一種無線充電的智能購物車及其無線充電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及購物車的信息化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無線充電智能購物車及其無線充電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]購物車在超市、書店、圖書館、倉庫等地廣泛應(yīng)用。若采用人工方式清點(diǎn)購物車中物品，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。近年來，人們已經(jīng)嘗試通過在購物車上增設(shè)智能設(shè)備，如增設(shè)自動(dòng)識(shí)別設(shè)備，實(shí)現(xiàn)物品的自動(dòng)清點(diǎn)。
[〇〇〇3] 智能設(shè)備的引入在提高物品清點(diǎn)效率的同時(shí)也帶來了電源管理方面的問題。鑒于購物車所處位置的移動(dòng)性，購物車上智能設(shè)備幾乎只可采取電池供電的方式。因可充電電池可循環(huán)利用，成本相對(duì)低廉，故其又成為電池中優(yōu)選的方案?，F(xiàn)有的購物車可充電電池充電技術(shù)，包括直充和尚線充電兩種方式:
[0004]直充是采用有線方式充電，即將購物車通過電源適配器直接接入電網(wǎng)進(jìn)行充電。這種充電方式要求配備足夠多的電源接入端口，裸露在外的電線還可能帶來安全隱患，故對(duì)其充電過程必須實(shí)行專人管理，徒增人力成本。
[0005]離線充電是把可充電電池與購物車分離，并將其安裝到另外配備的專用充電裝置中進(jìn)行充電。該專用充電裝置雖然既可以是有線充電裝置也可以是無線充電裝置，但這種方式需要配備備用電池，并且，電池的反復(fù)拆卸與安裝操作也會(huì)導(dǎo)致人力成本增加與電池設(shè)備損耗。
[0006]現(xiàn)有充電方式的缺陷阻礙了購物車智能化的應(yīng)用推廣，故其亟需改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種無線充電的智能購物車及其無線充電系統(tǒng)，目的在于實(shí)現(xiàn)智能購物車可充電電池的免拆卸無人值守?zé)o線自動(dòng)充電。
[0008]本發(fā)明的一種無線充電的智能購物車，包括購物車、無線能量拾取模塊、用電設(shè)備。所述購物車為所處位置可移動(dòng)的物品容納裝置。所述無線能量拾取模塊與用電設(shè)備均安裝于購物車。所述無線能量拾取模塊包括金屬線圈A，整流電路，控制電路，可充電電池。所述用電設(shè)備為需要供電的裝置。所述整流電路實(shí)現(xiàn)交流電到直流電的轉(zhuǎn)換。所述控制電路控制可充電電池的充電與放電。所述可充電電池的充電端口通過控制電路依次連接整流電路和金屬線圈A，構(gòu)成充電電路；所述可充電電池的放電端口通過控制電路連接到購物車的用電設(shè)備，構(gòu)成放電電路。充電時(shí)，控制電路使可充電電池的充電電路連通，來自于金屬線圈A的交流電經(jīng)過直流電路整流后，為可充電電池充電。放電時(shí)，控制電路連通可充電電池的放電電路，可充電電池為用電設(shè)備供電。
[0009]所述無線能量拾取模塊還包括探測電路A。探測電路A與控制電路相連，檢測可充電電池的電量?？刂齐娐犯鶕?jù)探測電路A的輸出量判斷可充電電池的電量，其中探測電路A的輸出量包括電壓或者電流。
[0010]所述無線能量拾取模塊還包括探測電路B。探測電路B與控制電路相連，檢測整流電路輸出量。所述控制電路根據(jù)探測電路B的輸出量判斷購物車當(dāng)前所處的電磁環(huán)境。其中整流電路輸出量和探測電路B的輸出量均包括電壓或者電流。購物車當(dāng)前所處的電磁環(huán)境包括充電區(qū)域內(nèi)的電磁環(huán)境和充電區(qū)域外的電磁環(huán)境。
[0011]所述的控制電路采用有限狀態(tài)機(jī)控制可充電電池的工作狀態(tài)切換。所述的有限狀態(tài)機(jī)包括待機(jī)狀態(tài)、充電狀態(tài)和放電狀態(tài)三種狀態(tài)，其中待機(jī)狀態(tài)是控制電路同時(shí)切斷可充電電池的充電電路和放電電路的狀態(tài)，充電狀態(tài)是控制電路接通可充電電池的充電電路并切斷其放電電路的狀態(tài)，放電狀態(tài)是控制電路切斷可充電電池的充電電路并連通其放電電路的狀態(tài)。所述的有限狀態(tài)機(jī)還包括條件1、條件2、條件3和條件4四種狀態(tài)切換條件，條件1是整流電路輸出電壓為零，條件2是整流電路輸出電壓不為零，條件3是可充電電池電量為“未充滿”，條件4是可充電電池電量為“已充滿”。
[0012]所述的有限狀態(tài)機(jī)狀態(tài)跳轉(zhuǎn)方式如下:在待機(jī)狀態(tài)，若條件1成立，則跳轉(zhuǎn)到放電狀態(tài)，若條件2和條件4同時(shí)成立，則駐留在待機(jī)狀態(tài)，否則跳轉(zhuǎn)到充電狀態(tài)；在充電狀態(tài)，若條件1成立，則跳轉(zhuǎn)到放電狀態(tài)，若條件2和條件3同時(shí)成立，則駐留在充電狀態(tài)，否則跳轉(zhuǎn)到待機(jī)狀態(tài)；在放電狀態(tài)，若條件1成立，則駐留在放電狀態(tài)，若條件2和條件3同時(shí)成立，則跳轉(zhuǎn)到充電狀態(tài)，否則跳轉(zhuǎn)到待機(jī)狀態(tài)。
[0013]所述的用電設(shè)備包括RFID讀卡器、顯示屏、無線收發(fā)器和微處理器。其中，無線收發(fā)器是指WIFI收發(fā)模塊、藍(lán)牙收發(fā)模塊、ZigBee收發(fā)模塊或者任何其他能夠?qū)崿F(xiàn)無線數(shù)據(jù)收發(fā)的模塊。所述RFID讀卡器、顯示屏和無線收發(fā)器分別與微處理器相連。
[0014]無線充電的智能購物車的工作原理如下:當(dāng)購物車處于充電區(qū)域時(shí)，無線能量傳輸模塊的控制電路可根據(jù)探測電路B的輸出量判斷整流電路輸出量不為零，進(jìn)而判定購物車當(dāng)前所處電磁環(huán)境為充電區(qū)域內(nèi)的電磁環(huán)境。此時(shí)，控制電路切斷可充電電池的放電電路，用電設(shè)備掉電停止工作。同時(shí)，控制電路還根據(jù)探測電路A的輸出量判斷可充電電池的電量，自動(dòng)連接或斷開其充電電路，實(shí)現(xiàn)可充電電池的按需充電。當(dāng)購物車處于充電區(qū)域夕卜，無線能量傳輸模塊的控制電路可根據(jù)探測電路B的輸出量判斷整流電路輸出量為零，進(jìn)而判定購物車當(dāng)前所處電磁環(huán)境為充電區(qū)域外的電磁環(huán)境。此時(shí)，控制電路連通可充電電池的放電電路，用電設(shè)備上電開始工作。當(dāng)貼有RIFD標(biāo)簽的物品投入到智能購物車時(shí)，RFID讀卡器可自動(dòng)識(shí)別物品信息。顯示屏顯示用戶界面。無線收發(fā)器建立智能購物車與后臺(tái)信息系統(tǒng)的通信鏈路。微處理器控制RFID讀寫器清點(diǎn)智能購物車內(nèi)的物品，控制無線收發(fā)器與后臺(tái)信息系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)。
[0015]本發(fā)明的一種為上述無線充電的智能購物車充電的無線充電系統(tǒng)，包括無線能量發(fā)射模塊與充電區(qū)域。所述無線能量發(fā)射模塊安裝于充電區(qū)域，該模塊包括金屬線圈B，高頻電源逆變器。其中金屬線圈B密封在絕緣材料中，并與高頻電源逆變器相連。高頻電源逆變器還連接到電網(wǎng)，把市電能量轉(zhuǎn)換成適合發(fā)射的高頻能量，經(jīng)由金屬線圈B在線圈周圍建立交變電磁場。所述充電區(qū)域是安裝了無線能量發(fā)射模塊的區(qū)域。金屬線圈B在充電時(shí)與智能購物車的金屬線圈A保持非垂直關(guān)系，兩者通過電磁耦合方式實(shí)現(xiàn)能量的無線傳輸。
[0016]所述充電區(qū)域設(shè)置充電支架，金屬線圈B安裝于充電支架。充電支架是可起支撐作用的裝置。
[0017]多個(gè)金屬線圈B連續(xù)排列形成充電柵欄。當(dāng)無線充電的智能購物車進(jìn)入充電區(qū)域并靠近充電柵欄時(shí)，金屬線圈A就與相鄰的金屬線圈B建立無線能量傳輸通道。效果最佳的方案是，金屬線圈B安裝于與地面垂直的充電支架，多個(gè)金屬線圈B連續(xù)排列，形成垂直充電柵欄，金屬線圈A安裝于購物車的側(cè)面，與金屬線圈B保持平行關(guān)系?？刂齐娐房梢愿鶕?jù)可充電電池的電量狀態(tài)決定是否為可充電電池充電。
[0018]金屬線圈B平鋪于充電區(qū)域的地面。當(dāng)無線充電的智能購物車進(jìn)入充電區(qū)域時(shí)，非垂直安裝的金屬線圈A就與相鄰的金屬線圈B建立無線能量傳輸通道?？刂齐娐房梢愿鶕?jù)可充電電池的電量狀態(tài)決定是否為可充電電池充電。
[0019]本發(fā)明的一種為上述智能購物車充電的無線充電系統(tǒng)，其基本工作原理如下:高頻電源逆變器把市電能量轉(zhuǎn)換成適合發(fā)射的高頻能量，經(jīng)由金屬線圈B在線圈周圍建立交變電磁場。若購物車在充電區(qū)域內(nèi)，與金屬線圈B保持非垂直關(guān)系的金屬線圈A中則會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生交變的電流。該電流經(jīng)過整流電路整流濾波之后輸出的直流電可以為智能購物車上的可充電電池充電。
[0020]本發(fā)明采用無線充電的智能購物車及充電系統(tǒng)，解決了可充電電池按照現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用到智能購物車領(lǐng)域出現(xiàn)的人力成本高、安全系數(shù)差、設(shè)備易磨損等問題，實(shí)現(xiàn)了智能購物車充電電池的免拆卸無人值守?zé)o線自動(dòng)充電，為購物車系統(tǒng)引入智能設(shè)備掃清供電障礙。本發(fā)明可提升購物車清點(diǎn)效率，降低運(yùn)營成本。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明無線充電智能購物車示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明包括電池電量探測的無線能量拾取模塊示意圖。
[0023]圖3是本發(fā)明包括電池電量探測和整流電路輸出量探測的無線能量拾取模塊示意圖。
[0024]圖4是本發(fā)明控制電路的有限狀態(tài)機(jī)示意圖。
[0025]圖5是本發(fā)明一種無線充電智能購物車的用電設(shè)備示意圖。
[0026]圖6是本發(fā)明無線能量發(fā)射模塊示意圖。
[0027]圖7是本發(fā)明充電柵欄示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和實(shí)際例子對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0029]如圖1所示，本發(fā)明的無線充電智能購物車包括購物車1、無線能量拾取模塊2和用電設(shè)備3。其中，無線能量拾取模塊2包括金屬線圈A21，整流電路22，控制電路23和可充電電池24 ;用電設(shè)備3為購物車上需要供電的裝置。無線能量拾取模塊2與用電設(shè)備3均安裝于購物車1?？沙潆婋姵?4的充電端口通過控制電路23依次連接整流電路22和金屬線圈A 21，構(gòu)成可充電電池24的充電電路；可充電電池24的放電端口通過控制電路23連接到用電設(shè)備3，構(gòu)成可充電電池24的放電電路。當(dāng)所包圍的磁通量發(fā)生變化時(shí)，金屬線圈A 21中將產(chǎn)生變化的電流。整流電路22實(shí)現(xiàn)交流電到直流電的轉(zhuǎn)換。充電時(shí)，控制電路23使可充電電池24的充電電路連通，來自于金屬線圈A 21的交流電經(jīng)過整流電路22整流后，為可充電電池24充電。放電時(shí)，控制電路23連通可充電電池24的放電電路，可充電電池24為用電設(shè)備3供電。
[0030]圖