充电系统的制作方法

1.本发明实施例涉及智能柜，尤其涉及一种柜式的充电系统。


背景技术：

2.目前，快递、外卖等电子商务业务呈高速增长态势。为了提高运营效率，多数商户会采用人员轮班制，工作人员所使用的便携设备(如手机)需保证足够电量。一般情况是采用分散充电，设备存放地点杂乱，众多设备充电时充电器与电源线会占用大部分的面积。另外，充电管理不规范，工作人员所使用的设备损坏时随意摆放，无法做到统一存放，且设备拿取时的使用归还记录不完整，造成设备遗失等问题。此外，仅通过员工管理设备充电，设备损毁及保修，也会存在监管不到位的地方，部分时间无法完全有效地监管每台设备，设备保修时无法做到高效地获取已损毁设备的情况。有鉴于此，有必要涉及一种对设备集中充电及管理和监控的智能充电柜。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种充电系统，旨在多方位管理、监控及维护用户便携设备。
4.为解决以上问题，本发明提供一种充电系统，充电系统被配置为具有人脸识别终端和多个mcu中控模块，mcu中控模块控制及调度多个充电管理模块，多个mcu中控模块之间通过485模块相互通信，多个mcu中控模块通过232转485模块与人脸识别终端通讯，人脸识别终端通过网络通讯模块与云端服务器通信，其中人脸识别终端识别使用人员身份信息以判断是否提供充电服务，充电时mcu中控模块监测智能充电柜当前门锁状态及控制智门锁开启和关闭，充电管理模块实时采集充电端口充电状态数据和便携设备充电过程数据并上传至mcu中控模块，并通过人脸识别终端将使用人员信息及充电端口状态数据、便携设备充电过程数据和传感器检测数据上传至云端服务器。
5.与现有技术相比，本发明实施例在现有智能柜基础上增加了充电系统，其具有充电管理功能，可以通过获取并监控智能充电柜相关设备工作状态、工作电流信息及传感器检测数据等并上报于云端服务器，便于设备的管理和维护。
附图说明
6.图1为本发明实施例智能充电柜充电系统的组成框图；
7.图2为本发明实施例智能充电柜充电系统相关模块的功能图；
8.图3为本发明实施例智能充电柜充电系统工作过程图。
具体实施方式
9.本发明实施例的智能充电柜设置有充电系统，其被配置为监控所有便携设备的状态，检测便携设备充电电流等，并设有过流保护功能。其中所有收集到的信息及数据均会通
过网络接口上传至网络云端服务器，以便进行数据统计与分析。
10.以下进一步结合附图对本发明实施例进行详细描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以更多不同于在此处描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
11.同时参见图1-图2，其中图1为本发明实施例智能充电柜充电系统充电管理的组成框图；图2为本发明实施例智能充电柜充电系统相关模块的功能图。该智能充电柜可以采集智能充电柜监控所有便携设备的状态，用以判断各个充电端口使用的时间点，并记录各个充电端口使用的频率与时间，检测便携设备充电电流，用以判断各个充电端口充电状态是否正常，是否存在短路、断路等现象，并设有过流保护功能，保护充电端口可以正常的输出电流，保护便携设备的安全使用。同时所有收集到的信息均会通过网络接口上传至网络云端服务器，进行数据统计与分析，当检测到短路、断路现象时，智能柜自身便可以对便携设备进行保护，避免网络延迟带来的不必要损害，智能充电柜的最下方还设置有维修柜，用来存放已损坏的便携设备。这样，本发明实施例有助于更全面有效地监控智能充电柜，可以定点定人的分配各个充电端口，由此实现充电管理统一化。
12.具体地，本发明实施例的智能充电柜具有多个充电端口，智能充电柜配置有充电系统，充电系统采集智能充电柜使用人员信息来确定是否提供充电服务，充电时实时监测并获取充电端口充电状态数据、便携设备充电过程数据和智能充电柜内传感器检测数据，并上传使用人员信息及充电端口状态数据、便携设备充电过程数据和传感器检测数据至云端服务器。
13.充电系统被配置为具有人脸识别终端和若干mcu中控模块，mcu中控模块控制及调度多个充电管理模块，其中每一充电管理模块可以单独工作且多个充电管理部件同时运行而互不干扰以控制相应充电端口的开启和关闭并实时采集充电端口充电状态数据和便携设备充电过程数据，mcu中控模块监测智能充电柜当前门锁状态及控制智门锁开启和关闭并获取智能充电柜内传感器检测数据及接收充电管理模块采集的数据并上传至人脸识别终端，人脸识别终端识别使用人员身份信息以判断是否提供充电服务并上传相应信息及数据。
14.充电管理模块被配置为判断相应充电端口使用的时间点及记录相应充电端口使用的频率与时间，获取便携设备的连接状态及检测便携设备充电电流，判断是否存在短路、断路现象并设有过流保护电路来进行保护。进一步地，充电管理模块被配置为在检测到便携设备移除时自动关闭充电端口并反馈至mcu中控模块，以将空闲端口移除充电电流检测列表与端口状态检测列表。
15.mcu中控模块被配置为根据门锁状态及充电端口充电状态数据和便携设备充电过程数据中包含的充电端口状态、便携设备电流信息来预判充电故障，并经人脸识别终端上传故障数据至云端服务器。进一步地，mcu中控模块根据下发指令来控制充电管理模块的数据上传模式，在充电端口使用密度过高时降低充电管理模块的数据上传频率或者仅允许优先级较高的充电管理模块上传数据。
16.人脸识别终端被配置为根据识别到的内容、所处时间判断是否指令mcu中控模块开启门锁及充电端口来提供充电服务，其中只有特定人员在特定时间段方能使用智能充电
柜进行充电。进一步地，人脸识别终端在提供充电服务时显示所需使用充电端口状态给使用人员，并语音提示部分操作来提升人机交互体验，并在将更新采集的信息及数据上传至云端服务器。更进一步地，人脸识别终端为上传的信息及数据通过加密指令加密，通过校验来防止上传信息及数据错误，以及通过压缩来减少信息和数据传输量和减少网路延迟。
17.多个mcu中控模块之间通过485模块实现相互通信，多个mcu中控模块通过232转485模块实现同时与一个人脸识别终端进行通讯并互不干扰，人脸识别终端通过网络通讯模块实现与云端服务器通信以上传数据。
18.上述实施例中，智能充电柜在mcu中控模块的基础上配置了多个充电管理模块，其用来获取设备的连接状态与充电电流的检测，并且具备了过压过流保护功能，由此能更好地保护设备，不会在充电时产生危害，同时也具备切断接口电源的功能。
19.此外，本实施例智能充电柜在mcu中控模块的基础上添加了人脸识别终端，其用来获取使用人的身份信息，做到定点定人的进行设备管理，只有部分人员方能使用智能充电柜，杜绝设备偷窃遗失。其中，人脸识别终端同时存在网络通信模块，用以上传使用人员、使用状态、传感器状态、电流信息及所述检测数据至云端服务器，每次检测到不同数据时人脸识别终端均会上传使用数据。
20.这样，本发明实施例通过获取监控智能充电柜相关设备工作状态，工作电流信息及传感器检测数据等并上报于云端服务器，这样便于便携设备的管理和维护。
21.参见图3，该图3为本发明实施例智能充电柜充电系统的工作过程图。开始时，由人脸识别终端上的人脸识别模块检测是否是规定人员使用本设备，如果不是，则会进入等待命令，等待规定人员使用本设备；如果设备是规定人员正在使用本设备，则会判断当前时间是否属于规定的使用时间，如果不是在规定的使用时间内则会提示使用人员使用时间后进入等待命令。这样，智能充电柜只有在人脸识别模块检测到使用者是规定人员，并且当前时间是处于规定的使用时间方能正常地使用。
22.智能充电柜在正常使用时，会根据使用者的身份，通过人脸识别终端发给特定的mcu中控模块发送打开智能充电柜仓门与相应充电端口的信号，之后由mcu中控模块控制相应门锁开关与充电管理模块，并由mcu中控模块向人脸识别终端发送反馈有关信息。mcu中控模块在执行人脸识别终端发给mcu中控模块打开仓门与充电端口的信号时，会先打开门锁开关，并检测仓门是否已经打开。如仓门未打开，则会直接发送错误指令给人脸识别终端，由人脸识别终端上传至云端服务器；如仓门打开，则会开启充电端口的开关，并添加当前端口加入充电电流检测列表与端口状态检测列表，由此可以实时监控充电电流与端口状态是否正常。
23.当充电端口开启后，充电端口状态在预设时间(如1分钟)内未插入，或充电已插入且充电电流大于预设高值(如2a)或充电端口已插入且充电电流小于预设低值(如10ma)时，mcu中控模块会向人脸识别终端发送当前的错误报告，并关闭充电端口，同时将错误充电端口移除充电电流检测列表与端口状态检测列表，由人脸识别终端向使用者进行提示，并重新分配能正常使用的空闲充电端口给使用者。当充电端口开启后端口状态在预设时间(如1分钟)插入充电电流小于2a且大于10ma时，标识充电正常，mcu中控模块会向人脸识别终端发送当前的状态，由人脸识别终端通过显示屏和语音模块向使用者提示关门，并等待使用者关门动作，当检测仓门预设时间(如1分钟)未关闭，则会上传门锁错误报告，如检测到仓
门关闭则等待下一次使用。
24.如检测到便携设备移除时，会自动关闭充电端口，将空闲端口移除充电电流检测列表与端口状态检测列表，以减少小部分的电力损失。
25.同时，mcu中控模块可以先根据检测到的设备充电系统与检测电压电流信息预判监控目标正常或故障，之后再上传数据至人脸识别终端。
26.本实施例中，为了更好地进行人机交互，将数据上传至人脸识别终端，与人脸识别终端屏幕上显示部分内容给使用者，并将数据通过人脸识别终端传输至网络云端服务器处理并记录。
27.本发明以上实施例的智能充电柜通过监控所有便携设备的状态，用以判断各个充电端口使用的时间点，并记录各个充电端口使用的频率与时间，检测便携设备充电电流，用以判断各个充电端口充电状态是否正常，是否存在短路、断路等现象，并设有过流保护功能，保护充电端口可以正常的输出电流，保护便携设备的安全使用。同时所有收集到的信息均会通过网络接口上传至网络云端服务器，进行数据统计与分析，当检测到短路、断路现象时，智能柜自身便可以对便携设备进行保护，避免网络延迟带来的不必要损害，充电柜的最下方还设置有维修柜，用来存放以损坏的便携设备。
28.本发明实施例的智能充电柜还可以进一步进行优化，具体如下所述。
29.为了防止拥塞，本实施例对mcu中控模块与充电管理模块之间的数据传输方式进行优化，即充电管理模块在收到mcu中控模块的指令后才上传数据，这样可以减少冗余数据的传输量。具体地，mcu中控模块根据下发指令来控制充电管理模块的数据上传模式，在充电端口使用密度过高时降低充电管理模块的数据上传频率或者仅允许优先级较高的充电管理模块上传数据，此处使用密度为充电中的端口数与充电端口总数之比，优先级p为关于使用者身份级别p1、设备身份级别p2、设备剩余电量级别p3的函数，其中：
30.p＝w1*p1 w2*p2 w3*p3
31.w1 w2 w3＝1
32.0《p1,p2,p3《1
33.一般地，使用者身份级别p1、设备身份级别p2可简单地根据其重要性设定优先级系数，如使用者及设备越重要，其系数越高。设备剩余电量级别p3与设备电量负相关，设备剩余电量越少设备剩余电量级别p3越高，即优先对剩余电量低的设备进行充电。其中，一种典型方式是在充电端口使用密度过高时根据设备剩余电量来确定优先级。这样，在充电端口使用密度过高时，可以仅上传部分优先级p较高的设备充电数据。
34.本实施例在充电端口使用密度过高时可以通过降低部分便携设备数据上传频率的方式来减少数据量，一般而言，数据采样及传输的频率可以根据电池充电曲线调整，如在充电准备阶段采用第一频率，在充电进行阶段采用第二频率，在充电阶段中止采用第三频率，在充电进行阶段如为恒流充电，则可将第二频率降低(如为最初设置频率的一半)。
35.如前所述，本实施例可以根据门锁状态及充电端口充电状态数据和便携设备充电过程数据中包含的充电端口状态、便携设备电流信息来预判充电故障，并经人脸识别终端上传故障数据至云端服务器。此时，在预估故障情况下，可以进一步相应评估故障级q，其为门锁故障级别q1、充电端口故障级别q2、充电状态数据异常级别q3、便携设备电流信息异常级别q4的函数，其中：
36.q＝u1*q1 u2*q2 u3*q3 u4*q4
37.u1 u2 u3 u4＝1
38.0《q1,q2,q3,q4《1
39.一般地，门锁故障级别q1、充电端口故障级别q2根据其是否正常使用确定，充电状态数据异常级别q3、便携设备电流信息异常级别q4根据其与正常值的偏差确定。例如，充电数据异常级别具体根据充电电流、电压、温度值等确定，温度过高则可能故障风险越高，此时故障级别也相应提高。
40.本发明实施例中，将上述优先级p及故障级s进一步标记到充电管理模块上传的数据之中，便于在选择适当的通信方式来传输数据。此外，还将优先级p及故障级s作为密钥种子进行加密解密，即将优先级p及故障级s作为种子值，然后根据预设算法产生密钥，由此实现数据加密来保证数据安全。
41.具体地，考虑到智能充电柜人脸识别终端实时传输数据量较大，为保证数据传输的稳定性与安全性，在人脸识别终端和云端服务器之间设置多级中间服务器(如由上至下依次设置为一级服务器、二级服务器、三级服务器等)，各级中间服务器与云端服务器之间支持多种通信方式，各级中间服务器之间除了支持现有的各类通信方式之外，还建设有专用的安全通道以用于实现对特定的数据传输。多级中间服务器构成层级结构，其中上层服务器能够实现对下级服务器的管理，下级服务器在接收到数据后，依据特定策略上传至上级服务器。
42.具体策略是：当故障级s达到故障预设值时，选择速度最快的通信方式，然后基于该确定的通信方式在各个服务器之间传输数据；当优先级p达到优先级预设值时，采用最稳定的通信方式在各个服务器之间传输数据；除此之外，选择最安全的通讯方式在各个服务器之间传输数据，此时将优先级p及故障级s作为密钥种子进行加密解密，以保证数据安全。
43.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。