多端交互型充電樁的制作方法

本實用新型屬于電動汽車充電樁領域，具體是指一種多端交互型充電樁。

背景技術：

電動汽車(BEV)是指以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，符合道路交通、安全法規各項要求的車輛，由于對環境影響相對傳統汽車較小，其前景被廣泛看好，也越來越被人們所接納。隨著電動汽車的出現，用于對電動汽車進行充電的充電樁也逐漸出現在了人們的視野之中。

充電樁其功能類似于加油站里面的加油機，可以固定在地面或墻壁，安裝于公共建筑(公共樓宇、商場、公共停車場等)和居民小區停車場或充電站內，可以根據不同的電壓等級為各種型號的電動汽車充電。充電樁的輸入端與交流電網直接連接，輸出端都裝有充電插頭用于為電動汽車充電。充電樁一般提供常規充電和快速充電兩種充電方式，人們可以使用特定的充電卡在充電樁提供的人機交互操作界面上刷卡使用，進行相應的充電方式、充電時間、費用數據打印等操作，充電樁顯示屏能顯示充電量、費用、充電時間等數據。

為了收集各個充電樁的信息，一般會將充電樁通過無線網絡與控制中心相連接。但是，在較為偏遠的地區設置的充電樁，由于與控制中心的距離較遠，無線信號在傳輸的途中很容易受到外界信號的干擾，從而使得充電樁的控制器讀取信號的難度提升，大大影響了信號的讀取效率，降低了充電樁的反應效率，甚至還會導致充電樁在接收到控制中心的信號后在讀取的過程中出現錯誤，無法正確的執行控制中心的請求或者命令，進而影響了整體設備的正常運行與使用。

在充電樁中設置有NFC模塊，用于與外界設備進行交互，并使得外接設備能夠通過充電樁與控制中心相連并進行交互，但如今設置在充電樁中的NFC模塊的抗干擾能力較低，在使用時很容易受到周邊信號變化的干擾，導致充電樁在與外界信號進行交互時的效率過低，還會經常因為交互信號被干擾而導致誤操作。如此，不僅降低了控制中心與充電樁和外界設備的交互效率與效果，還可能導致充電樁與電動汽車損壞，大大影響了產品的正常使用，提高了充電樁的使用風險。

綜上所述，如今需要一個能夠將控制中心、充電樁和外界的交互設備相連接的結構，以提高產品的使用效果與使用安全性。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于克服上述問題，提供了一種多端交互型充電樁，降低了信號的讀取難度，提高了信號的讀取效果，進一步提升了充電樁的使用效果，更好的保證了產品的正常運行與通信。

本實用新型的目的通過下述技術方案實現：

多端交互型充電樁，包括控制中心，與控制中心通過無線網絡相連接的充電樁，該充電樁中設置有充電樁控制器，該充電樁控制器通過無線信號收發器與控制中心相連接，設置在充電樁的外表面且與該充電樁控制器相連接的NFC傳輸模塊，所述無線信號收發器與充電樁控制器之間還設置有遠程交互增強電路，該遠程交互增強電路的信號輸入端與無線信號收發器的信號輸出端相連接，遠程交互增強電路的信號輸出端與充電樁控制器的信號輸入端相連接；所述NFC傳輸模塊由高效率NFC傳輸電路和NFC信號增強板組成；該高效率NFC傳輸電路由無線收發芯片U1，分別與該無線收發芯片U1相連接的電源驅動電路、晶振電路以及射頻電路組成，所述無線收發芯片U1的型號為NRF24L01。

進一步的，所述遠程交互增強電路主要由依次相連的輸入放大電路、濾波處理電路和輸出放大電路組成。

作為優選，所述輸入放大電路由運算放大器P1，運算放大器P2，串接在運算放大器P1的負輸入端與輸出端之間的電阻R1，一端與運算放大器P1的負輸入端相連接、另一端經電阻R3后與運算放大器P2的負輸入端相連接的電阻R2，串接在運算放大器P2的輸出端與負輸入端之間的電阻R4，以及正極與運算放大器P2的正輸入端相連接、負極經電阻R5后與運算放大器P2的輸出端相連接的電容C1組成；其中，運算放大器P1的輸出端與運算放大器P2的正輸入端相連接，電阻R2和電阻R3的連接點接地，運算放大器P2的正電源端接+8V電源，運算放大器P2的負電源端接-8V電源，運算放大器P1的正輸入端作為該輸入的放大電路的輸入端且作為遠程交互增強電路的信號輸入端。

作為優選，所述濾波處理電路由運算放大器P3，正極與運算放大器P3的負輸入端相連接、負極經電阻R9后與運算放大器P3的輸出端相連接的電容C2，負極接地、正極經電阻R6后與電容C2的正極相連接的電容C3，一端與電容C2的負極相連接、另一端電容C3的正極相連接的電阻R7，負極接地、正極與運算放大器P3的正電源端相連接的電容C4，負極接地、正極與運算放大器P3的負電源端相連接的電容C5，以及一端與運算放大器P3的輸出端相連接、另一端與電阻R2和電阻R3的連接點相連接的電阻R8組成；其中，運算放大器P3的正輸入端接地，電容C4的正極接+8V電源，電容C5的正極接-8V電源。

作為優選，所述輸出放大電路由運算放大器P4，負極與運算放大器P4的負輸入端相連接、正極經電阻R10后與運算放大器P4的正輸入端相連接的電容C6，正極與運算放大器P4的正輸入端相連接、負極與電阻R2和電阻R3的連接點相連接的電容C7，以及串接在運算放大器P4的負輸入端與輸出端之間的電阻R11組成；其中，電容C6的正極與電容C2的負極相連接，運算放大器P4的輸出端作為該輸出放大帶電路的輸出端且作為遠程交互增強電路的信號輸出端。

作為優選，所述NFC信號增強板為與高效率NFC傳輸電路相連接的NFC天線。

再進一步的，所述電源驅動電路由負極接地、正極與無線收發芯片U1的VDD1管腳相連接的電容C8，負極接地、正極與電容C8的正極相連接的電容C9，一端與電容C9的正極相連接、另一端與無線收發芯片U1的VDD2管腳相連接的電阻R10，一端與電容C9的正極相連接、另一端與無線收發芯片U1的VDD3管腳相連接的電阻R11，負極接地、正極與無線收發芯片U1的DVDD管腳相連接的電容C10，以及一端同時與無線收發芯片U1的VSS1管腳和CSS2管腳相連接、另一端與無線收發芯片U1的IREF管腳相連接的電阻R12組成；其中，無線收發芯片U1的VSS1管腳接地，無線收發芯片U1的VSS3管腳和無線收發芯片U1的VSS4管腳相連接，電容C8的正極作為該電源驅動電路的電源輸入端。

作為優選，所述電源驅動電路的電源輸入端接5V、8V或者12V電源。

更進一步的，所述晶振電路由一端與無線收發芯片U1的XC1管腳相連接、另一端與無線收發芯片U1的XC2管腳相連接的晶體振蕩器X1，與該晶體振蕩器X1并聯設置的電阻R15，正極與無線收發芯片U1的XC2管腳相連接、負極接地的電容C11，以及正極與無線收發芯片U1的XC1管腳相連接、負極接地的電容C12組成。

另外，所述射頻電路由負極接地、正極與無線收發芯片U1的VDD PA管腳相連接的電容C18，負極接地、正極與電容C18的正極相連接的電容C17，正極與電容C17的正極相連接、負極接地的電容C16，正極與電容C17的負極相連接、負極與電容C16的負極相連接的電容C19，一端與電容C16的正極相連接、另一端與無線收發芯片U1的ANT1管腳相連接的電感L3，正極與無線收發芯片U1的ANT1管腳相連接、負極經電阻R16后與電容C16的負極相連接的電容C15，一端與電容C15的正極相連接、另一端與無線收發芯片U1的ANT2管腳相連接的電感L2，以及正極經電感L1后與無線收發芯片U1的ANT2管腳相連接、負極經電容C14后與電容C15的負極相連接的電容C13組成；其中，電容C14的正極與電容C13的負極相連接，電容C13的負極作為該射頻電路的信號輸出端且與NFC增強板相連接。

本實用新型與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：

(1)本實用新型通過設置遠程交互增強電路，能夠很好的對無線信號收發器接收到的信號進行放大與濾波處理，能夠降低信號干擾對信號正常讀取的影響，大大提高了充電樁控制器對信號的讀取效果，進一步提升了充電樁的使用效果，更好的保證了產品的正常運行與通信，很好的避免了充電樁在執行遠程命令時發生錯誤，進而提高了充電樁對控制中心的命令的執行效果。

(2)本實用新型的高效率NFC傳輸電路通過電阻R12和電阻R13的分流作用，優化了無線收發芯片U1的電源驅動效果，提高了該無線收發芯片U1對外界信號的接收與處理效果；并通過射頻電路，提高了輸出和輸入信號的傳輸效果與識別效果；很好的克服了現有技術抗干擾能力較差的缺陷，能夠很好的降低外界干擾信號對信號傳輸的影響，很好的避免了信號受到干擾導致信號讀取錯誤，進一步提高了產品的使用效果。

(3)本實用新型很好的將充電樁作為橋梁，使得外界的NFC設備能夠通過該充電樁與控制中心相連接，提高了各個產品的交互效果與互動性，讓多個不同的終端有機的連接在一起，進一步提高了充電樁的使用效果。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構框圖。

圖2為本實用新型的遠程交互增強電路的電路結構圖。

圖3為本實用新型的高效率NFC傳輸電路的電路結構圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。

實施例

如圖1、3所示，多端交互型充電樁，包括控制中心，與控制中心通過無線網絡相連接的充電樁，該充電樁中設置有充電樁控制器，該充電樁控制器通過無線信號收發器與控制中心相連接，設置在充電樁的外表面且與該充電樁控制器相連接的NFC傳輸模塊，所述無線信號收發器與充電樁控制器之間還設置有遠程交互增強電路，該遠程交互增強電路的信號輸入端與無線信號收發器的信號輸出端相連接，遠程交互增強電路的信號輸出端與充電樁控制器的信號輸入端相連接；所述NFC傳輸模塊由高效率NFC傳輸電路和NFC信號增強板組成；該高效率NFC傳輸電路由無線收發芯片U1，分別與該無線收發芯片U1相連接的電源驅動電路、晶振電路以及射頻電路組成，所述無線收發芯片U1的型號為NRF24L01。

在網絡信號的覆蓋較差的位置或者周邊信號干擾較強的位置設置該充電樁，使得充電樁在接收到控制中心的相關控制信號或者命令時能夠最大程度的通過該遠程交互增強電路將信號中的雜波或者干擾信號去除，大大提高了產品的使用效果，降低了充電樁控制器讀取信號的難度，提高了充電樁控制器讀取信號的準確性和執行信號的反應效率，大大提高了產品的使用效果。

如圖2所示，遠程交互增強電路主要由依次相連的輸入放大電路、濾波處理電路和輸出放大電路組成。

輸入放大電路由運算放大器P1，運算放大器P2，電阻R1，電阻R2，電阻R3，電阻R4，電阻R5，以及電容C1組成。

連接時，電阻R1串接在運算放大器P1的負輸入端與輸出端之間，電阻R2的一端與運算放大器P1的負輸入端相連接、另一端經電阻R3后與運算放大器P2的負輸入端相連接，電阻R4串接在運算放大器P2的輸出端與負輸入端之間，電容C1的正極與運算放大器P2的正輸入端相連接、負極經電阻R5后與運算放大器P2的輸出端相連接。

其中，運算放大器P1的輸出端與運算放大器P2的正輸入端相連接，電阻R2和電阻R3的連接點接地，運算放大器P2的正電源端接+8V電源，運算放大器P2的負電源端接-8V電源，運算放大器P1的正輸入端作為該輸入的放大電路的輸入端且作為遠程交互增強電路的信號輸入端。

濾波處理電路由運算放大器P3，電阻R6，電阻R7，電阻R8，電阻R9，電容C2，電容C3，電容C4，以及電容C5組成。

連接時，電容C2的正極與運算放大器P3的負輸入端相連接、負極經電阻R9后與運算放大器P3的輸出端相連接，電容C3的負極接地、正極經電阻R6后與電容C2的正極相連接，電阻R7的一端與電容C2的負極相連接、另一端電容C3的正極相連接，電容C4的負極接地、正極與運算放大器P3的正電源端相連接，電容C5的負極接地、正極與運算放大器P3的負電源端相連接，電阻R8的一端與運算放大器P3的輸出端相連接、另一端與電阻R2和電阻R3的連接點相連接。

其中，運算放大器P3的正輸入端接地，電容C4的正極接+8V電源，電容C5的正極接-8V電源。

輸出放大電路由運算放大器P4，電容C6，電容C7，電阻R10，以及電阻R11組成。

連接時，電容C6的負極與運算放大器P4的負輸入端相連接、正極經電阻R10后與運算放大器P4的正輸入端相連接，電容C7的正極與運算放大器P4的正輸入端相連接、負極與電阻R2和電阻R3的連接點相連接，電阻R11串接在運算放大器P4的負輸入端與輸出端之間。

其中，電容C6的正極與電容C2的負極相連接，運算放大器P4的輸出端作為該輸出放大帶電路的輸出端且作為遠程交互增強電路的信號輸出端。

使用時，無線信號收發器接收到的控制中心的信號首先進入該遠程交互增強電路中進行處理，處理后的信號再進入充電樁控制器中進行識別與轉化處理。信號在進入遠程交互增強電路后，首先通過輸入放大電路對該信號進行初始的放大，以增強信號的強度，從而避免信號強度太低而使得充電樁控制器無法正常的對其進行讀取；在完成對信號的初始放大后，濾波處理電路便可以對放大后的信號進行濾波處理，從而將信號中的雜波和干擾信號濾除，從而使得充電樁控制器在讀取信號時的難度降低，大大提高了充電樁控制器讀取信號的效果和效率；在濾波處理電路后再次設置一個輸出放大電路，使得經過濾波處理后的信號能夠再次的被放大，很好的將濾波后信號中的強度較弱的控制信號再次加強，進一步提高了充電樁控制器對信號的讀取效果。

所述NFC信號增強板為與高效率NFC傳輸電路相連接的NFC天線。采用NFC天線能夠更好的對產品使用時的射頻信號進行發射與接收，能夠進一步提高產品的使用效果。

在使用時，充電樁控制器通過該NFC傳輸模塊與外界的專用NFC設備或者帶有NFC功能的智能手機進行交互，并根據外界的操作做出相應的信號反饋或者控制動作反饋，從而達到了使充電樁與外界設備進行交互的目的，降低了充電樁的使用難度。

如圖3所示，電源驅動電路由電容C8，電容C9，電容C10，電阻R12，電阻R13，以及電阻R14組成。

連接時，電容C8的負極接地、正極與無線收發芯片U1的VDD1管腳相連接，電容C9的負極接地、正極與電容C8的正極相連接，電阻R10的一端與電容C9的正極相連接、另一端與無線收發芯片U1的VDD2管腳相連接，電阻R11的一端與電容C9的正極相連接、另一端與無線收發芯片U1的VDD3管腳相連接，電容C10的負極接地、正極與無線收發芯片U1的DVDD管腳相連接，電阻R12的一端同時與無線收發芯片U1的VSS1管腳和CSS2管腳相連接、另一端與無線收發芯片U1的IREF管腳相連接。

其中，無線收發芯片U1的VSS1管腳接地，無線收發芯片U1的VSS3管腳和無線收發芯片U1的VSS4管腳相連接，電容C8的正極作為該電源驅動電路的電源輸入端。電源驅動電路的電源輸入端接5V、8V或者12V電源。

晶振電路由晶體振蕩器X1，電阻R15，電容C11，以及電容C12組成。

連接時，晶體振蕩器X1的一端與無線收發芯片U1的XC1管腳相連接、另一端與無線收發芯片U1的XC2管腳相連接，電阻R15與該晶體振蕩器X1并聯設置，電容C11的正極與無線收發芯片U1的XC2管腳相連接、負極接地，電容C12的正極與無線收發芯片U1的XC1管腳相連接、負極接地。

射頻電路由電感L1，電感L2，電感L3，電阻R16，電容C13，電容C14，電容C15，電容C16，電容C17，電容C18，以及電容C19組成。

連接時，電容C18的負極接地、正極與無線收發芯片U1的VDD PA管腳相連接，電容C17的負極接地、正極與電容C18的正極相連接，電容C16的正極與電容C17的正極相連接、負極接地，電容C19的正極與電容C17的負極相連接、負極與電容C16的負極相連接，電感L3的一端與電容C16的正極相連接、另一端與無線收發芯片U1的ANT1管腳相連接，電容C15的正極與無線收發芯片U1的ANT1管腳相連接、負極經電阻R16后與電容C16的負極相連接，電感L2的一端與電容C15的正極相連接、另一端與無線收發芯片U1的ANT2管腳相連接，電容C13的正極經電感L1后與無線收發芯片U1的ANT2管腳相連接、負極經電容C14后與電容C15的負極相連接。

其中，電容C14的正極與電容C13的負極相連接，電容C13的負極作為該射頻電路的信號輸出端且與NFC增強板相連接。

工作時，電阻R12和電阻R13起到了分流的作用，優化了無線收發芯片U1的電源驅動效果，提高了該無線收發芯片U1對外界信號的接收與處理效果。其中，晶振電路則是用于確定NFC傳輸模塊的頻率，在需要調整該NFC傳輸模塊的頻率時僅需更換相應頻率的晶體振蕩器或者調整晶體振蕩器的頻率即可。而射頻電路的信號輸出端與NFC信號增強板相連接，在控制器向外傳輸信號時，信號經過射頻電路的處理后再通過NFC信號增強板進行增強，大大提高了信號的傳輸速度與強度，進而使得與充電樁交互的設備得到更加優質的信號，提高了信號的傳輸與識別效果；在外部交互的設備向充電樁傳輸信號時，信號依次通過該NFC信號增強板與射頻電路的處理后再進入無線收發芯片U1中，在過程中便完成了信號傳輸速度與強度的提升，提高了無線收發芯片U1接收信號的速度與效果，同時還能大大的提高控制器對信號的識別率，進一步提高產品的使用效果。另外，本申請中的射頻電路對現有的電路進行了改進，克服了現有電路抗干擾能力較差的缺陷，能夠很好的降低外界干擾信號對信號傳輸的影響，很好的避免了信號受到干擾導致信號讀取錯誤，進一步提高了產品的使用效果。

綜上所述，該充電樁能夠很好的將外界的NFC設備通過充電樁控制器很好的與控制中心連接起來，使得外界的NFC設備可以同時與充電樁以及控制中心進行交互，大大提高了充電樁的使用效果。

如上所述，便可很好的實現本實用新型。