基于太阳能充电的共享单车监控嗅探装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种户外使用的监控和嗅探共享单车的装置。


背景技术：

2.为解决城市共享单车不方便管理的问题，现有技术提出了基于蓝牙嗅探的方式对共享单车进行监控管理的解决方案。
3.公开号为cn114842581a的中国发明专利申请提出了一种基于蓝牙的城市共享单车落锁控制系统及管理控制方法，它通过蓝牙嗅探终端实时监控共享单车的数据信息，并与云端管理服务器通讯交互指令，对停车管控区进行管理，无须任何远程控制，即可实现控制自动化和精准化，具有良好的经济效益和社会效益。
4.但是，传统的嗅探装置是独立安装的，需要单独铺设供电设施，成本高，工期长。另一方面，嗅探模块安装后将一直处于嗅探状态，无法远程关闭，其在调试、维护过程中嗅探到的无效数据会干扰正常的单车管理，只能依靠在服务端手动删除的方式予以解决，操作过于繁琐。


技术实现要素：

5.本实用新型提出了一种基于太阳能充电的共享单车监控嗅探装置，其目的是：（1）使用太阳能为蓝牙嗅探模块供电，解决供电成本高的问题；（2）实现蓝牙嗅探模块的开关功能。
6.本实用新型技术方案如下：
7.一种基于太阳能充电的共享单车监控嗅探装置，包括主控模块、蓝牙嗅探模块和通信模块，所述蓝牙嗅探模块和通信模块分别与主控模块相连接，还包括太阳能面板、充电电路、摄像头模组和蓄电池；
8.所述太阳能面板通过充电电路与所述蓄电池相连接；所述充电电路用于为蓄电池充电；
9.所述蓄电池用于为主控模块、蓝牙嗅探模块、摄像头模组和通信模块供电；
10.所述蓄电池通过电压转换开关电路与所述蓝牙嗅探模块相连接，所述电压转换开关电路基于开关电压调节器u4，用于转换蓄电池的输出电压，然后供给蓝牙嗅探模块；所述开关电压调节器u4的开关控制端还与主控模块相连接。
11.作为所述基于太阳能充电的共享单车监控嗅探装置的进一步改进：所述太阳能面板依次通过太阳能电压检测电路、充电开关电路、充电电流检测电路及充电电路与所述蓄电池相连接；
12.所述太阳能电压检测电路还与主控模块相连接，用于检测太阳能面板的输出电压，并将检测结果发送至主控模块；
13.所述充电开关电路还与主控模块相连接，用于控制太阳能面板与蓄电池之间连接电路的通断；
14.所述充电电流检测电路还与主控模块相连接，用于检测太阳能面板输出至充电电路的电流，并将检测结果发送至主控模块。
15.作为所述基于太阳能充电的共享单车监控嗅探装置的进一步改进：所述太阳能电压检测电路包括串联在太阳能面板正输出端与接地端之间的电阻r11和电阻r18，还包括与电阻r18相并联的电容c15，所述电阻r11和电阻r18之间的节点即为与所述主控模块相连接的太阳能电压检测输出端。
16.作为所述基于太阳能充电的共享单车监控嗅探装置的进一步改进：所述充电开关电路包括设置在太阳能面板与蓄电池之间连接电路上的mos管q1，还包括电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r17和三极管q2；
17.所述mos管q1的源极用于太阳能面板相连接，漏极用于与蓄电池相连接，栅极通过电阻r15与三极管q2的集电极相连接，栅极还通过电阻r13与mos管q1的源极相连接；
18.三极管q2的基极通过电阻r17及电阻r14与mos管q1的源极相连接，电阻r17与电阻r14之间的节点即为与所述主控模块相连接的充电开关控制端；三极管q2的发射极接地。
19.作为所述基于太阳能充电的共享单车监控嗅探装置的进一步改进：所述充电电流检测电路包括第一检测电阻、放大器u6、电阻r28、电阻r25和电容c22；
20.所述第一检测电阻设置在太阳能面板与充电电路之间的连接电路上，所述放大器u6的两个输入端分别与第一检测电阻的两端相连接，所述放大器u6的输出端依次通过电阻r28及电阻r25与接地端相连接，所述电阻r28与电阻r25之间的节点即为与所述主控模块相连接的充电电流检测输出端；所述电容c22与电阻r25并联。
21.作为所述基于太阳能充电的共享单车监控嗅探装置的进一步改进：所述蓄电池的输出端通过摄像头开关电路与摄像头模组相连接；
22.所述摄像头开关电路包括设置在蓄电池与摄像头模组之间供电电路上的mos管q7，还包括电阻r38、电阻r32、电阻r35和三极管q8；
23.所述mos管q7的源极与蓄电池的正输出端相连接，漏极与摄像头模组相连接，栅极通过电阻r35与三极管q8的集电极相连接，栅极还通过电阻r32与mos管q7的源极相连接；
24.三极管q8的基极通过电阻r38与用于连接主控模块的摄像头开关控制端相连接，三极管q8的发射极接地。
25.作为所述基于太阳能充电的共享单车监控嗅探装置的进一步改进：还包括电压转换电路，所述电压转换电路基于开关电压调节器u3，用于将蓄电池输出的12v电压转换为4v，然后分别供给主控模块和通信模块。
26.作为所述基于太阳能充电的共享单车监控嗅探装置的进一步改进：所述电压转换电路的输出端通过主控电流检测电路与主控模块相连接；
27.所述主控电流检测电路包第二检测电阻、放大器u5、电阻r24、电阻r22和电容c21；
28.所述第二检测电阻设置在电压转换电路与主控模块之间的供电电路上，所述放大器u5的两个输入端分别与第二检测电阻的两端相连接，所述放大器u5的输出端依次通过电阻r24及电阻r22与接地端相连接，所述电阻r24与电阻r22之间的节点即为与所述主控模块相连接的主控电流检测输出端；所述电容c21与电阻r22并联。
29.作为所述基于太阳能充电的共享单车监控嗅探装置的进一步改进：所述电压转换电路的输出端通过通信开关电路与通信模块相连接；
30.所述通信开关电路包括设置在电压转换电路与通信模块之间供电电路上的mos管q4，还包括电阻r7、电阻r1、电阻r6和三极管q6；
31.所述mos管q4的源极与电压转换电路的正输出端相连接，漏极与通信模块相连接，栅极通过电阻r6与三极管q6的集电极相连接，栅极还通过电阻r1与mos管q4的源极相连接；
32.三极管q6的基极通过电阻r7与用于连接主控模块的通信开关控制端相连接，三极管q6的发射极接地。
33.作为所述基于太阳能充电的共享单车监控嗅探装置的进一步改进：还包括分别与主控模块相连接的电池温度检测电路和环境温度检测电路；所述电池温度检测电路用于检测蓄电池的温度，所述环境温度检测电路用于检测环境温度。
34.相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：（1）本装置将蓝牙嗅探模块与监控摄像头集成为一体，并利用太阳能为二者供电，既解决了蓝牙嗅探模块的供电问题，也简化了现场安装调试过程，提高了效率，降低了成本；（2）本装置不仅利用开关电压调节器u4完成了电压转换，将蓄电池的输出电压转换成与蓝牙芯片相匹配的电压，同时还巧妙的利用了开关电压调节器的开关控制端实现了蓝牙嗅探模块的供电开关控制，可以在不需要嗅探时远程关闭嗅探功能；（3）本装置还通过太阳能电压检测电路和充电电流检测电路对太阳能面板的输出电压和电流进行检测，同时通过充电开关电路对供电电路进行控制，当电压或电流超出预设的范围时，主控模块可以通过充电开关电路断开供电电路，停止充电，避免影响充电效率或造成元件的损坏；（4）本装置还通过摄像头开关电路控制摄像头模组的开关状态，在不需要拍摄时可以远程将摄像头模组关闭。
附图说明
35.图1为各模块/电路之间通信连接的示意图；
36.图2为各模块/电路之间供电连接的示意图；
37.图3为蓝牙嗅探模块中的蓝牙芯片的示意图；
38.图4为电压转换开关电路的示意图；
39.图5为太阳能电压检测电路和充电开关电路部分的电路图；
40.图6为充电电流检测电路的电路图；
41.图7为充电电路的电路图；
42.图8为摄像头开关电路的电路图；
43.图9为电压转换电路的电路图；
44.图10为主控电流检测电路的电路图；
45.图11为主控模块的电路图；
46.图12为通信开关电路的电路图；
47.图13为通信模块的电路图；
48.图14为温度检测部分的电路图，其中左侧部分是参考电压电路，中间是环境温度检测电路的电路图，右侧是电池温度检测电路的电路图。
具体实施方式
49.下面结合附图详细说明本实用新型的技术方案：
50.如图1，一种基于太阳能充电的共享单车监控嗅探装置，包括主控模块4、摄像头模组9和通信模块5，所述摄像头模组9和通信模块5分别与主控模块4相连接。
51.如图2，所述基于太阳能充电的共享单车监控嗅探装置还包括太阳能面板14、太阳能电压检测电路1、充电开关电路8、充电电流检测电路2、充电电路15和蓄电池16。
52.其中，所述太阳能面板14依次通过太阳能电压检测电路1、充电开关电路8、充电电流检测电路2及充电电路15与所述蓄电池16相连接。
53.所述太阳能电压检测电路1还与主控模块4相连接，用于检测太阳能面板14的输出电压，并将检测结果发送至主控模块4。
54.所述充电开关电路8还与主控模块4相连接，用于控制太阳能面板14与蓄电池16之间连接电路的通断。
55.所述充电电流检测电路2还与主控模块4相连接，用于检测太阳能面板14输出至充电电路15的电流，并将检测结果发送至主控模块4。
56.所述充电电路15用于将太阳能输出的电能充给蓄电池16。所述蓄电池16用于为主控模块4、摄像头模组9和通信模块5供电。
57.所述主控模块4为本装置的核心，其基于如图11所示的hc32l136k8ta芯片。
58.如图5，所述太阳能电压检测电路1包括串联在太阳能面板14正输出端与接地端之间的电阻r11和电阻r18，还包括与电阻r18相并联的电容c15，电容c15用于滤波。所述电阻r11和电阻r18之间的节点即为与所述主控模块4相连接的太阳能电压检测输出端。主控模块4通过电阻r18两端的电压求得太阳能的输出电压值。
59.如图5，所述充电开关电路8包括设置在太阳能面板14与蓄电池16之间连接电路上的mos管q1，还包括电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r17和三极管q2。
60.所述mos管q1的源极用于太阳能面板14相连接，漏极用于与蓄电池16相连接，栅极通过电阻r15与三极管q2的集电极相连接，栅极还通过电阻r13与mos管q1的源极相连接。
61.三极管q2的基极通过电阻r17及电阻r14与mos管q1的源极相连接，电阻r17与电阻r14之间的节点即为与所述主控模块4相连接的充电开关控制端；三极管q2的发射极接地。
62.当主控模块4向充电开关控制端发送高电平，三极管q2和mos管q1导通，太阳能电池板与后侧连接的充电电路15相导通。
63.进一步的，如图6，所述充电电流检测电路2包括第一检测电阻、放大器u6、电阻r28、电阻r25和电容c22。
64.所述第一检测电阻设置在太阳能面板14与充电电路15之间的连接电路上，所述放大器u6的两个输入端分别与第一检测电阻的两端相连接，检测其电压。所述放大器u6的输出端依次通过电阻r28及电阻r25与接地端相连接，所述电阻r28与电阻r25之间的节点即为与所述主控模块4相连接的充电电流检测输出端。所述电容c22与电阻r25并联。
65.主控模块4通过充电电流检测输出端得到放大器u6的输出电压，及第一检测电阻电压的放大值，然后换算出太阳能面板14与充电电路15之间电路上的电流，即充电电流。
66.当主控模块4检测到太阳能的输出电压或充电电流超出正常范围时，将向充电开关控制端发送低电平，三极管q2和mos管q1截止，太阳能电池板与后侧连接的充电电路15之间的电路断开，停止充电。
67.如图7，所述充电电路15基于cn3722芯片，具有太阳能电池最大功率点跟踪功能
（mptt）。
68.如图2，所述蓄电池16通过电压转换开关电路11与所述蓝牙嗅探模块6相连接。如图4，所述电压转换开关电路11基于开关电压调节器u4，用于转换蓄电池16的12v输出电压转换为5v，然后供给蓝牙嗅探模块6。所述开关电压调节器u4的开关控制端还与主控模块4相连接，主控模块4可以直接通过该开关控制端关闭开关电压调节器u4，从而断开蓝牙嗅探模块6的供电，关闭蓝牙功能。
69.所述蓝牙嗅探模块6基于如图3所示的nrf52840芯片。嗅探时，安装在共享单纯上的蓝牙从机采用周期广播发送机制，整机功耗可以控制在很低的范围(1秒广播一次，平均功耗月15ua)，且广播信息支持最多携带31字节用户数据。作为接收端的主机设备（本装置中的蓝牙嗅探模块6）可以动态抓取“广播数据包”，该模式下仅仅实现广播数据监听，并提取其中的有效用户数据，包括mac地址、信号强度rssi、用户自定义数据字段等，然后根据这些信息判断发出信息的共享单车是否越过了预设的电子围栏区域。
70.如图2，所述蓄电池16的输出端还通过摄像头开关电路10与摄像头模组9相连接。
71.具体的，如图8，所述摄像头开关电路10包括设置在蓄电池16与摄像头模组9之间供电电路上的mos管q7，还包括电阻r38、电阻r32、电阻r35和三极管q8。
72.所述mos管q7的源极与蓄电池16的正输出端相连接，漏极与摄像头模组9相连接，栅极通过电阻r35与三极管q8的集电极相连接，栅极还通过电阻r32与mos管q7的源极相连接。
73.三极管q8的基极通过电阻r38与用于连接主控模块4的摄像头开关控制端相连接，三极管q8的发射极接地。
74.需要关闭摄像头模组9时，主控模块4向摄像头开关控制端发送低电平，三极管q8和mos管q7截止，断开向摄像头模组9的供电。结合通信模块5，可以实现摄像头模组9的远程开关控制。
75.如图2，还包括电压转换电路17。如图9，所述电压转换电路17基于开关电压调节器u3，用于将蓄电池16输出的12v电压转换为4v，然后分别供给主控模块4和通信模块5。由于电压转换电路17同时为主控模块4和通信模块5供电，不能断开供电，否则主控模块4将无法工作，因此将开关电压调节器u3的开关控制端直接接地，再单独通过其它方式来控制通信模块5供电的通断。
76.进一步的，所述电压转换电路17的输出端通过主控电流检测电路3与主控模块4相连接。
77.如图10，所述主控电流检测电路3包第二检测电阻、放大器u5、电阻r24、电阻r22和电容c21。
78.所述第二检测电阻设置在电压转换电路17与主控模块4之间的供电电路上，所述放大器u5的两个输入端分别与第二检测电阻的两端相连接，所述放大器u5的输出端依次通过电阻r24及电阻r22与接地端相连接，所述电阻r24与电阻r22之间的节点即为与所述主控模块4相连接的主控电流检测输出端；所述电容c21与电阻r22并联。
79.放大器u5放大第二检测电阻的电压，主控模块4根据该电压换算出提供给主控模块4的电流值。
80.如图2，所述电压转换电路17的输出端通过通信开关电路7与通信模块5相连接。
81.如图12，所述通信开关电路7包括设置在电压转换电路17与通信模块5之间供电电路上的mos管q4，还包括电阻r7、电阻r1、电阻r6和三极管q6。
82.所述mos管q4的源极与电压转换电路17的正输出端相连接，漏极与通信模块5相连接，栅极通过电阻r6与三极管q6的集电极相连接，栅极还通过电阻r1与mos管q4的源极相连接。
83.三极管q6的基极通过电阻r7与用于连接主控模块4的通信开关控制端相连接，三极管q6的发射极接地。
84.需要关闭通信模块5时，主控模块4向通信开关控制端发送低电平，三极管q6和mos管q4截止，断开向通信模块5的供电。
85.所述通信模块5为grps模块或4g模块或5g模块。如图13为本实施例中通信模块5的电路图。
86.如图14，还包括分别与主控模块4相连接的电池温度检测电路12和环境温度检测电路13。所述电池温度检测电路12用于检测蓄电池16的温度，所述环境温度检测电路13用于检测环境温度。图中左侧部分提供参考电压vref，中间的环境温度检测电路13和右侧的电池温度检测电路12分别通过热敏电阻获取到温度值，然后输出至主控模块4。当电池温度或环境温度过高时，同样可以通过断开充电开关电路8，保护充电电路15和蓄电池16等元件。

技术特征：
1.一种基于太阳能充电的共享单车监控嗅探装置，包括主控模块（4）、蓝牙嗅探模块（6）和通信模块（5），所述蓝牙嗅探模块（6）和通信模块（5）分别与主控模块（4）相连接，其特征在于：还包括太阳能面板（14）、充电电路（15）、摄像头模组（9）和蓄电池（16）；所述太阳能面板（14）通过充电电路（15）与所述蓄电池（16）相连接；所述充电电路（15）用于为蓄电池（16）充电；所述蓄电池（16）用于为主控模块（4）、蓝牙嗅探模块（6）、摄像头模组（9）和通信模块（5）供电；所述蓄电池（16）通过电压转换开关电路（11）与所述蓝牙嗅探模块（6）相连接，所述电压转换开关电路（11）基于开关电压调节器u4，用于转换蓄电池（16）的输出电压，然后供给蓝牙嗅探模块（6）；所述开关电压调节器u4的开关控制端还与主控模块（4）相连接。2.如权利要求1所述的基于太阳能充电的共享单车监控嗅探装置，其特征在于：所述太阳能面板（14）依次通过太阳能电压检测电路（1）、充电开关电路（8）、充电电流检测电路（2）及充电电路（15）与所述蓄电池（16）相连接；所述太阳能电压检测电路（1）还与主控模块（4）相连接，用于检测太阳能面板（14）的输出电压，并将检测结果发送至主控模块（4）；所述充电开关电路（8）还与主控模块（4）相连接，用于控制太阳能面板（14）与蓄电池（16）之间连接电路的通断；所述充电电流检测电路（2）还与主控模块（4）相连接，用于检测太阳能面板（14）输出至充电电路（15）的电流，并将检测结果发送至主控模块（4）。3.如权利要求2所述的基于太阳能充电的共享单车监控嗅探装置，其特征在于：所述太阳能电压检测电路（1）包括串联在太阳能面板（14）正输出端与接地端之间的电阻r11和电阻r18，还包括与电阻r18相并联的电容c15，所述电阻r11和电阻r18之间的节点即为与所述主控模块（4）相连接的太阳能电压检测输出端。4.如权利要求2所述的基于太阳能充电的共享单车监控嗅探装置，其特征在于：所述充电开关电路（8）包括设置在太阳能面板（14）与蓄电池（16）之间连接电路上的mos管q1，还包括电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r17和三极管q2；所述mos管q1的源极用于太阳能面板（14）相连接，漏极用于与蓄电池（16）相连接，栅极通过电阻r15与三极管q2的集电极相连接，栅极还通过电阻r13与mos管q1的源极相连接；三极管q2的基极通过电阻r17及电阻r14与mos管q1的源极相连接，电阻r17与电阻r14之间的节点即为与所述主控模块（4）相连接的充电开关控制端；三极管q2的发射极接地。5.如权利要求2所述的基于太阳能充电的共享单车监控嗅探装置，其特征在于：所述充电电流检测电路（2）包括第一检测电阻、放大器u6、电阻r28、电阻r25和电容c22；所述第一检测电阻设置在太阳能面板（14）与充电电路（15）之间的连接电路上，所述放大器u6的两个输入端分别与第一检测电阻的两端相连接，所述放大器u6的输出端依次通过电阻r28及电阻r25与接地端相连接，所述电阻r28与电阻r25之间的节点即为与所述主控模块（4）相连接的充电电流检测输出端；所述电容c22与电阻r25并联。6.如权利要求1所述的基于太阳能充电的共享单车监控嗅探装置，其特征在于：所述蓄电池（16）的输出端通过摄像头开关电路（10）与摄像头模组（9）相连接；所述摄像头开关电路（10）包括设置在蓄电池（16）与摄像头模组（9）之间供电电路上的
mos管q7，还包括电阻r38、电阻r32、电阻r35和三极管q8；所述mos管q7的源极与蓄电池（16）的正输出端相连接，漏极与摄像头模组（9）相连接，栅极通过电阻r35与三极管q8的集电极相连接，栅极还通过电阻r32与mos管q7的源极相连接；三极管q8的基极通过电阻r38与用于连接主控模块（4）的摄像头开关控制端相连接，三极管q8的发射极接地。7.如权利要求1所述的基于太阳能充电的共享单车监控嗅探装置，其特征在于：还包括电压转换电路（17），所述电压转换电路（17）基于开关电压调节器u3，用于将蓄电池（16）输出的12v电压转换为4v，然后分别供给主控模块（4）和通信模块（5）。8.如权利要求7所述的基于太阳能充电的共享单车监控嗅探装置，其特征在于：所述电压转换电路（17）的输出端通过主控电流检测电路（3）与主控模块（4）相连接；所述主控电流检测电路（3）包第二检测电阻、放大器u5、电阻r24、电阻r22和电容c21；所述第二检测电阻设置在电压转换电路（17）与主控模块（4）之间的供电电路上，所述放大器u5的两个输入端分别与第二检测电阻的两端相连接，所述放大器u5的输出端依次通过电阻r24及电阻r22与接地端相连接，所述电阻r24与电阻r22之间的节点即为与所述主控模块（4）相连接的主控电流检测输出端；所述电容c21与电阻r22并联。9.如权利要求7所述的基于太阳能充电的共享单车监控嗅探装置，其特征在于：所述电压转换电路（17）的输出端通过通信开关电路（7）与通信模块（5）相连接；所述通信开关电路（7）包括设置在电压转换电路（17）与通信模块（5）之间供电电路上的mos管q4，还包括电阻r7、电阻r1、电阻r6和三极管q6；所述mos管q4的源极与电压转换电路（17）的正输出端相连接，漏极与通信模块（5）相连接，栅极通过电阻r6与三极管q6的集电极相连接，栅极还通过电阻r1与mos管q4的源极相连接；三极管q6的基极通过电阻r7与用于连接主控模块（4）的通信开关控制端相连接，三极管q6的发射极接地。10.如权利要求1至9任一所述的基于太阳能充电的共享单车监控嗅探装置，其特征在于：还包括分别与主控模块（4）相连接的电池温度检测电路（12）和环境温度检测电路（13）；所述电池温度检测电路（12）用于检测蓄电池（16）的温度，所述环境温度检测电路（13）用于检测环境温度。

技术总结
本实用新型公开了一种基于太阳能充电的共享单车监控嗅探装置，包括主控模块、蓝牙嗅探模块和通信模块；还包括太阳能面板、充电电路、摄像头模组和蓄电池；太阳能面板通过充电电路与蓄电池相连接；蓄电池用于为主控模块、蓝牙嗅探模块、摄像头模组和通信模块供电；蓄电池通过电压转换开关电路与蓝牙嗅探模块相连接；开关电压调节器U4的开关控制端还与主控模块相连接。本实用新型将蓝牙嗅探与摄像头集成一体，并使用太阳能为二者供电，解决了蓝牙嗅探模块供电成本高的问题，同时还具有蓝牙嗅探模块远程开关、电压电流检测等功能。电压电流检测等功能。电压电流检测等功能。


技术研发人员：张骋
受保护的技术使用者：山东小骋科技服务有限公司
技术研发日：2023.08.04
技术公布日：2023/9/16