基于物联网的电动自行车智能防盗的中控通信装置论文和设计

全文摘要

本实用新型公开了基于物联网的电动自行车智能防盗的中控通信装置，包括主处理器、电池包、BMS单元、GPS中控器及无线通信模块，所述电池包内设有电池组及GPS定位单元，所述GPS中控器与监控中心通过所述无线通信模块无线通讯连接，所述BMS单元、GPS定位单元、GPS中控器与所述主处理器之间通过SH‑BUS总线通讯连接，所述SH‑BUS总线连接有主设备、主从设备及多个从设备，所述GPS中控器为主设备，所述GPS定位单元为主从设备，所述BMS单元为从设备。本实用新型GPS定位单元在主从模式切换的过程中，BSM单元中的数据通过GPS中控器上传至监控中心，起到电池智能防盗定位的作用。

主设计要求

1.基于物联网的电动自行车智能防盗的中控通信装置，其特征在于：包括主处理器、电池包、BMS单元、GPS中控器及无线通信模块，所述电池包内设有电池组及GPS定位单元，所述GPS中控器与监控中心通过所述无线通信模块无线通讯连接，所述BMS单元、GPS定位单元、GPS中控器与所述主处理器之间通过SH-BUS总线通讯连接，所述SH-BUS总线连接有主设备、主从设备及多个从设备，所述GPS中控器为主设备，所述GPS定位单元为主从设备，所述BMS单元为从设备，所述GPS中控器、GPS定位单元通过主从设备接口电路通过与所述主处理器连接，所述BMS单元通过从设备接口电路与所述主处理器连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的基于物联网的电动自行车智能防盗的中控通信装置，其特征在于：所述主处理器包括BS脚、RX脚及TX脚及PU脚，所述接口电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R8、电阻R9、电容C1、二极管D1、二极管D2、稳压二极管Z1、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3，所述电阻R1的一端连接所述主处理器的TX引脚，所述电阻R1的另一端连接三极管Q1的基极，所述三极管的集电极同时连接电阻R4的一端及三极管Q2的基极，所述电阻R4的另一端连接3.3伏电源，所述电阻R2及电阻R3的一端连接所述RX引脚，电阻R2的另一端接地，电阻R3的另一端及三极管Q2的基极连接所述SH-BUS总线，所述二极管D1的正极连接12V电源，二极管D1的负极同时连接稳压二极管Z1的负极及电阻R6的一端，所述稳压二极管Z1的正极同时连接电阻R5的一端及三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极连接电阻R6的另一端，三极管Q3的集电极连接所述SH-BUS总线，三极管Q1的发射极、电阻R5的另一端及三极管Q2的发射极接地；所述电阻R7和电阻R9的一端连接所述BS脚，BS脚还连接电容C1的一端，电容C1及电阻R7的另一端接地，电阻R9的另一端连接二极管D2的负极，二极管D2的正极连接所述SH-BUS总线，所述三极管Q4的基极通过电阻R8连接所述PU脚，三极管Q4的集电极通过电阻R5连接至稳压二极管Z1的正极及三极管Q3的基极，三极管Q4的发射极接地。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的电动自行车智能防盗的中控通信装置，其特征在于：所述主处理器的型号为MTK2503。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的电动自行车智能防盗的中控通信装置，其特征在于：所述GPS中控器的型号为TK102。

5.根据权利要求1所述的基于物联网的电动自行车智能防盗的中控通信装置，其特征在于：所述从设备还包括检测设备、用电设备及充电设备。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及物联网技术领域，特别是涉及基于物联网的电动自行车智能防盗的中控通信装置。

背景技术

随着低碳环保的生活理念越来越普及，电动自行车成为适合我国国情，符合我国人民大众的最佳出行交通工具，传统的电动车控制信号仍采用过时的直接电源控制和模拟信号传输方式，这种控制电路结构存在两个缺点：1、信号线过多，每路信号均需要至少一根电缆，穿越整个车体的电缆通常达到十根或更多，造成了线束成本过高。同时，过多的电缆形成较粗大的外观，既不便于装配、也影响整车外观。2、采用模拟电压信号传输的信号抗扰能力差，由于过长的线束，令信号传输抗扰性下降。随着物联网的应用范围不断扩大，一些电动自行车厂商将嵌入式系统串口通讯UART\/RS232技术引入电动自行车，但是，传统的嵌入式系统串口通讯UART\/RS232只支持点对点通讯，无法引入更多的设备；经典总线RS485虽然可以接入多设备，但是只能一主多从，设备互联与信息流动模式固定，无法满足更灵活的应用。汽车上用的CAN总线也是一个选择，它可以满足多设备信息互通，算是名副其实的总线。但是CAN技术上比较复杂，成本偏高。

鉴于此，有必要研发一种具备足够可变信息流动模式而且能满足成本敏感应用的总线技术，以应用于目前的电动自行车。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种基于物联网的电动自行车智能防盗的中控通信装置，以解决上述背景技术中的问题。

本实用新型通过下述技术方案来解决：

基于物联网的电动自行车智能防盗的中控通信装置，包括主处理器、电池包、BMS单元、GPS中控器及无线通信模块，所述电池包内设有电池组及GPS定位单元，所述GPS中控器与监控中心通过所述无线通信模块无线通讯连接，所述BMS单元、GPS定位单元、GPS中控器与所述主处理器之间通过SH-BUS总线通讯连接，所述SH-BUS总线连接有主设备、主从设备及多个从设备，所述GPS 中控器为主设备，所述GPS定位单元为主从设备，所述BMS单元为从设备，所述GPS中控器、GPS定位单元通过主从设备接口电路通过与所述主处理器连接，所述BMS单元通过从设备接口电路与所述主处理器连接。

进一步的，所述主处理器包括BS脚、RX脚及TX脚及PU脚，所述接口电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻 R8、电阻R8、电阻R9、电容C1、二极管D1、二极管D2、稳压二极管Z1、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3，所述电阻R1的一端连接所述主处理器的TX引脚，所述电阻R1的另一端连接三极管Q1的基极，所述三极管的集电极同时连接电阻R4的一端及三极管Q2的基极，所述电阻R4的另一端连接3.3伏电源，所述电阻R2及电阻R3的一端连接所述RX引脚，电阻R2的另一端接地，电阻R3的另一端及三极管Q2的基极连接所述SH-BUS总线，所述二极管D1的正极连接12V 电源，二极管D1的负极同时连接稳压二极管Z1的负极及电阻R6的一端，所述稳压二极管Z1的正极同时连接电阻R5的一端及三极管Q3的基极，三极管Q3 的发射极连接电阻R6的另一端，三极管Q3的集电极连接所述SH-BUS总线，三极管Q1的发射极、电阻R5的另一端及三极管Q2的发射极接地；所述电阻R7和电阻R9的一端连接所述BS脚，BS脚还连接电容C1的一端，电容C1及电阻 R7的另一端接地，电阻R9的另一端连接二极管D2的负极，二极管D2的正极连接所述SH-BUS总线，所述三极管Q4的基极通过电阻R8连接所述PU脚，三极管Q4的集电极通过电阻R5连接至稳压二极管Z1的正极及三极管Q3的基极，三极管Q4的发射极接地。

进一步的，所述主处理器的型号为MTK2503。

进一步的，所述GPS中控器的型号为TK102。

本实用新型相比现有技术具有以下优点及有益效果：

1.本实用新型的BMS单元、GPS定位单元、GPS中控器与所述主处理器之间通过SH-BUS总线通讯连接，GPS中控器为主设备，所述GPS定位单元为主从设备，所述BMS单元为从设备，GPS定位单元在主从模式切换的过程中，BSM单元中的数据通过GPS中控器上传至监控中心，起到电池智能防盗定位的作用。

2.本实用新型以单线高摆幅半双工串口总线为通讯物理层标准，摆幅大，抗干扰能力强，允许三种设备互联，即主设备、主从设备和从设备，打破了原来常用通用总线比如RS485只能一主多从的局限性，只需要一根总线即可，地线可共用强电地线，SH-BUS总线中可灵活接入多个从设备，成本低，稳定性高。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为基于物联网的电动自行车智能防盗的中控通信装置的原理框图。

图2为本实用新型的SH-BUS总线原理示意图。

图3为本实用新型的主从设备接口电路的电路图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

本实用新型的具体实施过程如下：

如图1至图3所示，基于物联网的电动自行车智能防盗的中控通信装置，包括主处理器11、电池包2、BMS单元4、GPS中控器5及无线通信模块，所述电池包内设有电池组及GPS定位单元3，所述GPS中控器5与监控中心6通过所述无线通信模块无线通讯连接，所述BMS单元4、GPS定位单元3、GPS中控器 5与所述主处理器11之间通过SH-BUS总线通讯连接，所述SH-BUS总线连接有主设备、主从设备及多个从设备，所述GPS中控器5为主设备，所述GPS定位单元3为主从设备，所述BMS单元4为从设备，所述GPS中控器5、GPS定位单元3通过主从设备接口电路通过与所述主处理器11连接，所述BMS单元4通过从设备接口电路与所述主处理器11连接。

所述主处理器包括BS脚、RX脚及TX脚及PU脚，所述接口电路包括电阻 R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻 R8、电阻R9、电容C1、二极管D1、二极管D2、稳压二极管Z1、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3，所述电阻R1的一端连接所述主处理器的TX引脚，所述电阻R1的另一端连接三极管Q1的基极，所述三极管的集电极同时连接电阻R4的一端及三极管Q2的基极，所述电阻R4的另一端连接3.3伏电源，所述电阻R2 及电阻R3的一端连接所述RX引脚，电阻R2的另一端接地，电阻R3的另一端及三极管Q2的基极连接所述SH-BUS总线，所述二极管D1的正极连接12V电源，二极管D1的负极同时连接稳压二极管Z1的负极及电阻R6的一端，所述稳压二极管Z1的正极同时连接电阻R5的一端及三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极连接电阻R6的另一端，三极管Q3的集电极连接所述SH-BUS总线，三极管Q1 的发射极、电阻R5的另一端及三极管Q2的发射极接地；所述电阻R7和电阻R9 的一端连接所述BS脚，BS脚还连接电容C1的一端，电容C1及电阻R7的另一端接地，电阻R9的另一端连接二极管D2的负极，二极管D2的正极连接所述 SH-BUS总线，所述三极管Q4的基极通过电阻R8连接所述PU脚，三极管Q4的集电极通过电阻R5连接至稳压二极管Z1的正极及三极管Q3的基极，三极管Q4 的发射极接地。在图3所示的电路中，主设备上线后，SH-BUS总线处于上拉高电平状态，主设备离线后，SH-BUS总线处于低电平状态。当SH-BUS总线无主设备时，BS脚为低电平，主从设备可以转为主模式，置高PU脚，SH-BUS总线上拉为高电平，监听SH-BUS总线出现应答错误或SH-BUS总线空闲时收到指令，则置低PU脚，关闭上拉，主从设备恢复从模式。在本实施例中，从设备通过从设备接口电路中的光耦与所述SH-BUS总线高电压隔离。本实施例中采用的主处理器的型号为MTK2503，采用的GPS中控器的型号为TK102。

本实施例的SH-BUS总线的工作原理为：SH-BUS总线的设备按主从模式分为 3类。一类是主设备，即永远处于主模式，允许同时上线1台；二是主从设备，用于监测总线，在有无主设备接入的时候可以改变主从模式，允许同时上线1 台；三是从设备，即永远处于从模式，允许同时上线多台，具体数量受限于设备阻抗。SH-BUS总线上的设备除了主从设备都可以自由选择在本设备发送数据时对总线进行监听或不监听，而主从设备必须对总线进行监听以完成主从模式的转换，监听即指在本设备UART发送数据时，同时通过UART接收并分析。在主从模式的转换中，主设备上线后即可以取得总线控制权，总线处于上拉状态。主设备在总线空闲的状态下发送数据或指令。主从设备在检测到BS低电平持续一段时间，可以取得总线的控制权，置高PU，启动上拉，转为主模式；在主模式下可以发送数据和指令，同时必须监听总线；在监听到发送字节不匹配、收到非正确设备应答或错误应答、空闲时收到任意指令，则转为从模式，置低PU，关闭上拉，从设备在收到发给本设备命令后，在总线空闲的状态下回答。

本实施例中，电动自行车电池箱设有综合端口，综合端口设有3个接口分别是电池组正负极接口和SH-BUS总线接口，GPS中控器5和外部设备都可以对BMS单元发出指令，外部设备可以是测试设备8、用电设备9或者充电设备10，外部设备和监控中心6可以对监控设备发出指令，监控中心6不直接对BMS单元发出指令。当系统连接监控中心或任一外部设备时，系统接受相应外部设备或监控中心6的命令，以完成相应的控制、进行相应的能量和数据交互；当系统没有连接外部设备但与监控中心6无线连接时，系统接收监控中心的命令，完成相应的控制、进行相应的数据交互；当系统与外部设备和监控中心6都没有连接时，系统按程序内置的功能采集存储信息，并等待与外部设备或监控中心连接时进行数据交互。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

基于物联网的电动自行车智能防盗的中控通信装置论文和设计

基于物联网的电动自行车智能防盗的中控通信装置论文和设计

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢