基于物联网的电池租用系统及方法与流程

本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种基于物联网的电池租用系统及方法。

背景技术：

物联网是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。随着人们对环境污染的日益重视，电动汽车、电动滑板车及电动摩托车等新一代以电池作为动力的电动车辆成为越来越多人出行的选择。现有的电动车辆的电池用户极不方便，具体表现为电动车辆在使用过程中可能由于电池的电量耗尽而且每一电池的充电时间长，不利于人们的出行安排。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有电动车辆的电池用电不方便的缺陷，提供一种基于物联网的电池租用系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的电池租用系统，包括云服务器、与所述云服务器通信相连的至少一个电池储放柜控制终端和至少一个用户终端、与所述电池储放柜控制终端通信相连的至少一个电池模组控制终端；

所述电池模组控制终端，设置在一电池模组上，用于采集所述电池模组的状态信息并将所述状态信息发送至所述电池储放柜控制终端；

所述电池储放柜控制终端，设置在一电池储放柜上，用于接收至少一个电池模组的状态信息，生成储放柜电池信息并将所述储放柜电池信息发送给云服务器；所述储放柜电池信息包括所述电池储放柜的储放柜ID、电池储放柜位置、电池模组的存储数量以及每一电池模组的状态信息；

所述用户终端，用于接收用户输入的查询指令并将所述查询指令发送给云服务器，所述查询指令包括所要租用电池的目标位置和用户ID；

所述云服务器，用于接收所述储放柜电池信息和所述查询指令，根据所述储放柜电池信息和所述查询指令确定可租用电池信息，并将所述可租用电池信息发送给用户ID对应的用户终端；

所述用户终端，用于接收并显示所述可租用电池信息，接收用户输入的租用指令并将所述租用指令发送给所述云服务器；所述租用指令包括所要租用的电池储放柜的目标储放柜ID和所述用户ID；

所述云服务器，还用于接收所述租用指令，基于所述目标储放柜ID和所述用户ID生成租用密钥，并将所述租用密钥发送给所述电池储放柜控制终端；

所述电池储放柜控制终端，还用于接收所述租用密钥，并根据所述租用密钥解锁所述目标储放柜ID对应的电池储放柜。

优选地，所述根据所述租用密钥解锁所述目标储放柜ID对应的电池储放柜，包括：

所述用户终端与所述电池储放柜控制终端建立近场通信；

所述用户终端向所述电池储放柜控制终端发送所述用户ID；

所述电池储放柜控制终端接收所述用户ID，并判断所述用户ID与所述租用密钥是否匹配，若匹配，则解锁所述电池储放柜。

优选地，所述用户终端还用于扫描并获取储放柜ID，根据所述储放柜ID获取所述电池储放柜控制终端的蓝牙地址，建立所述用户终端与所述电池储放柜控制终端的蓝牙连接，以建立近场连接。

优选地，所述云服务器还用于根据所述储放柜电池信息获取所述电池储放柜位置，根据所述查询指令获取所要租用电池的目标位置；将所述电池储放柜位置在所述目标位置预设范围内的所有电池储放柜的储放柜电池信息确定要所述可租用电池信息。

优选地，所述储放柜电池信息还包括每一电池模组的模组ID；所述租用指令还包括所要租用的电池模组的目标模组ID；

所述云服务器还用于根据所述目标储放柜ID、所述用户ID和所述目标模组ID生成所述租用密钥；

所述电池储放柜控制终端，还用于接收所述租用密钥，并根据所述租用密钥解锁所述目标模组ID对应的电池储放柜。

本发明还提供一种基于物联网的电池租用方法，包括：

电池模组控制终端采集电池模组的状态信息并将所述状态信息发送至电池储放柜控制终端；

电池储放柜控制终端接收至少一个电池模组的状态信息，生成储放柜电池信息并将所述储放柜电池信息发送给云服务器；所述储放柜电池信息包括所述电池储放柜的储放柜ID、电池储放柜位置、电池模组的存储数量以及每一电池模组的状态信息；

所述用户终端接收用户输入的查询指令并将所述查询指令发送给云服务器，所述查询指令包括所要租用电池的目标位置和用户ID；

所述云服务器接收所述储放柜电池信息和所述查询指令，根据所述储放柜电池信息和所述查询指令确定可租用电池信息，并将所述可租用电池信息发送给用户ID对应的用户终端；

所述用户终端接收并显示所述可租用电池信息，接收用户输入的租用指令并将所述租用指令发送给所述云服务器；所述租用指令包括所要租用的电池储放柜的目标储放柜ID和所述用户ID；

所述云服务器接收所述租用指令，基于所述目标储放柜ID和所述用户ID生成租用密钥，并将所述租用密钥发送给所述电池储放柜控制终端；

所述电池储放柜控制终端接收所述租用密钥，并根据所述租用密钥解锁所述目标储放柜ID对应的电池储放柜。

优选地，所述根据所述租用密钥解锁所述目标储放柜ID对应的电池储放柜，包括：

所述用户终端与所述电池储放柜控制终端建立近场通信；

所述用户终端向所述电池储放柜控制终端发送所述用户ID；

所述电池储放柜控制终端接收所述用户ID，并判断所述用户ID与所述租用密钥是否匹配，若匹配，则解锁所述电池储放柜。

优选地，所述用户终端与所述电池储放柜控制终端建立近场通信，包括：所述用户终端还用于扫描并获取储放柜ID，根据所述储放柜ID获取所述电池储放柜控制终端的蓝牙地址，建立所述用户终端与所述电池储放柜控制终端的蓝牙连接，以建立近场连接。

优选地，所述根据所述储放柜电池信息和所述查询指令确定可租用电池信息，包括：所述云服务器根据所述储放柜电池信息获取所述电池储放柜位置，根据所述查询指令获取所要租用电池的目标位置；将所述电池储放柜位置在所述目标位置预设范围内的所有电池储放柜的储放柜电池信息确定要所述可租用电池信息。

优选地，所述储放柜电池信息还包括每一电池模组的模组ID；所述租用指令还包括所要租用的电池模组的目标模组ID；

所述云服务器根据所述目标储放柜ID、所述用户ID和所述目标模组ID生成所述租用密钥；

所述电池储放柜控制终端接收所述租用密钥，并根据所述租用密钥解锁所述目标模组ID对应的电池储放柜。

本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明所提供的基于物联网的电池租用系统及方法可有效解决现有电池用户不方便的问题，而且电池租用过程操作简单方便，无需花费过多时间成本。而且，云服务器可基于目标储放柜ID和用户ID生成租用密钥并发送到电池储放柜控制终端，并通过电池储放柜控制终端解锁目标储放柜ID对应的电池储放柜，解锁过程智能化且安全性强。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例1中基于物联网的电池租用系统的一拓扑图。

图2是本发明实施例2中基于物联网的电池租用方法的一流程图。

图中：10、电池模组控制终端；20、电池储放柜控制终端；30、云服务器；40、用户终端。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

实施例1

图1示出本实施例中的基于物联网的电池租用系统。该基于物联网的电池租用系统包括云服务器30、与云服务器30通信相连的至少一个电池储放柜控制终端20和至少一个用户终端40、与电池储放柜控制终端20通信相连的至少一个电池模组控制终端10。用户终端40包括但不限于本实施例中的智能手机，还可以是平板电脑、笔记本、PC等与云服务器30通过网络通信的其他终端。

电池模组控制终端10，设置在一电池模组上，用于采集电池模组的状态信息并将电池模组的状态信息发送至电池储放柜控制终端20。具体地，每一电池模组上设有一电池模组控制终端10，用于实时采集电池模组的电量、健康程度、电池容量等电池模组的状态信息。可以理解地，每一电池模组控制终端10具有唯一的模组ID，该模组ID与电池模组在电池储放柜的位置相关联。

电池储放柜控制终端20，设置在一电池储放柜上，用于接收至少一个电池模组的状态信息，生成储放柜电池信息并将储放柜电池信息发送给云服务器30；储放柜电池信息包括电池储放柜的储放柜ID、电池储放柜位置、电池模组的存储数量以及每一电池模组的状态信息。可以理解地，每一电池储放柜控制终端20与至少一个电池模组控制终端10通过串口相连，用于实时接收至少一个电池模组控制终端10发送的电池模组的状态信息；电池储放柜控制终端20与电池模组控制终端10通过串口相连，可保证两者连接的可靠性。电池储放柜控制终端20与云服务器30通过TCP/IP长连接。电池储放柜控制终端20实时或每隔单位时间(如3秒)向云服务器30上传储放柜电池信息，以使用户通过用户终端40了解某一位置上有多少电池储放柜。

用户终端40，用于接收用户输入的查询指令并将查询指令发送给云服务器30，查询指令包括所要租用电池的目标位置和用户ID。其中，用户ID是用于识别用户身份的唯一的ID。任一需要租用电池的用户可通过一用户终端40向云服务器30发送其在目标位置租用电池的查询指令，以确定所要租用电池的目标位置有多少电池储放柜。

云服务器30，用于接收储放柜电池信息和查询指令，根据储放柜电池信息和查询指令确定可租用电池信息，并将可租用电池信息发送给用户ID对应的用户终端40。云服务器30实时或每隔单位时间会接收到至少一个电池储放柜控制终端20发送的储放柜电池信息，对储放柜电池信息进行整理并存储在数据库中。在云服务器30接收到任一用户终端40发送的查询指令时，从数据库中存储的储放柜电池信息中查询并获取可租用电池信息。

具体地，云服务器30还用于根据储放柜电池信息获取电池储放柜位置，根据查询指令获取所要租用电池的目标位置；将电池储放柜位置在目标位置预设范围内的所有电池储放柜的储放柜电池信息确定要可租用电池信息。其中，预设范围可以是方圆1000米或其他范围值。可以理解地，云服务器30生成可租用电池信息时可依据距离目标位置的远近进行排序后发送给用户终端40。

用户终端40，用于接收并显示可租用电池信息，接收用户输入的租用指令并将租用指令发送给云服务器30；租用指令包括所要租用的电池模组电池储放柜的目标储放柜ID和用户ID。具体地，用户终端40接收来自云服务器30的可租用电池信息并显示，以使需要租用电池的用户了解在目标位置预设范围内所有电池储放柜的储放柜电池信息，进而选取所要租用的电池储放柜，以向用户终端40输入租用指令。用户终端40接收用户输入的租用指令后，将租用指令发送给云服务器30。

云服务器30，还用于接收租用指令，基于目标储放柜ID和用户ID生成租用密钥，并将租用密钥发送给电池储放柜控制终端20。由于目标储放柜ID对应一特定的电池储放柜，用户ID可唯一识别用户身份，云服务器30在接收到租用指令时，基于目标储放柜和用户ID生成租用密钥，并将租用密钥发送给目标储放柜ID对应的电池储放柜控制终端20，以使电池储放柜控制终端20可根据租用密钥解锁目标储放柜ID对应的电池储放柜。

电池储放柜控制终端20，还用于接收租用密钥，并根据租用密钥解锁目标储放柜ID对应的电池储放柜。具体地，

用户终端40还用于与电池储放柜控制终端20建立近场通信。本实施例中采用蓝牙通信技术实现近场通信。在用户完成预约租赁关系后，走到目标车辆所在位置，使用用户终端40扫描目标车辆上的二维码，并获取目标储放柜ID，再根据目标储放柜ID获取对应的电池储放柜控制终端20的蓝牙地址，建立用户终端40与目标储放柜ID对应的电池储放柜控制终端20的蓝牙连接，以实现近场通信。

用户终端40还用于向电池储放柜控制终端20发送用户ID。其中，用户ID用于唯一识别用户身份，用户终端40通过蓝牙通信技术向电池储放柜控制终端20发送用户ID，以使电池储放柜控制终端20根据用户ID判断是否解锁目标车辆，以使用户使用目标车辆。

电池储放柜控制终端20还用于接收用户ID，并判断用户ID与租用密钥是否匹配，若匹配，则解锁电池储放柜。由于租用密钥是基于目标的车辆ID和用户ID生成的，若电池储放柜控制终端20接收到的用户ID与租用密钥中的用户ID一致，则认为用户ID与租用密钥匹配，解锁目标车辆，以使用户ID对应的用户可使用目标车辆。可以理解地，电池储放柜控制终端20会将接收到的来自云服务器30的租用密钥存储，在与用户终端40建立近场通信时，接收用户ID并进行判断是否匹配，从而解锁目标车辆。

另一种实施方式中，步骤S2中电池储放柜控制终端20向云服务器30上传的储放柜电池信息还包括每一电池模组的模组ID。步骤S5中用户终端40向云服务器30上传的租用指令还包括所要租用的电池模组的目标模组ID。步骤S6中云服务器30根据目标储放柜ID、用户ID和目标模组ID生成租用密钥。步骤S7中电池储放柜控制终端20接收租用密钥，并根据租用密钥解锁目标模组ID对应的电池模组，直接确定所要租用的电池模组。

本实施例所提供的基于物联网的电池租用系统可有效解决现有电池用户不方便的问题，而且电池租用过程操作简单方便，无需花费过多时间成本。而且，云服务器30可基于目标储放柜ID和用户ID生成租用密钥并发送到电池储放柜控制终端20，并通过电池储放柜控制终端20解锁目标储放柜ID对应的电池储放柜，解锁过程智能化且安全性强。

实施例2

图2示出本实施例中的基于物联网的电池租用方法的流程图。该基于物联网的电池租用方法应用于实施例1中的基于物联网的电池租用系统中。该基于物联网的电池租用系统包括云服务器30、与云服务器30通信相连的至少一个电池储放柜控制终端20和至少一个用户终端40、与电池储放柜控制终端20通信相连的至少一个电池模组控制终端10。用户终端40包括但不限于本实施例中的智能手机，还可以是平板电脑、笔记本、PC等与云服务器30通过网络通信的其他终端。该基于物联网的电池租用方法包括：

S1：电池模组控制终端10采集电池模组的状态信息并将电池模组的状态信息发送至电池储放柜控制终端20。其中，电池模组控制终端10设置在一电池模组上。具体地，每一电池模组上设有一电池模组控制终端10，用于实时采集电池模组的电量、健康程度、电池容量等电池模组的状态信息。可以理解地，每一电池模组控制终端10具有唯一的模组ID，该模组ID与电池模组在电池储放柜的位置相关联。

S2：电池储放柜控制终端20接收至少一个电池模组的状态信息，生成储放柜电池信息并将储放柜电池信息发送给云服务器30；储放柜电池信息包括电池储放柜的储放柜ID、电池储放柜位置、电池模组的存储数量以及每一电池模组的状态信息。其中，电池储放柜控制终端20设置在一电池储放柜上。可以理解地，每一电池储放柜控制终端20与至少一个电池模组控制终端10通过串口相连，用于实时接收至少一个电池模组控制终端10发送的电池模组的状态信息；电池储放柜控制终端20与电池模组控制终端10通过串口相连，可保证两者连接的可靠性。电池储放柜控制终端20与云服务器30通过TCP/IP长连接。电池储放柜控制终端20实时或每隔单位时间(如3秒)向云服务器30上传储放柜电池信息，以使用户通过用户终端40了解某一位置上有多少电池储放柜。

S3：用户终端40接收用户输入的查询指令并将查询指令发送给云服务器30，查询指令包括所要租用电池的目标位置和用户ID。其中，用户ID是用于识别用户身份的唯一的ID。任一需要租用电池的用户可通过一用户终端40向云服务器30发送其在目标位置租用电池的查询指令，以确定所要租用电池的目标位置有多少电池储放柜。

S4：云服务器30接收储放柜电池信息和查询指令，根据储放柜电池信息和查询指令确定可租用电池信息，并将可租用电池信息发送给用户ID对应的用户终端40。云服务器30实时或每隔单位时间会接收到至少一个电池储放柜控制终端20发送的储放柜电池信息，对储放柜电池信息进行整理并存储在数据库中。在云服务器30接收到任一用户终端40发送的查询指令时，从数据库中存储的储放柜电池信息中查询并获取可租用电池信息。

具体地，云服务器30还用于根据储放柜电池信息获取电池储放柜位置，根据查询指令获取所要租用电池的目标位置；将电池储放柜位置在目标位置预设范围内的所有电池储放柜的储放柜电池信息确定要可租用电池信息。其中，预设范围可以是方圆1000米或其他范围值。可以理解地，云服务器30生成可租用电池信息时可依据距离目标位置的远近进行排序后发送给用户终端40。

S5：用户终端40接收并显示可租用电池信息，接收用户输入的租用指令并将租用指令发送给云服务器30；租用指令包括所要租用的电池模组电池储放柜的目标储放柜ID和用户ID。具体地，用户终端40接收来自云服务器30的可租用电池信息并显示，以使需要租用电池的用户了解在目标位置预设范围内所有电池储放柜的储放柜电池信息，进而选取所要租用的电池储放柜，以向用户终端40输入租用指令。用户终端40接收用户输入的租用指令后，将租用指令发送给云服务器30。

S6：云服务器30接收租用指令，基于目标储放柜ID和用户ID生成租用密钥，并将租用密钥发送给电池储放柜控制终端20。由于目标储放柜ID对应一特定的电池储放柜，用户ID可唯一识别用户身份，云服务器30在接收到租用指令时，基于目标储放柜和用户ID生成租用密钥，并将租用密钥发送给目标储放柜ID对应的电池储放柜控制终端20，以使电池储放柜控制终端20可根据租用密钥解锁目标储放柜ID对应的电池储放柜。

S7：电池储放柜控制终端20接收租用密钥，并根据租用密钥解锁目标储放柜ID对应的电池储放柜。步骤S7具体包括：

S71：用户终端40与电池储放柜控制终端20建立近场通信。本实施例中采用蓝牙通信技术实现近场通信。在用户完成预约租赁关系后，走到目标车辆所在位置，使用用户终端40扫描目标车辆上的二维码，并获取目标储放柜ID，再根据目标储放柜ID获取对应的电池储放柜控制终端20的蓝牙地址，建立用户终端40与目标储放柜ID对应的电池储放柜控制终端20的蓝牙连接，以实现近场通信。

S72：用户终端40向电池储放柜控制终端20发送用户ID。其中，用户ID用于唯一识别用户身份，用户终端40通过蓝牙通信技术向电池储放柜控制终端20发送用户ID，以使电池储放柜控制终端20根据用户ID判断是否解锁目标车辆，以使用户使用目标车辆。

S73：电池储放柜控制终端20接收用户ID，并判断用户ID与租用密钥是否匹配，若匹配，则解锁电池储放柜。由于租用密钥是基于目标的车辆ID和用户ID生成的，若电池储放柜控制终端20接收到的用户ID与租用密钥中的用户ID一致，则认为用户ID与租用密钥匹配，解锁目标车辆，以使用户ID对应的用户可使用目标车辆。可以理解地，电池储放柜控制终端20会将接收到的来自云服务器30的租用密钥存储，在与用户终端40建立近场通信时，接收用户ID并进行判断是否匹配，从而解锁目标车辆。

另一种实施方式中，电池储放柜控制终端20向云服务器30上传的储放柜电池信息还包括每一电池模组的模组ID。用户终端40向云服务器30上传的租用指令还包括所要租用的电池模组的目标模组ID。云服务器30还用于根据目标储放柜ID、用户ID和目标模组ID生成租用密钥。电池储放柜控制终端20，还用于接收租用密钥，并根据租用密钥解锁目标模组ID对应的电池模组，直接确定所要租用的电池模组。

本实施例所提供的基于物联网的电池租用方法可有效解决现有电池用户不方便的问题，而且电池租用过程操作简单方便，无需花费过多时间成本。而且，云服务器30可基于目标储放柜ID和用户ID生成租用密钥并发送到电池储放柜控制终端20，并通过电池储放柜控制终端20解锁目标储放柜ID对应的电池储放柜，解锁过程智能化且安全性强。

本发明是通过几个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换和等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。