一种具有太阳能面板的多功能共享充电宝机柜

王慧慧

摘 要：现有的共享充电宝一般是放置在商场里，用户归还的时间会受到商家营业时间的影响，而且共享充电宝需要由商家供电。文章将共享充电宝与太阳能绿色能源、小包装食物的售卖功能相结合，充分利用了清洁能源，解决了移动终端的充电问题，使人们的出行更加便捷，应用前景广阔。

关键词：太阳能面板；共享充电宝；机柜

近年来，共享模式发展迅速，共享经济的商业模式已广泛渗入到消费生产的各个领域，涉及餐饮住处、交通出行、生活服务等诸多方面。随着智能手机等移动设备的普及、人们出行的增加，其电量匮乏的问题越来越显著。目前已有的一些共享充电宝一般是以机柜的形式设置在商场里，但是，用户归还充电宝的时间受到商家营业时间的限制，归还时间的延迟也影响了用户的信用，另一方面，伴随着能源结构的调整升级，利用太阳能这种无处不在的清洁能源作为机柜的电力来源将是一种绿色、环保的供电方式。因此，将共享充电宝机柜放置在室外，将太阳能转化为电能，并结合互联网技术，实现共享充电宝的便利租借和小包装食物的自动售卖，将会在人流量大的景区或校园里具有广阔的市场空间。

1 机柜结构

具有太阳能面板的多功能共享充电系统给用户提供一个机柜，该机柜需要放置在一个棚子里，顶棚安装太阳能面板，顶棚下安装高清摄像头和感应灯，棚子左右和背面都有挡板，开有散热窗。机柜的背面和挡板之间空出一定的距离，背面安装换气扇。

机柜分为左、中、右3个区域，左边是小包装食物售卖区，中部自上而下设有WiFi设备、触摸显示屏、取物口、蓄电池，蓄电池与顶部的太阳能板相连，机柜的右边是若干个共享充电宝卡槽，每个卡槽内存放有可供租赁的共享充电宝。机柜结构如图1所示。

在图1中，小包装食物售卖区成列出各种小包装食物和饮料供顾客选购，外有玻璃面板，WiFi设备放置在机柜中间上部的WiFi设备存放区，触摸显示屏上显示用以下载应用程序APP的二维码和可供免费使用的WiFi信息，触摸显示屏的下面设有食物取物口，最下面是蓄电池，右边的充电宝租借区有多个共享充电宝卡槽，每个卡槽外部有仓门，卡槽后部有金属触点，可以和充电宝的金属触点连接，从而对充电宝进行充电。

2 供电系统原理

具有太阳能面板的多功能共享充电系统主要利用太阳能进行供电，在白天阳光充足时，本系统将太阳能转换成电能储存在蓄电池里，并连接到充电接口给机柜供电，将蓄电池无法储存的多余的电量送入市电网。在阴雨天或者夜晚，当蓄电池里电量不够时，通过市电网进行应急供电。

具有太阳能面板的多功能共享充电系统的供电原理如图2所示。

当有阳光照射太阳能电池时，太阳能电池两端形成电势差，实现将吸收的光能转换成电能的转换，在这一过程中产生的电能储存在蓄电池组中，可供随时使用。充放电控制器可以避免产生蓄电池的过充电和过放电，延长蓄电池的使用寿命。逆变器完成将直流电转换成交流电的功能，当有用户将电量不足的充电宝归还到卡槽中时，蓄电池对充电宝进行智能快充，并显示充电信息。

图2中的充放电控制器是整个供电系统中的重要环节，其工作流程如图3所示。

充放电控制器的具体工作过程如下：

（1）当光照充足并且充放电控制器监测到蓄电池的电量充足时，为防止对蓄电池造成过充伤害，充放电控制器将电能送给逆变器转换成交流电后，将多余的电量传送到市电网；当光线充足但是由于负载增多使得蓄电池处于过放状态时，一方面可以提高对蓄电池进行充电的电压，加速对蓄电池的充电，当蓄电池的电量上升后，再恢复正常的充电电压，另一方面也可以通过市电网对机柜进行应急供电。

（2）当遇到阴雨天或是没有光照的黑夜，充放电控制器监测到蓄电池的电量低于系统设置的最低放电电压时，为了确保蓄电池不会因过放电而造成伤害，自动断开给负载进行充电的电路，立即通过市电网对蓄电池进行应急充电，保证机柜的正常工作。

3 机柜提供的服务

具有太阳能面板的多功能共享充电宝机柜将太阳能转化为电能，为充电宝提供充电服务，解决了现有的共享充电宝放置在室内导致归还时间受限的问题，还充分利用了清洁能源。

在人流量较大的火车站、商场、公交站台、景区、步行街等休闲娱乐场所附近设置具有太阳能面板的多功能共享充电宝机柜，将智能共享充电宝充电站与太阳能相结合，用户通过扫码支付取用共享充电宝的方式方便了人们的生活，使用完毕，人们可以将充电宝归还到其他就近网点。

本机柜利用太阳能进行供电，清洁环保，机柜设置在户外，方便客户夜间归还，机柜还提供了小包装食物（饮料、零食等）自动售卖功能和免费WiFi，方便用户的出行需要，实用性强。

3.1 提供免费WiFi

在机柜中间的上部放置有WiFi设备，对应的WiFi信息（账号和密码）显示在机柜中间的触摸显示屏上，用户可以根据自己的需要输入使用。感应灯可以为用户提供光亮，高清摄像头可以向云端提供实时图像信息。

3.2 小包装食物的售卖功能

机柜左侧的小包装食物自动售卖区成列出了多种小包装食物和饮料供顾客选购，当用户需要选购时，在触摸显示屏上点击选取需要购买的饮料或者零食，输入购买数量，系統自动计算出金额，用户确定并扫码支付后，取物口将送出用户购买的物品。

3.3 充电宝租用功能

当用户需要租借充电宝时，在机柜中部的触摸屏上点击“租借充电宝”，根据充电接口的不同确定所需充电宝的种类和数量，由系统计算出租借充电宝的预付款，用户扫码支付成功后，弹开配有对应接口线的已经满电的共享充电宝的仓门，由用户自行取出。当充电宝被用户取出时，充电宝与卡槽的金属触点断开连接，此时开始计时，数据传输到云端。

当有用户需要归还充电宝时，首先通过APP查询附近哪个机柜可以归还对应充电接口类型的共享充电宝，用户找到该机柜时，点击“归还充电宝”，机柜根据用户选择的充电接口类型自动弹开一个未放有充电宝的卡槽的仓门，用户将充电宝正面朝上插入卡槽并关闭仓门，使得充电宝的金属触点和卡槽后部的金属触点连接，系统自动识别充电宝，终止租借计时，检测充电宝剩余的电量以及是否有损坏，并将相关信息传输到云端，计算用户的租用时间，退还多余的预付款，最后将结果显示到触摸显示屏和手机客户端，若系统无法返回数据，则表示用户插反了，再次弹开仓门，要求用户重新插入，否则扣除一定的赔偿金。

4 结语

具有太阳能面板的多功能共享充电宝机柜致力打造绿色环保、方便惠民的共享充电宝服务设备，并为用户提供小包装食物的售卖功能以及免费WiFi。机柜主要由太阳能绿色能源供电，每个机柜可容纳多台充电宝。基于移动模式下的移动共享，用户和共享充电宝可方便实现人机交互，设备主要应用于学校、公共交通等候厅、景区等人流大的地方。用户只需简单的操作即可扫码租用，操作方便。