專利名稱：一種基于at96總線架構(gòu)的電動汽車充換電站智能規(guī)約轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種智能規(guī)約轉(zhuǎn)換設(shè)備，具體是基于AT96總線架構(gòu)的電動汽車充換電站智能規(guī)約轉(zhuǎn)換器，其應(yīng)用于電動汽車充換站的多規(guī)約轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，用于將多種輸入規(guī)約轉(zhuǎn)換為指定輸出規(guī)約以實現(xiàn)電動汽車充換電站智能設(shè)備與服務(wù)中心交互通信。
背景技術(shù)：
我國是能源緊缺國家，在當前大力倡導綠色環(huán)保經(jīng)濟發(fā)展的大趨勢下，電動車技術(shù)也在日新月異的快速發(fā)展中。電動車輛運營過程中，充換電站中會有多種類型的智能設(shè)備需要與服務(wù)中心進行通信，但各類設(shè)備的接入端口和遠動規(guī)約各不相同，目前電氣設(shè)備常用的通信規(guī)約包括 IEC870-5-101、IEC870-5-103、IEC870-5-104、CDT、DISA、DMP、LN600C 規(guī)約等，無法直接上傳至服務(wù)中心進行數(shù)據(jù)和信息的交換，需要先經(jīng)過規(guī)約轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為 IEC61850、IEC104等通用的標準通信規(guī)約。然而現(xiàn)有的規(guī)約轉(zhuǎn)換器無法直接適用于電動汽車充換電站。原因是不能實現(xiàn)多個不同介質(zhì)的通信接口和多種不同類型的通信規(guī)約之間的智能轉(zhuǎn)換，不能根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備需要進行端口擴展和規(guī)約轉(zhuǎn)換設(shè)置。在本領(lǐng)域中，中國第201020257704. 4號實用新型只能實現(xiàn)特定接口的規(guī)約輸入和轉(zhuǎn)換成固定的輸出規(guī)約，不能適用于電氣設(shè)備類型多樣化的電動汽車充換電站，且該設(shè)備無法自定義輸入輸出的端口模式和規(guī)約模式，無法提供擴展應(yīng)用接口以實現(xiàn)更多類型的裝置設(shè)備的通信接入；中國第201020166056. 1號實用新型針專門對軌道車輛通信規(guī)約進行轉(zhuǎn)換，無法適用于電動汽車充換電站設(shè)備，不能滿足目前電動汽車充換電站行業(yè)對規(guī)約轉(zhuǎn)換器的需求；中國第200920277622. 3號實用新型在規(guī)約處理速度和數(shù)據(jù)傳輸速度上都有很大提高，但缺少可視化人機交互界面，不能根據(jù)現(xiàn)場需要進行端口與規(guī)約的設(shè)置，在實用性和方便性上有很大欠缺。在實際運營時，電動汽車、充電站、充電樁、充電電池等多類設(shè)備都需要采集大量的實時數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)都必須先通過規(guī)約轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后再上送至服務(wù)器，傳統(tǒng)的規(guī)約轉(zhuǎn)換設(shè)備在傳輸效率、處理速度、安全性和穩(wěn)定性、大規(guī)模數(shù)據(jù)的批量處理等問題上都無法滿足電動汽車充換電站的大批量數(shù)據(jù)需求，不僅限制了服務(wù)中心的數(shù)據(jù)來源，也大大降低了整個運營系統(tǒng)的速度，成為阻礙充換電站智能管理發(fā)展的一個瓶頸。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是為解決現(xiàn)有智能規(guī)約轉(zhuǎn)換器不能實現(xiàn)多端口模式、多規(guī)約模式的技術(shù)問題，而提供了一種基于AT96總線架構(gòu)的電動汽車充換電站智能規(guī)約轉(zhuǎn)換器， 它利于系統(tǒng)維護、擴展和功能增加。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案一種基于AT96總線架構(gòu)的電動汽車充換電站智能規(guī)約轉(zhuǎn)換器，它包括中央控制處理單元，中央控制處理單元分別與電源模塊、規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊、存儲模塊、接地模塊、顯示模塊、鍵盤模塊連接；中央控制處理單元還分別與MODEM接口模塊、CAN接口模塊、LAN接口模塊、串口接口模塊、USB接口模塊、GPS接口模塊、開入模塊、開出模塊連接。所述存儲模塊與中央控制處理單元采用PC104總線連接。所述顯示模塊和所述鍵盤模塊與中央控制處理單元分別采用IO總線連接。所述MODEM接口模塊、CAN接口模塊、LAN接口模塊、串口接口模塊、USB接口模塊、 GPS接口模塊、開入模塊、開出模塊與中央控制處理單元均采用AT96總線連接。提供規(guī)約輸入功能的MODEM接口模塊、CAN接口模塊、LAN接口模塊、串口接口模塊、USB接口模塊、開入模塊，提供規(guī)約庫的存儲模塊，提供規(guī)約轉(zhuǎn)換功能的規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊， 提供對時功能的GPS接口模塊，提供數(shù)據(jù)顯示功能的顯示模塊，提供命令輸入功能的鍵盤模塊，提供接地保護功能的接地模塊，提供控制開出指令功能的開出模塊，中央控制處理單元連接于各功能單元之間。中央控制處理單元是整個設(shè)備的核心部分，采用主頻300MHz的奔騰級CPU，具有極高的處理速度，采用I/O浪涌抑制和防雷設(shè)計，并具有I/O光電隔離和短路保護功能。所述的規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊為將輸入規(guī)約轉(zhuǎn)換為設(shè)定的輸出規(guī)約的單片機芯片。本實用新型通過電源模塊接入220V交直流或IlOV交直流，并利用開關(guān)按鈕設(shè)計進行轉(zhuǎn)換，以避免大電流對電源模塊和整個系統(tǒng)的沖擊。通過規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊，將輸入規(guī)約轉(zhuǎn)換為設(shè)定的輸出規(guī)約，其中規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊采用單片機芯片控制。通過接地模塊將接觸性/導入性的電荷釋放到大地，對整個設(shè)備起到保護作用。通過顯示模示顯示數(shù)據(jù)，并配合鍵盤模塊進行系統(tǒng)配置，實現(xiàn)設(shè)備與用戶的交互操作，配有多個指示燈用以提示工作狀態(tài)。通過鍵盤模塊輸入控制命令。通過MODEM 接口模塊輸入規(guī)約，類型包括 RC7235、IEC870-5-10U IEC870-5-103、 ⑶T ；兩個獨立的Modem 口，每個Modem端口都有兩個物理口作為備用，并配有工作狀態(tài)指示燈。 通過CAN接口模塊輸入規(guī)約，類型包括LN600C規(guī)約、LEAD_RTU規(guī)約。所述一種基于AT96總線架構(gòu)的電動汽車充換電站智能規(guī)約轉(zhuǎn)換器，通過LAN接口模塊輸入規(guī)約，類型包括 IEC870-5-101、IEC870-5-103、IEC870-5-104、網(wǎng)絡(luò) CDT、網(wǎng)絡(luò) DMP 規(guī)約，并通過LAN接口輸出轉(zhuǎn)化后的規(guī)約。通過串口接口模塊輸入規(guī)約，類型包括 IEC870-5-101、IEC870-5-103、CDT、DMP、 DNP規(guī)約；串口波特率能根據(jù)用戶需要進行設(shè)置；通過更改多串口卡跳線，每一個串口可以工作于RS232、RS485、RS422三種模式；并配有雙色收發(fā)指示燈指示工作狀態(tài)。通過GPS接口模塊輸入規(guī)約，類型包括^IG-B協(xié)議；可與外部GPS校時設(shè)備相連， 接收232串口報文對時或B碼對時，實現(xiàn)各模塊的對時功能；可轉(zhuǎn)發(fā)4路B碼輸出。通過開入模塊輸入開關(guān)量或進行檔位采集，可采集8路開入量。通過開出模塊提供控制開出指令，用于信號繼電器和接觸器控制。通過存儲模塊提供規(guī)約庫、系統(tǒng)配置文件，并能夠根據(jù)需求添加其它規(guī)約庫。本實用新型所采用的AT96總線架構(gòu)具有16位數(shù)據(jù)總線、24位尋址能力、高可靠性
4和良好的可維護性，適合在復雜工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用，并且響應(yīng)快、傳輸速度快、即實時性高，尤其支持熱插拔操作，使系統(tǒng)具有輸入輸出端口擴展功能，可根據(jù)需要繼續(xù)擴充MODEM接口模塊、CAN接口模塊、LAN接口模塊、串口接口模塊、USB接口模塊、GPS接口模塊、開入模塊、 開出模塊。本實用新型的有益效果是1、實現(xiàn)了多種輸入端口類型和對多種輸入規(guī)約進行轉(zhuǎn)換，并能輸出多種類型的規(guī)約和可擴展的規(guī)約庫，實現(xiàn)了規(guī)約的智能識別轉(zhuǎn)換功能和用戶自定義轉(zhuǎn)換設(shè)置功能。2、采用AT96總線架構(gòu)實現(xiàn)了輸入端口的可插拔式擴展，使之可以兼容各種通信接口，具有很強的靈活性、可擴展性和通用性；采用的動態(tài)內(nèi)存分配和多任務(wù)調(diào)度管理設(shè)計能實現(xiàn)大批量的規(guī)約轉(zhuǎn)換和傳輸功能。3、實現(xiàn)了針對電動汽車充換電站各類保護測控裝置的實時數(shù)據(jù)功能，并具備四遙功能和管理保護測控節(jié)點功能，并向上提供多協(xié)議的應(yīng)用接口，同時負責第三方裝置的通信接入功能。4、系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，獨立性高，可擴展性好，提高了系統(tǒng)的靈活性，并使得系統(tǒng)的開放性大大提高，有利于系統(tǒng)維護、擴展和功能增加。

圖1為本實用新型的一種基于AT96總線架構(gòu)的電動汽車充換電站智能規(guī)約轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)框圖；圖中1.中央控制處理單元，2. MODEM接口模塊，3. CAN接口模塊，4. LAN接口模塊， 5.串口接口模塊，6. USB接口模塊，7.GPS接口模塊，8.開入模塊，9.開出模塊，10.電源模塊，11.規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊，12.存儲模塊，13.接地模塊，14.顯示模塊，15.鍵盤模塊。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明。圖1中，一種基于AT96總線架構(gòu)的電動汽車充換電站智能規(guī)約轉(zhuǎn)換器，它包括中央控制處理單元1，MODEM接口模塊2，CAN接口模塊3，LAN接口模塊4，串口接口模塊5，USB 接口模塊6，GPS接口模塊7，開入模塊8，開出模塊9，電源模塊10，規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊11，存儲模塊12，接地模塊13，顯示模塊14，鍵盤模塊15。工作流程各輸入端口輸入規(guī)約后由中央控制處理單元1傳送至規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊 11，由規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊11調(diào)用存儲模塊12進行智能匹配，并進行轉(zhuǎn)換，若存儲模塊12中也不存在匹配的規(guī)約庫則由中央控制處理單元1通過顯示模塊14發(fā)出系統(tǒng)提示進行規(guī)約庫的擴充，轉(zhuǎn)換完成后傳回中央控制處理單元1設(shè)定的輸出端口進行輸出。在所述一種基于AT96總線架構(gòu)的電動汽車充換電站智能規(guī)約轉(zhuǎn)換器中，存儲模塊12與中央控制處理單元1采用內(nèi)部總線連接。顯示模塊14與中央控制處理單元1采用 IO接口連接。鍵盤模塊15與中央控制處理單元1采用IO總線連接。MODEM接口模塊2與中央控制處理單元1采用AT96總線連接。CAN接口模塊3與中央控制處理單元1采用AT96 總線連接。LAN接口模塊4與中央控制處理單元1采用AT96總線連接。串口接口模塊5與中央控制處理單元1采用AT96總線連接。USB接口模塊6與中央控制處理單元1采用AT96
5總線連接。GPS接口模塊7與中央控制處理單元1采用AT96總線連接。開入模塊8與中央控制處理單元1采用AT96總線連接。開出模塊9與中央控制處理單元1采用AT96總線連接。本實用新型的一種基于AT96總線架構(gòu)的電動汽車充換電站智能規(guī)約轉(zhuǎn)換器，可提供MODEM接口、CAN接口、LAN接口、串口接口、GPS接口、USB接口，并可根據(jù)現(xiàn)場需要進行端口擴展。中央控制處理單元1基于嵌入式Iinux操作系統(tǒng)與AT96總線架構(gòu)，采用工作主頻 300M的奔騰級CPU，I/O浪涌抑制和防雷設(shè)計，并具有I/O光電隔離和短路保護功能。通過MODEM 接口模塊 2 輸入 RC72!35 規(guī)約、IEC870-5-101 規(guī)約、IEC870-5-103 規(guī)約、CDT規(guī)約，支持AT指令集的調(diào)制解調(diào)器。通過CAN接口模塊3輸入LN600C規(guī)約、LEAD_RTU規(guī)約，并具備CAN總線中繼能力。通過LAN 接口模塊 4 輸入 IEC870-5-101 規(guī)約、IEC870-5-103 規(guī)約、IEC870-5-104 規(guī)約、網(wǎng)絡(luò)⑶T、網(wǎng)絡(luò)DMP規(guī)約。通過串口接口模塊5可輸入IEC870-5-101規(guī)約、IEC870-5-103規(guī)約、CDT規(guī)約、 DMP規(guī)約、DNP規(guī)約；串口波特率能根據(jù)用戶需要進行設(shè)置；通過更改多串口卡跳線，每一個串口可以工作于RS232、RS485、RS422三種模式；具備485總線中繼能力；并配有雙色收發(fā)指示燈指示。通過GPS接口模塊7輸入^IG-B規(guī)約；可與外部GPS校時設(shè)備相連，接收232串口報文對時或B碼對時，實現(xiàn)各模塊的對時功能；可轉(zhuǎn)發(fā)4路B碼輸出。通過開入模塊8輸入開關(guān)量或進行檔位采集，可輸入8路開入量。通過USB接口模塊6可對存儲模塊進行擴充，增加更多規(guī)約庫。通過開出模塊9提供6路控制開出指令，輸出脈沖寬度為300ms，過流能力強，導通電阻小，實現(xiàn)對信號繼電器和接觸器的控制。通過電源模塊10可接入220V交直流或IlOV交直流，利用開關(guān)按鈕設(shè)計進行轉(zhuǎn)換，用來避免大電流對電源模塊和整個系統(tǒng)的沖擊。通過規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊11為單片機芯片，它可將輸入規(guī)約轉(zhuǎn)換為IEC61850規(guī)約、 IEC104 規(guī)約、IEC870-5-101 規(guī)約、IEC870-5-103 規(guī)約、IEC870-5-104 規(guī)約、CDT 規(guī)約、DISA 規(guī)約、DMP規(guī)約、LN600C規(guī)約等類型，并能夠根據(jù)用戶現(xiàn)場需要隨時擴充規(guī)約庫。通過鍵盤模塊15輸入控制命令配合顯示模塊14對系統(tǒng)進行設(shè)置，包括端口類型設(shè)置、輸入規(guī)約設(shè)置、輸出規(guī)約設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、串口波特率設(shè)置等操作，為本實用新型的特色功能之一。中央控制處理單元1采用AT96總線架構(gòu)，具有16位數(shù)據(jù)總線、M位尋址能力、高可靠性和良好的可維護性，適合在復雜工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用，并且響應(yīng)快、傳輸速度快、即實時性高，并有冗余設(shè)計、熱插拔技術(shù)、自診斷等功能，尤其支持熱插拔操作，可通過插拔板卡進行端口擴展，能夠根據(jù)現(xiàn)場需要配置端口組合，增加MODEM接口模塊、CAN接口模塊、LAN接口模塊、串口接口模塊、USB接口模塊、GPS接口模塊、開入模塊、開出模塊等，為本實用新型的特色功能之一。存儲模塊12包括常用上行至主站通信規(guī)約，如IEC61850規(guī)約、IEC104規(guī)約、 IEC870-5-101、IEC870-5-103、IEC870-5-104、CDT、DISA、DMP、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)傳輸 DMP 協(xié)議等，還可以接入國內(nèi)主流廠商的保護測控設(shè)備。系統(tǒng)具有豐富的第三方裝置規(guī)約庫，如直流屏、電度表、小電流接地選線裝置等，可以現(xiàn)場重組，并具備自定義協(xié)議的裝置接入能力，為本實用新型的特色功能之一。 顯示模塊14包括顯示屏與指示燈，顯示屏可采用點陣液晶、彩屏或其它類型，用來瀏覽實時數(shù)據(jù)，并配合鍵盤對系統(tǒng)進行設(shè)置，為本實用新型的特色功能之一。
權(quán)利要求1.一種基于AT96總線架構(gòu)的電動汽車充換電站智能規(guī)約轉(zhuǎn)換器，其特征是，它包括中央控制處理單元，中央控制處理單元分別與電源模塊、規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊、存儲模塊、接地模塊、 顯示模塊、鍵盤模塊連接；中央控制處理單元還分別與通信接口模塊、GPS接口模塊、開入模塊、開出模塊連接。
2.如權(quán)利要求1所述的基于AT96總線架構(gòu)的電動汽車充換電站智能規(guī)約轉(zhuǎn)換器，其特征是，所述存儲模塊與中央控制處理單元采用PC104總線連接。
3.如權(quán)利要求1所述的基于AT96總線架構(gòu)的電動汽車充換電站智能規(guī)約轉(zhuǎn)換器，其特征是，所述顯示模塊和所述鍵盤模塊與中央控制處理單元分別采用IO總線連接。
4.如權(quán)利要求1所述的基于AT96總線架構(gòu)的電動汽車充換電站智能規(guī)約轉(zhuǎn)換器，其特征是，通信接口模塊包括MODEM接口模塊、CAN接口模塊、LAN接口模塊、串口接口模塊、USB 接口模塊中的一種或多種，它們與中央控制處理單元均采用AT96總線連接；其中，MODEM 接口模塊采用RC7235規(guī)約、IEC870-5-101規(guī)約、IEC870-5-103規(guī)約、CDT規(guī)約中的至少一種，支持AT指令集的調(diào)制解調(diào)器；CAN接口模塊采用LN600C規(guī)約、LEAD_RTU規(guī)約中的至少一種，并具備CAN總線中繼能力；LAN接口模塊采用IEC870-5-101規(guī)約、IEC870-5-103 規(guī)約、IEC870-5-104規(guī)約、網(wǎng)絡(luò)⑶T、網(wǎng)絡(luò)DMP規(guī)約中的至少一種；串口接口模塊采用 IEC870-5-101規(guī)約、IEC870-5-103規(guī)約、CDT規(guī)約、DMP規(guī)約、DNP規(guī)約中的至少一種。
5.如權(quán)利要求1所述的基于AT96總線架構(gòu)的電動汽車充換電站智能規(guī)約轉(zhuǎn)換器，其特征是，所述電源模塊接入220V交直流或IlOV交直流，并采用開關(guān)按鈕進行切換。
6.如權(quán)利要求4所述的基于AT96總線架構(gòu)的電動汽車充換電站智能規(guī)約轉(zhuǎn)換器，其特征是，所述Modem端口設(shè)有兩個物理口作為備用，并配有工作狀態(tài)指示燈。
7.如權(quán)利要求4所述的基于AT96總線架構(gòu)的電動汽車充換電站智能規(guī)約轉(zhuǎn)換器，其特征是，所述串口接口模塊包括RS232、RS485、RS422三種模式；并配有雙色收發(fā)指示燈指示。
8.如權(quán)利要求4所述的基于AT96總線架構(gòu)的電動汽車充換電站智能規(guī)約轉(zhuǎn)換器，其特征是，所述GPS接口模塊采用^IG-B協(xié)議；與外部GPS校時設(shè)備相連，接收232串口報文對時或B碼對時，轉(zhuǎn)發(fā)4路B碼輸出。
9.如權(quán)利要求1所述的基于AT96總線架構(gòu)的電動汽車充換電站智能規(guī)約轉(zhuǎn)換器，其特征是，所述開入模塊輸入開關(guān)量或進行檔位采集，采集8路開入量，通過開出模塊提供控制開出指令。
10.如權(quán)利要求1所述的基于AT96總線架構(gòu)的電動汽車充換電站智能規(guī)約轉(zhuǎn)換器，其特征是，所述的規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊為將輸入規(guī)約轉(zhuǎn)換為設(shè)定的輸出規(guī)約的單片機芯片。
專利摘要本實用新型涉及一種基于AT96總線架構(gòu)的電動汽車充換電站智能規(guī)約轉(zhuǎn)換器，它包括中央控制處理單元以及外圍電路模塊，中央控制處理單元分別與電源模塊、規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊、存儲模塊、接地模塊、顯示模塊、鍵盤模塊連接；中央控制處理單元還分別與MODEM接口模塊、CAN接口模塊、LAN接口模塊、串口接口模塊、USB接口模塊、GPS接口模塊、開入模塊、開出模塊連接?；诒緦嵱眯滦偷囊?guī)約轉(zhuǎn)換器，采用模塊化設(shè)計和總線架構(gòu)的設(shè)計，擴展性好，運行效率高，系統(tǒng)的靈活性、開放性和可靠性都大大增強。
文檔編號G05B19/418GK202141931SQ20112024677
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月13日
發(fā)明者付崇光, 馮立強, 張宗慧, 李建祥 申請人:山東電力研究院