一种基于智能无感支付的岸电系统及供电方法与流程

2021-02-03 15:02:29|

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[0001]
本发明涉及船舶充电领域，尤其涉及一种基于智能无感支付的岸电系统及供电方法。

背景技术：

[0002]
目前，在全球市场中，大约90%的货物都由船只运输，而大多数船只都由柴油发电机提供电力，为了解决船舶靠泊期间的生活用电，减少空气与噪音污染，越来越多的船只采用岸电系统充电，船舶停靠后船员将线缆接到配电箱上，就可以在停靠期间由岸上的电网向船用设备供电，这代替了传统柴油发电机，不仅减少了噪声污染，还改善了船员的工作生活环境，降低了船舶靠港成本和维护费用，实现了有害气体的零排放。
[0003]
现有技术中，岸电充电需要人工来操作电缆收放装置，由于码头、船只的空间有限，所以电缆收放装置需要达到结构紧凑、操作方便的技术效果。另外，在岸电使用期间，船舶位置会不断变动，随着潮汐涨落水位变化会改变船舶受电部分的相对高度，将会导致连接电缆过紧或过松，这容易对电缆收放装置造成损坏。充电结束后，需要人工操作启停和结算支付，随着移动互联网的发展，微信、支付宝等移动支付技术已广泛应用于我们日常的生活场景，岸电船舶场景也普遍由传统的人工现金收费向非现金支付及无人值守的方向转变。然而，在岸电系统的使用过程中仍存在着船岸电缆接入时间长、用电结算支付不易于管理等问题，而这影响了内河岸电使用的推广。

技术实现要素：

[0004]
根据现有技术中存在的问题，现提供一种基于智能无感支付的岸电系统及供电方法，用以实现岸电系统的非现金、无人值守收费，从而节约人力资源，降低用电结算的难度。
[0005]
上述技术方案具体包括：一种基于智能无感支付的岸电系统，适用于电动船舶，其特征在于，包括：云平台模块，所述云平台模块使用can通信技术与所述电动船舶和一岸电箱实现通信，并具体包括：控制单元，连接至所述岸电箱，用于控制所述岸电箱对所述电动船舶开始充电或停止充电；显示单元，连接至所述岸电箱，用于将所述电动船舶的实时用电信息和用电计费信息呈现给用户；支付单元，连接至所述显示单元，用于识别绑定所述电动船舶的船舶账户并支付所述电动船舶的用电计费账单；所述提示单元连接至所述显示单元和所述支付单元，预存有多个提示动作，用于根据管理员支付结果作出对应的提示动作；第一计时单元，连接至所述提示单元，预存有一第一计时阈值，用于在管理员支付失败时开始计时；存储单元，连接至所述支付单元，用于在所述第一计时单元的计时达到所述第一计时阈值时号将所述电动船舶的账户信息进行储存，存储于所述存储单元的账户信息被限制登录所述支付单元。
[0006]
优选的，还包括：传感模块，设置于岸边，具有面向海面的一预设的感应范围，用于感应所述电动船舶的位置；所述连接模块连接至所述岸电箱，用于将所述岸电箱的电输送上所述电动船舶，并将所述电动船舶的实时用电信息持续传送回所述岸电箱。
[0007]
优选的，所述连接模块包括：电缆组合，连接至所述岸电箱和所述电动船舶，环绕于一电缆卷筒上，用于将所述岸电箱的电传送上船并将所述电动船舶的实时用电信息持续传送回所述岸电箱；所述电缆卷筒连接至所述岸电箱，用于控制所述电缆组合的放出或缩回；检测单元，连接至所述电缆组合，用于检测所述电缆组合是否与所述电动船舶相连接；第二计时单元，连接至所述检测单元与所述岸电箱，预存有一第二计时阈值，用于在所述检测单元检测到所述电缆组合未连接时开始计时；所述第二计时单元的计时达到所述第二计时阈值时，所述电缆卷筒将所述电缆组合收回。
[0008]
优选的，所述岸电箱包括：第一连接接口，连接至所述连接模块，用于控制所述岸电箱输出的电的接通或切断以及接收所述实时用电信息；第一控制模块，连接至所述第一连接接口，用于控制所述岸电箱输出的电的实际参数；显示模块，连接至所述第一连接接口，用于将所述实时用电信息呈现给用户；第二控制模块，连接至所述传感模块、所述连接模块和所述第一连接接口，用于控制所述连接模块放出或收回电缆；计费模块，连接至所述第一连接接口，用于根据一预设的计费标准和所述实时用电信息进行所述电动船舶的用电计费。
[0009]
优选的，所述实际参数包括电的频率、电压、相序中的至少一种。
[0010]
优选的，所述第一控制模块包括：变频单元，连接至所述第一连接接口，预存有多个电频，用于改变所述岸电箱输出的电的频率；变压单元，连接至所述第一连接接口，预存有多个电压，用于改变所述岸电箱输出的电的电压；相序调节单元，连接至所述第一连接接口，预存有一标准相序，用于调节所述岸电箱输出的电的相序。
[0011]
优选的，第二连接接口，连接至所述连接模块，用于接收所述连接模块输送上船的电以及输出所述实时用电信息；识别单元，连接至所述第二连接接口和所述连接模块，用于识别所述第二连接接口与所述连接模块是否连接成功；提示单元，连接至所述识别单元，预存有多个提示动作，用于根据所述第二连接接口的连接结果做出对应的提示动作；判断单元，连接至所述第二连接接口，用于判断所述连接模块输送上船的电的实际电压与实际频率是否符合一预设的标准电压阈值和标准频率阈值；所述采集单元连接至所述第二连接接口和所述判断单元，用于采集所述电动船舶的实时用电信息。
[0012]
在本技术方案中，还包括：一种基于智能无感支付的岸电供电方法，其特征在于，适用于所述基于智能无感支付的岸电系统，具体包括：步骤s1：一传感模块检测到一电动船舶靠近，输出一感应信号至一岸电箱；步骤s2：所述岸电箱输出一放出指令至一连接模块使得所述连接模块释放一电缆组合；步骤s3：所述船载接电箱根据一标准运行状态判断所述电缆组合和所述船载接电箱是否连接成功；若是，则进行步骤s4；若否，则所述船载接电箱做出一预设的提示动作，并输出一失败信号至所述岸电箱，所述岸电箱根据所述失败信号做出一预设的提示动作，并回到步骤s3；步骤s4：所述岸电箱开始充电；步骤s5：一段时间后，所述岸电箱停止充电，所述云平台模块判断管理员是否支付成功；若是，则进行步骤s6；若否，则所述云平台模块做出支付失败对应的提示动作，并进行计时，在所述计时到达一预设的第一计时阈值时，所述云平台模块将所述船舶账户的信息进行储存以限制所述船舶账户的下次登录；步骤s6：所述云平台模块做出支付成功对应的提示动作；步骤s7：所述连接模块在检测到所述电缆组合断开连接时开始计时，并在计时达到一预设的第二计时阈值后，将所述电缆组合收回。
[0013]
本发明的技术方案的有益效果在于：本技术方案采用卷盘电缆自动收放装置、船舶用电信息即插识别技术、岸电桩与云平台系统实时通信并完成结算的方式，使得船、桩、船云与桩云之间互通，实现了岸电即插即用、无感支付，进而使得具备岸电标准接口设备的船舶靠港停泊用电支付的响应控制速度更快，从而节省时间和人力，实现人机交互和供电控制、计量、计费，具备人身、设备安全保护和远程通信功能。
附图说明
[0014]
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成本发明范围的限制。
[0015]
图1为本发明实施例的基于智能无感支付的岸电系统的结构组成图；图2为本发明实施例的云平台模块的结构组成图；图3为本发明实施例的岸电箱的结构组成图；图4为本发明实施例的第一控制单元的结构组成图；图5为本发明实施例的连接模块的结构组成图；图6为本发明实施例的船载接电箱的结构组成图；图7为本发明实施例的基于智能无感支付的岸电供电方法的系统流程图；图8为本发明实施例的基于智能无感支付的岸电系统的具体实施结构图；图9为本发明实施例的第一连接接口和第二连接接口的具体实施结构图。
具体实施方式
[0016]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0017]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0018]
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
[0019]
一种基于智能无感支付的岸电系统，适用于电动船舶，其特征在于，包括：云平台模块1，云平台模块1使用can通信技术与电动船舶和岸电箱2实现通信，云平台模块1具体包括：云平台模块1具体包括：控制单元11，连接至岸电箱2，用于输出控制信号至岸电箱2控制岸电箱2对电动船舶开始充电或停止充电；显示单元12，连接至岸电箱2，用于将实时用电信息和用电计费信息呈现给用户；支付单元13，连接至显示单元12，船员使用支付单元13登录船舶账户并完成根据用电计费信息生成的用电账单的支付，支付单元13根据一预设的支付判断过程判断船员是否支付成功；若支付成功，则支付单元13输出支付完成信号至提示单元14；提示单元14连接至显示单元12和支付单元13，预存有多个提示动作，用于根据支付完成信号作出对应的提示动作；若支付失败，则支付单元13输出一支付失败信号至提示单元14；提示单元14根据支付失败信号做出对应的提示动作，并输出第一计时信号至第一计时单元15；第一计时单元15连接至提示单元14，预存有第一计时阈值，用于在接收到第一计时信号时开始计时，并在计时达到第一计时阈值时，输出超时信号至支付单元13；支付单元13
在接收到超时信号后，将船舶账户的船舶账户输出成一数据信号至存储单元16；存储单元16连接至支付单元13，用于根据数据信号将电动船舶的船舶账户进行储存，存储于存储单元16的账户信息被限制登录支付单元13。
[0020]
具体的，云平台模块1为岸电云平台系统。
[0021]
具体的，云平台模块1和岸电箱2通过4g或wifi进行通信连接。
[0022]
具体的，岸电箱2为带有连接销与通信销的低压船载岸电插座箱。
[0023]
具体的，控制单元11具体为岸电云平台系统界面上的两个按键，分别可以为“开始充电”，“停止充电”。
[0024]
具体的，提示单元14根据支付成功信号可以在岸电云平台系统上显示“支付成功”的文字提示。
[0025]
具体的，提示单元14根据支付失败信号可以在岸电云平台系统上显示“支付失败”的文字提示。
[0026]
具体的，支付单元13通过船舶用电信息即插识别技术与船员的银行卡或第三方支付平台捆绑，实现从自动扣除费用的快捷支付服务。
[0027]
进一步地，实现船舶用电信息即插识别技术的方法是利用can通信技术，通过电缆连接插座通信接口与岸电桩数据集中器、监控后台等通信终端进行即时通信，识别绑定受电船舶的电制和账户信息，进而控制船岸间电力可靠传输。
[0028]
进一步地，船员能够直接在手机上通过app/小程序，或是通过扫描岸电箱2上对应云平台模块1的二维码，进入岸电云平台系统中支付单元13的账户登录页面。
[0029]
进一步地，支付模块13通过船舶用电信息即插识别技术实现船舶账户的快速登录。
[0030]
在一种较优的实施例中，基于智能无感支付的岸电系统还包括：传感模块3，设置于岸边，具有面向海面的一预设的感应范围，用于在感应到电动船舶时，输出一感应信号至岸电箱2，岸电箱2根据感应信号控制连接模块4放出电缆；连接模块4连接至岸电箱2，用于将岸电箱2的电输送上电动船舶，并将电动船舶的实时用电信息持续传送回岸电箱2。
[0031]
具体的，传感模块3具体为可用于工业环境下的红外测距传感器。
[0032]
在一种较优的实施例中，连接模块4包括：电缆组合41，连接至岸电箱2和电动船舶，环绕于电缆卷筒42上，用于将岸电箱2的电传送上船并将电动船舶的实时用电信息持续传送回岸电箱2；电缆卷筒42连接至岸电箱2，用于控制电缆组合41的放出或缩回；检测单元43，连接至电缆组合41，用于检测电缆组合41是否与电动船舶相连接；若连接，则检测单元43不作出反应；若未连接，则检测单元43输出第二计时信号至第二计时单元44；第二计时单元44连接至检测单元43与岸电箱2，预存有第二计时阈值，用于在接收到第二计时信号时开始计时，并在计时达到第二计时阈值时，输出一收回信号至电缆卷筒42，电缆卷筒42根据收回信号转动以将电缆组合41收回。
[0033]
具体的，电缆组合41包括三相电缆，信号反馈电缆，通信电缆，用于进行电力和实时用电信息的传输。
[0034]
具体的，电缆组合41相应的电缆接插件带有相序检测功能和机械缩紧装置。
[0035]
具体的，电缆卷筒42包括一电机。
[0036]
具体的，电缆卷筒42的输入端通过电缆头连接至岸电箱2，岸电箱2通过控制对电
机的供电进而控制电缆组合41的收放。
[0037]
进一步地，电缆卷筒42放出一定长度的电缆组合41，待电动船舶靠岸后，船员可以将电缆的插头连接至电动船舶，实现船岸电缆的快速连接。
[0038]
具体的，放出的电缆长度一般为20米。
[0039]
进一步地，电缆卷筒42放出电缆组合41后，输出一检测信号至检测单元43，检测单元43检测电缆组合41的连接情况；若电缆放出后没有连接至电动船舶或者是电动船舶充完电后电缆组合41被取下，检测单元43输出一第二计时信号至第二计时单元44。
[0040]
进一步地，第二计时单元44的计时达到预设的计时阈值时，输出一收回信号至电缆卷筒42，电缆卷筒42将电缆组合41收回。
[0041]
在一种较优的实施例中，岸电箱2包括：第一连接接口21，连接至连接模块4，用于控制岸电箱2输出的电的接通或切断以及接收实时用电信息；第一控制模块22，连接至第一连接接口21，用于控制岸电箱2输出的电的实际参数；显示模块23，连接至第一连接接口21，用于将实时用电信息呈现给用户；第二控制模块24，连接至传感模块3、连接模块4和第一连接接口21，用于控制连接模块4放出或收回电缆；计费模块25，连接至第一连接接口21，用于根据一预设的计费标准和实时用电信息进行电动船舶的用电计费。
[0042]
具体的，第一连接接口21为一插座。
[0043]
具体的，第一连接接口21具备光纤通讯设备和标准st接口，经过通信电缆连接可实现船岸实时监测，数据互传共享、报警信息传递等功能。
[0044]
具体的，第一连接接口21的插座触头布置包括：三相线插头l1、l2、l3，接地触点pe，信号销p1、p2；通信销p3、p4；带can通讯接口。
[0045]
具体的，显示模块23为岸电箱2上的一人工操作界面。
[0046]
具体的，电的实际参数包括电的频率、电压、相序。
[0047]
具体的，计费模块25内设有一电表和一计费系统，根据一预设的计费标准和实时用电信息进行电动船舶的用电计费。
[0048]
具体的，岸电箱2上还设置有一控制按钮，该控制按钮连接至第一连接接口21，船员通过按下该控制按钮控制第一连接接口21切断岸电箱2电能的输出。
[0049]
在一种较优的实施例中，第一控制模块22包括：变频单元221，连接至第一连接接口21，预存有多个电频，用于改变岸电箱2输出的电的频率；变压单元222，连接至第一连接接口21，预存有多个电压，用于改变岸电箱2输出的电的电压；相序调节单元223，连接至第一连接接口21，预存有一标准相序，用于调节岸电箱2输出的电的相序。
[0050]
具体的，相序调节单元223具有一相序控制回路，用于调整岸电箱2输出的电的相序。
[0051]
在一种较优的实施例中，电动船舶包括一船载接电箱5，连接至连接模块4和配电箱，船载接电箱5具体包括；第二连接接口51，连接至连接模块4，用于接收连接模块4输送上船的电以及输出实时用电信息；识别单元52，连接至第二连接接口51和连接模块4，用于识别第二连接接口51与连接模块4是否连接成功；若失败，则识别单元52输出一失败信号至提示单元53和连接模块4；提示单元53连接至识别单元52，预存有多个提示动作，用于根据失
败信号做出对应的提示动作；连接模块4将失败信号传输回岸电箱2，岸电箱2做出对应的提示动作；若成功，则识别单元52输出成功信号至提示单元53和判断单元54；提示单元53根据成功信号做出对应的提示动作；判断单元54连接至第二连接接口51，用于判断连接模块4输送上船的电的实际电压与实际频率是否符合一预设的标准电压阈值和标准频率阈值；若符合，则判断单元54输出一启动信号至采集单元55；采集单元55连接至第二连接接口51和判断单元54，用于根据启动信号开始采集电动船舶的实时用电信息，并将实时用电信息输出至第二连接接口51；若不符合，则判断单元54输出一更改信号第二连接接口51；第二连接接口51通过连接模块4将更改信号传输回岸电箱2，岸电箱2根据更改信号更改输出的电的实际电压与实际频率。
[0052]
具体的，第二连接接口51也为一插座。
[0053]
具体的，第二连接接口51同样具备光纤通讯设备和标准st接口，经过通信电缆连接可实现船岸实时监测，数据互传共享、报警信息传递等功能。
[0054]
具体的，第二连接接口51的插座触头布置同样包括：三相线插头l1、l2、l3；接地触点pe；信号销p1、p2，与岸电箱11串联形成逻辑互锁；通信销p3、p4；带can通讯接口。
[0055]
进一步地，当电缆组合41插入插座后，应确保防护等级为ip66/ip67h，同时满足插拔快捷、接线方便、电接触可靠、良好的密封性和绝缘性。
[0056]
具体的，提示单元53可为提示灯，当接收到失败信号时，对应的提示动作可以为控制提示灯不亮或者为提示灯亮红灯，当接收到成功信号时，对应的提示动作可以为控制指示灯亮起或者为提示灯亮起绿色。
[0057]
进一步地，岸电箱2的第一连接接口21接收到失败信号时，控制显示模块23做出对应的提示动作，该提示动作可以是人工操作界面的文字提示，如“连接异常”。
[0058]
具体的，采集单元55采集电动船舶的配电箱的用电频率、电压。
[0059]
进一步地，当有船舶驶向充电泊位时，传感模块3检测到电动船舶靠近，输出感应信号至岸电箱2，岸电箱2输出一放出信号至连接模块4，使得电缆卷筒42放出固定长度的电缆组合41。
[0060]
进一步地，船员将电缆组合41连接至船载接电箱5的第二连接接口51。
[0061]
进一步地，识别单元52识别第二连接接口51与连接模块4是否连接成功；若失败，则识别单元52输出失败信号至提示单元53和连接模块4；提示单元53的提示灯不亮或者亮起红灯；岸电箱2的显示模块23提示“连接异常”。
[0062]
若成功，则识别单元52输出成功信号至提示单元53和判断单元54；提示单元53的提示灯亮起或者亮起绿灯。
[0063]
进一步地，判断单元54判断岸电箱2输送上船的电的实际电压与实际频率是否符合预设的标准电压阈值和标准频率阈值；若不符合，则判断单元54输出更改信号第二连接接口51；第二连接接口51通过连接模块4将更改信号传输回岸电箱2，岸电箱2的第一控制模块22根据更改信号更改输出的电的实际电压与实际频率；若符合，则判断单元54输出启动信号至采集单元55；采集单元55开始采集电动船舶的实时用电信息并将实时用电信息传输至第二连接接口51，第二连接接口51将实时用电信息通过电缆组合41传输至岸电箱2。
[0064]
进一步地，船员通过扫描岸电箱2上对应云平台模块1的二维码或是直接在手机上打开云平台模块1的app/小程序，并在岸电云平台系统中支付单元13的账户登录页面登录
电动船舶的船舶账户。
[0065]
进一步地，船员在手机上的岸电云平台系统界面按下控制单元11中的“开始充电”按钮，控制岸电箱2对电动船舶进行充电。
[0066]
进一步地，相序调节单元223调节岸电箱1输出的电的相序。
[0067]
进一步地，计费模块25根据电动船舶的实时用电信息将电动船舶的用电情况进行实时计费。
[0068]
在充电过程中，船员可通过云平台模块1的显示单元12看见实时用电信息和用电计费信息。
[0069]
进一步地，船员在手机上的岸电云平台系统界面按下控制单元11中的“停止充电”按钮或者按下岸电箱2上的控制按钮，控制岸电箱2对电动船舶停止充电。
[0070]
进一步地，船员通过支付模块13进行电动船舶的充电账单的支付。
[0071]
进一步地，支付模块13根据一预设的支付判断过程判断船员是否支付成功；若支付失败，则支付单元13输出支付失败信号至提示单元14；提示单元14提示支付失败，并输出第一计时信号至第一计时单元15；第一计时单元15开始计时，并在计时达到第一计时阈值时，输出超时信号至支付单元13；支付单元13将船舶账户的船舶账户输出成一数据信号至存储单元16；存储单元16将电动船舶的船舶账户进行储存，限制该船舶账户的下次登录。
[0072]
若支付成功，则支付单元13输出支付完成信号至提示单元14；提示单元14提示“支付成功”，船员将电缆组合41从船载接电箱5上取下。
[0073]
进一步地，检测单元43检测到电缆组合41的未连接，输出第二计时信号至第二计时单元44。
[0074]
进一步地，第二计时单元44的计时达到预设的计时阈值时，输出收回信号至电缆卷筒42，电缆卷筒42将电缆组合41收回。
[0075]
在本技术方案中，还包括：一种基于智能无感支付的岸电供电方法，其特征在于，适用于基于智能无感支付的岸电系统，具体包括：步骤s1：传感模块3检测到电动船舶靠近，输出感应信号至岸电箱2；步骤s2：岸电箱2输出放出指令至连接模块4使得连接模块4释放电缆组合41；步骤s3：船载接电箱5根据一标准运行状态判断电缆组合41和船载接电箱5是否连接成功；若是，则进行步骤s4；若否，则船载接电箱5做出一预设的提示动作，并输出一失败信号至岸电箱2，岸电箱2根据失败信号做出一预设的提示动作，并回到步骤s3；步骤s4：云平台模块1控制岸电箱2开始充电；步骤s5：一段时间后，云平台模块1控制岸电箱2停止充电，云平台模块1判断管理员是否支付成功；若是，则进行步骤s6；若否，则云平台模块1做出支付失败对应的提示动作，并进行计时，在计时到达一预设的第一计时阈值时，云平台模块1将船舶账户的信息进行储存以限制船舶账户的下次登录；步骤s6：云平台模块1做出支付成功对应的提示动作；步骤s7：连接模块4在检测到电缆组合41断开连接时开始计时，并在计时达到一预设的第二计时阈值后，将电缆组合41收回。
[0076]
本发明的技术方案的有益效果在于：本技术方案采用卷盘电缆自动收放装置、船舶用电信息即插识别技术、岸电桩与云平台系统实时通信并完成结算的方式，使得船、桩、船云与桩云之间互通，实现了岸电即插即用、无感支付，进而使得具备岸电标准接口设备的船舶靠港停泊用电支付的响应控制速度更快，从而节省时间和人力，实现人机交互和供电
控制、计量、计费，具备人身、设备安全保护和远程通信功能。
[0077]
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

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