CN209298935U - 智能移动电源租赁的充电控制电路结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能移动电源租赁的充电控制电路结构，包括有一微控制器、一I2C总线、至少两I2C信号开关芯片、一通讯模块、至少两用于连接移动电源的槽位充电电路、至少两驱动电路以及至少两锁固机构；通讯模块和驱动电路分别连接微控制器，微控制器通过I2C总线与槽位充电电路进行通信，I2C总线通过I2C信号开关芯片连接槽位充电电路，I2C总线的从地址保持一致；微控制器控制I2C信号开关芯片的闭合，实现每次只获取一槽位充电电路上移动电源的信息；借此，其通过每一槽位充电电路配置有一I2C信号开关芯片，使得微控制器可以动态插拔访问相同从地址的移动电源，获得移动电源信息。

Description

智能移动电源租赁的充电控制电路结构

技术领域

本实用新型涉及移动电源租赁技术领域，尤其是指一种智能移动电源租赁的充电控制电路结构。

背景技术

现有的移动电源租赁一般包括微控制器和槽位充电电路，所述微控制器一般通过I2C总线与移动电源（从器件）进行通讯。同一组I2C总线挂载的从器件，从地址必须保证不相同才能在被寻址时候正常与主器件进行通讯；如果两个或多个微控制器同时初始化数据传输，可以通过冲突检测和仲裁防止数据破坏。

通常，移动电源租赁设备设置有一个微控制器和多个充电槽位（以10个槽位举例），由于移动电源的I2C从器件地址完全一样，则微控制器需要10组I2C总线，每组I2C总线外挂一个移动电源从器件，才能满足每组I2C总线的一个从地址对应唯一的从器件，确保微控制器每次寻址均能成功且数据交互。以上I2C通讯方式不能满足动态插拔访问相同从地址的移动电源，尤其是，多组I2C总线，会导致布线结构复杂，成本高。

还有，现有的移动电源租赁设备在归还移动电源时，需辨别物理接触点正反方向，导致归还不方便，影响用户使用体验；同时，现有的租借或归还移动电源时的数据交互速度慢。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术所存在不足，主要目的在于提供一种智能移动电源租赁的充电控制电路结构，其通过每一槽位充电电路配置有一I2C信号开关芯片，使得微控制器可以动态插拔访问相同从地址的移动电源，获得移动电源信息。

为实现上述之目的，本实用新型采取如下技术方案：

一种智能移动电源租赁的充电控制电路结构，包括有一微控制器、一I2C总线、至少两I2C信号开关芯片、一通讯模块、至少两用于连接移动电源的槽位充电电路、至少两驱动电路以及用于锁固移动电源于槽位内的至少两锁固机构；

所述通讯模块和驱动电路分别连接微控制器，所述微控制器通过I2C总线与槽位充电电路进行通信，所述I2C总线通过I2C信号开关芯片连接槽位充电电路，所述I2C总线的从地址保持一致；

所述微控制器控制I2C信号开关芯片的闭合，实现每次只获取一槽位充电电路上移动电源的信息；当获取移动电源的信息后，所述微控制器控制I2C信号开关芯片的断开；每一驱动电路驱动连接相应的一锁固机构以锁固或解锁移动电源。

作为一种优选方案，所述槽位充电电路于I2C总线连接的通信接口为槽位充电电路的SDA接口和SCL接口，所述I2C信号开关芯片具有第一输出端和第二输出端，所述第一输出端连接SDA接口，第二输出端连接SCL接口；

当微控制器多次不能获取槽位充电电路上移动电源的信息，则微控制器控制I2C信号开关芯片工作，使得第一输出端输出SCL信号至SCL接口，第二输出端输出SDA信号至SDA接口。

作为一种优选方案，还包括有槽位行程开关，所述槽位行程开关连接于微控制器，以检测移动电源是否对接到槽位内充电。

作为一种优选方案，还包括有槽位LED指示灯，微控制器接收槽位行程开关的信号后，控制槽位LED指示灯的工作。

作为一种优选方案，所述驱动电路为电磁铁控制电路，所述锁固机构包括电磁铁，所述电磁铁控制电路驱动连接电磁铁。

作为一种优选方案，所述通讯模块为4G模块。

作为一种优选方案，所述4G模块连接有SIM卡，所述4G模块依次双向信号电连接有RF射频模块、天线。

作为一种优选方案，还包括有用于将DC5V电压转为3.8V电压的稳压电路，所述微控制器还连接稳压电路，稳压电路的输出端连接4G模块，所述微控制器通过IO口控制稳压电路输出3.8V电压至4G模块，以在4G模块出现通讯异常情况下进行电源复位4G模块。

作为一种优选方案，所述4G模块通过电平转换芯片与微控制器连接，以实现两者数据交换。

作为一种优选方案，所述微控制器连接有显示屏，以将获取的移动电源信息显示出来。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言：其主要是通过每一槽位充电电路配置有一I2C信号开关芯片，使得微控制器可以动态插拔访问相同从地址的移动电源，获得移动电源信息；

其次是，微控制器通过I2C信号开关芯片切换微控制器与移动电源I2C的SDA端口和SCL端口物理连接，使得归还移动电源时不需要辨别物理接触点正反方向，归还更方便，提高用户使用体验；

以及，通过4G模块，有利于提高数据交互效率。

附图说明

图1是本实用新型的整体控制电路结构示意图。

图2是本实用新型的I2C信号开关芯片结构示意图。

附图标号说明：

10、微控制器 11、稳压电路

20、I2C总线 30、I2C信号开关芯片

40、4G模块 41、电平转换芯片

42、RF射频模块 43、天线

44、SIM卡 50、移动电源

60、槽位充电电路 71、电磁铁控制电路

72、电磁铁 81、槽位行程开关

82、槽位LED指示灯。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步描述。

如图1至图2所示，本实用新型是一种智能移动电源50租赁的充电控制电路结构，包括有一微控制器10、一I2C总线20、至少两I2C信号开关芯片30、一通讯模块、至少两用于连接移动电源50的槽位充电电路60、至少两驱动电路以及用于锁固移动电源50于槽位内的至少两锁固机构，其中：

在本实施例中，微控制器10采用基于32bit ARM Cortex-M3的STM32F103XX系列单片机，微控制器10具有电源LDO芯片、复位电路、8MHz晶体、烧录相应的固件，使得微控制器10正常工作运行；微控制器10收到远程升级固件命令时，将后台发送的固件写入至微控制器10的SPI Flash，实现远程升级固件。

槽位设置有十个，相应地，槽位充电电路60也设置有十个。所述通讯模块和驱动电路分别连接微控制器10。优选地，所述通讯模块为4G模块40。所述控制器的外部连接有4G模块40，所述4G模块40作为微控制器10与云端服务器之间的数据中转站，负责建立无线网络TCP/IP实现数据透传功能。所述4G模块40连接有SIM卡44，所述4G模块40依次双向信号电连接有RF射频模块42、天线43。

所述4G模块40通过电平转换芯片41与微控制器10连接，以实现两者数据交换；所述电平转换芯片41能够将1.8V转为3.3V电平，4G模块40将数据通过二线制TXD/RXD经过电平转换芯片41与微控制器10的RXD/TXD进行数据交换，其串口波特率为38400。

还包括有用于将DC5V电压转为3.8V电压的稳压电路11，所述微控制器10还连接稳压电路11，稳压电路11的输出端连接4G模块40，所述微控制器10通过IO口控制稳压电路11输出3.8V电压至4G模块40，以在4G模块40出现通讯异常情况下进行电源复位4G模块40。

所述微控制器10通过I2C总线20与槽位充电电路60进行通信，微控制器10均通过约定的协议控制每个槽位移动电源50的充电、锁定5V、解锁5V、接触保护等状态。所述I2C总线20通过I2C信号开关芯片30连接槽位充电电路60，所述I2C总线20的从地址保持一致；优选地，I2C信号开关芯片30的型号为TS5A623157DGSR。所述微控制器10连接有显示屏，以将获取的移动电源50信息显示出来。

所述微控制器10控制I2C信号开关芯片30的闭合，实现每次只获取一槽位充电电路60上移动电源50的信息；当获取移动电源50的信息后，所述微控制器10控制I2C信号开关芯片30的断开。在本实施例中，移动电源50为I2C从器件，且移动电源50的I2C从器件地址完全一样，因为本实用新型只采取一组I2C总线20，通过于每个槽位充电电路60上增加一个I2C信号开关芯片30，实现微控制器10每次寻址时只有一个槽位的移动电源50I2C从器件挂载于I2C总线20。获取完该槽位I2C从器件的移动电源50信息后，控制该槽位的I2C信号开关芯片30，使得I2C从器件无效于I2C总线20上。

每一驱动电路驱动连接相应的一锁固机构以锁固或解锁移动电源50，优选地，所述驱动电路为电磁铁72控制电路71，所述锁固机构包括电磁铁72，所述电磁铁72控制电路71驱动连接电磁铁72。

大致移动电源50借出原理如下：1、微控制器10判断是否有满足剩余电量不小于设定值(例如60%或75%或其它数值)的移动电源50；2、确定有满足条件的移动电源50后，微控制器10控制电磁铁72控制电路71来驱动电磁铁72往前伸出，进而解除对移动电源50的锁定；3、等待该移动电源50弹出，限定最长等待时间；4、当移动电源50弹出后，微控制器10控制电磁铁72控制电路71来驱动电磁铁72复位，同时，微控制器10控制下述槽位LED指示灯82闪烁2秒后关闭。

一组I2C总线20一般包括SDA数据线和SCL时钟线，所述槽位充电电路60于I2C总线20连接的通信接口为槽位充电电路60的SDA接口和SCL接口，所述I2C信号开关芯片30具有第一输出端和第二输出端，所述第一输出端连接SDA接口，第二输出端连接SCL接口；

移动电源50具有两充电接口，所述移动电源50的两充电接口分别与槽位充电电路60的SDA接口和SCL接口电连接，当微控制器10多次不能获取槽位充电电路60上移动电源50的信息，则微控制器10控制I2C信号开关芯片30工作，使得第一输出端输出SCL信号至SCL接口，第二输出端输出SDA信号至SDA接口，因此，可实现移动电源50与槽位之间物理触点不分方向连接。如图2所示，为I2C信号开关芯片30的电路原理图，所述I2C信号开关芯片30具有开关引脚1至开关引脚10，开关引脚2和开关引脚7连接，开关引脚4和开关引脚9连接，开关引脚10为前述第二输出端，开关引脚6为前述第一输出端。

还包括有槽位行程开关81和槽位LED指示灯82，所述槽位行程开关81连接于微控制器10，以检测移动电源50是否对接到槽位内充电，微控制器10通过侦测各个槽位行程开关81是否有效，来判定移动电源50是否***。微控制器10接收槽位行程开关81的信号后，控制槽位LED指示灯82的工作，此处为，为控制爱通过约定的协议读取已***的位于槽位的移动电源50的相关数据，确定该槽位LED指示灯82的状态。

接下来大致说明下获取槽位移动电源50信息的步骤：

1、微控制器10通过槽位行程开关81来判断是否有移动电源50***于相应的槽位；

2、当确定槽位存在移动电源50时，微控制器10通过I2C信号开关芯片30的闭合，实现微控制器10成功寻址该槽位的移动电源50的信号挂载于I2C总线20上，若寻址成功，则获取该槽位移动电源50的信息；若三次寻址不成功，则微控制器10控制I2C信号开关芯片30切换微控制器10与该槽位移动电源50的SDA、SCL物理连接后，再次寻址成功则访问移动电源50相关信息。

本实用新型设计要点在于：其主要是通过每一槽位充电电路配置有一I2C信号开关芯片，使得微控制器可以动态插拔访问相同从地址的移动电源，获得移动电源信息；

其次是，微控制器通过I2C信号开关芯片切换微控制器与移动电源I2C的SDA端口和SCL端口物理连接，使得归还移动电源时不需要辨别物理接触点正反方向，归还更方便，提高用户使用体验；

以及，通过4G模块，有利于提高数据交互效率。

以上所述，仅是本实用新型较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种智能移动电源租赁的充电控制电路结构，其特征在于：包括有一微控制器、一I2C总线、至少两I2C信号开关芯片、一通讯模块、至少两用于连接移动电源的槽位充电电路、至少两驱动电路以及用于锁固移动电源于槽位内的至少两锁固机构；

所述通讯模块和驱动电路分别连接微控制器，所述微控制器通过I2C总线与槽位充电电路进行通信，所述I2C总线通过I2C信号开关芯片连接槽位充电电路，所述I2C总线的从地址保持一致；

所述微控制器控制I2C信号开关芯片的闭合，实现每次只获取一槽位充电电路上移动电源的信息；当获取移动电源的信息后，所述微控制器控制I2C信号开关芯片的断开；每一驱动电路驱动连接相应的一锁固机构以锁固或解锁移动电源。

2.根据权利要求1所述智能移动电源租赁的充电控制电路结构，其特征在于：所述槽位充电电路于I2C总线连接的通信接口为槽位充电电路的SDA接口和SCL接口，所述I2C信号开关芯片具有第一输出端和第二输出端，所述第一输出端连接SDA接口，第二输出端连接SCL接口；

当微控制器多次不能获取槽位充电电路上移动电源的信息，则微控制器控制I2C信号开关芯片工作，使得第一输出端输出SCL信号至SCL接口，第二输出端输出SDA信号至SDA接口。

3.根据权利要求1所述智能移动电源租赁的充电控制电路结构，其特征在于：还包括有槽位行程开关，所述槽位行程开关连接于微控制器，以检测移动电源是否对接到槽位内充电。

4.根据权利要求3所述智能移动电源租赁的充电控制电路结构，其特征在于：还包括有槽位LED指示灯，微控制器接收槽位行程开关的信号后，控制槽位LED指示灯的工作。

5.根据权利要求1所述智能移动电源租赁的充电控制电路结构，其特征在于：所述驱动电路为电磁铁控制电路，所述锁固机构包括电磁铁，所述电磁铁控制电路驱动连接电磁铁。

6.根据权利要求1所述智能移动电源租赁的充电控制电路结构，其特征在于：所述通讯模块为4G模块。

7.根据权利要求6所述智能移动电源租赁的充电控制电路结构，其特征在于：所述4G模块连接有SIM卡，所述4G模块依次双向信号电连接有RF射频模块、天线。

8.根据权利要求6所述智能移动电源租赁的充电控制电路结构，其特征在于：还包括有用于将DC5V电压转为3.8V电压的稳压电路，所述微控制器还连接稳压电路，稳压电路的输出端连接4G模块，所述微控制器通过IO口控制稳压电路输出3.8V电压至4G模块，以在4G模块出现通讯异常情况下进行电源复位4G模块。

9.根据权利要求6所述智能移动电源租赁的充电控制电路结构，其特征在于：所述4G模块通过电平转换芯片与微控制器连接，以实现两者数据交换。

10.根据权利要求1所述智能移动电源租赁的充电控制电路结构，其特征在于：所述微控制器连接有显示屏，以将获取的移动电源信息显示出来。