低压直流电力线载波通讯的公共电动自行车充电控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了低压直流电力线载波通讯的公共电动自行车充电控制系统，包括电动公共自行车、锁车充电一体桩以及主控制器，其公共自行车与锁车充电一体桩之间通过正负极触点连接，主控制器连接锁车充电一体桩并提供42V直流电源，锁车充电一体桩内设置有桩内主控模块、锁控模块、读卡模块、桩内电源模块与桩内载波通讯模块，桩内载波通讯模块连接锁车充电一体桩的正负极触点并与桩内主控模块进行交互，公共自行车内设置有相互连接的车内主控模块、车内载波通讯模块，车内载波通讯模块连接自行车上的正负极触点。

A public electric bicycle charging control system with low voltage DC power line carrier communication

The utility model discloses a control system of public charging electric bicycle DC low voltage power line carrier communication, including electric vehicle charging, public bicycle lock one pile and the main controller, the public bicycle and lock the car charging pile one connected by positive and negative pole contact, the master controller is connected to lock the car charging pile body and provide 42V DC power supply, lock one car charging pile is arranged in a pile in the main control module and lock control module, reader module, power module and pile pile in pile in the carrier carrier communication module communication module is connected with the lock car charging pile and the development of positive and negative pole contact with the pile in the main control module to interact, the public bicycle is arranged in the connection inside the main control module, car carrier communication module, vehicle carrier communication module is connected with the positive and negative pole contact on a bicycle.

【技术实现步骤摘要】
低压直流电力线载波通讯的公共电动自行车充电控制系统
本技术涉及一种通讯和城市智能交通控制技术，尤其是涉及一种低压直流电力线载波通讯的城市公共电动自行车的充电控制系统。
技术介绍
公共自行车是解决短途点对点交通的一个有益补充，不仅方便了老百姓的近距离出行，而且投入小，还倡导了绿色、环保的出行方式。随着各城市大力推广公共自行车系统，公共自行车站点如雨后春笋般出现于大街小巷。公共自行车终端设备包括锁柱、公共自行车，用户刷租赁卡，锁柱解锁公共自行车，用户取车即可使用；用户将车推入锁柱，锁柱自动锁定自行车，用户在刷租赁卡，还车成功。目前，为了进一步便民服务，让市民能够节省体力，实现长距离的行车。城市公共电动自行车系统开始使用电动自行车，在一定程度上能够带来更好的用户体验。现有城市公共电动自行车租赁站点，电动自行车都是直接插在锁车充电一体桩的市电插头上进行充电，首先在锁车充电一体桩上提供220V市电，在公共环境的使用过程中安全性难以保证，其次电动自行车的充电是人为操作的，可控性低，不便于管理。最后要在电动自行车上设置供电线经济性较差。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种结构设计合理、操作方便、安全系数高、可实现智能控制的低压直流电力线载波通讯的公共电动自行车充电控制系统。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：低压直流电力线载波通讯的公共电动自行车充电控制系统，包括电动公共自行车、锁车充电一体桩以及主控制器，其所述的公共自行车与锁车充电一体桩之间通过正负极触点连接，所述的主控制器连接锁车充电一体桩并提供42V直流电源，所述的锁车充电一体桩内设置有桩内主控模块、锁控模块、读卡模块、桩内电源模块与桩内载波通讯模块，所述的桩内载波通讯模块连接锁车充电一体桩的正负极触点并与桩内主控模块进行交互，所述的公共自行车内设置有相互连接的车内主控模块、车内载波通讯模块，所述的车内载波通讯模块连接自行车上的正负极触点。本技术进一步的优选方案：所述的桩内载波通讯模块包括型号为PL3105C的芯片，42V直流电源连接芯片，所述的芯片发送信号通过功率放大电路、整流滤波电路到耦合电路，所述的耦合电路与正负极触点连接，所述耦合电路发送信号通过接收电路到芯片。桩内载波通讯模块的芯片选用PL3105C，它除了集成直序扩频通信的数字信号处理单元外，还集成了MCU内核和AD转换、定时器、串口等外围单元。桩内载波通讯模块是实现电力载波信号与数字信号之间的相互转换，它是整个电力载波通信的核心，它的特点和功能如下：兼主控制器和扩频调制解调功能；DCSK扩频调制和Y-NET自动组网技术，超强的电力线通信性能。本技术进一步的优选方案：所述的功率放大电路包括第一二极管、第二二极管、第五二极管、第四二极管、第一NMOS管、第二NMOS管、第一PMOS管与第二PMOS管，所述的芯片的第十四管脚输出载波信号后通过两路串联的电容与电阻后分别连接到第四二极管的正极端、第五二极管的负极端，所述的第四二极管的正极端与第一PMOS管的栅极连接，第四二极管的负极端与第一PMOS管的源极连接，所述的第一PMOS管的漏极与第一NMOS管的漏极连接，所述的第一NMOS的源极连接到第五二极管的正极端，所述的第二NMOS管的栅极与第二PMOS管的栅极相互连接并连接到PMOS管的漏极，第二NMOS管的源极与第二PMOS管的源极连接后连接到第五电容的一端，所述的第二NMOS管的漏极与第一二极管的负极端连接，所述的第二PMOS管的漏极端与第二二极管的正极端连接，所述的第一二极管正极与第二二极管负极连接后并连接到第五电容的一端，所述的第五电容的另一端通过第二电感连接到耦合电路。功率放大电路将PL3105的第十四管脚输出的载波信号进行功率放大以便耦合到电力线上发射出去，当芯片的载波功能被使能并处于发送状态时，载波信号由芯片的第十四管脚输出，输出时接一个上拉电阻，载波输出时第十四管脚点波形为0～5V变化的方波，其中含有丰富的谐波；经过第一NMOS管、第二NMOS管、第一PMOS管与第二PMOS管组成的电路进行功率放大后，第十四管脚点的方波信号被放大为Aout信号。由于放大后的Aout处的信号富含谐波，为减少对电力线上的谐波污染，在耦合发送至电力线之前需进行滤波整形。经第二电感、第五电容完成整形滤波后，发至耦合电路。本技术进一步的优选方案：所述的耦合电路包括变压器，所述的变压器的一端与锁车充电一体桩的正负极触点连接，所述的变压器的另一端连接到接收电路。一般来说，要把扩频载波信号耦合到电力线上，在电力线扩频收发器与电力线之间需要一个耦合电路。耦合电路在电路中主要有三个作用：内部的高频耦合线圈实现强电侧和弱电侧的物理分离；内部的高通滤波器保证高频信号而阻断电网工频；实现阻抗匹配。本技术进一步的优选方案：所述的接收电路包括第一电阻、第六电容与第七电容，所述的第一电阻的一端连接到耦合电路，所述的第一电阻的另一端连接到第七电容的一端，第七电容的另一端连接到芯片的第四十五管脚，所述的第六电容的两端并联有第一电感、第五二极管、第六二极管，所述的第五二极管的正极端与第七电容的一端连接，第六二极管的负极端与第七电容的一端连接。信号接收和信号发送之间由第一电阻隔离，在本地强信号下可以有效的吸收衰减，第一电感和第六电容组成了并联谐振回路，该谐振回路是以扩频信号的中心频率为基准进行设计的，以完成对有效信号的带通滤波。选择第六电容的容值为1.5Nf，计算得第一电感L＝1.17mH。良好的选频回路可以提高载波接收的灵敏度，接收的载波信号被第五二极管和第六二极管钳位在0.7V，经第七电容引到芯片的第四十五管脚，继续进行后续处理。本技术进一步的优选方案：所述的公共自行车内还设置有与车内主控模块连接的充电控制模块、电机驱动模块、车内电源模块。与现有技术相比，本技术的优点在于公共自行车与锁车充电一体桩之间通过正负极触点连接，仅需两个触点，无需另外通信线，锁车充电一体桩与电动自行车即可实时通讯，两者互相认证。公共电动自行车租赁基站中，锁车充电一体桩内无需接入市电，只需采用42V直流电，提高了安全性。租赁基站主控制器可实时获取每个锁车充电一体桩上电动自行车内剩余电池容量，可统筹分配不同的充电电流，防止主电源过载。只有当“合法”的电动车插入时，充电触点接通，开启充电。电动车从桩上拉出时，充电触点断开，提高了安全性和可靠性。各锁车充电一体桩，由租赁基站主控制器统一供电，供电线和通讯线合二为一，节约了成本。附图说明图1为城市公共电动自行车租赁站点；图2为充电锁车桩与电动自信车结构示意图；图3为桩内载波通讯模块的电路框图；图4为芯片的管脚图；图5为桩内载波通讯模块的电路图；图6耦合电路图；图7为接收电路图。具体实施方式下面结合附图，对本技术作详细的说明。为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1至图7所示：低压直流电力线载波通讯的公共电动自行车充电控制系统，包括电动公共自行车、锁车充电一体桩1以及主控制器2，公共自行车与锁车充电一体桩1之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
低压直流电力线载波通讯的公共电动自行车充电控制系统，包括电动公共自行车、锁车充电一体桩以及主控制器，其特征在于所述的公共自行车与锁车充电一体桩之间通过正负极触点连接，所述的主控制器连接锁车充电一体桩并提供42V直流电源，所述的锁车充电一体桩内设置有桩内主控模块、锁控模块、读卡模块、桩内电源模块与桩内载波通讯模块，所述的桩内载波通讯模块连接锁车充电一体桩的正负极触点并与桩内主控模块进行交互，所述的公共自行车内设置有相互连接的车内主控模块、车内载波通讯模块，所述的车内载波通讯模块连接自行车上的正负极触点。

【技术特征摘要】
1.低压直流电力线载波通讯的公共电动自行车充电控制系统，包括电动公共自行车、锁车充电一体桩以及主控制器，其特征在于所述的公共自行车与锁车充电一体桩之间通过正负极触点连接，所述的主控制器连接锁车充电一体桩并提供42V直流电源，所述的锁车充电一体桩内设置有桩内主控模块、锁控模块、读卡模块、桩内电源模块与桩内载波通讯模块，所述的桩内载波通讯模块连接锁车充电一体桩的正负极触点并与桩内主控模块进行交互，所述的公共自行车内设置有相互连接的车内主控模块、车内载波通讯模块，所述的车内载波通讯模块连接自行车上的正负极触点。2.根据权利要求1所述的低压直流电力线载波通讯的公共电动自行车充电控制系统，其特征在于所述的桩内载波通讯模块包括型号为PL3105C的芯片，42V直流电源连接芯片，所述的芯片发送信号通过功率放大电路、整流滤波电路到耦合电路，所述的耦合电路与正负极触点连接，所述耦合电路发送信号通过接收电路到芯片。3.根据权利要求2所述的低压直流电力线载波通讯的公共电动自行车充电控制系统，其特征在于所述的功率放大电路包括第一二极管、第二二极管、第五二极管、第四二极管、第一NMOS管、第二NMOS管、第一PMOS管与第二PMOS管，所述的芯片的第十四管脚输出载波信号后通过两路串联的电容与电阻后分别连接到第四二极管的正极端、第五二极管的负极端，所述的第四二极管的正极端与第一PMOS管的栅极连接，第四二极管的负极端与第一PMOS管的源极连接，所述的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡军辉，周贤常，陈芦燕，吴军科，王启南，
申请(专利权)人：宁波齐心科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33