基于LoRa?的智能充電設備實現(xiàn)安全、便捷的電瓶車充電方案

成都博高信息技術股份有限公司利用Semtech的LoRa?器件和LoRaWAN?協(xié)議打造了“博高電管家”智能充電方案，可對電瓶車、電動自行車充電進行遠程監(jiān)控和智能管理，有效避免因過載、短路等引發(fā)的安全隱患

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、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)的充電樁成為當務之急。

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通信技術的智能充電解決方案，其網(wǎng)絡架構圖如圖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”智能充電設備和博高電管家云平臺、基于LoRaWAN協(xié)議的網(wǎng)關、II型采集器、核心網(wǎng)服務器程序和智能電表。

圖1 博高信息智能充電解決方案網(wǎng)絡架構圖

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)關和博高電管家云平臺使用，可以實現(xiàn)充電計量、開關控制、掃碼付費、遠程監(jiān)控等功能，進而可實現(xiàn)對電瓶車、電動自行車充電進行遠程智能管控。目前，“博高電管家”已被廣泛應用于社區(qū)、園區(qū)、寫字樓、綜合市場、商場、工廠、醫(yī)院、學校等公共場所的非機動車停放場地。

圖2 “博高電管家”智能充電設備

由于采用了LoRaWAN物聯(lián)網(wǎng)技術，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）精準安全保護：充滿自停，保護電池，延長電池使用壽命；內置電流監(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，無需自備硬幣。設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啟動斷電前的充電狀態(tài)，避免因誤拔抽頭導致用戶充電費用被浪費的情況；充電設備因故掉線時，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)服務器程序—基于LoRaWAN的網(wǎng)關—博高電管家”途徑對設備開電，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)此對收費策略和設備部署數(shù)量進行調整和優(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：運營方可通過手機小程序實現(xiàn)設備實時監(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備等，從而極大提升運營方的車場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，安裝運維簡便，即裝即用，免調試；任意安裝，不受布線影響；網(wǎng)關覆蓋范圍內最多可連接幾百臺設備；可對設備狀態(tài)進行獨立監(jiān)測，損壞后可單個更換。

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于在基于LoRaWAN網(wǎng)關的覆蓋范圍內搭建了企業(yè)級LoRaWAN專網(wǎng)，后續(xù)可視情況接入其他LoRaWAN硬件設備，如溫濕度傳感器、紅外傳感器等，實現(xiàn)更多增值應用，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，易于建設和部署；網(wǎng)關覆蓋范圍廣，可管理多個設備，等等。”博高信息物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部總監(jiān)蔣洪斌表示，“此外，還具備很好的擴展性，未來可以根據(jù)需要在網(wǎng)關覆蓋范圍內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院應急管理辦公室發(fā)布的規(guī)范電動自行車充電火災防范的相關政策，杜絕了相關場所的充電火災隱患，同時積極響應了國家對智慧社區(qū)的推進政策，讓物業(yè)有更加先進的物聯(lián)網(wǎng)技術來管理車場。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)技術和LoRa應用的研發(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?！?/p>

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。通過利用物聯(lián)網(wǎng)技術改造電瓶車充電這一應用場景，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)機構的三方共贏，同時也為將來擴展至新能源汽車有序充電方案奠定了基礎；此外，在宏觀方面，同時兼顧了供給側和需求側，實現(xiàn)了能源的合理利用和民生的有效改善。