電子標籤用電源系統和電子標籤的製作方法
2023-05-22 14:57:41
專利名稱：電子標籤用電源系統和電子標籤的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及道路收費用電子標籤技術領域，尤其涉及一種電子標籤用電源系統和電子標籤。
背景技術：
至從我國第 一條高速公路——上海至嘉定高速公路建成通車後，我國高速公路建設突飛猛進，實現大幅增長。隨著我國高速公路的快速發展，高速公路收費系統也隨之進入了 一個高速發展的時期。與收費系統有關的收費介質也在不斷的進步之中，其中電子標籤以其方便、快捷、環保等特點逐漸體現出其獨特的優越性。
現有電子標籤通常^f吏用的是鋰-亞石危醯氯電池(Li-SOC12 Battery),此種電池工作電壓平穩、能量高，適宜在長時間低電流的情況下使用，但由於電池電量具有一定的局限性，最終還是需要更換電池以保證電子標籤的正常工作。這樣就造成了以下的幾個缺陷，其一，現有舊電池回收利用制度不完善，更換下來的電池易造成環境汙染；其二，增加用戶的使用成本；其三，增加售後維護成本。
實用新型內容
本實用新型的目的是針對現有技術的缺陷提供一種電子標籤用電源系統和電子標籤，實現電子標籤的長期使用。
本實用新型提供一種電子標籤用電源系統，包括用於為電子標籤提供工作電源的複合電容；
分別與所述複合電容連接、用於為所述複合電容充電的太陽能電池板和
4高穩定性電池，所述太陽能電池板與所述複合電容之間設置有第 一充電開關，
所述高穩定性電池與所述複合電容之間設置有第二充電開關；
分別與所述太陽能電池板和所述複合電容連接、用於對所述太陽能電池
板和所述複合電容的電壓進行檢測、並根據檢測結果和參考電壓通過控制所
述第一充電開關和所述第二充電開關的通斷來選擇所述太陽能電池板或所述
高穩定性電池為所述複合電容充電的電源管理系統。
本實用新型提供一種電子標籤，包括電子標籤本體和電源系統，所述電
源系統包括
與所述電子標籤本體連接、用於為所述電子標籤本體提供工作電源的複合電容；
分別與所述複合電容連接、用於為所述複合電容充電的太陽能電池板和高穩定性電池，所述太陽能電池板與所述複合電容之間設置有第一充電開關，所述高穩定性電池與所述複合電容之間設置有第二充電開關；
分別與所述太陽能電池板和所述複合電容連接、用於對所述太陽能電池板和所述複合電容的電壓進行檢測、並根據檢測結果和參考電壓通過控制所述第一充電開關和所述第二充電開關的通斷來選擇所述太陽能電池板或所述高穩定性電池為所述複合電容充電的電源管理系統。
本實用新型提供的電子標籤用電源系統和電子標籤，在電子標籤的電源系統中同時設置太陽能電池板和高穩定性電池，在大部分時間內使用太陽能電池板給複合電容充電，使電子標籤的正常供電使用太陽能電池板，延長了高穩定性電池的壽命；僅有當沒有陽光的情況下，電子標籤才使用高穩定性電池，確保電子標籤正常使用，且節約資源。
圖1為本實用新型電子標籤用電源系統組成示意圖；圖2為本實用新型電子標籤的電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例進一步說明本實用新型實施例的技術方案。
電子標籤，又稱為車載單元(On Board Unit;筒稱OBU)是一種高速公路收費系統中所使用的收費介質，可以安裝在車輛內部例如擋風玻璃或儀表臺上，並且支持利用專用短程通信與路側設備進行信息交換的設備。本實
法長期使用的缺陷，提供一種解決方案即在為電子標籤提供電能的電源系統中設置太陽能電池，利用太陽能為電子標籤供電。由於太陽能是一種新型綠色能源，太陽能電池具有永久性、清潔性和靈活性等優點；太陽能電池壽命長， 一般只要太陽在，太陽能電池就可以一次投資而長期使用。
圖l為本實用新型電子標籤用電源系統組成示意圖，如圖1所示，該電子標籤用電源系統包括複合電容l、太陽能電池板2，在有光源的情況下太陽能電池板2可以產生電壓對複合電容1充電、高穩定性電池3可以選用現有慣用的電池例如鋰-亞硫醯氯電池等，並在必要時對複合電容1充電；還包括電源管理系統4、第一充電開關和第二充電開關(圖中未示出)，其中複合電容1與電子標籤本體7連接，並為電子標籤本體7提供工作電源。複合電容1充滿電後能提供足夠的電量支持電子標籤交易；太陽能電池板2和高穩定性電池3分別與複合電容1連接、並為複合電容l充電；太陽能電池板2與複合電容1之間設置有第一充電開關，高穩定性電池3與複合電容1之間設置有第二充電開關；另外，電源管理系統4分別與太陽能電池板2和複合電容1連接，完成對太陽能電池板2和複合電容1的電壓進行檢測、並根據檢測結果和參考電壓通過控制第一充電開關和第二充電開關的通斷來選擇太陽能電池板2或高穩定性電池3為複合電容1充電。電源管理系統4通過控制第一充電開關和第二充電開關的選通或關斷來選擇太陽能電池板2和高穩定性電池3中的哪一個為複合電容1供電，而且僅能選擇其中的一個用於供電，太陽能電池板2、高穩定性電池3不能同時為複合電容1充電，也就是說第一充電開關和第二充電開關不能同時處於選通狀態。
具體地，第一充電開關的選通能夠實現太陽能電池板2與複合電容1的連接，達到應用太陽能電池板2為複合電容1供電的目的；第二充電開關的選通能夠達到高穩定性電池3與複合電容1的連接，達到應用高穩定性電池3為複合電容1供電的目的；當然，當複合電容1不需要供電時，第一充電開關和第二充電開關可以均處於關斷狀態，電源管理系統4選擇太陽能電池板2和高穩定性電池3中的哪一個為複合電容1供電，具體要根據太陽能電池^反2和複合電容1的當前電壓情況而定。電源管理系統4在電子標籤工作過程中，可以實時地對太陽能電池板2和複合電容1的電壓進行才僉測，檢測到太陽能電池板2和複合電容1的當前電壓後，並結合複合電容l的工作電壓的參考電壓，通過控制第一充電開關和第二充電開關的選通或關斷，選擇太陽能電池板2或高穩定性電池3為複合電容l供電。
上述實施例中電源管理系統可以包括檢測模塊和控制模塊，其中檢測模塊分別與太陽能電池板和複合電容連接、用於檢測太陽能電池板和複合電容的電壓；控制模塊分別與第一充電開關和第二充電開關連接、用於根據檢測模塊的檢測結果和參考電壓控制第一充電開關和第二充電開關的通斷，第一充電開關和第二充電開關的選通或關斷可以選擇太陽能電池板和高穩定性電池中的哪一個為複合電容供電。所述的參考電壓包括複合電容的額定工作電壓和穩定工作電壓，例如複合電容的額定工作電壓可以為3.6V,穩定工作電壓可以為3.4V,當複合電容的電壓為3.6V時，便不需要對複合電容進行充電；當複合電容的電壓小於3.4V時，便需要對複合電容進行充電；而且當複合電容的電壓在3.4V與3.6V之間時，若太陽能電池板的電壓大於複合電容的電壓，則可以選擇太陽能電池板對複合電容進行充電。
上述實施例提供的電源管理系統中，複合電容的參考電壓包可以存儲在與控制模塊並於一體的存儲模塊中，供控制模塊具體選通供電電路用。
本實用新型提供的電子標籤用電源系統，在大部分時間內使用太陽能電
7池板給複合電容充電，使電子標籤的日常供電使用的是太陽能電池板，延長
了高穩定性電池的壽命；當沒有陽光的情況下，使用的是高穩定性電池，保證了電子標籤的使用。該電源系統能夠基本保證在電子標籤的壽命期內不需要更換電池，以達到節約資源的目的。
本實用新型還提供一種電子標籤，包括電子標籤本體和電源系統，其中，電源系統採用上述實施例提供的電子標籤用電源系統。圖2為本實用新型電子標籤的電路原理圖，如圖2所示，該電子標籤用包括電子標籤本體7和電源系統A,電源系統A包括與電子標籤本體7連接、用於為電子標籤本體7提供工作電源的複合電容1,分別與複合電容1連接、用於為複合電容1充電的太陽能電池板2和高穩定性電池3,太陽能電池板2與複合電容1之間設置有第一充電開關5,高穩定性電池3與複合電容1之間設置有第二充電開關6;還包括分別與太陽能電池板2和複合電容1連接、用於對太陽能電池板2和複合電容1的電壓進行檢測、並根據檢測結果和參考電壓通過控制第一充電開關5和第二充電開關6的選通或關斷來選擇太陽能電池板2或高穩定性電池3為複合電容1充電的電源管理系統，本實施例中電源管理系統選用微控制器8。本實施例中第一充電開關5和第二充電開關6選用低壓差線性穩壓器(LDO) , LDO中包括多個管腳，其中微控制器8與管腳"VIN"連接用於檢測充電開關的電壓，微控制器8與管腳"CTRL"連接用於控制充電開關的選通或關斷，圖中與太陽能電池板2連接的二極體負責保護太陽能電池^反。
微控制器包括分別與太陽能電池板和複合電容連接、用於對太陽能電池板和複合電容的電壓進行檢測的檢測模塊；以及分別與第一充電開關和第二充電開關連接、用於根據檢測模塊的檢測結果和參考電壓控制第 一充電開關和第二充電開關的通斷的控制模塊。還包括與控制模塊並於一體、用於存儲參考電壓的存儲模塊。
以下結合圖2具體介紹微控制器8控制第一充電開關5和第二充電開關6，以選擇太陽能電池板2或高穩定性電池3為複合電容1供電的過程。所述 的參考電壓包括複合電容1的額定工作電壓和穩定工作電壓，本實施例以復 合電容1的額定工作電壓為3.6V,穩定工作電壓為3.4V為例進行說明。
微控制器8中的檢測模塊，對太陽能電池板2和複合電容1的電壓進行 實時檢測，並將檢測到的太陽能電池板2和複合電容1的電壓傳送給控制模 塊，本實施例中以Vo表示太陽能電池板2的電壓，以Vc表示複合電容l的 電壓；控制模塊調取存儲模塊中的參考電壓，將模塊檢測到的太陽能電池板 2和複合電容1的電壓與參考電壓進行比較，並按照如下原則控制第一充電 開關5和第二充電開關6的選通或關斷，以選擇太陽能電池板2或高穩定性 電池3為複合電容1充電
若Vo大於Vc，且Vc小於3.6V，即當太陽能電池板2的電壓Vo逐漸 上升超過3.4V後，如果高於複合電容l的電壓Vc,則選通第一充電開關5、 並同時關斷第二充電開關6，即選擇太陽能電池板2為複合電容1充電，禁 止高穩定性電池向複合電容1充電；
若Vo大於Vc，且Vc不小於3.6V，則同時關斷第一充電開關5和第二 充電開關6，即不需要為複合電容1充電；
若Vo不大於Vc，且Vc小於3.4V,即複合電容電壓Vc低於3.4V，並 且當太陽能電池板2的電壓Vo低於複合電容1電壓Vc，則選通第二充電開 關6、並同時關斷第一充電開關5,即選擇高穩定性電池3為複合電容1充電；
若Vo不大於Vc,且Vc不小於3.4V,則同時關斷第一充電開關5和第 二充電開關6，即不需要為複合電容1充電。
在上述實施例中，當微控制器檢測到高穩定性電池的電壓低於3V時， 即便當前採用太陽能電池板為電子標籤本體供電，也要進行電子標籤的低電 報警，目的是避免不能採用太陽能電池板供電時，電子標籤無法正常工作。
本實用新型提供的電子標籤用中，在大部分時間內使用太陽能電池板給 複合電容充電，使電子標籤的正常供電使用太陽能電池板，延長了高穩定性電池的壽命；僅有當沒有陽光的情況下，電子標籤才使用高穩定性電池，確 保電子標籤正常使用；該電子標籤在壽命期內不需要更換電池，節約資源。
最後應說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非 對其限制；儘管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的
普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行 修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不 使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和範圍。
權利要求1、一種電子標籤用電源系統，其特徵在於，包括用於為電子標籤提供工作電源的複合電容；分別與所述複合電容連接、用於為所述複合電容充電的太陽能電池板和高穩定性電池，所述太陽能電池板與所述複合電容之間設置有第一充電開關，所述高穩定性電池與所述複合電容之間設置有第二充電開關；分別與所述太陽能電池板和所述複合電容連接、用於對所述太陽能電池板和所述複合電容的電壓進行檢測、並根據檢測結果和參考電壓通過控制所述第一充電開關和所述第二充電開關的通斷來選擇所述太陽能電池板或所述高穩定性電池為所述複合電容充電的電源管理系統。
2、 根據權利要求1所述的電子標籤用電源系統，其特徵在於，所述電源 管理系統包括分別與所述太陽能電池板和所述複合電容連接、用於對所述太陽能電池 板和所述複合電容的電壓進行檢測的檢測模塊；以及分別與所述第一充電開關和所述第二充電開關連接、用於才艮據所述^r測 模塊的^r測結果和參考電壓控制所述第一充電開關和所述第二充電開關的通 斷的控制模塊。
3、 根據權利要求2所述的電子標籤用電源系統，其特徵在於，所述電源 管理系統還包括與所述控制模塊並於一體、用於存儲所述參考電壓的存儲模塊。
4、 一種電子標籤，包括電子標籤本體和電源系統，其特徵在於，所述電 源系統包括與所述電子標籤本體連接、用於為所述電子標籤本體提供工作電源的復 合電容；分別與所述複合電容連接、用於為所述複合電容充電的太陽能電池板和 高穩定性電池，所述太陽能電池板與所述複合電容之間設置有第 一充電開關，所述高穩定性電池與所述複合電容之間設置有第二充電開關；分別與所述太陽能電池板和所述複合電容連接、用於對所述太陽能電池板和所述複合電容的電壓進行檢測、並根據檢測結果和參考電壓通過控制所述第一充電開關和所述第二充電開關的通斷來選擇所述太陽能電池板或所述高穩定性電池為所述複合電容充電的電源管理系統。
5、 根據權利要求4所述的電子標籤，其特徵在於，所述電源管理系統包括分別與所述太陽能電池板和所述複合電容連接、用於對所述太陽能電池板和所述複合電容的電壓進行檢測的檢測模塊；分別與所述第 一充電開關和所述第二充電開關連接、用於根據所述;^r測模塊的檢測結果和參考電壓控制所述第一充電開關和所述第二充電開關的通斷的控制模塊。
6、 根據權利要求5所述的電子標籤，其特徵在於，所述電源管理系統還包括與所述控制模塊並於一體、用於存儲所述參考電壓的存儲模塊。
專利摘要本實用新型提供一種電子標籤用電源系統和電子標籤。該電源系統包括用於為電子標籤提供工作電源的複合電容；分別與複合電容連接、用於為複合電容充電的太陽能電池板和高穩定性電池，太陽能電池板與複合電容之間設置有第一充電開關，高穩定性電池與複合電容之間設置有第二充電開關；分別與太陽能電池板和複合電容連接、用於對太陽能電池板和複合電容的電壓進行檢測、並根據檢測結果和參考電壓通過控制第一充電開關和第二充電開關的通斷來選擇太陽能電池板或高穩定性電池為複合電容充電的電源管理系統。本實用新型在大部分時間內使用太陽能電池板給複合電容充電，延長高穩定性電池壽命；在無陽光情況下，使用高穩定性電池確保電子標籤正常使用。
文檔編號H02J15/00GK201417968SQ20092010927
公開日2010年3月3日 申請日期2009年6月15日 優先權日2009年6月15日
發明者傑 桂 申請人:傑 桂