基于物聯網的智能電動自行車充電柜

在生活中，電動自行車電池起火的新聞屢見不鮮，尤其是近期南京市發生的電動車樓內起火事件，更是給我們敲響了警鐘。盡管在多數小區內都設有電動車充電樁，仍有人選擇將電池帶回家中充電。為了深入了解這一現象，我們進行了社區走訪調查。

調查結果顯示，現有的充電樁充電密度和效率尚不能滿足居民的需求。很多居民因回家較晚而面臨充電樁已滿無法充電的困境。雖然高密度的電池充電柜已經投入使用，但由于其功率過高，根據政策規定需遠離居民樓，且附近無法停車過夜。這導致居民不得不每天將電池或整輛自行車搬入樓內充電，增加了安全隱患。

針對調查中得到的問題，我們設計了一種新型的電動車電池充電柜，并融入了物聯網技術。這款充電柜具備高密度存儲電池的能力，有效減小了充電占用面積。同時，通過合理分配各充電柜的充電功率，相對于普通充電柜，降低了對電網的負載，提高了安全性，并減少了過沖過放的風險。

經過對設計的簡化，我們完成了柜體模型的制作。該模型主要由工控機部分、外圍硬件和框架組成。工控機上運行著一個多線程的Python程序，負責與外圍設備通信、顯示用戶交互界面和與服務器通信。所有外圍設備，包括hlw8032功率計、MOS管、溫度計等硬件都連接到mega2560單片機上，并通過串口將信息發送給電腦。同時，單片機也可以接收電腦傳遞的消息以控制門的開啟。

在服務器部分，我們采用MySQL數據庫存儲用戶信息和柜體信息等。服務器后端同樣使用Python編寫。通過socket協議與柜體進行通信，我們實現了與用戶的遠程互動和管理員遠程管理的功能。配合對數據庫的讀寫操作，我們不僅可以實現開柜、取電池等操作，還可以自動分配充電柜，并按時段對不同柜子進行功率分配。這不僅減小了總體對電網的影響，還大大降低了傳統電池充電柜的風險。

我們期望通過這一設計，為社區居民提供一種更加安全、高效的充電方法，從而減少潛在的安全隱患和災難的發生。我們將繼續努力完善這一設計，以期在未來的實際應用中發揮其重要作用。