基于LoRa的智能充電設備實(shí)現安全、便捷的電瓶車(chē)充電方案

隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展，城市的交通擁堵問(wèn)題日益凸顯。為了出行方便，節能減排的電瓶車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)成為許多人的出行選擇。不過(guò)，電瓶車(chē)雖具備經(jīng)濟、節能、便捷等優(yōu)勢，卻也存在一個(gè)短板——續航里程不長(cháng)。因此，多數電瓶車(chē)用戶(hù)都有在公共場(chǎng)所進(jìn)行快速充電的需求。

為了滿(mǎn)足廣大電瓶車(chē)用戶(hù)的需求，很多公共場(chǎng)所，如居民小區、工業(yè)園、科技園區、校園、商場(chǎng)、寫(xiě)字樓等都在特定位置安裝了充電樁。然而，這些傳統的充電樁在安全、收費、人員管理等方面存在種種弊端，對用戶(hù)和運營(yíng)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傳統的充電樁成為當務(wù)之急。

為了解決傳統充電方案中的諸多問(wèn)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 )架構圖如圖1所示。整個(gè)系統包括博高信息自主研發(fā)的“博高電管家”智能充電設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”智能充電設備（圖2），該設備內置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(shí)現充電計量、開(kāi)關(guān)控制、掃碼付費、遠程監控等功能，進(jìn)而可實(shí)現對電瓶車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)充電進(jìn)行遠程智能管控。目前，“博高電管家”已被廣泛應用于社區、園區、寫(xiě)字樓、綜合市場(chǎng)、商場(chǎng)、工廠(chǎng)、醫院、學(xué)校等公共場(chǎng)所的非機動(dòng)車(chē)停放場(chǎng)地。

圖1  博高信息智能充電解決方案網(wǎng)絡(luò )架構圖

由于采用了LoRaWAN物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，相比傳統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備、充電過(guò)程的管理和控制方面實(shí)現了極大的改善。該方案具有以下功能特點(diǎn)：

1）精準安全保護：充滿(mǎn)自停，保護電池，延長(cháng)電池使用壽命；內置電流監測電路，遇過(guò)載、短路、漏電等異常情況可自動(dòng)斷電；無(wú)人化管理，避免亂拉電線(xiàn)，可防止觸電并消除火災隱患；

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

3）遠程監管，放心消費：用戶(hù)可隨時(shí)隨地查詢(xún)電瓶車(chē)充電狀態(tài)，包括充電時(shí)長(cháng)、充電進(jìn)度、計費方式、費用金額、歷史賬單等，并可及時(shí)收到充電異常告警信息，降低用戶(hù)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(hù)收費不平等的問(wèn)題，同時(shí)提高運營(yíng)方的整體充電收益。

5）用戶(hù)利益保障：插頭拔出插座后秒斷電，有效防止竊電；可根據充電功率自動(dòng)判斷收費標準，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(dòng)啟動(dòng)斷電前的充電狀態(tài)，避免因誤拔抽頭導致用戶(hù)充電費用被浪費的情況；充電設備因故掉線(xiàn)時(shí)，IC卡刷卡即可充電，不影響用戶(hù)日常充電和騎行。

6）平臺化管理：當運營(yíng)方通過(guò)云平臺監測到用戶(hù)掃碼或刷卡后，將通過(guò)“核心網(wǎng)服務(wù)器程序—基于LoRaWAN的網(wǎng)關(guān)—博高電管家”途徑對設備開(kāi)電，并實(shí)時(shí)監測充電過(guò)程。運營(yíng)方還可通過(guò)各類(lèi)使用數據報告、狀態(tài)報告掌握整體充電過(guò)程和收入情況，并據此對收費策略和設備部署數量進(jìn)行調整和優(yōu)化，提升充電設備的使用頻率和投資回報率。

7）小程序管理：運營(yíng)方可通過(guò)手機小程序實(shí)現設備實(shí)時(shí)監管、通過(guò)一個(gè)賬戶(hù)管理所有停車(chē)場(chǎng)、自定義收費方案、查看用戶(hù)數據以及在線(xiàn)控制站點(diǎn)設備等，從而極大提升運營(yíng)方的車(chē)場(chǎng)管理水平和響應速度。

8）安裝維修方便：設備采用分體式設計，安裝運維簡(jiǎn)便，即裝即用，免調試；任意安裝，不受布線(xiàn)影響；網(wǎng)關(guān)覆蓋范圍內最多可連接幾百臺設備；可對設備狀態(tài)進(jìn)行獨立監測，損壞后可單個(gè)更換。

圖2  “博高電管家”智能充電設備

除上述功能特點(diǎn)外，博高電管家云平臺還同時(shí)支持智能停車(chē)和智能充電，為非機動(dòng)車(chē)無(wú)人值守管理提供一站式解決方案，運營(yíng)方可選配車(chē)場(chǎng)智能門(mén)禁系統、基于LoRaWAN的煙感等設備，提升非機動(dòng)車(chē)車(chē)場(chǎng)的整體安全級別。同時(shí)，部署此智能充電方案相當于在基于LoRaWAN網(wǎng)關(guān)的覆蓋范圍內搭建了企業(yè)級LoRaWAN專(zhuān)網(wǎng)，后續可視情況接入其他LoRaWAN硬件設備，如溫濕度傳感器、紅外傳感器等，實(shí)現更多增值應用，一次部署，長(cháng)期受益。

“通過(guò)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(wú)需依賴(lài)運營(yíng)商，易于建設和部署；網(wǎng)關(guān)覆蓋范圍廣，可管理多個(gè)設備，等等?！辈└咝畔⑽锫?lián)網(wǎng)事業(yè)部總監蔣洪斌表示，“此外，還具備很好的擴展性，未來(lái)可以根據需要在網(wǎng)關(guān)覆蓋范圍內輕松地添加配電室智慧監控、新能源汽車(chē)有序充電、地下室水浸監測等增值應用?！?/p>

“博高信息的智能充電方案不僅積極響應了公安部和國務(wù)院應急管理辦公室發(fā)布的規范電動(dòng)自行車(chē)充電火災防范的相關(guān)政策，杜絕了相關(guān)場(chǎng)所的充電火災隱患，同時(shí)積極響應了國家對智慧社區的推進(jìn)政策，讓物業(yè)有更加先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)管理車(chē)場(chǎng)。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中國區銷(xiāo)售副總裁黃旭東說(shuō)：“博高信息是LoRa聯(lián)盟（LoRa Alliance^?）的正式成員，長(cháng)期專(zhuān)注于低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)和LoRa應用的研發(fā)。很高興看到他們推出基于LoRa的電瓶車(chē)智能充電方案，為社會(huì )大眾帶來(lái)安全、便捷的充電方式?！?/p>

博高信息的智能充電方案也是對國家新基建規劃的積極響應。通過(guò)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改造電瓶車(chē)充電這一應用場(chǎng)景，該方案有效提升了用電安全，實(shí)現了用電用戶(hù)、運營(yíng)方和物業(yè)機構的三方共贏(yíng)，同時(shí)也為將來(lái)擴展至新能源汽車(chē)有序充電方案奠定了基礎；此外，在宏觀(guān)方面，同時(shí)兼顧了供給側和需求側，實(shí)現了能源的合理利用和民生的有效改善。