淺談智能充電樁係統設計

摘要：文章設計了一款電動車智能充電係統，以智能充電樁為(wei) 數據采集終端，將采集到的電壓電流等信息上傳(chuan) 給服務器，數據庫接受到信息後進行分析並同時傳(chuan) 輸到客服端。該係統實現了安全高效充電、數據分析、公平計費、節能環保等功能，很大地提高了用戶體(ti) 驗，能夠有效管理和控製電動車的充電，對提升社會(hui) 穩定、構建和諧社會(hui) 具有重要意義(yi) 。

關(guan) 鍵詞：智能充電樁；係統設計；高效充電；

0引言

本係統以傳(chuan) 感器作為(wei) 數據采集終端，通過電流電壓、溫度、氣體(ti) 、RFID射頻識別等傳(chuan) 感器將信息匯總至主控MCU，並通過WIFI上傳(chuan) 至服務器，服務器接收到數據後進行解析，實現手機客戶端實時查看。本係統不僅(jin) 可以安全充電，還具備網絡支付、數據分析等功能，為(wei) 政府監管部門、從(cong) 業(ye) 人員、產(chan) 品用戶提供可靠的數據，實現信息共享。服務器與(yu) 數據庫主要為(wei) 硬件、APP以及大數據進行數據傳(chuan) 輸，將各部分鏈接為(wei) 一個(ge) 整體(ti) ，並將各部分的反饋情況傳(chuan) 輸給需要的模塊，實現信息共享，並添加太陽能板，從(cong) 而打造出一個(ge) 整體(ti) 化、係統化、高效

化、節能化的智能充電係統。

1係統設計方案及關(guan) 鍵技術

1.1智能充電樁模塊

充電樁使用在平常生活中隨處可見，隨著電子技術的發展，充電樁向小型化、模塊化、集成化、智能化、高效化方向發展。尤其是近幾年以來移動互聯網、物聯網的迅速崛起，為(wei) 智能化充電樁提供了網絡基礎和技術手段。本文介紹的智能充電樁的具體(ti) 功能結構如圖1所

示，主要包括高性能微處理器、液晶顯示模塊（顯示二維碼充電信息等）、矩陣鍵盤（交互接口）、傳(chuan) 感器模塊以及無線通信模塊。

圖1智能充電樁功能框圖

電流電壓模塊作為(wei) 本係統的數據采集終端，是整個(ge) 係統的基礎。電流電壓信息采集模塊簡介如下：

（1）使用開關(guan) 電源供電方案，在85VAD～260VAC電壓範圍內(nei) 均可以正常工作，並且可以同時

為(wei) 其他模塊進行相應供電。

（2）使用智能電氣參數測試算法，準確度可達到國家0.5s級標準，具有很高的準確度。

（3）本產(chan) 品具有TTL和RS485電平接口，可以實現對該模塊的遠程管理。

（4）本設備進行了高電流測試，可在60A電流下進行正常工作。安全數據傳(chuan) 輸：向數據庫上傳(chuan) 數據時，采用WIFI、LORA、GPRS等安全可靠的無線通信技術，確保數據傳(chuan) 輸過程中不會(hui) 被截獲破解，數據傳(chuan) 輸采用PGP（PrettyGoodPrivacy）技術，PGP采用了一種RSA和傳(chuan) 統加密的雜合算法，保證數據傳(chuan) 輸的安全。

1.2服務器平台

服務器采用分布式集群設計，實現業(ye) 務拆分，應用服務和數據服務分離，負載均衡，反向代理和CDN，保證了大量用戶的使用，*大限度地提高了係統整體(ti) 的運行速率。使用抽樣分析，數據區間對比和對比分析模型曲線類型。

1.3APP應用程序

（1）關(guan) 鍵技術：用戶平台的數據模型、MVP設計模型

（2）軟件名稱：智能充電樁APP。

（3）軟件運行環境：androids係統。

（4）軟件開發平台：androidsStudio。

（5）軟件開發語言：java、xml。

（6）軟件介紹：移動客戶端作為(wei) 智能稱重係統的一環，服務於(yu) 商戶，實現本地與(yu) 雲(yun) 平台的鏈接。

（7）功能分析：①建立本地數據倉(cang) 庫，通過與(yu) 服務器的交互實現實時的功能本地化服務；②提供良好的用戶體(ti) 驗，方便顧客對信息的實時查詢；③可與(yu) 財務賬號綁定，實現實時查詢財務信息。

圖2服務器模式圖

2智能充電樁係統的設計實現

2.1主控模塊設計

控製模塊選用STM32F103ZET6作為(wei) 主處理器，電路設計加入了防幹擾電路，可起到防靜電、濾除雜波的作用。圖3為(wei) 係統MCU原理圖。

圖3MCU原理圖

2.2電流電壓模塊布局設計

該模塊主要由傳(chuan) 感器、AD轉換電路組成，電流電壓模塊印刷電路圖如圖4所示。

圖4電流電壓模塊印刷電路圖

2.3PT1000的高精度溫度測量

在引線電阻和自熱效應方麵，通過三線製恒流源驅動方案解決(jue) 了該問題，並在單片機係統設計中添加了相應的校正控製方案，使產(chan) 品能夠實現元器件漂移和鉑電阻傳(chuan) 感器的自動校準，從(cong) 而使產(chan) 品具備優(you) 異的溫度測量精確度。

本係統使用三線製恒流源驅動電路來驅動溫度傳(chuan) 感器，溫度傳(chuan) 感器將變化的電阻值信號（由溫度變化而引起）轉換成電壓信號。在本文設計的係統中、恒流源具有輸出電流穩定、溫度不易發生改變、輸出電阻較大，輸出電流極性可更改等方麵的特點。

另外，使用集成運放構成的恒流源具有穩定性好、恒流性能佳的優(you) 點，特別是在負載一端需要接地的場合應用更加廣泛，因此采用了圖5所示的設計。

圖3三線製恒流驅動法高精度測量方案

3安科瑞AcrelEMS-IDC數據中心綜合能效管理係統

3.1平台組成

安科瑞電氣緊跟數據中心能效、資源利用率和可用性，提高運維效率並降低運維成本。

AcrelEMS數據中心的能源管理提供的監測和控製，主要分為(wei) 18luck新客户端、動環監控、能耗統計分析（能源管理）、蓄電池監控、精密配電監控、智能母線監控、智能照明、消防相關(guan) 的子係統。

3.2平台拓撲圖

3.3充電樁係統解決(jue) 方案

數據中心停車場有電動汽車和電動自行車，均需要提供充電樁。充電樁管理係統通過物聯網技術對接入係統的充電樁站點和各個(ge) 充電樁進行不間斷地數據采集和監控，解決(jue) 物業(ye) 、用電管理部門的充電樁使用、監控問題。電動自行車充電可采用投幣、掃碼充電方式，電動汽車支持IC卡和掃碼充電方式。遠程充電樁係統可實時遠程完成啟動充電、強製停止、單價(jia) 設置等控製指令，用戶可通過APP、微信、支付寶小程序掃描二維碼，進行支付後，係統發起充電請求，控製二維碼對應的充電樁完成電動汽車的充電過程。同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一係列故障進行預警；能夠遠程控製，提供財務報表和數據分析等功能。

4產(chan) 品選型

5小結

移動互聯網時代，傳(chuan) 統市場正逐漸向智慧型市場、信息型市場轉變，各行各業(ye) 對自動化、數據管理和電腦化聯網的需求與(yu) 日俱增，第三方支付已經成為(wei) 發展*快、*具有生命力的支付方式，已得到廣大消費者與(yu) 商戶的認可。推出可掃碼支付、在線支付的充電樁是時代潮

流的大趨勢。目前，我國提倡用發展來改善民生，所以設計一套具有高效、安全、節能等特點的智能充電係統既是時代的要求，也是當代大學生義(yi) 不容辭的責任和義(yi) 務。

在社會(hui) 發展、政策導向、時代要求等的前提下，我國電動車充電樁大多局限於(yu) 小型化、非正規化的形勢，還沒有建成真正麵向不同用戶的充電站服務網絡，有著很大的發展空間。
安科瑞侯文莉