專利名稱：一種充電站充電計(jì)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種為電動車輛提供充電服務(wù)的充電站，尤其涉及充電站的充電計(jì)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著全球能源危機(jī)的日趨加重，世界各國都在努力尋求節(jié)能降耗、能源可再利用的途徑以及清潔無污染能源，汽車作為人們?nèi)粘Ｉ畹谋貍浣煌üぞ?，其能耗污染巨大，電力作為一種清潔能源已越來越受到青睞，而世界各大汽車制造企業(yè)也都在努力研發(fā)電動汽車來逐步替代燃油動力汽車。電動汽車是指利用存儲于車輛的可再充電電池/電池組內(nèi)的電能來提供動力驅(qū)動的汽車。通常情況下，電動汽車的電池通過連接至充電設(shè)施的充電裝置，進(jìn)行一段有效時(shí) 間充電后實(shí)現(xiàn)再充電。在現(xiàn)有環(huán)境下，已經(jīng)出現(xiàn)了一定規(guī)模的電動汽車充電設(shè)施，但是電動汽車的大型普及受到了充電設(shè)施功能和數(shù)量缺少的限制，需要分布更為廣泛、功能更為齊全的充電設(shè)施，且普通電動汽車充電時(shí)間較長，通常選擇在夜間或電動汽車停車時(shí)間足夠長的情況下進(jìn)行充電，則進(jìn)一步需要允許車輛長時(shí)間停車的充電設(shè)施。盡管現(xiàn)今有一些充電站采用大電流充電的方式來縮短充電時(shí)間，以緩解充電需求，然而在一般情況下，電動汽車充電設(shè)施皆利用220V市電作為電力源，充電時(shí)間能控制在4至6小時(shí)，而150至600A的大電流即使能夠縮減充電時(shí)間，卻造成電網(wǎng)不穩(wěn)定，且大電流的集中充電很可能造成臺區(qū)瞬時(shí)負(fù)荷過大而引發(fā)斷電，同時(shí)會縮短電動汽車電池壽命，因此這種方式并不可取。其次，現(xiàn)今技術(shù)中充電設(shè)施的充電計(jì)量系統(tǒng)仍存在著若干缺陷。例如，中國專利ZL200810059392. 3中公開了一種充電站充電計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，其主要包括充電機(jī)、交流電能計(jì)量表、直流電能計(jì)量表和充電站管理電腦，充電接口包括整車充電接口和單相標(biāo)準(zhǔn)電池模塊充電接口，所述充電站管理電腦連接有打印機(jī)和GPRS通信收發(fā)器，數(shù)據(jù)通信線為485線。其利用三相交電網(wǎng)絡(luò)為電動汽車實(shí)現(xiàn)充電計(jì)費(fèi)，同時(shí)將費(fèi)用信息和用戶信息傳輸至終端服務(wù)器，但此項(xiàng)技術(shù)對具體結(jié)構(gòu)以及計(jì)費(fèi)、通訊過程均未作出詳細(xì)描述，也提及現(xiàn)今技術(shù)中存在的一些缺陷，諸如充電時(shí)間、故障確認(rèn)、漏電保護(hù)、防雷保護(hù)等因素，因此無法從根本上解決或緩解現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題。再者，作為一種消費(fèi)類的服務(wù)裝置，用戶的體驗(yàn)也是一個(gè)重要因素，在現(xiàn)有情況下，一般是電動汽車用戶根據(jù)電池的電量來選擇最短距離的充電設(shè)施進(jìn)行充電，而正如上文所述，可能存在某些充電站需求量過大的情形發(fā)生。而特別是在偏遠(yuǎn)地區(qū)，尤其是人口稀少的地區(qū)，加之氣候、溫度等環(huán)境因素較為惡劣，架設(shè)充電設(shè)施成本更高，所以充電站數(shù)量較少，而充電設(shè)施若不能進(jìn)行智能化、人性化的改進(jìn)創(chuàng)造，則勢必會對用戶造成損失。另外，即使在城市中，如何避免充電設(shè)施存在擁堵的情況，合理安排和調(diào)度電池充電，必須尋求一種可使用戶實(shí)時(shí)尋找充電設(shè)施，以及無誤差、迅捷的充電設(shè)施通信網(wǎng)絡(luò)。再次，充電設(shè)施屬于高壓用電區(qū)域，與加油站類似，需要對動力源進(jìn)行合理監(jiān)管，尤其是在偏遠(yuǎn)地區(qū)，不能完全依靠人工來實(shí)現(xiàn)監(jiān)管。例如用戶在購電過程中與充電設(shè)施發(fā)生接觸，則存在高壓觸電的隱患，因此對充電設(shè)施的設(shè)計(jì)亦必須考慮完善。[0007]最為重要地，充電設(shè)施的主要功能之一是對電動汽車用戶的購電量實(shí)現(xiàn)即時(shí)精確計(jì)量，并將信息通過通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至服務(wù)器終端進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總。在燃油汽車逐漸被替代的趨勢下，對電網(wǎng)的要求也逐漸增多，而如何實(shí)現(xiàn)有效無誤通信則是現(xiàn)今電網(wǎng)的一個(gè)難題，并且需要按照政府規(guī)定或電力部門的合理調(diào)度來實(shí)施電力分配。從上述描述可以看出，通信網(wǎng)絡(luò)是電動汽車再充電系統(tǒng)的一個(gè)必不可少的部分，其必須滿足電動汽車用戶、充電設(shè)施管理者、電力公司以及政府部門的需求。當(dāng)前普遍技術(shù)是通過電力線通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)載波通信，對于大量數(shù)據(jù)的告訴傳輸而言，該項(xiàng)技術(shù)的限制為傳輸距離的劣勢。另外可以使用有線局域網(wǎng)絡(luò)來連接終端服務(wù)器，有線局域網(wǎng)與PLC網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別在于使用專用線路來承載通信信號，以太網(wǎng)就是最為普遍的技術(shù)，但此項(xiàng)技術(shù)需要專屬線路鋪設(shè)，成本較高。而廣域網(wǎng)絡(luò)是覆蓋范圍最廣的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)前已經(jīng)開始利用WAN，例如Internet網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，但是這項(xiàng)技術(shù)村在的問題較為普遍數(shù)據(jù)是以加密數(shù)據(jù)封包的形式傳送至主站電腦，這樣通常會存在網(wǎng)絡(luò)延遲、斷線或數(shù)據(jù)損壞的問題，而這些問題通常出現(xiàn)在用戶終端——充電設(shè)施的集成系統(tǒng)，亦正如前文所述的問題，充電系統(tǒng)的系統(tǒng)集成度不完善，設(shè)計(jì)不夠人性化，才會導(dǎo)致此類問題的發(fā)生。隨著低碳經(jīng)濟(jì)成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主旋律，電動汽車作為新能源戰(zhàn)略和智能電網(wǎng)的重要組成部分，以及國務(wù)院確定的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，必將成為今后中國汽車工業(yè)和能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。然而，電動汽車產(chǎn)業(yè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，電動汽車充電站則是主要環(huán)節(jié)之一，必須與電動汽車其他領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)共同協(xié)調(diào)發(fā)展。因此，需要一種高集成度、合理設(shè)計(jì)的電動汽車充電設(shè)施，以解決上述的技術(shù)難題，在有效利用電網(wǎng)資源的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)用戶的便捷使用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的問題就是提供一種充電站充電計(jì)量系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出了一種充電站充電計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于包括主處理器，與主處理器電氣連接的電源模塊、顯示模塊、通訊模塊、電能計(jì)量模塊、數(shù)據(jù)讀寫模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、輸出模塊、輸出端口、門鎖與充電控制模塊，以及由門鎖與充電控制模塊控制開閉的充電門；所述門鎖與充電控制模塊上依次連接有系統(tǒng)開關(guān)模塊以及供車輛充電插頭連接的充電插座模塊，所述系統(tǒng)開關(guān)模塊通過防雷器連接電網(wǎng)；所述主處理器中設(shè)有充電控制單元、查詢控制單元、系統(tǒng)維護(hù)控制單元、賬務(wù)管理單元及安全防護(hù)控制單元；所述顯示模塊包括主控制器以及與主控制器電氣連接的照明裝置、充電指示裝置、顯示裝置、觸控單元；所述通訊模塊包括GPRS通訊模塊、ZigBee通訊模塊及CAN通訊模塊；所述數(shù)據(jù)讀寫模塊包括射頻卡讀寫單元與操作界面單元；所述電能計(jì)量模塊包括電能計(jì)量單元、功能關(guān)聯(lián)單元及充電供電單元；所述輸出模塊包括打印輸出單元與音頻輸出單元；所述電源模塊通過系統(tǒng)開關(guān)模塊與電網(wǎng)連接，電網(wǎng)電壓通過電源模塊轉(zhuǎn)換成供主處理器、顯示模塊、輸出模塊、輸出端口、門鎖與充電控制模塊、通訊模塊及電能計(jì)量模塊工作的至少一種工作電壓。進(jìn)一步的，所述安全防護(hù)控制單元包括硬件保護(hù)單元與軟件保護(hù)單元；[0012]所述硬件保護(hù)單元包括過壓保護(hù)單元、過流保護(hù)單元、欠壓保護(hù)單元、漏電保護(hù)單元及防雷保護(hù)單元；所述軟件保護(hù)單元包括視頻監(jiān)控單元、事件記錄單元、登陸驗(yàn)證單元、語音提示單元、余額檢查單元、通訊故障處理單元、備用電池電量檢查單元、充電插座保護(hù)單元、界面提示單元及充電門保護(hù)單元；所述過壓保護(hù)單元、過流保護(hù)單元、欠壓保護(hù)單元、漏電保護(hù)單元、防雷保護(hù)單元、事件記錄單元以、界面提示單元分別電氣連接在充電控制單元上；所述通訊模塊、電能計(jì)量模塊、輸出模塊、充電插座模塊分別電氣連接在充電控制單元上；所述充電控制單元用于控制系統(tǒng)開關(guān)的開啟與關(guān)斷，并進(jìn)行實(shí)時(shí)周期抄讀電能計(jì)量模塊的電量信息，并通過輸出模塊及通訊模塊發(fā)送充電憑證并進(jìn)行語音提示及界面提示，并分別對過壓保護(hù)單元、過流保護(hù)單元、欠壓保護(hù)單元、漏電保護(hù)單元、防雷保護(hù)單元進(jìn)行控制。進(jìn)一步的，所述界面提示單元在事件產(chǎn)生時(shí)判定提示類型，調(diào)用提示數(shù)據(jù)信息并 將其傳輸至顯示模塊的主控制器以呈現(xiàn)于顯示裝置；所述語音提示單元在事件產(chǎn)生時(shí)判定事件提示類型，調(diào)用語音播放數(shù)據(jù)信息并將其傳輸至音頻輸出單元以進(jìn)行語音提示；所述事件記錄單元在事件產(chǎn)生時(shí)進(jìn)行本地?cái)?shù)據(jù)記錄存儲，并傳輸至遠(yuǎn)端主站服務(wù)器；所述視頻監(jiān)控單元采集視頻信息并將其傳輸至遠(yuǎn)端主站服務(wù)器；所述登陸驗(yàn)證單元分別進(jìn)行射頻卡驗(yàn)證處理與密碼驗(yàn)證處理。進(jìn)一步的，所述射頻卡讀寫單元可讀寫的射頻卡類別包括定制卡與維護(hù)卡，若登陸驗(yàn)證單元判定為定制卡，則射頻卡讀寫單元與充電控制單元、查詢控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；若登陸驗(yàn)證單元判定為維護(hù)卡，則射頻卡讀寫單元與系統(tǒng)維護(hù)控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。進(jìn)一步的，在一預(yù)設(shè)時(shí)間周期內(nèi)，所述備用電池電量檢查單元檢查電池充電前電量并與若干預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，若低于閾值則進(jìn)行電池充電，若高于閾值，則所述事件記錄單元進(jìn)行事件記錄存儲，并將電池的電量及故障信息通過所述語音提示單元進(jìn)行語音提示、通過所述界面提示單元進(jìn)行界面提示。進(jìn)一步的，所述賬務(wù)管理單元包括數(shù)據(jù)讀寫控制單元與費(fèi)用結(jié)算控制單元，所述費(fèi)用結(jié)算控制單元計(jì)算充電費(fèi)用并進(jìn)行寫卡程序，并將打印信息傳輸至打印輸出單元。進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)維護(hù)控制單元包括自檢控制單元、參數(shù)設(shè)置單元、校時(shí)控制單元及軟件升級控制單元；所述自檢控制單元在系統(tǒng)開機(jī)之后進(jìn)行Linux內(nèi)核自檢，并對主處理器外部模塊進(jìn)行檢查、進(jìn)行遠(yuǎn)程獲取參數(shù)閾值處理，其后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；所述參數(shù)設(shè)置單元在登陸驗(yàn)證之后進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，事件記錄單元進(jìn)行事件記錄存儲，其后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；在一預(yù)設(shè)時(shí)間周期內(nèi)，所述校時(shí)控制單元讀取遠(yuǎn)端主站服務(wù)器的系統(tǒng)時(shí)間，并進(jìn)行本地時(shí)間校準(zhǔn)，事件記錄單元進(jìn)行事件記錄存儲；所述軟件升級控制單元在接受到所述遠(yuǎn)端主站服務(wù)器的升級信號之后，啟動升級進(jìn)程，關(guān)閉正在運(yùn)行的運(yùn)用程序，下載升級數(shù)據(jù)封包，升級所述系統(tǒng)，事件記錄單元進(jìn)行事件記錄存儲。進(jìn)一步的，所述電能計(jì)量模塊計(jì)量至少一相電網(wǎng)的電能；電能計(jì)量模塊中的充電供電單元包括充電控制裝置、電路保護(hù)裝置、超級電容及穩(wěn)壓控制裝置，所述充電控制裝置與電路保護(hù)裝置依次電氣連接至超級電容，所述穩(wěn)壓與控制裝置電氣連接至超級電容；電能計(jì)量模塊中的所述功能關(guān)聯(lián)單元為時(shí)鐘裝置或者報(bào)警裝置。進(jìn)一步的，所述打印輸出單元包括打印控制器與打印機(jī)，所述打印機(jī)通過打印控制器與主處理器實(shí)現(xiàn)通訊。進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)開關(guān)模塊包括依次連接的系統(tǒng)總開關(guān)、受控開關(guān)及主繼電器，
所述主繼電器分別連接門鎖與充電控制模塊以及充電插座模塊，系統(tǒng)總開關(guān)連接防雷器。本實(shí)用新型的有益效果I、采用模塊化設(shè)計(jì)，降低了各個(gè)功能之間的耦合度；2、通過輸出端口增強(qiáng)了充電計(jì)量系統(tǒng)的人機(jī)交互實(shí)用性以及人性化使用體驗(yàn)，并且為本系統(tǒng)提供了預(yù)留的擴(kuò)展空間，可進(jìn)行硬件的功能擴(kuò)展；3、系統(tǒng)的自升級和維護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的高集成度以及智能化；4、各功能分階段實(shí)現(xiàn)，按照功能需求進(jìn)行階段劃分，按照重要性程序進(jìn)行階段性實(shí)現(xiàn)，避免功能重復(fù)或模塊間同時(shí)交互通訊互相影響而造成功能紊亂；5、系統(tǒng)可采用全過程語言提示，根據(jù)用戶的操作流程發(fā)出相應(yīng)的語音提示和界面提示，用戶獨(dú)立根據(jù)提示，或完全不看顯示單元的提示，亦能完成充電過程的各項(xiàng)操作。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明圖I為本實(shí)用新型的系統(tǒng)原理框圖；圖2為本實(shí)用新型顯示模塊的優(yōu)選功能結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本實(shí)用新型電能計(jì)量模塊的優(yōu)選功能結(jié)構(gòu)框圖；圖4為本實(shí)用新型打印輸出單元的優(yōu)選功能結(jié)構(gòu)框圖；圖5為本實(shí)用新型充電控制單元與充電站充電計(jì)量系統(tǒng)中各個(gè)模塊的連接結(jié)構(gòu)框圖；圖6為本實(shí)用新型充電計(jì)量系統(tǒng)的充電程序的流程圖；圖7為本實(shí)用新型充電計(jì)量系統(tǒng)的通訊故障處理程序流程圖；圖8為充電計(jì)量系統(tǒng)的余額檢查處理程序流程圖；圖9為充電計(jì)量系統(tǒng)的硬件保護(hù)程序流程圖。
具體實(shí)施方式
參照

圖1，一種充電站充電計(jì)量系統(tǒng)，包括主處理器100，與主處理器100電氣連接的電源模塊200、顯示模塊300、通訊模塊400、電能計(jì)量模塊500、數(shù)據(jù)讀寫模塊600、數(shù)據(jù)存儲模塊700、輸出模塊800、輸出端口 1300、門鎖與充電控制模塊1200，以及由門鎖與充電控制模塊1200控制開閉的充電門1400 ;所述門鎖與充電控制模塊1200上依次連接有系統(tǒng)開關(guān)模塊以及供車輛充電插頭連接的充電插座模塊900，所述系統(tǒng)開關(guān)模塊通過防雷器1100連接電網(wǎng)；所述主處理器100中設(shè)有充電控制單元110、查詢控制單元120、系統(tǒng)維護(hù)控制單元130、賬務(wù)管理單元140及安全防護(hù)控制單元150 ;所述顯示模塊300包括主控制器310以及與主控制器310電氣連接的照明裝置320、充電指示裝置330、顯示裝置340、觸控單元350 ;所述通訊模塊400包括GPRS通訊模塊410、ZigBee通訊模塊420及CAN通訊模塊430 ;所述數(shù)據(jù)讀寫模塊600包括射頻卡讀寫單元與操作界面單元；所述電能計(jì)量模塊500包括電能計(jì)量單元510、功能關(guān)聯(lián)單元520及充電供電單元530 ;所述輸出模塊800包括打印輸出單元810與音頻輸出單元820 ;所述電源模塊200通過系統(tǒng)開關(guān)模塊與電網(wǎng)連接，電網(wǎng)電壓通過電源模塊200轉(zhuǎn)換成供主處理器100、顯示模塊300、輸出模塊800、輸出端口1300、門鎖與充電控制模塊1200、通訊模塊400及電能計(jì)量模塊500工作的至少一種工作電壓。參照圖2-4，安全防護(hù)控制單元150包括硬件保護(hù)單元與軟件保護(hù)單元，硬件保護(hù)單元包括過壓保護(hù)單元1511、過流保護(hù)單元1512、欠壓保護(hù)單元1513、漏電保護(hù)單元1514及防雷保護(hù)單元1515 ；軟件保護(hù)單元包括視頻監(jiān)控單元、事件記錄單元、登陸驗(yàn)證單元、語音提示單元、余額檢查單元、通訊故障處理單元、備用電池電量檢查單元、充電插座保護(hù)單元、界面提示單元及充電門保護(hù)單元；過壓保護(hù)單元1511、過流保護(hù)單元1512、欠壓保護(hù)單元1513、漏電保護(hù)單元1514、防雷保護(hù)單元1515、事件記錄單元以、界面提示單元分別電氣連接在充電控制單元110上；所述通訊模塊400、電能計(jì)量模塊500、輸出模塊800、充電插座模塊900分別電氣連接在充電控制單元110上；所述充電控制單元110用于控制系統(tǒng)開關(guān)的開啟與關(guān)斷，并進(jìn)行實(shí)時(shí)周期抄讀電能計(jì)量模塊500的電量信息，并通過輸出模塊800及通訊模塊400發(fā)送充電憑證并進(jìn)行語音提示及界面提示，并分別對過壓保護(hù)單元1511、過流保護(hù)單元1512、欠壓保護(hù)單元1513、漏電保護(hù)單元1514、防雷保護(hù)單元1515進(jìn)行控制。界面提示單元在事件產(chǎn)生時(shí)判定提示類型，調(diào)用提示數(shù)據(jù)信息并將其傳輸至顯示模塊300的主控制器310以呈現(xiàn)于顯示裝置340 ;所述語音提示單元在事件產(chǎn)生時(shí)判定事件提示類型，調(diào)用語音播放數(shù)據(jù)信息并將其傳輸至音頻輸出單元820以進(jìn)行語音提示；所述事件記錄單元在事件產(chǎn)生時(shí)進(jìn)行本地?cái)?shù)據(jù)記錄存儲，并傳輸至遠(yuǎn)端主站服務(wù)器；所述視頻監(jiān)控單元采集視頻信息并將其傳輸至遠(yuǎn)端主站服務(wù)器；所述登陸驗(yàn)證單元分別進(jìn)行射頻卡驗(yàn)證處理與密碼驗(yàn)證處理。射頻卡讀寫單元可讀寫的射頻卡類別包括定制卡與維護(hù)卡，若登陸驗(yàn)證單元判定 為定制卡，則射頻卡讀寫單元與充電控制單元110、查詢控制單元120進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；若登陸驗(yàn)證單元判定為維護(hù)卡，則射頻卡讀寫單元與系統(tǒng)維護(hù)控制單元130進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。在一預(yù)設(shè)時(shí)間周期內(nèi)，所述備用電池電量檢查單元檢查電池充電前電量并與若干預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，若低于閾值則進(jìn)行電池充電，若高于閾值，則所述事件記錄單元進(jìn)行事件記錄存儲，并將電池的電量及故障信息通過所述語音提示單元進(jìn)行語音提示、通過所述界面提示單元進(jìn)行界面提示。賬務(wù)管理單元140包括數(shù)據(jù)讀寫控制單元與費(fèi)用結(jié)算控制單元，所述費(fèi)用結(jié)算控制單元計(jì)算充電費(fèi)用并進(jìn)行寫卡程序，并將打印信息傳輸至打印輸出單元810;打印輸出單元810包括打印控制器811與打印機(jī)812，所述打印機(jī)812通過打印控制器811與主處理器100實(shí)現(xiàn)通訊。系統(tǒng)維護(hù)控制單元130包括自檢控制單元、參數(shù)設(shè)置單元、校時(shí)控制單元及軟件升級控制單元；[0055]自檢控制單元在系統(tǒng)開機(jī)之后進(jìn)行Linux內(nèi)核自檢，并對主處理器100外部模塊進(jìn)行檢查、進(jìn)行遠(yuǎn)程獲取參數(shù)閾值處理，其后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；參數(shù)設(shè)置單元在登陸驗(yàn)證之后進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，事件記錄單元進(jìn)行事件記錄存儲，其后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；在一預(yù)設(shè)時(shí)間周期內(nèi)，所述校時(shí)控制單元讀取遠(yuǎn)端主站服務(wù)器的系統(tǒng)時(shí)間，并進(jìn)行本地時(shí)間校準(zhǔn)，事件記錄單元進(jìn)行事件記錄存儲；軟件升級控制單元在接受到所述遠(yuǎn)端主站服務(wù)器的升級信號之后，啟動升級進(jìn)程，關(guān)閉正在運(yùn)行的運(yùn)用程序，下載升級數(shù)據(jù)封包，升級所述系統(tǒng)，事件記錄單元進(jìn)行事件記錄存儲。電能計(jì)量模塊500計(jì)量至少一相電網(wǎng)的電能；電能計(jì)量模塊500中的充電供電單元530包括充電控制裝置531、電路保護(hù)裝置532、超級電容533及穩(wěn)壓控制裝置534，所述充電控制裝置531與電路保護(hù)裝置532依次電氣連接至超級電容533，所述穩(wěn)壓與控制裝置電氣連接至超級電容533 ;電能計(jì)量模塊500中的所述功能關(guān)聯(lián)單元520為時(shí)鐘裝置或者報(bào)警裝置。輸出端口 1300可連接鍵盤、攝像頭、鼠標(biāo)中的至少一種；系統(tǒng)開關(guān)模塊包括依次連接的系統(tǒng)總開關(guān)1010、受控開關(guān)1020及主繼電器1030，所述主繼電器1030分別連接門鎖與充電控制模塊1200以及充電插座模塊900，系統(tǒng)總開關(guān)1010連接防雷器1100。參照圖6，一種充電站充電計(jì)量方法，包括如下步驟I)用戶通過數(shù)據(jù)讀寫模塊600中的射頻卡讀寫單元與操作界面單元進(jìn)行登陸驗(yàn)證；2)若登陸驗(yàn)證成功，充電門保護(hù)單元向門鎖與充電控制模塊1200發(fā)送驗(yàn)證數(shù)據(jù)以使充電門1400開啟；3)將電動汽車充電插頭插入充電插座模塊900，充電門保護(hù)單元控制充電插座模塊900鎖緊充電插頭，并使充電門1400關(guān)閉；4)用戶通過數(shù)據(jù)讀寫模塊600中的射頻卡讀寫單元與操作界面單元設(shè)置充電參數(shù)，數(shù)據(jù)讀寫模塊600將充電參數(shù)發(fā)送至主處理器100進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并控制余額檢查單元進(jìn)行余額檢查處理，處理后的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換并呈現(xiàn)于顯示模塊300 ；5)當(dāng)主處理器100接收到開始充電信息時(shí)，控制電能計(jì)量模塊500讀取電池充電前的電量信息，并通過通訊故障處理單元判定是否存在通訊故障，若存在通訊故障則將故障信息傳輸至通訊故障處理單元并通過界面提示單元及語音提示單元進(jìn)行錯(cuò)誤信息提示；6)主處理器100進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集程序，控制電能計(jì)量模塊500按照一預(yù)設(shè)時(shí)間周期讀取電量信息，將讀取的電量信息與若干個(gè)預(yù)設(shè)的電量信息進(jìn)行比較實(shí)現(xiàn)充電過程的監(jiān)測，主處理器100控制事件記錄單元進(jìn)行事件記錄存儲；7)當(dāng)主處理器100接收到充電結(jié)束信息時(shí)，控制主繼電器1030斷開，并控制電能計(jì)量模塊500讀取電池充電后的電量信息，并進(jìn)行事件記錄存儲；通過通訊故障處理單元判定是否存在通訊故障，若無通訊故障，則將充電結(jié)束信息呈現(xiàn)于顯示模塊300上以提示用戶；若存在通訊故障，則向主處理器100發(fā)送錯(cuò)誤信息以進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，并向界面提示單元發(fā)送故障處理提示信息；8)用戶通過數(shù)據(jù)讀寫模塊600的射頻卡讀寫單元與操作界面單元輸入確認(rèn)信息給主處理器100，主處理器100向門鎖與充電控制模塊1200發(fā)送驗(yàn)證數(shù)據(jù)，以使充電門1400開啟；9)充電插座保護(hù)單元控制門鎖與充電控制模塊1200使充電插頭安全拔出；10)主處理器100將事件記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并進(jìn)行費(fèi)用結(jié)算，結(jié)算數(shù)據(jù)發(fā)送至終端主站服務(wù)器；11)費(fèi)用結(jié)算結(jié)束后的一預(yù)設(shè)待機(jī)時(shí)間內(nèi)，若系統(tǒng)無任何作業(yè)，則系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，以待下一次充電。上述步驟6)中，若發(fā)現(xiàn)讀取的電量信息與若干個(gè)預(yù)設(shè)的電量信息不符，則主處理器100進(jìn)行如下處理；控制硬件保護(hù)單元進(jìn)行過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過流保護(hù)、漏電保護(hù)、防雷保護(hù)處理中的至少一種； 控制軟件保護(hù)單元進(jìn)行充電插座保護(hù)與充電門保護(hù)處理中的至少一種；將上述硬件保護(hù)單元與軟件保護(hù)單元保護(hù)處理中的至少一種進(jìn)行事件記錄，并將數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)存儲模塊700 ；控制通訊故障處理單元判定是否存在通訊故障，若不存在通訊故障則通過通訊模塊400將事件信息發(fā)送至終端主站服務(wù)器，若存在通訊故障則進(jìn)行故障處理。參照圖7，通訊故障包括系統(tǒng)模塊通訊故障、CAN總線通訊故障及遠(yuǎn)程通訊故障；出現(xiàn)系統(tǒng)模塊通訊故障時(shí)，通訊故障處理單元發(fā)送故障信號以斷開主繼電器1030，并顯示拒絕充電服務(wù)信息，隨后向事件記錄單元進(jìn)行事件記錄存儲，界面提示單元在顯示模塊300上進(jìn)行提示，語音提示單元進(jìn)行語音提示，最后進(jìn)行費(fèi)用計(jì)算；出現(xiàn)CAN總線通訊故障時(shí)，通訊故障處理單元發(fā)送故障信號以斷開主繼電器1030，并顯示拒絕充電服務(wù)信息，隨后向事件記錄單元進(jìn)行事件記錄存儲，界面提示單元在顯示模塊300上進(jìn)行提示，語音提示單元進(jìn)行語音提示，最后進(jìn)行費(fèi)用計(jì)算；出現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊故障時(shí)，通訊故障處理單元發(fā)送故障信號以斷開主繼電器1030，并顯示拒絕充電服務(wù)信息，隨后向事件記錄單元進(jìn)行事件記錄存儲，界面提示單元在所述顯示模塊300上進(jìn)行提示，語音提示單元進(jìn)行語音提示，最后進(jìn)行費(fèi)用計(jì)算。參照圖8，上述步驟4)中進(jìn)行的余額檢查處理過程為充電參數(shù)設(shè)置完畢之后，根據(jù)若干預(yù)設(shè)規(guī)則的預(yù)估費(fèi)用與射頻卡內(nèi)余額進(jìn)行比較，若余額不足，則進(jìn)行界面提示與語音提示。參照圖9，過壓保護(hù)處理過程過壓保護(hù)單元1511發(fā)送過壓產(chǎn)生信號以斷開主繼電器1030，語音提示單元進(jìn)行語音提示，事件記錄單元進(jìn)行事件記錄存儲，界面提示單元進(jìn)行界面提示；過流保護(hù)處理過程過流保護(hù)單元1512發(fā)送過流產(chǎn)生信號以斷開系統(tǒng)開關(guān)模塊，語音提示單元進(jìn)行語音提示，事件記錄單元進(jìn)行事件記錄存儲，系統(tǒng)保存數(shù)據(jù)信息并自動關(guān)機(jī);欠壓保護(hù)處理過程欠壓保護(hù)單元1513發(fā)送欠壓產(chǎn)生信號以斷開主繼電器1030，界面提示單元進(jìn)行界面提示；防雷保護(hù)處理過程防雷保護(hù)單元1515發(fā)送雷擊產(chǎn)生信號以使防雷器1100釋放電能，并斷開系統(tǒng)開關(guān)模塊，事件記錄單元進(jìn)行事件記錄存儲，系統(tǒng)保存數(shù)據(jù)信息并自動關(guān)機(jī)；漏電保護(hù)處理過程漏電保護(hù)單元1514發(fā)送漏電產(chǎn)生信號以使系統(tǒng)開關(guān)斷開，語音提示單元進(jìn)行語音提示，事件記錄單元進(jìn)行事件記錄存儲，系統(tǒng)保存數(shù)據(jù)信息并自動關(guān)機(jī)。充電插座保護(hù)單元可以進(jìn)行插頭的插入保護(hù)處理、拔出保護(hù)處理以及脫落保護(hù)處理。充電門保護(hù)單元可以進(jìn)行充電門1400的開啟處理、關(guān)閉處理以及非授權(quán)打開處理。
權(quán)利要求1.一種充電站充電計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于包括主處理器(100)，與主處理器(100)電氣連接的電源模塊(200)、顯示模塊(300)、通訊模塊(400)、電能計(jì)量模塊(500)、數(shù)據(jù)讀寫模塊￠00)、數(shù)據(jù)存儲模塊(700)、輸出模塊(800)、輸出端口(1300)、門鎖與充電控制模塊(1200)，以及由門鎖與充電控制模塊(1200)控制開閉的充電門(1400);所述門鎖與充電控制模塊( 1200)上依次連接有系統(tǒng)開關(guān)模塊以及供車輛充電插頭連接的充電插座模塊(900)，所述系統(tǒng)開關(guān)模塊通過防雷器(1100)連接電網(wǎng)；所述主處理器(100)中設(shè)有充電控制單元(110)、查詢控制單元(120)、系統(tǒng)維護(hù)控制單元(130)、賬務(wù)管理單元(140)及安全防護(hù)控制單元(150);所述顯示模塊(300)包括主控制器(310)以及與主控制器(310)電氣連接的照明裝置(320)、充電指示裝置(330)、顯示裝置(340)、觸控單元(350);所述通訊模塊(400)包括GPRS通訊模塊(410)、ZigBee通訊模塊(420)及CAN通訊模塊(430);所述數(shù)據(jù)讀寫模塊(600)包括射頻卡讀寫單元與操作界面單元；所述電能計(jì)量模塊(500)包括電能計(jì)量單元(510)、功能關(guān)聯(lián)單元(520)及充電供電單元(530);所述輸出模塊(800)包括打印輸出單元(810)與音頻輸出單元(820);所述電源模塊(200)通過系統(tǒng)開關(guān)模塊與電網(wǎng)連接，電網(wǎng)電壓通過電源模塊(200)轉(zhuǎn)換成供主處理器(100)、顯示模塊(300)、輸出模塊(800)、輸出端口(1300)、門鎖與充電控制模塊(1200)、通訊模塊(400)及電能計(jì)量模塊(500)工作的至少一種工作電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種充電站充電計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于所述安全防護(hù)控制單元(150)包括硬件保護(hù)單元與軟件保護(hù)單元； 所述硬件保護(hù)單元包括過壓保護(hù)單元(1511)、過流保護(hù)單元(1512)、欠壓保護(hù)單元(1513)、漏電保護(hù)單元(1514)及防雷保護(hù)單元(1515)； 所述軟件保護(hù)單元包括視頻監(jiān)控單元、事件記錄單元、登陸驗(yàn)證單元、語音提示單元、余額檢查單元、通訊故障處理單元、備用電池電量檢查單元、充電插座保護(hù)單元、界面提示單元及充電門保護(hù)單元； 所述過壓保護(hù)單元(1511)、過流保護(hù)單元(1512)、欠壓保護(hù)單元(1513)、漏電保護(hù)單元(1514)、防雷保護(hù)單元(1515)、事件記錄單元以、界面提示單元分別電氣連接在充電控制單元(110)上；所述通訊模塊(400)、電能計(jì)量模塊(500)、輸出模塊(800)、充電插座模塊(900)分別電氣連接在充電控制單元(110)上；所述充電控制單元(110)用于控制系統(tǒng)開關(guān)的開啟與關(guān)斷，并進(jìn)行實(shí)時(shí)周期抄讀電能計(jì)量模塊(500)的電量信息，并通過輸出模塊(800)及通訊模塊(400)發(fā)送充電憑證并進(jìn)行語音提示及界面提示，并分別對過壓保護(hù)單元(1511)、過流保護(hù)單元(1512)、欠壓保護(hù)單元(1513)、漏電保護(hù)單元(1514)、防雷保護(hù)單元(1515)進(jìn)行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種充電站充電計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于所述界面提示單元在事件產(chǎn)生時(shí)判定提示類型，調(diào)用提示數(shù)據(jù)信息并將其傳輸至顯示模塊(300)的主控制器(310)以呈現(xiàn)于顯示裝置(340);所述語音提示單元在事件產(chǎn)生時(shí)判定事件提示類型，調(diào)用語音播放數(shù)據(jù)信息并將其傳輸至音頻輸出單元(820)以進(jìn)行語音提示；所述事件記錄單元在事件產(chǎn)生時(shí)進(jìn)行本地?cái)?shù)據(jù)記錄存儲，并傳輸至遠(yuǎn)端主站服務(wù)器；所述視頻監(jiān)控單元采集視頻信息并將其傳輸至遠(yuǎn)端主站服務(wù)器；所述登陸驗(yàn)證單元分別進(jìn)行射頻卡驗(yàn)證處理與密碼驗(yàn)證處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的一種充電站充電計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于所述射頻卡讀寫單元可讀寫的射頻卡類別包括定制卡與維護(hù)卡，若登陸驗(yàn)證單元判定為定制卡，則射頻卡讀寫單元與充電控制單元(110)、查詢控制單元(120)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；若登陸驗(yàn)證單元判定為維護(hù)卡，則射頻卡讀寫單元與系統(tǒng)維護(hù)控制單元(130)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種充電站充電計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于在一預(yù)設(shè)時(shí)間周期內(nèi)，所述備用電池電量檢查單元檢查電池充電前電量并與若干預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，若低于閾值則進(jìn)行電池充電，若高于閾值，則所述事件記錄單元進(jìn)行事件記錄存儲，并將電池的電量及故障信息通過所述語音提示單元進(jìn)行語音提示、通過所述界面提示單元進(jìn)行界面提示。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的一種充電站充電計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于所述賬務(wù)管理單元(140)包括數(shù)據(jù)讀寫控制單元與費(fèi)用結(jié)算控制單元，所述費(fèi)用結(jié)算控制單元計(jì)算充電費(fèi)用并進(jìn)行寫卡程序，并將打印信息傳輸至打印輸出單元(810)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的一種充電站充電計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)維護(hù)控制單元(130)包括自檢控制單元、參數(shù)設(shè)置單元、校時(shí)控制單元及軟件升級控制單元； 所述自檢控制單元在系統(tǒng)開機(jī)之后進(jìn)行Linux內(nèi)核自檢，并對主處理器(100)外部模塊進(jìn)行檢查、進(jìn)行遠(yuǎn)程獲取參數(shù)閾值處理，其后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)； 所述參數(shù)設(shè)置單元在登陸驗(yàn)證之后進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，事件記錄單元進(jìn)行事件記錄存儲，其后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)； 在一預(yù)設(shè)時(shí)間周期內(nèi)，所述校時(shí)控制單元讀取遠(yuǎn)端主站服務(wù)器的系統(tǒng)時(shí)間，并進(jìn)行本地時(shí)間校準(zhǔn)，事件記錄單元進(jìn)行事件記錄存儲； 所述軟件升級控制單元在接受到所述遠(yuǎn)端主站服務(wù)器的升級信號之后，啟動升級進(jìn)程，關(guān)閉正在運(yùn)行的運(yùn)用程序，下載升級數(shù)據(jù)封包，升級所述系統(tǒng)，事件記錄單元進(jìn)行事件記錄存儲。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的一種充電站充電計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于所述電能計(jì)量模塊(500)計(jì)量至少一相電網(wǎng)的電能； 電能計(jì)量模塊(500)中的充電供電單元(530)包括充電控制裝置(531)、電路保護(hù)裝置(532)、超級電容(533)及穩(wěn)壓控制裝置(534)，所述充電控制裝置(531)與電路保護(hù)裝置(532)依次電氣連接至超級電容(533)，所述穩(wěn)壓與控制裝置電氣連接至超級電容(533)； 電能計(jì)量模塊(500)中的所述功能關(guān)聯(lián)單元(520)為時(shí)鐘裝置或者報(bào)警裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的一種充電站充電計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于所述打印輸出單元(810)包括打印控制器(811)與打印機(jī)(812)，所述打印機(jī)(812)通過打印控制器(811)與主處理器(100)實(shí)現(xiàn)通訊。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的一種充電站充電計(jì)量系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)開關(guān)模塊包括依次連接的系統(tǒng)總開關(guān)(1010)、受控開關(guān)(1020)及主繼電器(1030)，所述主繼電器(1030)分別連接門鎖與充電控制模塊(1200)以及充電插座模塊(900)，系統(tǒng)總開關(guān)(1010)連接防雷器(1100)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種充電站充電計(jì)量系統(tǒng)，包括主處理器，與主處理器電氣連接的電源模塊、顯示模塊、通訊模塊、電能計(jì)量模塊、數(shù)據(jù)讀寫模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、輸出模塊、輸出端口、門鎖與充電控制模塊，以及由門鎖與充電控制模塊控制開閉的充電門；采用模塊化設(shè)計(jì)，降低了各個(gè)功能之間的耦合度；通過輸出端口增強(qiáng)了充電計(jì)量系統(tǒng)的人機(jī)交互實(shí)用性以及人性化使用體驗(yàn)，并且為本系統(tǒng)提供了預(yù)留的擴(kuò)展空間，可進(jìn)行硬件的功能擴(kuò)展；系統(tǒng)的自升級和維護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的高集成度以及智能化；各功能分階段實(shí)現(xiàn)，按照功能需求進(jìn)行階段劃分，按照重要性程序進(jìn)行階段性實(shí)現(xiàn)，避免功能重復(fù)或模塊間同時(shí)交互通訊互相影響而造成功能紊亂。
文檔編號G07F15/06GK202422273SQ20112052559
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者孫宏偉, 朱俊超, 潘洪升, 齊志剛 申請人:華立儀表集團(tuán)股份有限公司