CN105098912B - 基于rfid的车辆智能充电控制***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于RFID的车辆智能充电控制***及方法，涉及智能控制领域，其中包括移动智能终端，用以根据用户需要向充电站服务器发送预定车位信息并根据充电站服务器计算的费用进行结算；充电站服务器，用以根据所述的移动智能终端发送的预定车位信息，锁定某一充电桩，并根据充电桩的充电服务计算充电费用；安装有RFID reader的充电桩，用以识别预定该充电桩的车辆；以及安装有RFID tag的车辆。采用该种结构的基于RFID的车辆智能充电控制***及方法，可以自动的侦测车辆在停车位停靠，驶离，并依据车辆的状态自动开启/关闭车位地锁以控制对车辆的充电，并自动计费，其结构简单，应用范围广泛。
Description
技术领域
本发明涉及智能管理领域，尤其涉及车辆智能管理，具体是指一种基于RFID的车辆智能充电控制***及方法。
背景技术
随着国家新能源政策的出台，以及居民环保意识的增强，新能源汽车在人类日常生活中扮演了越来越重要的角色，越来越多的车辆被投入使用。同时，为了提升车辆使用的便捷性及适航里程，越来越多的充电桩被部署用于对车辆进行充电。然而，因为充电桩部署环境的开放性，使得非法盗用充电成为可能。如何预防充电桩不被他人非法占用进行非法充电，尤其是个人或公司名下的充电桩被其他人盗用充电造成财产损失，是一个值得研究的课题。
在现行的车辆充电桩管理办法或管理条例中，以上海为例，《上海市车辆充电设施建设管理暂行规定》规定，车辆在销售之前，必须自行或委托充电设施建设企业为用户在住宅小区或办公场所落实一处自用或专用充电设施。这就意味着，用户在购买车辆前必须安装充电桩，并使用自家账户对充电所用电力消费付款。但同时这也带来了一定的问题，充电桩本身无法对车辆进行鉴别，任何其他的车辆都可使用该充电桩进行充电，这将极大的损害充电桩拥有者的利益。因此，准确的识别该充电桩所对应的车辆并进行充电，对于充电桩的有效管理而言，是一个非常重要的因素。
随着车辆的普及，在大型停车场或充电站，或许将部署大量充电车位及充电桩，提供对车辆的充电服务。如何能合理有效的利用这些停车位及充电桩对车辆进行充电，且保证充电桩不被非法盗用，如，用户如何有效预定充电车位，如何正确判断合法用户使用预定充电服务，等等，都是值得研究的问题。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种可以自动的侦测车辆在停车位停靠，驶离，并依据车辆的状态自动给所述的车辆充电并计费的基于RFID的车辆智能充电控制***及方法。
为了实现上述目的，本发明的基于RFID的车辆智能充电控制***及方法具有如下构成：
该基于RFID的车辆智能充电控制***，其主要特点是，所述的***包括：
移动智能终端，用以根据用户需要向充电站服务器发送预定车位信息并根据充电站服务器计算的费用进行结算；
充电站服务器，用以根据所述的移动智能终端发送的预定车位信息，锁定某一充电桩，并根据充电桩的充电服务计算充电费用；
安装有RFID reader的充电桩，用以识别预定该充电桩的车辆；以及
安装有RFID tag的车辆。
进一步地，所述的***还包括地锁，用以在所述的充电桩被预定后开启以锁定该充电桩，并在预定该充电桩的车辆到达后关闭。
本发明还是涉及一种车辆智能充电的控制方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：
(1)所述的移动智能终端通过充电站服务器向所述的充电桩发送预定车位信息；
(2)所述的充电桩锁定，并根据该预定车位信息周期性地查询充电桩附近是否存在预定该充电桩的车辆；
(3)如果充电桩附近存在预定该充电桩的车辆，则所述的充电桩待该车辆到达预定位置后给所述的车辆充电；然后继续步骤(5)；
(4)如果充电桩附近不存在预定该充电桩的车辆，则继续步骤(2)；
(5)所述的充电桩判断所述的车辆充电是否完毕；
(6)如果所述的车辆充电完毕，则所述的充电站服务器根据所述的充电桩的充电服务向所述的用户收费；
(7)如果所述的车辆充电未完毕，则继续步骤(5)。
进一步地，所述的预定车位信息包括用户ID、RFID reader ID以及RFID tag ID所述的步骤(1)具体包括以下步骤：
(1.1)所述的用户通过移动智能终端向充电站服务器发送预定车位信息；
(1.2)所述的充电站服务器根据该预定车位信息的RFID reader ID向特定的充电桩发送该预定车位信息；
(1.3)所述的充电桩更新该充电桩内部存储的预定车辆列表，并将该充电桩标注为预定状态。
进一步地，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：
(2.1)所述的充电站服务器根据所述的预定车位信息锁定特定的充电桩；
(2.2)所述的充电桩周期性地查询充电桩附近是否存在预定该充电桩的车辆；
(2.3)如果所述的充电桩附近存在预定该充电桩的车辆，则所述的充电桩判断该充电桩在连续的数个查询周期中是否持续查询到该车辆；
(2.4)如果所述的充电桩在连续的数个查询周期中持续查询到该车辆，则返回充电桩附近存在预定该充电桩的车辆的结果；
(2.5)如果所述的充电桩在连续的数个查询周期中未持续查询到该车辆，则继续步骤(2.2)；
(2.6)如果所述的充电桩附近不存在预定该充电桩的车辆，则返回所述的充电桩附近不存在预定该充电桩的车辆的结果。
进一步地，所述的***还包括地锁，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：
(3.1)所述的充电桩关闭地锁；
(3.2)所述的充电桩判断该车辆是否到达预定车位；
(3.3)如果该车辆到达预定车位，则所述的充电桩开启一定时器，并判断用户是否开始允许该充电桩给该车辆充电；
(3.4)如果该充电桩开始给该车辆充电，则继续步骤(5)；
(3.5)如果该充电桩未开始给该车辆充电，则所述的充电桩判断所述的定时器的是否到时；
(3.6)如果所述的定时器到时，则所述的充电桩关闭；
(3.7)如果所述的定时器未到时，则继续步骤(3.3)；
(3.8)如果所述的车辆未到达预定车位，则继续步骤(3.2)。
进一步地，所述的步骤(6)具体包括以下步骤：
(6.1)所述的充电桩向所述的充电站服务器发送充电完成信息；
(6.2)所述的充电站服务器根据该充电完成信息生成本次充电账单，并将该充电账单发送至用户的移动智能终端；
(6.3)所述的移动智能终端根据所述的充电站服务器发送的充电账单进行付款。
进一步地，所述的步骤(6)之后还包括以下步骤：
(6.a)所述的充电桩周期性地查询充电桩附近是否存在预定该充电桩的车辆；
(6.b)如果所述的充电桩附近存在预定该充电桩的车辆，则所述的充电桩判断该充电桩在连续的数个查询周期中是否持续查询到该车辆；
(6.c)如果所述的充电桩在连续的数个查询周期中持续查询到该车辆，则所述的车辆未离开与该充电桩相对应的车位；
(6.d)如果所述的充电桩在连续的数个查询周期中未持续查询到该车辆，则所述的车辆未离开与该充电桩相对应的车位，所述的充电桩开启地锁；
(6.e)如果所述的充电桩附近不存在预定该充电桩的车辆，则所述的车辆未离开与该充电桩相对应的车位，所述的充电桩开启地锁。
采用了该发明中的基于RFID的车辆智能充电控制***及方法，可以自动的侦测车辆在停车位停靠，驶离，并依据车辆的状态自动开启/关闭车位地锁以及充电桩的充电装置，其具有以下有益的技术效果：
(1)通过网络远端预定车位及充电桩，以及进行自动结算。
(2)自动侦测车辆在停车位的停靠和离开。
(3)依据车辆的状态，自动开启关闭充电装置，对车辆进行充电或断电。
(4)利用RFID reader上的网络接口柔性设置RFID的查询周期，方便用户更新相关配置。
附图说明
图1为本发明的基于RFID的车辆智能充电的控制方法的步骤流程图。
图2为本发明的充电桩的自动充电服务的步骤流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
请参阅图1至图2所示，为了解决大型充电站在电动汽车充电桩管理中出现的用户体验差，效率低下，以及非法充电的问题，本发明涉及电动汽车智能管理***，尤其涉及利用RFID装置，包括RFID reader和RFID tag，进行充电车辆自动侦测识别，自动管理停车位地锁，自动管理充电装置，并自动进行预定及付款。在本发明中，在停车位的充电桩上安装RFID reader，在车辆上安装RFID tag。
在RFID tag中设立Flag用于明确指示此RFID为车辆标识，以避免被其他的RFIDreader误读并用于其他目的。
在RFID reader中维护一张表格，用于记载所侦测到的每一张注册的RFID tag对应车辆的状态(预定，充电)。该状态描述也可以使用0或1以及其他方式代替。
在手机上安装APP，利用APP访问充电站服务器，在充电站服务器上选定相关车位及充电桩，并将车辆的RFID tag发送至该充电站服务器。在另外的一种实施方式中，可以通过web方式访问充电站服务器。充电站服务器将该车位/充电桩与车辆的RFID tag相关联，并通过网络发送到充电桩的RFID reader，由RFID reader更新预定车辆列表。
充电桩的RFID Reader在其RF覆盖范围内定期查询车辆的RFID tag信息，来辨识车位上或附近车辆是否是关联车辆，并依据此判断闭合/开启地锁，以及开启/关闭充电设施。
本发明的重点是如何利用安装在充电桩的RFID reader，安装在电动汽车上的RFID tag，以及后台的充电站服务器，形成一个智能充电计费***，完成从预订，识别，关闭/开启地锁，关闭/开启充电装置，计费，付费等一系列的过程。此外，本发明利用RFID技术，根据选用的RFID reader的不同种类，可以实现从几米到上百米的工作距离上对用户进行自动识别，同时自动开放/关闭停车位和充电装置，能彻底实现自动管理。
如果充电桩的RFID reader在某个查询周期中，从一个注册的RFID tag上收到了查询响应，而且在接下来的几轮查询周期中持续收到此RFID tag的查询响应，那么判定此RFID tag对应的车辆已经靠近车位，并等待进入车位。RFID reader将通过控制电路启动控制器，控制地锁关闭，等待车辆进入停车位，同时开启充电装置，允许对该车辆充电。如果在规定时间内，用户未启动对该车辆的充电，充电桩判断用户无充电意愿，将关闭充电装置，避免被盗用。
如果充电桩的RFID reader在某个查询周期中，从一个注册的RFID tag上收到了查询响应，但是在接下来的几轮查询周期中没有收到此RFID tag的查询响应，那么判定此RFID tag对应的车辆驶离车位。RFID reader将通过控制电路启动控制器，控制地锁开启，锁定停车位，禁止其他车辆进入，同时关闭充电装置，禁止对任何汽车充电。
如果充电桩的RFID reader一直未收到注册的RFID tag的查询响应，那么判定此RFID tag对应的车辆不在附近。RFID reader将维持地锁开启，保证停车位处于锁定状态，并保持充电装置处于关闭状态。并在一段时间后，通知充电站预定服务器取消预定。
充电完毕，车辆驶离车位，RFID reader将充电信息发送至充电站预定服务器，进行计费及结算。充电站预定服务器发送账单至用户，由用户进行付款。
请参阅图1并结合图2所示，本发明基于RFID的车辆智能充电控制***及方法基于以下配置进行实施：
(1)每辆车辆都配备有RFID tag，能唯一标识车辆。
(2)RFID reader安装在停车位充电桩，能电源供电并配有无线或有线网络接口用于和远程数据服务器相连。
(3)用户终端安装有相关应用软件APP，可以与远程数据服务器相连，进行预定及付款操作。
(4)RFID reader被预先安装在停车位充电桩处，定期对RF覆盖范围内的RFID tag进行查询。此查询周期可以根据由停车场管理人员按实际情况随时进行调整。
在实际应用中，本发明的基于RFID的车辆智能充电的控制方法主要包括以下步骤：
(a)用户利用移动智能终端安装的APP，连接充电站服务器，在充电站服务器上选择并预定合适的车位及充电桩，以及预计到达时间点，并将其要进行充电的车辆的RFIDtag的UID(User ID)一起发送给该充电站服务器。
(b)充电站服务器接收用户订单，将该车位及充电桩标注为“预定”，并将用户车辆的RFID tag的UID发送给该预定车位及充电桩的RFID reader，并在将其状态标注为“预定”。
(c)充电桩的RFID reader接收车辆预定信息，包括车辆RFID tag的UID，更新预定车辆列表，并等待车辆到来。
(d)车辆驶近该预定停车位时，该停车位的充电桩上的RFID reader自动侦测车辆：
(e)如果充电桩的RFID reader在某个查询周期中，从一个注册的且标识为“预定”状态的RFID tag处接收到了查询响应，而且在接下来的几轮查询周期中持续收到此RFIDtag的查询响应，那么判定此RFID tag对应的车辆已经靠近车位，并等待进入车位。RFIDreader通过控制电路启动控制器，控制车位地锁关闭，等待车辆驶入停车位，同时开启充电装置，允许对该车辆充电。同时开启定时器，如果在规定时间内，用户未启动对该车辆的充电，充电桩判断用户无充电意愿，在定时器到期后关闭充电装置，避免被盗用。RFID reader同时将其维护的车辆状态表中的状态更新为“充电”。
(f)如果充电桩的RFID reader在某个查询周期中，从一个注册的且标识为“充电”状态的RFID tag上收到了查询响应，但是在接下来的几轮查询周期中没有收到此RFID tag的查询响应，那么判定此RFID tag对应的车辆驶离车位。RFID reader通过控制电路启动控制器，控制车位地锁开启，锁定停车位，禁止其他车辆进入，同时关闭充电装置，禁止对任何汽车充电。RFID reader将其维护的车辆状态表中的状态更新为“预定”。
(g)如果在预定到达的时间点，充电桩的RFID reader一直未收到注册的且标识为“预定”状态的RFID tag的查询响应，那么判定此RFID tag对应的车辆不在附近。RFIDreader将维持地锁开启，保证停车位处于锁定状态，并保持充电装置处于关闭状态。同时，RFID reader开启定时器，如果在定时器时间段内，还未收到注册的且标识为“预定”状态的RFID tag的查询响应，RFID reader将通过网络回复充电站预定***，取消预定，将该充电车位状态更新为“空闲”。
(h)车辆完成充电，驶离充电车位，充电桩的RFID reader自动侦测车辆驶离，开启地锁，关闭充电装置，并生成充电信息，同时将该车辆的RFID tag的UID连同充电信息(包括“预定”的状态信息，充电时长，充电方式等)，一起发送至充电站服务器。
(i)充电站服务器依据充电信息，生成账单，并通过网络发送至用户的移动智能终端上安装的APP。用户通过终端APP查收账单，进行付款。在另外的一种优选的额实施方式中，还可以通过第三方服务器进行付款。
采用了该发明中的基于RFID的车辆智能充电控制***及方法，可以自动的侦测车辆在停车位停靠，驶离，并依据车辆的状态自动开启/关闭车位地锁以及充电桩的充电装置，其具有以下有益的技术效果：
(1)通过网络远端预定车位及充电桩，以及进行自动结算。
(2)自动侦测车辆在停车位的停靠和离开。
(3)依据车辆的状态，自动开启关闭充电装置，对车辆进行充电或断电。
(4)利用RFID reader上的网络接口柔性设置RFID的查询周期，方便用户更新相关配置。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (7)
1.一种基于RFID的车辆智能充电控制***，其特征在于，所述的***包括：
移动智能终端，用以根据用户需要向充电站服务器发送预定车位信息并根据充电站服务器计算的费用进行结算；
充电站服务器，用以根据所述的移动智能终端发送的预定车位信息，锁定某一充电桩，并根据充电桩的充电服务计算充电费用；
安装有RFID reader的充电桩，用以识别预定该充电桩的车辆；以及
安装有RFID tag的车辆；
所述的***实现车辆智能充电的过程包括以下步骤：
(1)所述的移动智能终端通过充电站服务器向所述的充电桩发送预定车位信息；
(2)所述的充电桩锁定，并根据该预定车位信息周期性地查询充电桩附近是否存在预定该充电桩的车辆；
(3)如果充电桩附近存在预定该充电桩的车辆，则所述的充电桩待该车辆到达预定位置后给所述的车辆充电；然后继续步骤(5)；
(4)如果充电桩附近不存在预定该充电桩的车辆，则继续步骤(2)；
(5)所述的充电桩判断所述的车辆充电是否完毕；
(6)如果所述的车辆充电完毕，则所述的充电站服务器根据所述的充电桩的充电服务向所述的用户收费；
(7)如果所述的车辆充电未完毕，则继续步骤(5)；
所述的步骤(2)具体包括以下步骤：
(2.1)所述的充电站服务器根据所述的预定车位信息锁定特定的充电桩；
(2.2)所述的充电桩周期性地查询充电桩附近是否存在预定该充电桩的车辆；
(2.3)如果所述的充电桩附近存在预定该充电桩的车辆，则所述的充电桩判断该充电桩在连续的数个查询周期中是否持续查询到该车辆；
(2.4)如果所述的充电桩在连续的数个查询周期中持续查询到该车辆，则返回充电桩附近存在预定该充电桩的车辆的结果；
(2.5)如果所述的充电桩在连续的数个查询周期中未持续查询到该车辆，则继续步骤(2.2)；
(2.6)如果所述的充电桩附近不存在预定该充电桩的车辆，则返回所述的充电桩附近不存在预定该充电桩的车辆的结果。
2.根据权利要求1所述的基于RFID的车辆智能充电控制***，其特征在于，所述的***还包括地锁，用以在所述的充电桩被预定后开启以锁定该充电桩，并在预定该充电桩的车辆到达后关闭。
3.一种权利要求1或2所述的***实现车辆智能充电的控制方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)所述的移动智能终端通过充电站服务器向所述的充电桩发送预定车位信息；
(2)所述的充电桩锁定，并根据该预定车位信息周期性地查询充电桩附近是否存在预定该充电桩的车辆；
(3)如果充电桩附近存在预定该充电桩的车辆，则所述的充电桩待该车辆到达预定位置后给所述的车辆充电；然后继续步骤(5)；
(4)如果充电桩附近不存在预定该充电桩的车辆，则继续步骤(2)；
(5)所述的充电桩判断所述的车辆充电是否完毕；
(6)如果所述的车辆充电完毕，则所述的充电站服务器根据所述的充电桩的充电服务向所述的用户收费；
(7)如果所述的车辆充电未完毕，则继续步骤(5)；
所述的步骤(2)具体包括以下步骤：
(2.1)所述的充电站服务器根据所述的预定车位信息锁定特定的充电桩；
(2.2)所述的充电桩周期性地查询充电桩附近是否存在预定该充电桩的车辆；
(2.3)如果所述的充电桩附近存在预定该充电桩的车辆，则所述的充电桩判断该充电桩在连续的数个查询周期中是否持续查询到该车辆；
(2.4)如果所述的充电桩在连续的数个查询周期中持续查询到该车辆，则返回充电桩附近存在预定该充电桩的车辆的结果；
(2.5)如果所述的充电桩在连续的数个查询周期中未持续查询到该车辆，则继续步骤(2.2)；
(2.6)如果所述的充电桩附近不存在预定该充电桩的车辆，则返回所述的充电桩附近不存在预定该充电桩的车辆的结果；
所述的预定车位信息包括用户ID、RFID reader ID以及RFID tag ID。
4.根据权利要求3所述的车辆智能充电的控制方法，其特征在于，所述的步骤(1)具体包括以下步骤：
(1.1)所述的用户通过移动智能终端向充电站服务器发送预定车位信息；
(1.2)所述的充电站服务器根据该预定车位信息的RFID reader ID向特定的充电桩发送该预定车位信息；
(1.3)所述的充电桩更新该充电桩内部存储的预定车辆列表，并将该充电桩标注为预定状态。
5.根据权利要求3所述的车辆智能充电的控制方法，其特征在于，所述的***还包括地锁，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：
(3.1)所述的充电桩关闭地锁；
(3.2)所述的充电桩判断该车辆是否到达预定车位；
(3.3)如果该车辆到达预定车位，则所述的充电桩开启一定时器，并判断用户是否开始允许该充电桩给该车辆充电；
(3.4)如果该充电桩开始给该车辆充电，则继续步骤(5)；
(3.5)如果该充电桩未开始给该车辆充电，则所述的充电桩判断所述的定时器的是否到时；
(3.6)如果所述的定时器到时，则所述的充电桩关闭；
(3.7)如果所述的定时器未到时，则继续步骤(3.3)；
(3.8)如果所述的车辆未到达预定车位，则继续步骤(3.2)。
6.根据权利要求3所述的车辆智能充电的控制方法，其特征在于，所述的步骤(6)具体包括以下步骤：
(6.1)所述的充电桩向所述的充电站服务器发送充电完成信息；
(6.2)所述的充电站服务器根据该充电完成信息生成本次充电账单，并将该充电账单发送至用户的移动智能终端；
(6.3)所述的移动智能终端根据所述的充电站服务器发送的充电账单进行付款。
7.根据权利要求3所述的车辆智能充电的控制方法，其特征在于，所述的步骤(6)之后还包括以下步骤：
(6.a)所述的充电桩周期性地查询充电桩附近是否存在预定该充电桩的车辆；
(6.b)如果所述的充电桩附近存在预定该充电桩的车辆，则所述的充电桩判断该充电桩在连续的数个查询周期中是否持续查询到该车辆；
(6.c)如果所述的充电桩在连续的数个查询周期中持续查询到该车辆，则所述的车辆未离开与该充电桩相对应的车位；
(6.d)如果所述的充电桩在连续的数个查询周期中未持续查询到该车辆，则所述的车辆未离开与该充电桩相对应的车位，所述的充电桩开启地锁；
(6.e)如果所述的充电桩附近不存在预定该充电桩的车辆，则所述的车辆未离开与该充电桩相对应的车位，所述的充电桩开启地锁。
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