本發明是申請號為201610123579x、申請日為2016年3月6日、發明名稱為“一種基于藍牙的無線抄表裝置”的專利的分案申請。

本發明涉及電力領域，尤其涉及一種基于藍牙的無線抄表裝置。

背景技術：

目前，我國電力行業的抄表方式主要為無線遠程集抄和人工抄表，這兩種抄表方式都依賴專用的硬件設備，需要定制產品。市場上的智能手持終端，如平板電腦和智能手機等，它們價格低廉、操作靈敏、接口多樣、體積小巧，但都無紅外抄表端口，若增加電力系統專用的紅外接口會增大設備的體積和制造成本。

技術實現要素：

根據本發明的一方面，提供了一種基于藍牙的無線抄表裝置，設置于基于北斗星導航的電動汽車，所述電動汽車包括飛思卡爾mc9s12芯片、頻分雙工通信設備、北斗星定位儀和行駛控制設備，北斗星定位儀用于對電動汽車和電動汽車附近充電站進行定位，頻分雙工通信設備用于接收電動汽車附近充電站的使用情況以及電動汽車附近充電站所分別對應的各個路段的擁堵程度，飛思卡爾mc9s12芯片與頻分雙工通信設備、北斗星定位儀和行駛控制設備分別連接，用于基于頻分雙工通信設備和北斗星定位儀的輸出控制行駛控制設備以驅動電動汽車的行駛。

更具體地，在所述基于北斗星導航的電動汽車中，包括：頻分雙工通信設備，設置在電動汽車的外側，用于基于電動汽車的當前北斗星導航位置從遠端的充電站管理服務器處接收電動汽車的當前北斗星導航位置附近各個充電站的占用百分比，還從遠端的交通管理服務器處接收抵達當前北斗星導航位置附近各個充電站所分別對應的各個路段的擁堵程度；北斗星定位儀，用于接收北斗星導航定位衛星實時發送的、電動汽車的當前北斗星導航位置，還用于接收北斗星導航電子地圖中、電動汽車的當前北斗星導航位置附近各個充電站的北斗星導航位置；速度電機控制器，設置在電動汽車的前端儀表盤內，用于接收驅動速度，并基于驅動速度確定速度電機控制信號；速度電機驅動器，設置在電動汽車的驅動車輪上方，與速度電機控制器和速度電機分別連接，用于接收速度電機控制信號，并基于速度電機控制信號確定速度電機驅動信號；速度電機，設置在電動汽車的驅動車輪上方，與速度電機驅動器和電動汽車的驅動車輪分別連接，用于接收速度電機驅動信號，并基于速度電機驅動信號確定自身的轉速，以控制電動汽車的驅動車輪的行進速度；電量檢測設備，設置在電動汽車的蓄電池上，用于檢測蓄電池的實時剩余電量；行駛控制設備，設置在電動汽車上，與電動汽車的方向電機控制器和速度電機控制器連接，用于接收位置控制信號，基于位置控制信號確定方向驅動信號和速度驅動信號，基于位置控制信號確定驅動方向和驅動速度，并將驅動方向和驅動速度分別發送給方向電機控制器和速度電機控制器；充電樁檢測設備，用于對電動汽車前方景象進行拍攝以獲得前方圖像，并對前方圖像進行圖像識別以確定前方是否存在充電樁，相應地，發出存在充電樁信號或不存在充電樁信號；超聲波檢測設備，設置在電動汽車前部，用于檢測電動汽車前部距離充電樁的實時相差距離；zigbee通信設備，設置在電動汽車上，用于與充電樁的zigbee通信接口進行握手操作，握手成功則發出充電樁合格信號，握手失敗則發出充電樁不合格信號；自動充電設備，設置在電動汽車上，包括定位器、位移驅動器、機械手和充電頭，定位器、位移驅動器和充電頭都設置在機械手上，定位器用于檢測機械手與充電樁的充電插座之間的相對距離，位移驅動器與定位器連接，用于基于相對距離驅動機械手前往充電樁的充電插座，機械手用于在抵達充電樁的充電插座后將充電頭插入充電樁的充電插座中；飛思卡爾mc9s12芯片，與頻分雙工通信設備、電量檢測設備、行駛控制設備、北斗星定位儀、充電樁檢測設備、超聲波檢測設備、zigbee通信設備和自動充電設備分別連接，當實時剩余電量小于等于第一預設電量閾值時，進入自動導航模式；其中，飛思卡爾mc9s12芯片在自動導航模式中，啟動頻分雙工通信設備、北斗星定位儀和充電樁檢測設備，從北斗星定位儀處接收當前北斗星導航位置和附近各個充電站的北斗星導航位置，將當前北斗星導航位置發送給頻分雙工通信設備以獲得附近各個充電站的占用百分比以及附近各個充電站分別對應的各個路段的擁堵程度，基于當前北斗星導航位置和附近各個充電站的北斗星導航位置確定當前北斗星導航位置到附近各個充電站的北斗星導航位置的各個充電站北斗星導航距離，基于每一個充電站對應的路段的擁堵程度、擁堵程度權重、附近每一個充電站的占用百分比、占用百分比權重、附近每一個充電站的北斗星導航距離和距離權重計算附近每一個充電站的便利程度，擁堵程度越低，便利程度越高，占用百分比越低，便利程度越高，北斗星導航距離越短，便利程度越高，選擇便利程度最高的附近充電站作為目標充電站；飛思卡爾mc9s12芯片還基于當前北斗星導航位置和目標充電站的北斗星導航位置確定位置控制信號，將位置控制信號發送給行駛控制設備以控制電動汽車前往預存電子地圖中最近充電站，當從充電樁檢測設備處接收到存在充電樁信號時，啟動超聲波檢測設備和zigbee通信設備；擁堵程度權重、占用百分比權重、距離權重、第一預設電量閾值、第二預設電量閾值和預設距離閾值均為預設固定數值。

更具體地，在所述基于北斗星導航的電動汽車中：飛思卡爾mc9s12芯片在接收到充電樁合格信號且實時相差距離小于等于預設距離閾值時，啟動自動充電設備以將充電頭插入充電樁的充電插座中，飛思卡爾mc9s12芯片退出自動導航模式。

更具體地，在所述基于北斗星導航的電動汽車中，還包括：sd存儲卡，設置在電動汽車的前端儀表盤內，用于預先存儲擁堵程度權重、占用百分比權重、距離權重、第一預設電量閾值、第二預設電量閾值和預設距離閾值。

更具體地，在所述基于北斗星導航的電動汽車中：飛思卡爾mc9s12芯片在實時剩余電量大于等于第二預設電量閾值，控制自動充電設備的機械手以將充電頭拔離充電樁的充電插座。

更具體地，在所述基于北斗星導航的電動汽車中：第二預設電量閾值大于第一預設電量閾值。

附圖說明

以下將結合附圖對本發明的實施方案進行描述，其中：

圖1為根據本發明實施方案示出的基于北斗星導航的電動汽車的結構方框圖。

附圖標記：1飛思卡爾mc9s12芯片；2頻分雙工通信設備；3北斗星定位儀；4行駛控制設備

具體實施方式

下面將參照附圖對本發明的基于北斗星導航的電動汽車的實施方案進行詳細說明。

1990年代開始各個主要的汽車生產廠家開始關注電動汽車的未來發展并且開始投入資金和技術在電動汽車領域。在1990年1月的洛杉磯汽車展上，通用汽車的總裁向全球推介impact純電動轎車。1992年福特汽車使用鈣硫電池的ecostar,1996年豐田汽車使用鎳氫電池的rav4lev，1996年法國雷諾汽車的clio,1997年豐田的prius混合動力轎車下線，1997年日產汽車世界上第一輛使用鋰離子電池的電動汽車prairiejoyev,1999年本田汽車發布、銷售混合動力insight。

當前，電動汽車雖然開始進入千家萬戶，但是仍過多依賴人工操作，自動化水平較低，尤其在電動汽車電量不足時，無法自動搜索到合適的充電樁以及合適的充電站并自動前往，也無法在充電現場實現全自動化式電子充電，這與電動汽車智能化的趨勢不相符合。

為了克服上述不足，本發明搭建了一種基于北斗星導航的電動汽車，在現有的電動汽車上增加一些高精度、有針對性的電子輔助設備，幫助電動汽車自動搜索充電站、自動識別最近的充電樁并自動驅動電動汽車前往最近的充電樁以實現自動充電，整個過程不需要任何人工操作，極大地提供了電動汽車的自動化水平。

圖1為根據本發明實施方案示出的基于北斗星導航的電動汽車的結構方框圖，所述電動汽車包括飛思卡爾mc9s12芯片、頻分雙工通信設備、北斗星定位儀和行駛控制設備，北斗星定位儀用于對電動汽車和電動汽車附近充電站進行定位，頻分雙工通信設備用于接收電動汽車附近充電站的使用情況以及電動汽車附近充電站所分別對應的各個路段的擁堵程度，飛思卡爾mc9s12芯片與頻分雙工通信設備、北斗星定位儀和行駛控制設備分別連接，用于基于頻分雙工通信設備和北斗星定位儀的輸出控制行駛控制設備以驅動電動汽車的行駛。

接著，繼續對本發明的基于北斗星導航的電動汽車的具體結構進行進一步的說明。

所述電動汽車包括：頻分雙工通信設備，設置在電動汽車的外側，用于基于電動汽車的當前北斗星導航位置從遠端的充電站管理服務器處接收電動汽車的當前北斗星導航位置附近各個充電站的占用百分比，還從遠端的交通管理服務器處接收抵達當前北斗星導航位置附近各個充電站所分別對應的各個路段的擁堵程度。

所述電動汽車包括：北斗星定位儀，用于接收北斗星導航定位衛星實時發送的、電動汽車的當前北斗星導航位置，還用于接收北斗星導航電子地圖中、電動汽車的當前北斗星導航位置附近各個充電站的北斗星導航位置；速度電機控制器，設置在電動汽車的前端儀表盤內，用于接收驅動速度，并基于驅動速度確定速度電機控制信號；速度電機驅動器，設置在電動汽車的驅動車輪上方，與速度電機控制器和速度電機分別連接，用于接收速度電機控制信號，并基于速度電機控制信號確定速度電機驅動信號。

所述電動汽車包括：速度電機，設置在電動汽車的驅動車輪上方，與速度電機驅動器和電動汽車的驅動車輪分別連接，用于接收速度電機驅動信號，并基于速度電機驅動信號確定自身的轉速，以控制電動汽車的驅動車輪的行進速度。

所述電動汽車包括：電量檢測設備，設置在電動汽車的蓄電池上，用于檢測蓄電池的實時剩余電量；行駛控制設備，設置在電動汽車上，與電動汽車的方向電機控制器和速度電機控制器連接，用于接收位置控制信號，基于位置控制信號確定方向驅動信號和速度驅動信號，基于位置控制信號確定驅動方向和驅動速度，并將驅動方向和驅動速度分別發送給方向電機控制器和速度電機控制器。

所述電動汽車包括：充電樁檢測設備，用于對電動汽車前方景象進行拍攝以獲得前方圖像，并對前方圖像進行圖像識別以確定前方是否存在充電樁，相應地，發出存在充電樁信號或不存在充電樁信號；超聲波檢測設備，設置在電動汽車前部，用于檢測電動汽車前部距離充電樁的實時相差距離。

所述電動汽車包括：zigbee通信設備，設置在電動汽車上，用于與充電樁的zigbee通信接口進行握手操作，握手成功則發出充電樁合格信號，握手失敗則發出充電樁不合格信號。

所述電動汽車包括：自動充電設備，設置在電動汽車上，包括定位器、位移驅動器、機械手和充電頭，定位器、位移驅動器和充電頭都設置在機械手上，定位器用于檢測機械手與充電樁的充電插座之間的相對距離，位移驅動器與定位器連接，用于基于相對距離驅動機械手前往充電樁的充電插座，機械手用于在抵達充電樁的充電插座后將充電頭插入充電樁的充電插座中。

所述電動汽車包括：飛思卡爾mc9s12芯片，與頻分雙工通信設備、電量檢測設備、行駛控制設備、北斗星定位儀、充電樁檢測設備、超聲波檢測設備、zigbee通信設備和自動充電設備分別連接，當實時剩余電量小于等于第一預設電量閾值時，進入自動導航模式。

其中，飛思卡爾mc9s12芯片在自動導航模式中，啟動頻分雙工通信設備、北斗星定位儀和充電樁檢測設備，從北斗星定位儀處接收當前北斗星導航位置和附近各個充電站的北斗星導航位置，將當前北斗星導航位置發送給頻分雙工通信設備以獲得附近各個充電站的占用百分比以及附近各個充電站分別對應的各個路段的擁堵程度，基于當前北斗星導航位置和附近各個充電站的北斗星導航位置確定當前北斗星導航位置到附近各個充電站的北斗星導航位置的各個充電站北斗星導航距離，基于每一個充電站對應的路段的擁堵程度、擁堵程度權重、附近每一個充電站的占用百分比、占用百分比權重、附近每一個充電站的北斗星導航距離和距離權重計算附近每一個充電站的便利程度，擁堵程度越低，便利程度越高，占用百分比越低，便利程度越高，北斗星導航距離越短，便利程度越高，選擇便利程度最高的附近充電站作為目標充電站。

其中，飛思卡爾mc9s12芯片還基于當前北斗星導航位置和目標充電站的北斗星導航位置確定位置控制信號，將位置控制信號發送給行駛控制設備以控制電動汽車前往預存電子地圖中最近充電站，當從充電樁檢測設備處接收到存在充電樁信號時，啟動超聲波檢測設備和zigbee通信設備；擁堵程度權重、占用百分比權重、距離權重、第一預設電量閾值、第二預設電量閾值和預設距離閾值均為預設固定數值。

可選地，在所述電動汽車中：飛思卡爾mc9s12芯片在接收到充電樁合格信號且實時相差距離小于等于預設距離閾值時，啟動自動充電設備以將充電頭插入充電樁的充電插座中，飛思卡爾mc9s12芯片退出自動導航模式；所述電動汽車還可以包括：sd存儲卡，設置在電動汽車的前端儀表盤內，用于預先存儲擁堵程度權重、占用百分比權重、距離權重、第一預設電量閾值、第二預設電量閾值和預設距離閾值；飛思卡爾mc9s12芯片在實時剩余電量大于等于第二預設電量閾值，控制自動充電設備的機械手以將充電頭拔離充電樁的充電插座；以及第二預設電量閾值大于第一預設電量閾值。

另外，北斗衛星導航系統是中國自行研制的全球衛星定位與通信系統(bds)，是繼美全球定位系統(gps)和俄羅斯glonass之后第三個成熟的衛星導航系統。系統由空間端、地面端和用戶端組成，可在全球范圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務，并具短報文通信能力，已經初步具備區域導航、定位和授時能力，定位精度優于20m，授時精度優于100ns。2012年12月27日，北斗系統空間信號接口控制文件正式版正式公布，北斗導航業務正式對亞太地區提供無源定位、導航、授時服務。

采用本發明的基于北斗星導航的電動汽車，針對現有技術電動汽車無法在剩余電量不足的情況下自動完成充電的技術問題，通過電量檢測設備對電動汽車剩余電量進行實時檢測，通過北斗星導航設備、行駛控制設備和充電樁檢測設備對電動汽車進行附近合適充電站和充電樁的定位，并通過zigbee通信設備與充電樁進行握手操作，通過自動充電設備完成對電動汽車的充電，整個過程全自動進行，無需任何人工手段干預。

可以理解的是，雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發明。對于任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本發明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發明技術方案保護的范圍內。