电动车租赁系统的制作方法

1.本发明涉及电动车租赁技术领域，尤其涉及一种电动车租赁系统。


背景技术：

2.交通工具的基本的功能是代步工具。汽车工业的发展可以为社会提供大量舒适方便的交通工具，但是，道路资源的短缺是一个长期的全球性问题，在有限的道路资源上提高道路的利用效率是唯一的办法。在今天的城市，为了实现基本代步功能，车主不得不背负起维护交通工具，寻找停车位，看管交通工具以防被盗和忍受交通拥堵这些副产品，这些副产品本来就不是代步的目的，而是负担，还有汽车污染更是另一个沉重的负担。为了缓解这些负担，在很多国家，采用公共汽车、地铁、出租车这些公共交通，甚至摩的仍然是大多数人出行的选择。这些出行方式都是一种交通工具的租赁，其优势就是高效率利用有限道路资源，摊平运输成本，同时用户根本不用关心交通的实现的具体方法和维护问题，他们只需要能够实现代步服务。
3.显而易见，公共汽车和地铁的缺点是它不能满足每个人的个性化的出行目的地需求，不能提供24小时营业服务。出租车的缺点是不仅租车同时雇佣司机开车，所以费用永远比自己开车贵许多。自行车可以满足个性化的地点需求，但由于要付出相当的体力而只能满足短距离交通和休闲运动的功能之用。今天电动车的出现填补了中短距离出行的空白市场需求，最近其发展十分迅速。
4.现在使用云端租赁的方式对电动车进行租赁管理，其中，云平台时刻接收电动车向云平台发送电动车的信息，根据该信息对电动车进行管理。然而这种方式需要电动车的4g通讯模块时刻工作，耗电量大，缩减了电动车的使用时间，而且，大量信息的时刻传输也会挤占云平台的运行空间，容易造成数据拥堵，不能保证电动车云端租赁的高并发、高可用、高可靠性，降低了用户的使用体验。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本发明提出一种电动车租赁系统，在电动车上设置能够与云平台连接的4g通讯模块，4g通讯模块根据不同的使用场景向云平台间隔发送信息，减少了4g通讯模块的工作时间，降低了耗电量，延长了电动车的使用时间，并且确保了关键信息的传输和减少数据传输对云平台的影响，避免出现数据拥堵和处理延迟，保证了电动车云端租赁的高并发、高可用、高可靠性，提升了用户的使用体验。
6.为解决上述问题，本发明采用的一个技术方案为：一种电动车租赁系统，包括：云平台、至少一辆电动车以及换电柜，所述电动车设置有4g通讯模块、bms模块以及电池、控制器以及仪表，所述云平台、换电柜、bms模块分别与所述4g通讯模块通信连接，所述控制器分别与所述仪表、bms通信连接，所述4g通讯模块根据电动车的当前使用场景向云平台间隔发送信息。
7.进一步地，所述bms模块分别与所述换电柜通过rs485总线连接，所述控制器与所
述仪表通过一线通方式连接。
8.进一步地，所述4g通讯模块获取当前所处使用场景，根据使用场景对应的数据传输策略以及云平台的数据判断是否有数据收发；若是，根据接收到的数据或当前的数据传输策略传输数据，数据传输策略包括充电态、行驶态、待机态、低功耗态中的任一种，每种数据传输策略包括传输的数据类型、传输时间；若否，则进入休眠状态。
9.进一步地，所述4g通讯模块在充电态、行驶态、待机态时以及低功耗态时根据所述电池的状态以预设时间间隔获取电池的信息以及当前所在状态的对应信息，并将所述信息和对应信息发送给所述云平台，并且在电池被唤醒时，向所述云平台发送查询信息以获取所述电池的信息，所述状态包括充电、放电、欠压、休眠中的任一种。
10.进一步地，所述bms模块通过uart通讯与所述4g模块连接，电门锁与所述bms模块连接。
11.进一步地，在电池单独充电时，4g通讯模块间隔10秒获取充电信息，所述充电信息包括充电电流，充电电压，充电余额；当电池放入换电柜时，电池把电池信息发送给换电柜，换电柜通过换电柜连接的第二4g通讯模块把数据转发给云平台；所述云平台获取用户的扫码信息，根据所述扫码信息向电动车发送允许电池充电的信息或向换电柜发送更换电池的信息，所述扫码信息包括扫码充值信息或电池柜扫码信息中的任一种。
12.进一步地，所述电动车在骑行时，4g通讯模块通过uart通讯的方式间隔10秒去获取电池的数据，所述数据包括电压、电流、温度以及保护状态，并且电池通过rs485总线从控制器获取速度和里程信息，将所述速度和里程信息转发给4g通讯模块，其中，电门锁处于打开状态时，仪表通过一线通将速度和里程信息发送给控制器。
13.进一步地，所述电动车的防盗器在电动车处于休眠状态时，检测到车辆非法移动，唤醒电池，通过bms模块上传电动车的非法移动信息以通知车辆租赁管理人员，并通过定位模块上传电动车的定位信息。
14.进一步地，所述当电动车处于待机时，电池进入休眠状态，4g通讯模块间隔1小时扫描电池静态数据，电池处于休眠状态时，电门锁在被打开后，唤醒电池，电池通过uart通讯方式发送放电状态信息给4g通讯模块，4g通讯模块发送报文获取电池信息，在关闭电门锁后，电池进入休眠状态。
15.进一步地，所述控制器在更换电池时与所述电池进行握手通讯，并在握手通讯成功时，允许骑行电动车。
16.相比现有技术，本发明的有益效果在于：在电动车上设置能够与云平台连接的4g通讯模块，4g通讯模块根据不同的使用场景向云平台间隔发送信息，减少了4g通讯模块的工作时间，降低了耗电量，延长了电动车的使用时间，并且确保了关键信息的传输和减少数据传输对云平台的影响，避免出现数据拥堵和处理延迟，保证了电动车云端租赁的高并发、高可用、高可靠性，提升了用户的使用体验。
附图说明
17.图1为本发明电动车租赁系统一实施例的结构图；
18.图2为本发明电动车租赁系统防盗管理一实施例的流程图；
19.图3为本发明电动车租赁系统的充电管理一实施例的结构图。
20.图4为本发明电动车租赁系统的电动车的信息传输一实施例的流程图；
21.图5为本发明电动车租赁系统中电动车的结构一实施例的示意图；
22.图6为本发明电动车租赁系统中电动车的结构另一实施例的示意图。
具体实施方式
23.以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，通常在此处附图中描述和示出的各本公开实施例在不冲突的前提下，可相互组合，其中的结构部件或功能模块可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
24.在本技术公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
25.请参阅图1至图6，其中，图1为本发明电动车租赁系统一实施例的结构图；
26.图2为本发明电动车租赁系统防盗管理一实施例的流程图；图3为本发明电动车租赁充电管理一实施例的结构图。图4为本发明电动车租赁系统的电动车的信息传输一实施例的流程图；图5为本发明电动车租赁系统中电动车的结构一实施例的示意图；图6为本发明电动车租赁系统中电动车的结构另一实施例的示意图。结合图1至图6对本发明基于云端租赁的电动车通信方法作详细说明。
27.在本实施例中，基于云端租赁的电动车通信方法包括：
28.在本实施例中，电动车租赁系统包括：云平台、至少一辆电动车以及换电柜，电动车设置有4g通讯模块、bms模块以及电池、控制器以及仪表，云平台、换电柜、bms模块分别与所述4g通讯模块通信连接，控制器分别与仪表、bms通信连接，4g通讯模块根据电动车的当前使用场景向云平台间隔发送信息。
29.其中，bms模块分别与换电柜通过rs485总线连接，控制器与仪表通过一线通方式连接。bms模块通过uart通讯与所述4g模块连接，电门锁与bms模块连接。
30.在进行信息传输时，4g通讯模块获取当前所处使用场景，根据使用场景对应的数据传输策略以及云平台的数据判断是否有数据收发；若是，根据接收到的数据或当前的数据传输策略传输数据，数据传输策略包括充电态、行驶态、待机态、低功耗态中的任一种，每种数据传输策略包括传输的数据类型、传输时间；若否，则进入休眠状态。
31.具体的，4g通讯模块获取当前所处使用场景的步骤具体包括：4g通讯模块获取并解析bms模块发送的电池报文，根据解析结果获取电动车的当前使用场景。具体的，bms模块采集电池的相关信息，将该信息发送给4g通讯模块，4g通讯模块根据该相关信息确定电动车的当前使用场景。
32.根据使用场景对应的数据传输策略以及云平台的数据判断是否有数据收发的步骤具体包括：获取数据传输策略中的数据传输要求判断是否有数据收发或根据云平台发送的数据判断是否有数据收发。
33.获取数据传输策略中的数据传输要求判断是否有数据收发的步骤具体包括：通过数据传输要求获取传输的数据类型、传输时间，根据传输时间判断是否进行数据收发。
34.根据云平台的数据判断是否有数据收发的步骤具体包括：根据数据判断是否继续接收云平台发送的数据或向云平台发送数据。
35.在本实施例中，4g通讯模块还用于发送定位信息，其中，根据使用场景对应的数据传输策略以及云平台的数据判断是否有数据收发的步骤还包括：获取定位模块传输的定位信息，并将定位信息发送给云平台，其中，定位模块通过基站定位、卫星定位中的至少一种获取定位信息。
36.具体的，电动车的定位模块与电池连接，通过基站定位的方式获取定位信息，并在基站信号弱难以定位时，通过卫星定位的方式获取定位信息。并且，通过定位模块可以帮助使用者快速查找可以租赁的电动车和电池；同时当电池欠压时，售后人员可以快速通过其找到该电池然后对其进行补电。
37.并且，云平台还可以通过定位模块为每个电动车、电池设置电子围栏，通过电子围栏划定每个电动车、电池的行驶运营范围，通过定位信息判断是否超出运营范围，并在通过定位信息确定超出运营范围后进行提醒或报警。
38.当整车处于休眠状态下，如果有人没有扫码直接盗取车辆，防盗器检测到车辆非法移动，同时将非法移动等状况通过4g通讯模块上传到后台。从而让车辆租赁管理人员第一时间可以知道这一情况，同时通过定位模块第一时间去现场查看情况。
39.根据接收到的数据或当前的数据传输策略传输数据的步骤具体包括：获取数据中的查询数据包，根据查询数据包进行数据应答；或基于数据传输策略对应的数据发送场景、传输时间发送对应数据。其中，4g通讯模块加密和校验对应数据，并在确定对应数据的发送满足超时机制后，重发对应数据。
40.4g通讯模块在充电态、行驶态、待机态时以及低功耗态时根据电池的状态以预设时间间隔获取电池的信息以及当前所在状态的对应信息，并将信息和对应信息发送给云平台，并且在电池被唤醒时，向云平台发送查询信息以获取所述电池的信息，状态包括充电、放电、欠压、休眠中的任一种。
41.具体的，为了保证数据安全性和稳定性，4g通讯模块在关键数据，譬如充值余额，都做了加密和校验，防止该充值系统被破解。同时在稳定性方面，数据通讯上都做了超时机制和重发，保证通讯稳定可靠。
42.在本实施例中，4g通讯模块在不同的使用场景、数据发送场景下执行不同的数据传输策略。数据传输策略包括：场景1：电动车行驶或者将放电的时候，4g通讯模块要上报车的速度和里程还有电压、电流；场景2：充电的时候不用上报速度和里程，4g通讯模块只需要把实时电压和电流，温度等信息上传到云平台；场景3：正常待机的时候不用上报速度和里程；场景4：欠压状态下，4g通讯模块会间隔24小时查询1次电池报文，只有等充电器接入后并且保证从欠压状态恢复，才进入到充电状态。通过上述数据传输策略即保证整体低功耗的通信调度策略，同时关键数据又可以及时上报。
43.其中，电动车在骑行时，4g通讯模块通过uart通讯的方式间隔10秒去获取电池的数据，数据包括电压、电流、温度以及保护状态，并且电池通过rs485总线从控制器获取速度和里程信息，将速度和里程信息转发给4g通讯模块，其中，电门锁处于打开状态时，仪表通过一线通将速度和里程信息发送给控制器。
44.4g通讯模块还上报电动车的行驶速度和行驶里程，整车在行驶过程当中，云平台台实时监控到行驶速度和行驶里程，从而对行驶的电动车作更为有效的监督。因为考虑到整车的使用寿命，一般车辆在行驶5万公里就基本上可以考虑报废。通过对行驶里程监测的方式实现对所有租赁车辆进行寿命监管，从而极大程度上增加了车辆管理的可操作性。
45.在一个具体的实施例中，4g通讯模块整体在普通状态下可以休眠以节约功耗，也可以在需要的时候及时唤醒。当发生过压欠压保护时，bms即时唤醒4g通讯模块，或者位于待机状态下，4g通讯模块会1小时发送1次报文给bms模块以实现唤醒电池，从而保证电动车租赁整体系统的高可用，高可靠，高并发以及低功耗。
46.在本实施例中，传输时间包括传输次数、传输频率以及传输时间点，在不同的数据传输策略下，4g通讯模块每隔预设时间向外发送广播信号。
47.具体的，4g通讯模块根据数据发送场景灵活地修改数据传输策略，具体包括：1、电池由待机切换到充放电状态，是由bms模块发送报文给4g通讯模块，然后通信模块解析到电池在充放电，就会间隔10秒读取电池信息；2、当4g通讯模块根据报文读取到电池在休眠状态，就会改成间隔1小时读取；3、当4g通讯模块读取到电池在欠压状态，就会间隔1小时读取，同时4g通讯模块处于低功耗模式，既保证数据的按需传输，又保证整体合理功耗以节能。
48.其中，当电动车处于待机时，电池进入休眠状态，4g通讯模块间隔1小时扫描电池静态数据，电池处于休眠状态时，电门锁在被打开后，唤醒电池，电池通过uart通讯方式发送放电状态信息给4g通讯模块，4g通讯模块发送报文获取电池信息，在关闭电门锁后，电池进入休眠状态。
49.bms模块对车的控制器以及仪表进行链接，实现对车的数据管控。包括整车在行驶过程当中把行驶里程和行驶速度等数据上传到云端，再者整车在处于锁车时，如果防盗器检测到非法移动，就会唤醒bms模块。从而把该非法移动故障通知到后台，让用户可以马上知道整车使用情况和对整车进行安全监管。
50.具体的，电动车的防盗器在电动车处于休眠状态(即电门锁关闭、电池休眠)时，检测到车辆非法移动(电门锁关闭的情况下电机转动)，通知控制器有非法移动，打开电门锁，唤醒电池，通过bms模块发送给4g通讯模块信息，4g通讯模块上传电动车的非法移动信息以通知车辆租赁管理人员，并通过定位模块上传电动车的定位信息。
51.bms模块还设置有充电管理策略，在电池单独充电时，4g通讯模块间隔10秒获取充电信息，充电信息包括充电电流，充电电压，充电余额；当电池放入换电柜时，电池把电池信息发送给换电柜，换电柜通过换电柜连接的第二4g通讯模块把数据转发给云平台；云平台获取用户的扫码信息，根据扫码信息向电动车发送允许电池充电的信息或向换电柜发送更换电池的信息，扫码信息包括扫码充值信息或电池柜扫码信息中的任一种。其中，控制器在更换电池时与电池进行握手通讯，并在握手通讯成功时，允许骑行电动车。
52.具体的，当租赁电池放完电，用户充电有2种方式，第一，如果充电余额不足，就必
须扫码充值，让云平台给电池发送充值余额后(这个余额就是充电容量)。只有充值成功，电池接收到充值余额的信息才允许充电。第二，把该电池拿到换电柜，通过扫码，换一个新的电池。考虑到电池如果长期在低电量会对电池使用寿命有影响，所以如果余额不足，但是电量低于2％左右的电池也可以允许用其他充电器进行补电在电量大于预设值(3％)后，余额还是不足，则充电停止，这样既对租赁电池充电进行了智能管控，又可以避免对电池使用寿命造成不可逆的影响。
53.本发明的4g通讯模块随时处理待机(休眠)状态，当云平台主动发送了请求报文，4g通讯模块随时应答电动车数据，这样保证了高可靠。但是一直处于查询状态会增加了电动车租赁系统的整体开销，这样云平台端占用了大量资源，整个系统无法降低功耗；所以在绝大多数时候，云平台并不需要主动下发查询报文，每一个使用中的电动车都是10秒以上周期才主动上报一次数据。云平台处于被动接受状态，在发生过压欠压保护的时候，或者启动停止运行的情况下，才会即时接收报文。
54.通过上述通信方法实现了云平台与电动车的远程通信，从而远程开启电动车放电权限，禁止电动车放电权限，采集行驶里程统计和计费，定位功能，电池电量，电池电压，电流，温度，电池报警保护状态，也可以实时采集车辆当前位置和速度，同时还有通过电子围栏防止车辆丢失以及到非法区域运营的功能。
55.云平台后台实时监控电动车的行驶速度和行驶里程，根据行驶里程对电动车进行寿命监管。因为考虑到整车的使用寿命，一般车辆在行驶5w公里就基本上可以考虑报废。所以这样后台对所有租赁车辆进行寿命监管，从而极大程度上增加了车辆管理的可操作性。
56.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
57.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。