本發(fā)明涉及一種通訊和城市智能交通控制技術，尤其是涉及一種低壓直流電力線載波通訊的城市公共電動自行車的充電控制系統(tǒng)。

背景技術：

公共自行車是解決短途點對點交通的一個有益補充，不僅方便了老百姓的近距離出行，而且投入小，還倡導了綠色、環(huán)保的出行方式。隨著各城市大力推廣公共自行車系統(tǒng)，公共自行車站點如雨后春筍般出現(xiàn)于大街小巷。

公共自行車終端設備包括鎖柱、公共自行車，用戶刷租賃卡，鎖柱解鎖公共自行車，用戶取車即可使用；用戶將車推入鎖柱，鎖柱自動鎖定自行車，用戶在刷租賃卡，還車成功。

目前，為了進一步便民服務，讓市民能夠節(jié)省體力，實現(xiàn)長距離的行車。城市公共電動自行車系統(tǒng)開始使用電動自行車，在一定程度上能夠帶來更好的用戶體驗。現(xiàn)有城市公共電動自行車租賃站點，電動自行車都是直接插在鎖車充電一體樁的市電插頭上進行充電，首先在鎖車充電一體樁上提供220v市電，在公共環(huán)境的使用過程中安全性難以保證，其次電動自行車的充電是人為操作的，可控性低，不便于管理。最后要在電動自行車上設置供電線經(jīng)濟性較差。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種結構設計合理、操作方便、安全系數(shù)高、可實現(xiàn)智能控制的低壓直流電力線載波通訊的公共電動自行車充電控制系統(tǒng)。

本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為：低壓直流電力線載波通訊的公共電動自行車充電控制系統(tǒng)，包括電動公共自行車、鎖車充電一體樁以及主控制器，其所述的公共自行車與鎖車充電一體樁之間通過正負極觸點連接，所述的主控制器連接鎖車充電一體樁并提供42v直流電源，所述的鎖車充電一體樁內(nèi)設置有樁內(nèi)主控模塊、鎖控模塊、讀卡模塊、樁內(nèi)電源模塊與樁內(nèi)載波通訊模塊，所述的樁內(nèi)載波通訊模塊連接鎖車充電一體樁的正負極觸點并與樁內(nèi)主控模塊進行交互，所述的公共自行車內(nèi)設置有相互連接的車內(nèi)主控模塊、車內(nèi)載波通訊模塊，所述的車內(nèi)載波通訊模塊連接自行車上的正負極觸點。

本發(fā)明進一步的優(yōu)選方案：所述的樁內(nèi)載波通訊模塊包括型號為pl3105c的芯片，42v直流電源連接芯片，所述的芯片發(fā)送信號通過功率放大電路、整流濾波電路到耦合電路，所述的耦合電路與正負極觸點連接，所述耦合電路發(fā)送信號通過接收電路到芯片。樁內(nèi)載波通訊模塊的芯片選用pl3105c，它除了集成直序擴頻通信的數(shù)字信號處理單元外，還集成了mcu內(nèi)核和ad轉換、定時器、串口等外圍單元。樁內(nèi)載波通訊模塊是實現(xiàn)電力載波信號與數(shù)字信號之間的相互轉換，它是整個電力載波通信的核心，它的特點和功能如下：兼主控制器和擴頻調(diào)制解調(diào)功能；dcsk擴頻調(diào)制和y-net自動組網(wǎng)技術，超強的電力線通信性能。

本發(fā)明進一步的優(yōu)選方案：所述的功率放大電路包括第一二極管、第二二極管、第五二極管、第四二極管、第一nmos管、第二nmos管、第一pmos管與第二pmos管，所述的芯片的第十四管腳輸出載波信號后通過兩路串聯(lián)的電容與電阻后分別連接到第四二極管的正極端、第五二極管的負極端，所述的第四二極管的正極端與第一pmos管的柵極連接，第四二極管的負極端與第一pmos管的源極連接，所述的第一pmos管的漏極與第一nmos管的源極連接，所述的第一pmos管的漏極與第一nmos管的漏極，所述的第一nmos的源極連接到第五二極管的正極端，所述的第二nmos管的柵極的與第二pmos管的柵極連接后連接到第一pmos管的漏極，第二nmos管的源極與第二pmos管的源極連接后連接到第五電容的一端，所述的第二nmos管的漏極與第一二極管的負極端連接，所述的第二pmos管的漏極端與第二二極管的正極端連接，所述的第一二極管正極與第二二極管負極連接后并連接到第五電容的一端，所述的第五電容的另一端通過第二電感后連接到耦合電路。功率放大電路將pl3105的第十四管腳輸出的載波信號進行功率放大以便耦合到電力線上發(fā)射出去，當芯片的載波功能被使能并處于發(fā)送狀態(tài)時，載波信號由芯片的第十四管腳輸出，輸出時接一個上拉電阻，載波輸出時第十四管腳點波形為0～5v變化的方波，其中含有豐富的諧波；經(jīng)過第一nmos管、第二nmos管、第一pmos管與第二pmos管組成的電路進行功率放大后，第十四管腳點的方波信號被放大為aout信號。由于放大后的aout處的信號富含諧波，為減少對電力線上的諧波污染，在耦合發(fā)送至電力線之前需進行濾波整形。經(jīng)第二電感、第五電容完成整形濾波后，發(fā)至耦合電路。

本發(fā)明進一步的優(yōu)選方案：所述的耦合電路包括變壓器，所述的變壓器的一端與鎖車充電一體樁的正負極觸點連接，所述的變壓器的另一端連接到接收電路。一般來說，要把擴頻載波信號耦合到電力線上，在電力線擴頻收發(fā)器與電力線之間需要一個耦合電路。耦合電路在電路中主要有三個作用：內(nèi)部的高頻耦合線圈實現(xiàn)強電側和弱電側的物理分離；內(nèi)部的高通濾波器保證高頻信號而阻斷電網(wǎng)工頻；實現(xiàn)阻抗匹配。

本發(fā)明進一步的優(yōu)選方案：所述的接收電路包括第一電阻、第六電容與第七電容，所述的第一電阻的一端連接到耦合電路，所述的第一電阻的另一端連接到第七電容的的一端，第七電容的另一端連接到芯片的第四十五管腳，所述的第六電容的兩端并聯(lián)有第一電感、第五二極管、第六二極管，所述的第五二極管的正極端與第七電容的一端連接，第六二極管的負極端與第七電容的一端連接。信號接收和信號發(fā)送之間由第一電阻隔離，在本地強信號下可以有效的吸收衰減，第一電感和第六電容組成了并聯(lián)諧振回路，該諧振回路是以擴頻信號的中心頻率為基準進行設計的，以完成對有效信號的帶通濾波。選擇第六電容的容值為1.5nf，計算得第一電感l(wèi)＝1.17mh。良好的選頻回路可以提高載波接收的靈敏度，接收的載波信號被第五二極管和第六二極管鉗位在0.7v，經(jīng)第七電容引到芯片的第四十五管腳，繼續(xù)進行后續(xù)處理。

本發(fā)明進一步的優(yōu)選方案：所述的公共自行車內(nèi)還設置有與車內(nèi)主控模塊連接的充電控制模塊、電機驅(qū)動模塊、車內(nèi)電源模塊。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于公共自行車與鎖車充電一體樁之間通過正負極觸點連接，僅需兩個觸點，無需另外通信線，鎖車充電一體樁與電動自行車即可實時通訊，兩者互相認證。公共電動自行車租賃基站中，鎖車充電一體樁內(nèi)無需接入市電，只需采用42v直流電，提高了安全性。租賃基站主控制器可實時獲取每個鎖車充電一體樁上電動自行車內(nèi)剩余電池容量，可統(tǒng)籌分配不同的充電電流，防止主電源過載。只有當“合法”的電動車插入時，充電觸點接通，開啟充電。電動車從樁上拉出時，充電觸點斷開，提高了安全性和可靠性。各鎖車充電一體樁，由租賃基站主控制器統(tǒng)一供電，供電線和通訊線合二為一，節(jié)約了成本。

附圖說明

圖1為城市公共電動自行車租賃站點；

圖2為充電鎖車樁與電動自信車結構示意圖；

圖3為樁內(nèi)載波通訊模塊的電路框圖；

圖4為芯片的管腳圖；

圖5為樁內(nèi)載波通訊模塊的電路圖；

圖6耦合電路圖；

圖7為接受電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發(fā)明作詳細的說明。

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1至圖7所示：低壓直流電力線載波通訊的公共電動自行車充電控制系統(tǒng)，包括電動公共自行車、鎖車充電一體樁1以及主控制器2，公共自行車與鎖車充電一體樁1之間通過正負極觸點10連接，主控制器2連接鎖車充電一體樁1并提供42v直流電源，鎖車充電一體樁1內(nèi)設置有樁內(nèi)主控模塊3、鎖控模塊4、讀卡模塊5、樁內(nèi)電源模塊6與樁內(nèi)載波通訊模塊7，樁內(nèi)載波通訊模塊7連接鎖車充電一體樁1的正負極觸點10并與樁內(nèi)主控模塊3進行交互，公共自行車內(nèi)設置有相互連接的車內(nèi)主控模塊8、車內(nèi)載波通訊模塊9，車內(nèi)載波通訊模塊9連接自行車上的正負極觸點10。

樁內(nèi)載波通訊模塊7包括型號為pl3105c的芯片，42v直流電源連接芯片，芯片發(fā)送信號通過功率放大電路11、整流濾波電路12到耦合電路13，耦合電路13與正負極觸點10連接，所述耦合電路13發(fā)送信號通過接收電路14到芯片。

功率放大電路11包括第一二極管d1、第二二極管d2、第五二極管d5、第四二極管d4、第一nmos管n1、第二nmos管n2、第一pmos管p1與第二pmos管p2，芯片的第十四管腳輸出載波信號后通過兩路串聯(lián)的電容與電阻后分別連接到第四二極管d4的正極端、第五二極管d5的負極端，第四二極管d4的正極端與第一pmos管p1的柵極連接，第四二極管d4的負極端與第一pmos管p1的源極連接，第一pmos管p1的漏極與第一nmos管n1的源極連接，第一pmos管p1的漏極與第一nmos管n1的漏極，第一nmos的源極連接到第五二極管d5的正極端，第二nmos管n2的柵極的與第二pmos管p2的柵極連接后連接到第一pmos管p1的漏極，第二nmos管n2的源極與第二pmos管p2的源極連接后連接到第五電容c5的一端，第二nmos管n2的漏極與第一二極管d1的負極端連接，第二pmos管p2的漏極端與第二二極管d2的正極端連接，第一二極管d1正極與第二二極管d2負極連接后并連接到第五電容c5的一端，第五電容c5的另一端通過第二電感后連接到耦合電路13。

耦合電路13包括變壓器tr2，變壓器tr2的一端與鎖車充電一體樁1的正負極觸點10連接，變壓器tr2的另一端連接到接收電路14。

接收電路14包括第一電阻r1、第六電容c6與第七電容c7，第一電阻r1的一端連接到耦合電路13，第一電阻r1的另一端連接到第七電容c7的的一端，第七電容c7的另一端連接到芯片的第四十五管腳，第六電容c6的兩端并聯(lián)有第一電感l(wèi)1、第五二極管d5、第六二極管d6，第五二極管d5的正極端與第七電容c7的一端連接，第六二極管d6的負極端與第七電容c7的一端連接。

公共自行車內(nèi)還設置有與車內(nèi)主控模塊8連接的充電控制模塊15、電機驅(qū)動模塊16、車內(nèi)電源模塊17。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。