本实用新型涉及一种岸电桩，尤其涉及一种泛在物联网控制的智能岸电装置。
背景技术：
内河港口简易低压岸电装置用于港口或码头停靠船舶接用岸电，适用于低压上船类型的岸电连接——受电船舶船上电制为220v/50hz。船舶在靠泊期间，通过接用岸电实现船上照明和生活用电，代替传统的柴油机发电，以达到节能减排、建设绿色港口的目标。
当前主流的码头供电设备一般是立式岸电桩或者岸电箱（船舶岸电配电箱）的形式。这些岸电桩安装于地面上，在实际使用中长时间暴露于外部环境中，难免遭受风吹雨淋，易出现岸电桩着火，漏电等安全隐患，导致桩体破坏率高、安全性能低。
例如，中国专利文献cn208156781u公开了“一种低压一体化智能岸电桩”，包括主回路部分、刷卡计费部分和控制及显示部分；所述主回路部分由进线排p1、主断路器qs1、供电接触器km1、出线检修排p2、快速插座p3组成；所述刷卡计费部分由读卡器c1、智能控制器c2、无线通讯模块c3、计量电表kwh1、以及电流互感器ct1～ct3组成；所述控制及显示部分由显示屏c4、急停按钮s1、电源及运行状态指示灯k1～k4组成，上述专利文献中的岸电桩不具备升降的功能，即无法下降进入地底。
技术实现要素：
本实用新型主要解决原有岸电桩破坏率高，安全性能低的技术问题；提供一种泛在物联网控制的智能岸电装置，降低岸电桩的安全隐患，防止人为或自然环境的破坏。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括岸电桩和控制中心，所述岸电桩上设有主控板和供电电路，所述岸电桩位于岸电箱内部，所述岸电箱内部设有用于驱动岸电桩升降的升降装置，所述岸电桩顶端设有盖板，所述岸电桩顶端与盖板之间设有遮挡装置，所述主控板、升降装置和遮挡装置通过网络与控制中心相连接，所述主控板包括主控芯片、电源电路及与主控芯片相连的控制电路、遥信控制电路、读卡器和液晶屏电路、充电连接检测电路、充电控制检测电路和网络通讯电路。
控制中心接收到控制的指令，控制升降装置上升，将岸电桩抬升至地表，同时控制遮挡装置展开，为岸电桩、岸电箱和升降装置提供遮挡，减少自然环境的侵蚀，接下来通过供电电路给船只供电，电源电路为主控芯片和与主控芯片相连接的电路供电，读卡器和液晶屏电路分别用于收取充电电费和便于用户进行相应的充电操作，充电连接检测电路用于检测cc信号，充电控制检测电路用于检测cp信号，控制电路控制供电电路的通断，互联网通讯电路用于主控芯片与控制中心之间的信息交互。
作为优选，所述的供电电路包括充电电路和充电头，所述充电电路包括空气开关qf1、防浪涌保护器spd1、电量表pj1和继电器km1常开触头，所述电量表pj1通过485电路与主控芯片相连接。
电量表pj1用于统计充电所用的电量，并将电量信息传送到主控芯片，主控芯片进行费用的结算。
作为优选，所述的控制电路包括电阻r65、r66、二极管d、三极管q1和继电器km1，所述电阻r65的第一端与主控芯片io口电连接，电阻r65第二端分别与三极管q1的基极和电阻r66的第一端电连接，电阻r66的第二端和三极管q1的发射极均接地，三极管q1的集电极分别与续流二极管d的阳极和继电器km1的第一端电连接，继电器km1的第二端和续流二极管d的阴极共同接入5v电源。
主控芯片通过控制控制电路中三级管的截止、饱和两种状态来控制继电器km1线圈是否通电，从而控制供电电路是否导通，多重控制保障供电的安全性。
作为优选，所述的充电连接检测电路包括光耦u16、电阻r95和电阻r96，所述光耦u16第一引脚与电阻r96第一端电连接，电阻r96第二端接入12v-a电源，光耦u16第二引脚引出导线作为充电头中的连接检测线cc，光耦u16第三引脚接地，光耦u16第四引脚分别与主控芯片io口和电阻r95第一端电连接，电阻r95第二端接入vcc3.3v电源。
作为优选，所述的充电控制检测电路包括隔离器u19、模拟开关u18、运放u20、光耦u22、运放u24a、电容c72、c73、c74、c86、c93、c94，电阻r101、r106、r110、r107、r102、r105、r108、r103、r104和二极管d33，所述隔离器u19第三引脚与主控芯片io口电连接，隔离器u19第六引脚与模拟开关u18第六引脚电连接，模拟开关u18第一引脚与电阻r101第一端电连接，电阻r101第二端与二极管d33阳极电连接，电阻r101第二端还引出导线作为充电头中的控制检测线cp，二极管d33阴极分别与电阻r106第一端和电容c94第一端电连接，电阻r106第二端分别与电阻r110第一端、电容c86第一端和电阻r107第一端电连接，电阻r107第二端分别与电容c74第一端和运放u20第三引脚电连接，电容c94第二端、电阻r110第二端、电容c86第二端和电容c74第二端均接地，运放u20第一引脚和第二引脚均与电阻r102第一端电连接，电阻r102第二端分别与运放u20第六引脚和光耦u22第三引脚电连接，电容c93与电阻r102并联，运放u20第七引脚与电阻r105第一端电连接，电阻r105第二端与光耦u22第一引脚电连接，光耦u22第六引脚分别与电阻r108第一端、电容c73第一端和运放u24a反相输入端电连接，光耦u22第五引脚和运放u24a正相输入端共同接地，运放u24a输出端、电容c73第二端和电阻r108第二端与电阻r103第一端电连接，电阻r103第二端分别与电容c72第一端、电阻r104第一端和主控芯片io口电连接，电阻r104和电容c72均接地。
充电连接检测电路检测cc信号，即充电连接确认，充电控制检测电路检测cp信号，即控制确认，cc信号和cp信号确认成功后在进行充电，保障供电的安全性。
作为优选，所述的主控板还包括分别与所述的主控芯片相连的ad参考电压电路、温度检测电路、铁电存储电路和时钟电路。
温度检测电路用于检测岸电桩温度，避免温度过高导致岸电桩损坏，时钟电路用于控制主控芯片的工作节奏，铁电存储电路用于存储充电数据，且铁电存储电路的功耗低，存储速度快，容量大。
作为优选，所述的升降装置包括安装座、安装底板和升降杆，所述安装座套接于安装箱内部，所述安装底板顶面设有岸电桩，安装底板背面与升降杆相连接，安装底板与所述的安装座滑动连接。
控制中心通过控制升降杆的上升下降，从而实现岸电桩的升降。
作为优选，所述的岸电桩顶端和盖板之间设有挡雨装置，所述遮挡装置包括滑板、螺杆、连杆、移动块和电机，所述滑板与所述的盖板滑动连接，所述移动块与螺杆螺纹连接，所述连杆的一端与移动块转动连接，另一端与移动板转动连接。
电机转动带动螺杆旋转，移动块向上移动带动连杆向外伸展，从而带动滑板向外侧滑出，遮挡装置的存在可以降低岸电桩、升降装置和岸电箱被自然环境的侵蚀程度，延长使用寿命。
作为优选，所述的盖板的外侧设有有磁条，所述岸电箱顶部设有与磁条相匹配的可通电线圈。
采用磁条和通电线圈相配合，相比于一般的机械锁用来锁住盖板和岸电箱，磁条和通电线圈相配合更加可靠，不易受到外力作用的损坏，使用寿命长。
作为优选，所述的岸电桩上设有绕线筒。
由于船只停泊在岸边，与岸电桩之间具有一定的距离，充电时需要较长的电线，绕线筒的存在既可以在有限的岸电箱空间内很好的收纳电线，减少安全隐患，又可以在充完电以后快速的回收电线。
本实用新型的有益效果是：1）岸电桩在不使用时，位于地底，可以防止人为或自然环境的对岸电桩的破坏，减少安全隐患；2）在使用时有遮挡装置为岸电桩、岸电箱和升降装置遮挡，减少自然环境的侵蚀，延长岸电桩的使用寿命；3）码头清洁美观；4）遥信电路和控制电路共同控制，提高岸电桩控制的安全性。
附图说明
图1为本发明的一种结构框图。
图2为本发明一种主控板外部电路结构原理图。
图3为本发明一种电源电路原理图。
图4为本发明一种充电控制检测电路原理图。
图5为本发明一种充电检测检测电路原理图。
图6为本发明一种遥信控制电路原理图。
图7为本发明一种读卡器和液晶屏电路原理图。
图8为本发明一种供电电路原理图。
图9为本发明一种485电路原理图。
图10为本发明中一种控制电路原理图。
图11为本发明一种主控芯片电路原理图。
图12为本发明一种铁电存储电路原理图。
图13为本发明一种时钟电路原理图。
图14为本发明一种ad参考电压电路原理图。
图15为本发明一种网络通讯电路原理图。
图16为本发明一种温度检测电路原理图。
图17为本发明一种整体结构示意图。
图18为本发明一种安装底板仰视结构示意图。
图中1.主控芯片，2.控制电路，3.充电连接检测电路，4.充电控制检测电路，5.遥信控制电路，6.读卡器和液晶屏电路，7.485电路，8.ad参考电压电路，9.温度控制检测电路，10.铁电存储电路，11.时钟电路，12.网络通讯电路，13.供电电路，14.控制中心，15.升降装置，16.遮挡装置，17.电源电路，18.主控板，19.岸电箱，20.干燥层，21.安装座，22.气垫，23.滑轨，24.限位块，25.通电线圈，26.滑板，27.密封圈，28.磁条，29.盖板，30.连杆，31.螺杆，32.移动块，33.电机，34.操作面板，35.岸电桩，36.充电枪，37.散热孔，38.绕线筒，39.安装底板，40.升降杆，41，固定座，42.滑块，43.气动装置。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本实施例的一种泛在物联网控制的智能岸电装置，如图1所示，包括，岸电桩35和控制中心14，控制中心控制升降装置15和遮挡装置16，岸电桩上设有主控板18和供电电路13，主控板和岸电桩与控制中心相连接，主控板包括主控芯片1、电源电路17以及与主控芯片相连接的控制电路2、遥信控制电路5、读卡器和液晶屏电路6、充电连接检测电路3、充电控制检测电路4、网络通讯电路12、485电路7、ad参考电压电路8、温度检测电路9、铁电存储电路10和时钟电路11，供电电路与控制电路相连接。
如图2所示，主控板上设有网口rj1、连接接口xs1～xs9。电源模块ap1将市电转换为24v直流电，电源模块ap1的两个输出端通过连接接口xs8与电源电路输入端相连，电源电路如图3所示，电源电路中的稳压芯片mp2560dn将24v直流电转化为5v直流电，稳压芯片spx1117m3-3.3将5v直流电转化为3.3v直流电，升压芯片xl6009将5v直流电转化为12v直流电，电源电路为整个主控板内其他的电路供电，电源模块ap1的两个输出端上还并联有指示灯led1，指示灯led1用于指示电源模块是否为主控板供电。
连接接口xs9与充电枪的充电头之间通过3条导线连接，上述3条导线分别是cc（连接检测线）、cp（控制检测线）和pe（接地线），cc（连接检测线）与充电连接检测电路相连，充电连接检测电路如图5所示，包括光耦u16和电阻r95、r96，光耦u16采用的型号为tlp185gb，光耦u16第一引脚与电阻r96第一端电连接，电阻r96第二端接入12v-a电源，光耦u16第二引脚引出导线作为充电头中的连接检测线cc，光耦u16第三引脚接地，光耦u16第四引脚分别与主控芯片第38引脚和电阻r95第一端电连接，电阻r95第二端接入3.3v电源。
充电控制检测电路如图4所示，包括隔离器u19、模拟开关u18、运放u20、光耦u22、运放u24a、电容c72、c73、c74、c86、c93、c94，电阻r101、r106、r110、r107、r102、r105、r108、r103、r104和二极管d33，隔离器u19采用的型号为adum1201ar2，模拟开关u18采用的型号为dg419dy，运放u20采用的型号为lm2904dr，光耦u22采用的型号为hcnr201，隔离器u19第三引脚与主控芯片第39引脚电连接，隔离器u19第六引脚与模拟开关u18第六引脚电连接，模拟开关u18第一引脚与电阻r101第一端电连接，电阻r101第二端与二极管d33阳极电连接，电阻r101第二端还引出导线作为充电头中的控制检测线cp，二极管d33阴极分别与电阻r106第一端和电容c94第一端电连接，电阻r106第二端分别与电阻r110第一端、电容c86第一端和电阻r107第一端电连接，电阻r107第二端分别与电容c74第一端和运放u20第三引脚电连接，电容c94第二端、电阻r110第二端、电容c86第二端和电容c74第二端均接地，运放u20第一引脚和第二引脚均与电阻r102第一端电连接，电阻r102第二端分别与运放u20第六引脚和光耦u22第三引脚电连接，电容c93与电阻r102并联，运放u20第七引脚与电阻r105第一端电连接，电阻r105第二端与光耦u22第一引脚电连接，光耦u22第六引脚分别与电阻r108第一端、电容c73第一端和运放u24a反相输入端电连接，光耦u22第五引脚和运放u24a正相输入端共同接地，运放u24a输出端、电容c73第二端和电阻r108第二端与电阻r103第一端电连接，电阻r103第二端分别与电容c72第一端、电阻r104第一端和主控芯片第39引脚电连接，电阻r104和电容c72均接地。
遥信控制电路如图6所示，遥信控制电路包括4个支路，4个支路通过连接接口xs7分别与急停开关key1、归零按钮rst1电连接，第一支路包括光耦u10、电阻r75和r33，光耦u10采用的型号为tlp185gb，光耦u10第一引脚接入电源，光耦u10第二引脚与电阻r75第一端电连接，电阻r75第二端与发光二极管d19阳极电连接，发光二极管d19阴极与急停开关key1第一端电连接，光耦u10第三引脚接地，光耦u10第四引脚分别与主控芯片第一引脚和电阻r33第一端电连接r33第二端接入3.3v电源。其他3个支路的元器件即连接关系与第一支路相同，第二支路信号输出端与急停开关key1第一端电连接，第二支信号输入端与主控芯片第二引脚电连接，第三支路信号输出端与归零按钮rst1第一端电连接，第三支信号输入端与主控芯片第三引脚电连接，第四支路信号输出端与归零按钮rst1第一端电连接，第四支信号输入端与主控芯片第四引脚电连接。
读卡器和液晶屏电路如图7所示，读卡器和液晶屏电路中的芯片u9的第九、第十、第十一和第十二引脚与主控芯片第八十三、第八十、第七十八和第七十九引脚相对应电连接，芯片u9的第14引脚与电阻r76第一端电连接，电阻r76第二端通过连接接口xs4连接读卡器第4端，芯片u9的第13引脚与电阻r79第一端电连接，电阻r79第二端通过连接接口xs4连接读卡器第3端，芯片u9的第7引脚与电阻r80第一端电连接，电阻r80第二端通过连接接口xs5连接液晶屏第3端，芯片u9的第8引脚与电阻r81第一端电连接，电阻r81第二端通过连接接口xs5连接液晶屏第2端,芯片u9采用的型号为sp3232een。
连接接口xs1连接供电电路和485电路，供电电路如图8所示，包括充电电路和充电头，充电电路包括设置在交流电线路上的空开qf1、防浪涌保护器spd1、电量表pj1和继电器km1常开触头，电量表输出端与485电路相连，485电路与主控芯片相连，继电器km1线圈通过连接接口xs7与控制电路相连。485电路如图9所示，芯片u4采用的型号为rsm3485lcht，芯片u4第三、第四和第五引脚与主控芯片第五十五、第五十六和第五十七引脚相对应电连接。控制电路如图10所示，控制电路包括电阻r65、r66、二极管d、三极管q1和继电器km1，所述电阻r65的第一端与主控芯片io口电连接，电阻r65第二端分别与三极管q1的基极和电阻r66的第一端电连接，电阻r66的第二端和三极管q1的发射极均接地，三极管q1的集电极分别与续流二极管d的阳极和继电器km1的第一端电连接，继电器km1的第二端和续流二极管d的阴极共同接入5v电源。
主控芯片如图11所示，主控芯片为单片机ula，单片机ula采用stm32f207vet6单片机，主控芯片第二十九、第三十、第三十一、第三十六和第九十一引脚与铁电存储电路相连，铁电存储电路如图12所示，主控芯片第九十二和第九十三引脚与时钟电路相连，时钟电路如图13所示，主控芯片第二十一引脚与ad参考电压电路相连，ad参考电压电路如图14所示，主控芯片第十五引脚和第四十五引脚与温度测量电路相连，温度测量电路如图15所示。网口rj1与网络通讯电路相连接，为主控板提供有线网络接口，主控芯片第六十、第六十一、第六十二、第八十六和第八十七引脚与网络通讯电路相连，网络通讯电路如图16所示
如图17所示，岸电箱19埋设于地下，岸电箱的箱壁内设有干燥层20，用于安放干燥剂，岸电箱的外围底部固定安装有固定座41，使得岸电箱的安装更加牢固，岸电箱的内部固定安装有安装座21，安装座上有4个滑轨23，每个滑轨之间的间隔为90°，每个滑轨的顶端上固定安装有限位块24，升降杆40的底端与岸电箱的底部相连，升降杆的顶端固定安装有安装底板39，如图18所示，升降杆采用气动控制，即控制升降杆上升时，升降杆所连接的气动装置43接收信号进行充气，升降杆上升，控制升降杆下降时，升降杆所连接的气动装置接收信号进行放气，升降杆下降，安装底板上固定安装有与滑轨相匹配的4个滑块42，滑块的上下两个表面均安装有气垫22，岸电桩35固定安装在安装底板上表面，岸电桩上正对用户这一面设有操作面板34和散热孔37，岸电桩的侧面安装有充电枪37和绕线筒38，岸电桩的顶端设有遮挡装置，遮挡装置包括滑板26、螺杆31、连杆30、移动块32和电机33，滑板与盖板29之间滑动连接，移动块与螺杆螺纹连接，螺杆的一端与电机连接，连杆的一端与移动块转动连接，另一端与滑板转动连接，盖板的外侧安装有密封圈27，密封圈与盖板之间安装有磁条28，在岸电箱箱壁的顶部安装有可通电的线圈25，与磁条相匹配。
岸电桩在空闲状态时利用温度测量电路实时检测自身温度，当温度超过设定的正常范围时，主控芯片将该故障信息上传至控制中心，控制中心通知相关工作人员对该岸电桩进行检修，当需要使用岸电桩给船只供电时，用户通过专用的app扫描盖板上二维码，向控制中心发出充电请求，控制中心收到请求后停止对线圈的供电，使得盖板与岸电箱不再吸和，接下来控制升降杆上升，将岸电桩抬升至地表，岸电桩在上升的过程中，控制中心控制电机转动，带动螺杆旋转，移动块向上移动带动连杆向外伸展，从而带动滑板向外侧滑出，接下来用户在岸电桩上的操作面板或者专用app上进行充电时间的设置，然后将充电枪与船只的充电接口连接，连接后在岸电桩上的操作面板或者专用app上进行充电开始操作，此时时钟电路开始记录充电时间，到充电时间超过预设时间或是船只已充满电后自动停止充电，等待用户取下充电枪后进行费用的结算，取下充电枪后，绕线筒会自动将电线回收，费用可以由app支付也可以用相应的充电卡刷卡支付，结算后，铁电存储电路存储该次充电相关信息，控制中心控制滑板回收和升降杆下降，充电桩回缩入地底，再给线圈通电，盖板与岸电箱吸合密封。在充电的过程中，若因故障原因导致充电停止，则立刻断开供电电路，并将这一故障原因上传至控制中心，控制中心派遣相关工作人员对岸电桩进行维修。
1.一种泛在物联网控制的智能岸电装置，其特征在于包括岸电桩和控制中心，所述岸电桩上设有主控板和供电电路，所述岸电桩位于岸电箱内部，所述岸电箱内部设有用于驱动岸电桩升降的升降装置，所述岸电桩顶端设有盖板，所述岸电桩顶端与盖板之间设有遮挡装置，所述主控板、升降装置和遮挡装置通过网络与控制中心相连接，所述主控板包括主控芯片、电源电路及与主控芯片相连的控制电路、遥信控制电路、读卡器和液晶屏电路、充电连接检测电路、充电控制检测电路和网络通讯电路。
2.根据权利要求1所述的一种泛在物联网控制的智能岸电装置，其特征在于所述供电电路包括充电电路和充电头，所述充电电路包括空气开关qf1、防浪涌保护器spd1、电量表pj1和继电器km1常开触头，所述电量表pj1通过485电路与主控芯片相连接。
3.根据权利要求1所述的一种泛在物联网控制的智能岸电装置，其特征在于所述控制电路包括电阻r65、r66、二极管d、三极管q1和继电器km1，所述电阻r65的第一端与主控芯片io口电连接，电阻r65第二端分别与三极管q1的基极和电阻r66的第一端电连接，电阻r66的第二端和三极管q1的发射极均接地，三极管q1的集电极分别与续流二极管d的阳极和继电器km1的第一端电连接，继电器km1的第二端和续流二极管d的阴极共同接入5v电源。
4.根据权利要求1所述的一种泛在物联网控制的智能岸电装置，其特征在于所述充电连接检测电路包括光耦u16、电阻r95和电阻r96，所述光耦u16第一引脚与电阻r96第一端电连接，电阻r96第二端接入12v-a电源，光耦u16第二引脚引出导线作为充电头中的连接检测线cc，光耦u16第三引脚接地，光耦u16第四引脚分别与主控芯片io口和电阻r95第一端电连接，电阻r95第二端接入vcc3.3v电源。
5.根据权利要求1所述的一种泛在物联网控制的智能岸电装置，其特征在于所述充电控制检测电路包括隔离器u19、模拟开关u18、运放u20、光耦u22、运放u24a、电容c72、c73、c74、c86、c93、c94，电阻r101、r106、r110、r107、r102、r105、r108、r103、r104和二极管d33，所述隔离器u19第三引脚与主控芯片io口电连接，隔离器u19第六引脚与模拟开关u18第六引脚电连接，模拟开关u18第一引脚与电阻r101第一端电连接，电阻r101第二端与二极管d33阳极电连接，电阻r101第二端还引出导线作为充电头中的控制检测线cp，二极管d33阴极分别与电阻r106第一端和电容c94第一端电连接，电阻r106第二端分别与电阻r110第一端、电容c86第一端和电阻r107第一端电连接，电阻r107第二端分别与电容c74第一端和运放u20第三引脚电连接，电容c94第二端、电阻r110第二端、电容c86第二端和电容c74第二端均接地，运放u20第一引脚和第二引脚均与电阻r102第一端电连接，电阻r102第二端分别与运放u20第六引脚和光耦u22第三引脚电连接，电容c93与电阻r102并联，运放u20第七引脚与电阻r105第一端电连接，电阻r105第二端与光耦u22第一引脚电连接，光耦u22第六引脚分别与电阻r108第一端、电容c73第一端和运放u24a反相输入端电连接，光耦u22第五引脚和运放u24a正相输入端共同接地，运放u24a输出端、电容c73第二端和电阻r108第二端与电阻r103第一端电连接，电阻r103第二端分别与电容c72第一端、电阻r104第一端和主控芯片io口电连接，电阻r104和电容c72均接地。
6.根据权利要求1所述的一种泛在物联网控制的智能岸电装置，其特征在于所述主控板还包括分别与所述的主控芯片相连的ad参考电压电路、温度检测电路、铁电存储电路和时钟电路。
7.根据权利要求1所述的一种泛在物联网控制的智能岸电装置，其特征在于所述升降装置包括安装座、安装底板和升降杆，所述安装座套接于安装箱内部，所述安装底板顶面设有岸电桩，安装底板背面与升降杆相连接，安装底板与所述的安装座滑动连接。
8.根据权利要求1或7所述的一种泛在物联网控制的智能岸电装置，其特征在于所述遮挡装置，所述遮挡装置包括滑板、螺杆、连杆、移动块和电机，所述滑板与所述的盖板滑动连接，所述移动块与螺杆螺纹连接，所述连杆的一端与移动块转动连接，另一端与滑板转动连接。
9.根据权利要求8所述的一种泛在物联网控制的智能岸电装置，其特征在于所述盖板的外侧设有磁条，所述岸电箱顶部设有与磁条相匹配的可通电线圈。
10.根据权利要求9所述的一种泛在物联网控制的智能岸电装置，其特征在于所述岸电桩上设有绕线筒。
技术总结