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淺談基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的電動(dòng)汽車充電樁系統(tǒng)應(yīng)用與研究
閱讀：786 發(fā)布時(shí)間：2021-4-2
摘要：針對(duì)在新能源汽車充電樁產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中存在的通信不兼容的問(wèn)題,，設(shè)計(jì)一種基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的電動(dòng)汽車充電樁控制系統(tǒng),。該系統(tǒng)能在多種復(fù)雜環(huán)境下正常工作，能有效管理和控制電動(dòng)汽車充電,，用戶體驗(yàn)良好,。
關(guān)鍵詞：充電樁,；自動(dòng)化控制；無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用
引言
電動(dòng)汽車充電樁是由充電控制單元和支付管理這兩個(gè)部分組成,，充電控制部分主要負(fù)責(zé)充電電源模塊的功率變換輸出控制,支付管理部分主要負(fù)責(zé)完成用戶信息登錄,、電量計(jì)量、費(fèi)用結(jié)算,、支付管理等功能?，F(xiàn)有充電樁組成部分之間相互交錯(cuò)融合，并未能實(shí)現(xiàn)充電控制與支付管理業(yè)務(wù)之間的*獨(dú)立分離,，使得充電樁產(chǎn)品的擴(kuò)展性能差,，不利于系統(tǒng)集成,同時(shí)也增加運(yùn)營(yíng)成本。
現(xiàn)有充電樁組成示意圖
一,、電動(dòng)汽車充電樁的通訊方式
電動(dòng)汽車充電樁作為電網(wǎng)配用電側(cè),，其結(jié)構(gòu)的特殊性決定了其通信方式需要與配電網(wǎng)自動(dòng)化一起綜合考慮。在不同的區(qū)域和條件下,，其通信方式主要有有線和無(wú)線兩種：
1,、有線方式主要以工業(yè)串行總線（CAN總線、RS485,、RS232）和有線以太網(wǎng)（光纖,、RJ45接口線）為主,有線方式的主要優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)傳輸可靠,、網(wǎng)絡(luò)容量大,缺點(diǎn)是布網(wǎng)布線復(fù)雜,，施工成本高，擴(kuò)展性差,，難于維護(hù)。
2,、無(wú)線方式主要是采用移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商提供的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù),，如:無(wú)線WiFi.GPRS,4G網(wǎng)絡(luò)等。無(wú)線方式的優(yōu)點(diǎn)是：成本低,、施工周期短,、適應(yīng)性強(qiáng)、擴(kuò)展性好,、易于擴(kuò)展和維護(hù),。
因此,，設(shè)計(jì)基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的電動(dòng)汽車充電樁控制系統(tǒng)，能夠簡(jiǎn)化系統(tǒng)通信方式,，用戶可以通過(guò)在手機(jī)客戶端建立APP,完成充電樁控制以及云端服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)通信,完成智能化充電和支儺理等業(yè)務(wù),。
二、新型汽車充電樁系統(tǒng)組成
基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的電動(dòng)汽車充電樁控制系統(tǒng)由硬件系統(tǒng),，Android系統(tǒng),，應(yīng)用層軟件，組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)四大部分共同組成,。
硬件系統(tǒng)是由MCU處理器,、控制單元、RST85接口,、CAN通信接口,、以太網(wǎng)接口、保護(hù)電路等部分組成,。使用的MCU是STM32F107系列芯片,，集成各種高性能工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接a,可以滿足工業(yè)、醫(yī)療,、樓宇自動(dòng)化等多種產(chǎn)品需求,。另外,根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T20234.1-2015電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置中的充電模式4、連接方式C的充電接口方式要求設(shè)計(jì)直流充電樁的控制弓I導(dǎo)電路,。
從Android系統(tǒng)來(lái)看,，是基于Linux開(kāi)放源代碼的系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了客戶端/服務(wù)端的程序架構(gòu)：客戶端用于與用戶之間的直接交互,，服務(wù)端則完成程序計(jì)算,，提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和服務(wù)。該系統(tǒng)無(wú)需大幅修改Android系統(tǒng)代碼,，只需修改Linux內(nèi)核代碼,，增加部分接口驅(qū)動(dòng)程序，如觸摸屏通信,，打卡機(jī)通信,，485底層通信等。
Andmid應(yīng)用程序框架分為應(yīng)用層,、應(yīng)用框架層,、系統(tǒng)運(yùn)行庫(kù)層和Linux內(nèi)核層。在本文描述的充電樁控制系統(tǒng)中,應(yīng)用層軟件對(duì)應(yīng)的就是框架里的應(yīng)用層,。應(yīng)用層軟件為系統(tǒng)管理人員提供操作服務(wù)系統(tǒng),，用于管理系統(tǒng)賬戶，充電IC卡以及充電樁體等信息?？蛻舳耸腔贏ndmid手機(jī)開(kāi)發(fā)的APP服務(wù)平臺(tái),，充分利用LBS（位置服務(wù)）技術(shù)和地圖服務(wù),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位、目的地導(dǎo)航,、充電樁信息査詢,、預(yù)約充電等功能,并能獲取充電樁的狀態(tài)信息,例如是否有空閑的充電樁、目前狀態(tài),、以及支付結(jié)算等,。
在組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)方面，該系統(tǒng)釆用的是無(wú)線通信與無(wú)線中繼技術(shù),，能夠全覆蓋充電樁,，充電樁體上集成無(wú)線通信模塊,支持IEEE802.il協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，能夠?yàn)闊o(wú)線就地組網(wǎng)提供基礎(chǔ)支持,，而在局域網(wǎng)中各個(gè)充電樁就成為其網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),。集成無(wú)線AP技術(shù)，用于實(shí)現(xiàn)充電設(shè)備間通過(guò)超信號(hào)來(lái)進(jìn)行橋接中繼的功能,，且不會(huì)影響無(wú)線的覆蓋范圍,。
三、系統(tǒng)測(cè)試驗(yàn)證
對(duì)充電樁下位機(jī)硬件,、后臺(tái)管理系統(tǒng),、手機(jī)客戶端APP進(jìn)行測(cè)試。硬件測(cè)試內(nèi)容包括：觸摸屏顯示界面,、急停按鍵功能,、以及直流接觸器工作切換控制等；后臺(tái)管理系統(tǒng)測(cè)試內(nèi)容包括：用戶信息,、參數(shù)設(shè)置,、充電狀態(tài)等；手機(jī)客戶端測(cè)試內(nèi)容包括：掃碼登陸,、選擇充電模式,、電量數(shù)據(jù)顯示和充電控制等功能。經(jīng)過(guò)測(cè)試驗(yàn)證,，充電樁的各項(xiàng)功能均滿足設(shè)計(jì)要求,，而且操作方便，便于后臺(tái)管理,，充電功率能滿足各種不同用戶需求,。
四、安科瑞充電樁運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)
1,、系統(tǒng)架構(gòu)
安科瑞Acrelcloud-充電樁收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入系統(tǒng)的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控,，同時(shí)對(duì)各類故障如充電機(jī)過(guò)溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過(guò)壓,、欠壓,、絕緣檢測(cè)故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警；用戶通過(guò)小程序掃描二維碼,，進(jìn)行支付后,，系統(tǒng)發(fā)起充電請(qǐng)求，控制二維碼對(duì)應(yīng)的充電樁完成電動(dòng)汽車的充電過(guò)程,。
充電樁可選配WIFI模塊或GPRS模塊接入互聯(lián)網(wǎng),，配合加密技術(shù)和秘鑰分發(fā)技術(shù)，基于TCP/IP的數(shù)據(jù)交互協(xié)議,，與云端進(jìn)行直連,。云平臺(tái)包含了充電收費(fèi)和充電樁運(yùn)營(yíng)的所有功能，具體功能如下：
資源管理：充電站檔案管理,，充電樁檔案管理,，用戶檔案管理，充電樁運(yùn)行監(jiān)測(cè),，充電樁異常交易監(jiān)測(cè),。
交易結(jié)算：充電價(jià)格策略管理，預(yù)收費(fèi)管理,，賬單管理,，營(yíng)收和財(cái)務(wù)相關(guān)報(bào)表
用戶管理：用戶注冊(cè)，用戶登錄,，用戶帳戶管理,，消息管理
充電服務(wù)：充電設(shè)施搜索，充電設(shè)施查看,，地圖尋址,，在線自助支付充電，充電結(jié)算,，導(dǎo)航等
小程序：掃碼充電,，賬單支付等功能
數(shù)據(jù)服務(wù)：數(shù)據(jù)采集，短信提醒,，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和解析
變壓器監(jiān)控：監(jiān)控充電站變壓器負(fù)荷,，每個(gè)充電站配備一塊ARCM300T無(wú)線表，超負(fù)荷時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)充電樁的進(jìn)行調(diào)度管理,，即當(dāng)負(fù)荷超過(guò)百分之五十時(shí),，系統(tǒng)會(huì)限制新增開(kāi)始充電的充電樁的功率，降為百分之五十,，當(dāng)變壓器負(fù)荷超過(guò)百分之八十時(shí),，系統(tǒng)將不允許新增充電樁開(kāi)始充電，直到負(fù)荷下降為止。
2,、平臺(tái)功能
2.1平臺(tái)登錄
在瀏覽器打開(kāi)云平臺(tái)鏈接,、輸入賬戶名和權(quán)限密碼，進(jìn)行登錄,，防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息,。
2.2平臺(tái)首頁(yè)
平臺(tái)首頁(yè)總覽每天的開(kāi)戶數(shù)、充值金額,、充電金額,、充電度數(shù)、充電次數(shù),、充電時(shí)長(zhǎng),，累計(jì)的開(kāi)戶數(shù)、充值金額,、充電金額,、充電度數(shù)、充電次數(shù),、充電時(shí)長(zhǎng),，以及相應(yīng)的環(huán)比增長(zhǎng)和同比增長(zhǎng)以及樁、站分布地圖導(dǎo)航,、本月充電統(tǒng)計(jì),。
2.3實(shí)時(shí)監(jiān)控
充電站監(jiān)控
充電站監(jiān)控頁(yè)面監(jiān)視用戶充電槍總數(shù)、正在充電的槍數(shù),、空閑槍數(shù),、插槍數(shù)量、故障槍數(shù)量等,，匯總了用戶擁有各樁的當(dāng)日充電總次數(shù),、總電量、總時(shí)長(zhǎng),，進(jìn)行負(fù)荷限制,、故障查詢。
充電槍監(jiān)控
充電樁監(jiān)控頁(yè)面充電槍的基本信息,、今日充電電量,、今日充電次數(shù)、今日充電時(shí)長(zhǎng)和累計(jì)充電電量,、累計(jì)充電次數(shù),、累計(jì)充電時(shí)長(zhǎng)等、充電電壓電流等參數(shù),。
2.4小程序
搜索與使用
小程序可以通過(guò)掃描二維碼和文字搜索找到,，點(diǎn)擊后可以加入到小程序列表,，如下圖所示
授權(quán)登錄界面
用戶通過(guò)搜索或者掃碼等途徑初次打開(kāi)小程序時(shí)，會(huì)進(jìn)入這個(gè)頁(yè)面,，需要用戶授權(quán)登錄才可以進(jìn)入小程序主功能頁(yè)面,，如圖所示：
主功能頁(yè)
初次進(jìn)入主功能頁(yè)時(shí)需要授權(quán)定位才可以使用地圖相關(guān)功能，在地圖上查看到當(dāng)前所在區(qū)域的充電站,，查看充電站信息，可以進(jìn)行掃碼充電操作,，地圖導(dǎo)航等,。
充電
掃描充電槍上的二維碼，如果當(dāng)前充電樁可用即可進(jìn)入充電選擇頁(yè)面,，可以查看到當(dāng)前的充電站名稱,、充電槍名稱，以及當(dāng)前的賬戶余額,，電價(jià)和預(yù)計(jì)可充電量等數(shù)據(jù),，還可以查看當(dāng)前賬戶的歷史充電記錄。充電方式分為按時(shí)間充電,、按金額充電,、按電量充電這三種方式。充電結(jié)束可以進(jìn)進(jìn)行評(píng)價(jià),。
個(gè)人信息
個(gè)人信息可以顯示當(dāng)前登錄賬號(hào)的昵稱和余額,，同時(shí)包括、充值,、充值記錄查詢,、賬單查詢、充電記錄查詢,、設(shè)置支付密碼等功能
3,、硬件配置
3.1平臺(tái)服務(wù)器：建議按照我方推薦配置購(gòu)買(mǎi)，或者客戶自己租用阿里云資源,。
推薦硬件配置清單：（如申請(qǐng)阿里云可忽略）
若客戶自己租用阿里云服務(wù)器,，服務(wù)器配置根據(jù)充電槍點(diǎn)數(shù)的不同，分別如下：
3.2現(xiàn)場(chǎng)推薦硬件配置清單：
五,、結(jié)束語(yǔ)
伴商畐用戶驀求的不斷升級(jí),，開(kāi)發(fā)應(yīng)用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的電動(dòng)汽車充電樁產(chǎn)品已成為行業(yè)發(fā)展的必然要求。充分利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)解決充電樁的使用問(wèn)題,，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新,，能夠?yàn)橛脩魩?lái)更好的服務(wù)，提升用戶使用的便捷度,。
參考文獻(xiàn)
[1]李曉華,，錢(qián)虹.新能源汽車行業(yè)技術(shù)瓶頸及發(fā)展趨勢(shì).電源技術(shù)
[2]陳群貞.基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的電動(dòng)汽車充電樁控制系統(tǒng)應(yīng)用
[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2020.06版