能力；

（3）每個雙路充電管理板的充電單元單獨搭載ARM內(nèi)核處理器負責兩路的短路檢測、過載檢測、以及正常的充電管理工作，一個雙路充電管理板出現(xiàn)故障，不影響其他充電管理板正常充電。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本實用新型的外觀結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實用新型的電氣原理圖。

附圖標記說明：1-供電系統(tǒng)、2-主控單元、3-雙路充電管理板、4投幣器、5-讀卡器、6-語音輸入單元、7-顯示系統(tǒng)、8-蜂鳴器。

具體實施方式

下面結(jié)合具體附圖對本實用新型作進一步說明。

根據(jù)附圖1所示，一種多路充電樁，包括充電樁體，所述充電樁體內(nèi)設(shè)有供電系統(tǒng)1、主控單元2、語音輸入單元6和蜂鳴器8，所述充電樁體的表面設(shè)有雙路充電管理板3、投幣器4、讀卡器5和顯示系統(tǒng)7，其特征在于，所述供電系統(tǒng)1與主控單元2連接，所述主控單元2通過數(shù)據(jù)總線與8個雙路充電管理板3連接，所述投幣器4、讀卡器5、語音輸入單元6、顯示系統(tǒng)7和蜂鳴器8均通過串口與主控單元2連接，主控單元2通過投幣器4監(jiān)測是否是有效投幣，主控單元2通過讀卡器5實現(xiàn)對射頻卡的讀寫操作，主控單元2通過語音輸入單元6實現(xiàn)操作過程中的語音提示，主控單元2通過顯示系統(tǒng)7實現(xiàn)時間、日期、以及卡余額信息的提示，主控單元2通過蜂鳴器8實現(xiàn)刷卡操作的確認及異常情況的報警。

所述主控單元2為32位ARM微控制器，所述微控制器采用Cortex-M3內(nèi)核，內(nèi)核的工作頻率為72MHz。

在主控單元2與雙路充電管理板3之間通訊采用了穩(wěn)定的RS485通訊接口，通訊協(xié)議方面采用標準的MODBUS通訊協(xié)議，主控單元2作為MODBUS-Master，8個雙路充電管理板3作為MODBUS-Slave；RS485通訊線、5V電源線與12V電源線共同組成10PIN簡易牛角數(shù)據(jù)總線，主控單元2和8個雙路充電管理板3通過數(shù)據(jù)總線連接。

雙路充電管理板3內(nèi)部電路由MCU微處理器、2路繼電器電路、2路電流采樣電路、地址選擇電路、按鍵和顯示電路組成。MCU微處理器與主控單元2一樣，均采用32位ARM微控制器，負責整個雙路充電管理板3的工作；繼電器電路是通過三極管驅(qū)動，MCU微處理器與繼電器電路之間通過光耦進行電氣隔離，實現(xiàn)在繼電器斷開或閉合的瞬間保護MCU微處理器；電流采樣電路用于采集每路充電通道的實時電流，判斷是否充滿以及是否發(fā)生過流故障，其由電流互感器、電壓基準源和電壓跟隨器構(gòu)成，電流互感器將輸出的電流耦合到電路上，并轉(zhuǎn)換為交流電流小信號，通過精密電阻采樣轉(zhuǎn)換為交流電壓小信號，經(jīng)過電壓基準源將交流信號搬移到1.25V附近，經(jīng)過電壓跟隨器，送入MCU微處理器的ADC（模/數(shù)轉(zhuǎn)換）通道；地址選擇電路為雙路充電管理板3設(shè)置通訊地址，且提供5位的二進制電平編碼給MCU微處理器；按鍵和顯示電路的實現(xiàn)方式同主控單元2的按鍵和顯示系統(tǒng)7一樣。

所述投幣器4自身可對硬幣進行真假識別，識別率高達99%，當有硬幣投入，投幣器4給主控單元2提供一個12V脈沖信號，經(jīng)過光耦進行電平轉(zhuǎn)換，使主控單元2能夠識別是否是有效投幣。

所述語音輸入單元6包括MP3解碼芯片、flash芯片、功率放大器及揚聲器，所述主控單元2通過串口發(fā)送給MP3解碼芯片指令，MP3解碼芯片讀取flash芯片中預存的語音文件通過功率放大器和揚聲器播放出來，并通過串口將執(zhí)行結(jié)果返回給主控單元2。

所述顯示系統(tǒng)7包括2個8bit串行輸入并行輸出的三態(tài)移位寄存器、2個數(shù)碼管和8個三極管驅(qū)動電路，所述主控單元2通過同步串行線操作移位寄存器，將顯示信息和數(shù)碼管位選通過兩個移位寄存器輸出給的數(shù)碼管數(shù)據(jù)端和公共端，實現(xiàn)動態(tài)掃描；

所述蜂鳴器8為頻率為20KHz有源蜂鳴器，所述主控單元2通過高低電平實現(xiàn)對蜂鳴器8的驅(qū)動。

所述供電系統(tǒng)1由空氣開關(guān)和雙路開關(guān)電源組成，所述供電系統(tǒng)1由空氣開關(guān)和雙路開關(guān)電源組成，所述雙路開關(guān)電源將220V AC轉(zhuǎn)換為5V DC和12V DC，12V DC為投幣器4和繼電器供電，5V DC為主控單元2、雙路充電管理板3、讀卡器5和整個電路供電。

本實用新型的充電樁的充電過程是，顯示系統(tǒng)7面板上布置了三個按鍵（左鍵、確認鍵和右鍵）和兩個4位數(shù)碼管，構(gòu)成充電步驟的操作菜單。雙路充電管理板3上布置了一個充電按鍵和兩個4位數(shù)碼管，用以確認充電和顯示剩余充電時間；

系統(tǒng)在待機狀態(tài)下，顯示系統(tǒng)7上面的數(shù)碼管顯示日期，下面的數(shù)碼管顯示實時的本地時間；當需要充電時，按下中間確認鍵，然后通過左右鍵調(diào)整所需的充電時間，再按確定鍵后進行付費，可用讀卡器5刷卡，或用投幣器4投幣，完成付費后，按下雙路充電管理板3相應(yīng)那路充電通道旁邊的充電按鍵便可對相應(yīng)位置的設(shè)備進行充電；

雙路充電管理板3的MCU微處理器對所“管轄”的2路充電設(shè)備進行時間管理、電流檢測，當通過檢測電流，檢測到某路充電設(shè)備不再用電或者該路時間倒計時完成，將停止該路對充電設(shè)備的供電，并發(fā)出相應(yīng)語音提示；當檢測到某路充電電流高于通常的充電電流范圍時，認為出現(xiàn)短路或異常，將及時停止對該路的供電，并發(fā)出相應(yīng)的語音提示。

以上對本實用新型及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本實用新型的實施方式之一，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本實用新型創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應(yīng)屬于本實用新型的保護范圍。