共享充电站普遍存在“屏幕常亮耗电、夜间找桩困难、车位被占用”等运营痛点。本文基于芯步的雷达传感器开放接口,设计了一套人体感应控制方案——当用户接近时自动亮屏、无人在场时深度休眠,同时支持后台数据联动,帮助运营商降低能耗、提升设备寿命。
1. 背景与需求分析
在共享充电站(包括电动自行车充电桩、新能源汽车充电桩)的实际运营中,用户体验与运营成本之间存在天然的矛盾。一方面,设备需要屏幕显示二维码、充电状态等信息,但若屏幕常亮,不仅每年增加约150度电的待机能耗,还会加速液晶屏老化;另一方面,若屏幕完全休眠,用户在夜间或昏暗的地下车库难以定位设备,导致“摸黑找桩”的糟糕体验。
传统的解决方案(如按键唤醒或APP唤醒)存在明显的交互滞后性,未能从根本上解决“人机互动”的智能化问题。此外,充电车位被燃油车占用或充满电后车辆滞留,也是运营方长期面临的治理难题。
痛点总结:
能耗与寿命: 屏幕常亮导致高电费支出与硬件老化加速。
交互体验: 夜间难以寻找设备,操作流程不流畅。
资源浪费: 无车或无人时设备仍处于待机高功耗状态。
运维难点: 车位占用状态无法实时感知。
为了解决上述问题,本方案引入芯步的壁挂式红外雷达存在传感器,通过其高精度的存在探测能力与开放的HTTP接口,实现充电站终端的“按需唤醒”与“智能联动”。
2. 产品选型与技术特性
本方案核心选用的硬件是芯步生态内的智能人体存在雷达传感器[壁挂] (或同系列双模版本)。
该传感器具备以下技术参数,非常适合充电站场景:
探测机制(双模冗余): 该设备不仅配置了热释电红外传感器,还集成了24GHz毫米波雷达。红外负责捕捉移动人体,雷达则能穿透薄外壳探测微动(如静坐、静止站立)。双模版本中,只有当红外与雷达均判定无人时,才输出“无人”信号,有效避免了人静止不动时灯熄灭的误判。
感知范围: 雷达可探测4米内的人体存在(微动) 以及6米内的运动感应,覆盖角度约120°。这足以覆盖单个充电桩前1-2个车位的范围。
本地控制能力: 设备内置一路继电器输出(选配),可直接控制2200W负载(如照明或屏幕电源),实现“本地有线硬控”,降低云端依赖带来的延迟。
联网与开放性: 支持Wi-Fi 2.4GHz连接,并全面开放HTTP API接口,支持数据上行(状态上报)与下行(远程控制)。
3. 系统设计
本方案的集成架构分为三层:感知层、传输层、应用层。
感知层(端侧): 壁挂式传感器安装于充电桩机身或附近立柱,实时采集雷达/红外数据。同时,传感器直接控制充电桩屏幕的供电电路。
传输层(网络侧): 利用设备自带的Wi-Fi模块,通过MQTT或HTTP协议,将“有人/无人”状态实时推送到芯步云平台或客户指定的私有服务器。
应用层(云与端): 业务服务器接收状态数据,执行计费策略、远程运维指令或数据统计。
集成逻辑流程:
状态1:无人/无车
传感器判定无人持续(如30秒)。
本地动作: 断开继电器,充电桩屏幕/指示灯电源关闭,进入深度节能模式。
云端动作: 上报“空闲”状态,服务器标记该桩位为空闲。
状态2:有人接近
雷达探测到6米内微动信号。
本地动作: 继电器吸合,屏幕点亮,展示二维码。若配备语音模块,可播报“欢迎使用,请扫码充电”。
云端动作: 无特定动作,或记录一次“唤醒”日志。
状态3:车辆长时间占用但未充电
雷达探测到车位有物体(车辆),但充电枪无电流输出超过阈值(如10分钟)。
云端动作: 服务器通过API调用语音播报设备:“请注意,请勿长时间占用充电车位”,或推送消息给管理员。
4. 芯步开放接口集成详解
实现上述逻辑的关键在于芯步提供的开放API。以下是具体的集成步骤与接口调用细节:
4.1 设备接入与初始化
开发者需在芯步物联网平台注册应用,获取唯一的 AppId 和 AppSecret。传感器设备通过Wi-Fi配网后,绑定至平台。
平台会为每个设备生成唯一的 DeviceID(如文档示例中的820720)。
4.2 上行数据接收(获取人体感应数据)
传感器是上行设备,平时处于“监听”状态,当环境变化(有人变无人,或无人变有人)时,它主动向服务器推送消息。
配置消息推送:在开发设置中配置接收URL(http(s)://yourdomain.com/api/sensor/callback)。当传感器探测状态变化时,芯步云会向该地址发送POST JSON数据包。
典型数据载荷示例:
集成逻辑实现:
后台接收到
status: "occupied"时,不直接做亮屏操作(因为亮屏由硬件继电器本地处理),而是记录该桩位“热度”数据用于大数据分析(如:监测哪些时段人流量大)。后台接收到
status: "vacant"时,系统可自动解除该桩位的“占用”锁,允许用户预约。
4.3 下行指令控制(反向控制与调试)
虽然亮屏由传感器本地自动完成,但在某些场景下(如运维巡检或紧急情况),运营方需要通过云平台远程控制传感器灵敏度或强制开启线路。
接口调用示例:根据芯步文档,向设备下发命令的请求地址为:
http(s)://api.thingboot.com/{AppId}/device/control/?sign={sign}&ts={ts}
请求Body示例:
应用场景: 如果传感器本地继电器损坏,可应急使用云端指令强制开启充电桩屏幕;或者通过修改 radar_enable 参数,在深夜人流极少的时段临时关闭部分传感器的侦测功能以降低网络负载。
5. 安装部署与实施要点
5.1 物理安装
位置选择: 安装在充电桩主体侧面或顶部,高度离地1.5米至2米处。
角度调整: 利用附带的万向支架,将探测区域对准充电车位中央。由于雷达可穿透塑料外壳,传感器可完全内置在充电桩机箱内部(需确保无金属全屏蔽)。
电气接线: 将传感器的继电器输出端串联在充电桩屏幕的220V交流输入线上。请一定要注意负载功率,芯步传感器继电器最大阻性负载为2200W,足以驱动常规LCD屏幕。
5.2 防误触发优化
抗干扰: 芯步传感器雷达模块内置了多重数字滤波算法,能有效过滤Wi-Fi(2.4GHz)同频干扰及50Hz/60Hz的工频噪声。
灵敏度门限: 在物联网控制台中,可针对距离门(Range Gate)进行设置。例如,屏蔽6米以外马路上的人流经过,只关注0.5米-4米范围内的停车区域。
6. 方案价值与预期收益
通过将芯步壁挂式传感器深度集成到共享充电站项目中,运营方可获得以下价值:
直接节能: 预计每台充电桩每年可节省100-150度待机电费。按1000台桩规模计算,每年节省电费超过10万元。
延长设备寿命: 屏幕日均工作时间从24小时缩短至实际的充电操作时间(约4-6小时),有效延缓屏幕光衰,降低硬件维护更换频率。
提升用户体验(UX): 实现“人到灯亮”的无感交互,特别是在地下车库或夜间场景,能显著提升用户对“智能桩”的品牌认知。
精细化运营: 后台积累的“存在感知”数据,可以绘制用户使用习惯热力图,帮助运营商优化场地布局或制定分时定价策略。
7. 结论
芯步的壁挂式红外雷达存在感应器,凭借其双模检测的可靠性、HTTP接口的易集成性以及本地继电器的硬控能力,是解决共享充电站“人-桩”交互痛点的理想选择。开发者仅需调用标准API即可完成数据打通,配合简单的电路改装,即可实现传统充电桩向“自感知、自决策”智能终端的升级。