基于LoRa的智能充電設(shè)備實現(xiàn)安全、便捷的電瓶車充電方案

隨著社會的發(fā)展，城市的交通擁堵問題日益凸顯。為了出行方便，節(jié)能減排的電瓶車、電動自行車成為許多人的出行選擇。不過，電瓶車雖具備經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、便捷等優(yōu)勢，卻也存在一個短板——續(xù)航里程不長。因此，多數(shù)電瓶車用戶都有在公共場所進(jìn)行快速充電的需求。

為了滿足廣大電瓶車用戶的需求，很多公共場所，如居民小區(qū)、工業(yè)園、科技園區(qū)、校園、商場、寫字樓等都在特定位置安裝了充電樁。然而，這些傳統(tǒng)的充電樁在安全、收費、人員管理等方面存在種種弊端，對用戶和運營方都不是最理想的選擇。尋找一種智能、安全、便捷的充電方案代替?zhèn)鹘y(tǒng)的充電樁成為當(dāng)務(wù)之急。

為了解決傳統(tǒng)充電方案中的諸多問題，博高信息推出了基于LoRa通信技術(shù)的智能充電解決方案，其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖如圖1所示。整個系統(tǒng)包括博高信息自主研發(fā)的“博高電管家”智能充電設(shè)備和博高電管家云平臺、基于LoRaWAN協(xié)議的網(wǎng)關(guān)、II型采集器、核心網(wǎng)服務(wù)器程序和智能電表。

該智能充電方案的核心是“博高電管家”智能充電設(shè)備（圖2），該設(shè)備內(nèi)置LoRa芯片，遵循LoRaWAN協(xié)議，配合基于LoRaWAN的網(wǎng)關(guān)和博高電管家云平臺使用，可以實現(xiàn)充電計量、開關(guān)控制、掃碼付費、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能，進(jìn)而可實現(xiàn)對電瓶車、電動自行車充電進(jìn)行遠(yuǎn)程智能管控。目前，“博高電管家”已被廣泛應(yīng)用于社區(qū)、園區(qū)、寫字樓、綜合市場、商場、工廠、醫(yī)院、學(xué)校等公共場所的非機動車停放場地。

圖1  博高信息智能充電解決方案網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

由于采用了LoRaWAN物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，相比傳統(tǒng)的充電插板和投幣式充電樁，博高信息智能充電解決方案在充電設(shè)備、充電過程的管理和控制方面實現(xiàn)了極大的改善。該方案具有以下功能特點：

1）精準(zhǔn)安全保護(hù)：充滿自停，保護(hù)電池，延長電池使用壽命；內(nèi)置電流監(jiān)測電路，遇過載、短路、漏電等異常情況可自動斷電；無人化管理，避免亂拉電線，可防止觸電并消除火災(zāi)隱患；

2）支付方便，人性化設(shè)計：微信/支付寶直接充值充電，也可刷卡消費，無需自備硬幣。設(shè)備提供語音操作提示和LED高亮顯示，便于用戶操作和查看。

3）遠(yuǎn)程監(jiān)管，放心消費：用戶可隨時隨地查詢電瓶車充電狀態(tài)，包括充電時長、充電進(jìn)度、計費方式、費用金額、歷史賬單等，并可及時收到充電異常告警信息，降低用戶對充電電量和資費的焦慮，改善充電體驗。

4）多種計費模式：臨充計費、包月計費、按電量計費、按功率計費，解決用戶收費不平等的問題，同時提高運營方的整體充電收益。

5）用戶利益保障：插頭拔出插座后秒斷電，有效防止竊電；可根據(jù)充電功率自動判斷收費標(biāo)準(zhǔn)，收費公平合理；具備斷電記憶功能，停電后再次上電可以自動啟動斷電前的充電狀態(tài)，避免因誤拔抽頭導(dǎo)致用戶充電費用被浪費的情況；充電設(shè)備因故掉線時，IC卡刷卡即可充電，不影響用戶日常充電和騎行。

6）平臺化管理：當(dāng)運營方通過云平臺監(jiān)測到用戶掃碼或刷卡后，將通過“核心網(wǎng)服務(wù)器程序—基于LoRaWAN的網(wǎng)關(guān)—博高電管家”途徑對設(shè)備開電，并實時監(jiān)測充電過程。運營方還可通過各類使用數(shù)據(jù)報告、狀態(tài)報告掌握整體充電過程和收入情況，并據(jù)此對收費策略和設(shè)備部署數(shù)量進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，提升充電設(shè)備的使用頻率和投資回報率。

7）小程序管理：運營方可通過手機小程序?qū)崿F(xiàn)設(shè)備實時監(jiān)管、通過一個賬戶管理所有停車場、自定義收費方案、查看用戶數(shù)據(jù)以及在線控制站點設(shè)備等，從而極大提升運營方的車場管理水平和響應(yīng)速度。

8）安裝維修方便：設(shè)備采用分體式設(shè)計，安裝運維簡便，即裝即用，免調(diào)試；任意安裝，不受布線影響；網(wǎng)關(guān)覆蓋范圍內(nèi)最多可連接幾百臺設(shè)備；可對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行獨立監(jiān)測，損壞后可單個更換。

圖2  “博高電管家”智能充電設(shè)備

除上述功能特點外，博高電管家云平臺還同時支持智能停車和智能充電，為非機動車無人值守管理提供一站式解決方案，運營方可選配車場智能門禁系統(tǒng)、基于LoRaWAN的煙感等設(shè)備，提升非機動車車場的整體安全級別。同時，部署此智能充電方案相當(dāng)于在基于LoRaWAN網(wǎng)關(guān)的覆蓋范圍內(nèi)搭建了企業(yè)級LoRaWAN專網(wǎng)，后續(xù)可視情況接入其他LoRaWAN硬件設(shè)備，如溫濕度傳感器、紅外傳感器等，實現(xiàn)更多增值應(yīng)用，一次部署，長期受益。

“通過采用Semtech的LoRa器件和LoRaWAN協(xié)議，‘博高電管家’智能充電方案具備了多方面的優(yōu)勢，例如，無需依賴運營商，易于建設(shè)和部署；網(wǎng)關(guān)覆蓋范圍廣，可管理多個設(shè)備，等等?！辈└咝畔⑽锫?lián)網(wǎng)事業(yè)部總監(jiān)蔣洪斌表示，“此外，還具備很好的擴(kuò)展性，未來可以根據(jù)需要在網(wǎng)關(guān)覆蓋范圍內(nèi)輕松地添加配電室智慧監(jiān)控、新能源汽車有序充電、地下室水浸監(jiān)測等增值應(yīng)用?！?/p>

“博高信息的智能充電方案不僅積極響應(yīng)了公安部和國務(wù)院應(yīng)急管理辦公室發(fā)布的規(guī)范電動自行車充電火災(zāi)防范的相關(guān)政策，杜絕了相關(guān)場所的充電火災(zāi)隱患，同時積極響應(yīng)了國家對智慧社區(qū)的推進(jìn)政策，讓物業(yè)有更加先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來管理車場。目前我們的智能充電產(chǎn)品已在四川省的大部分城市，以及江西、廣西、貴州、云南、海南等地批量投入使用?！?博高信息業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理何兆宇補充道。

Semtech中國區(qū)銷售副總裁黃旭東說：“博高信息是LoRa聯(lián)盟（LoRa Alliance^?）的正式成員，長期專注于低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)和LoRa應(yīng)用的研發(fā)。很高興看到他們推出基于LoRa的電瓶車智能充電方案，為社會大眾帶來安全、便捷的充電方式。”

博高信息的智能充電方案也是對國家新基建規(guī)劃的積極響應(yīng)。通過利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改造電瓶車充電這一應(yīng)用場景，該方案有效提升了用電安全，實現(xiàn)了用電用戶、運營方和物業(yè)機構(gòu)的三方共贏，同時也為將來擴(kuò)展至新能源汽車有序充電方案奠定了基礎(chǔ)；此外，在宏觀方面，同時兼顧了供給側(cè)和需求側(cè)，實現(xiàn)了能源的合理利用和民生的有效改善。