基于物联网平台的无线充电智能公路
2018-03-102.5万
精华项目
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基于物联网平台的无线充电智能公路是一种创新项目，旨在解决新能源汽车充电慢、成本高和出行率低的问题。该项目通过光伏转换、无线充电、智能照明和物联网技术，实现高效、节能的道路系统。主要硬件包括Arduino UNO、UART OBLOQ、多晶硅电池板、3.7V锂电池等。项目适用于青少年科创比赛和STEM教育，能够激发学生的创造力和技术兴趣。
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作者：赵声扬 (淮南市实验中学) 蘑菇云淮南站会员   创意来源： 现今在能源和环保的压力下，新能源汽车无疑将成为未来汽车的发展方向。然而新能源汽车面临着很多问题。例如需要充电时，找不到充电桩；找到充电桩，充电周期长…… 1.充电速度慢。传统电池是不能超过0.5c，超过0.5c寿命会有非常大的衰减。0.5c单次充电时间在2小时左右，再加上排队的时间，时间成本高。  2.充电成本高。因为充电慢，需要大量土地建充电站，而现在土地是非常稀缺的资源，尤其是在一线大城市的中心商业区，一个停车位一个小时的停车收费基本上在10-20元，更高的是30元，这个车充两个小时停车费是40-60元，两个小时充50、60度的费，再加上服务费、基础电价，所以会出现成本倒挂的情况。  3.车辆出行率低。24小时有6个小时充电，出行率跟普通车比起来有四分之一的差距，传统车可以做到90%的出行率，它只可以做70%左右。 正是由于以上问题，我们设计制作了一种基于物联网平台的无线充电智能公路。 功能设计： 1.光伏转换，路面铺设太阳能电池板，将采集到的光能转换为电能，为预埋在地下的蓄电池充电。 2.无线充电，为路面上的电动汽车提供无线充电环境，确保路面上的汽车可随时接受充电。 3.智能照明，公路上的照明灯能够根据外界的光照条件变化自动开启和关闭，既保证了照明，又做到节能。 4.物联网，道路的上设置的光线传感器是接入物联网的，可以通过手机和PC端实时查看道路光照情况。 5.人工智能，通过物联网数据的采集，形成大数据分析，让这条道路自己来对道路照明进行控制，从而实现人工智能控制。（设想） 工作原理： 能源供电流程：  物联网光线控制流程：  作品器材： 1. A级多晶硅电池板 4块 2. 3.7V锂电池 4 块 3. 无线充电模块 5V/1A 4块 4. Micro Usb 充电模块 4块 5. 光敏电阻 5个 6. 10K电阻 5个 7. LED 5个 8. Arduino UNO 1块 9. UART OBLOQ - IoT物联网模块 10. 杜邦线 若干 作品制作： 一、无线供电公路部分 使用四块多晶硅电池板作为路面，将采集到的光能转换为电能，电池板的正负极分别与Micro usb充电模块的In+、in-焊接，无线充电发射端正负极与Micro usb充电模块的out+、out-焊接，3.7锂电池正负极与Micro usb充电模块的B+、B-焊接。电路图如下：  为了使每块电池板表面能够获得相对平均的能量，我们将发射线圈粘在电池板的中心位置上。  并在锂电池回路中添加开关，用于控制能源的通断。  为了能够模拟出道路情况，我们通过3D建模打印出公路路基、路灯杆、灯杆支撑架等结构件。在Sketchup中完成以上结构件的建模如下图所示： 路灯杆  路灯支撑架  路基模型:  智能路灯部分 智能路灯部分主要通过几个光线传感器设定光线强度的值来控制路灯的亮灭。在保证路面照明的情况下，科学合理的使用能源。我们这里使用的是光敏电阻为了得到一个稳定的串口值，需要对其添加一个10K欧的电阻，并将用热缩管将所有焊接的地方包裹住，做到电气隔离。   电路连硬件电路连接如下图所示,5颗LED分别连接D13,D12,D9,D8,D7；光线传感器连接A0,A2,A3,A4,A5；物联网模块T对应绿色线连接D10,R对应蓝色线连接D11。  物联网部分（参考这里） 安装测试 在路基上安装拨码开关   将路基从两侧卡在电池板两侧，并用胶水固定。同时也将路灯合路灯支架安防在合适的位置上，同样道理完成其它组模块的安装。  对电动小车进行改装将原有的电池供电，改为无线接收线圈供电。   上电测试   （参赛项目）本文已在无线电杂志2018年第四期发表  |
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