專利名稱：一種網(wǎng)絡(luò)電動汽車充電樁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電氣領(lǐng)域，尤其涉及一種網(wǎng)絡(luò)電動汽車充電樁。
背景技術(shù)：
近年來，世界各國競相加大對電動汽車的開發(fā)研究。由于電動汽車具有無(低)污染物排放、高能源利用率、可持續(xù)性發(fā)展、維修方便等特點，大規(guī)模普及電動汽車是緩解大氣污染和能源緊缺的最有效方式之一。目前，電動汽車產(chǎn)業(yè)化面臨的阻力和障礙除成本價格、性能可靠性、耐用性等，相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也須同步開展，各國都必須盡快建立起高效的汽車充換電站網(wǎng)絡(luò)，方便電動汽車用戶充電。建設(shè)給電動汽車集中充電的高效安全可靠的充電樁、充電站，成為推廣電動汽車的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，是電動汽車大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化不可缺少的能源服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施。隨著電動汽車充電樁的推廣應(yīng)用，我們在實際使用中發(fā)現(xiàn)ー些問題。電動汽車充換電站的充電樁數(shù)量眾多，在這數(shù)量眾多的充電樁中大都配備了 LED顯示屏、液晶觸摸屏、按鈕等輸入輸出元件，在實際使用過程中充電樁大多數(shù)放在無人看守的地方，很容易受到人為的破壞，全國各地充電樁遭到破壞的事件時有發(fā)生。LED顯示屏、液晶觸摸屏、按鈕給充電樁增加了不穩(wěn)地因素，當(dāng)充電樁上的LED顯示屏、液晶觸摸屏、按鈕發(fā)生故障吋，整個系統(tǒng)就不能正常工作。同吋，電動汽車用戶找到充電樁時，發(fā)現(xiàn)充電樁已被占用，浪費了用戶的時間以及精力，用戶在遠(yuǎn)處不知道充電樁是否可用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為解決上述問題，提供了一種基于網(wǎng)絡(luò)的不含顯示屏和按鈕的電動汽車充電樁，將用戶與充電樁在形式上完全分開。通過充電樁上的燈光或者語音信息指示充電樁工作狀態(tài)，主站通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將用戶信息通過手機或者電子郵件的形式發(fā)送給用戶，用戶就可以得到充電相關(guān)信息。去掉充電樁上的顯示屏與輸入按鈕，増加燈光或者語音指示，通過射頻識別讀取用戶ID，并且將更多實時運算與數(shù)據(jù)處理交付給主站，減輕終端CPU的工作任務(wù)，保證終端充電樁的可靠運行。同時在充電樁上部，安裝燈光提示系統(tǒng)，用戶遠(yuǎn)距離就可知道充電樁是否可用，為用戶節(jié)省時間。本系統(tǒng)采用一主多從的系統(tǒng)架構(gòu)，即ー個主站控制多個充電樁終端，并且經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量少，移動通信費用大大降低。其特征在于不含顯示和按鈕的電動汽車充電樁，通過充電樁上的燈光或者語音信息指示充電樁工作流程狀態(tài)，并且能夠給客戶遠(yuǎn)距離指示充電樁是否可用。為了實現(xiàn)上述目的，本說明書采用燈光指示充電樁工作狀態(tài)為例，介紹相關(guān)技術(shù)方案
ー種網(wǎng)絡(luò)電動汽車充電樁，包括終端主控CPU模塊、無線通訊模塊、電能計量模塊、LED狀態(tài)顯示模塊、射頻識別讀卡器模塊、電源控制模塊、燈光指示模塊；所述終端主控CPU模塊通過通訊接ロ，控制其他模塊；所述無線通訊模塊將電動汽車充電樁終端CPU模塊與調(diào)度主站上位機系統(tǒng)連接起來實現(xiàn)無線通訊；所述電能計量模塊通過高精度電子式多功能智能計量模塊實現(xiàn)，計量經(jīng)過電源控制模塊的電能，計量模塊通過通信接ロ與終端主控CPU模塊通信，上傳實時的電能計量數(shù)據(jù)；所述LED狀態(tài)顯示模塊，通過不同發(fā)光二極管顯示不同的工作狀態(tài)；所述射頻識別讀卡器模塊是讀取IC卡上用戶ID，通過通信接ロ將用戶ID信息直接傳回終端CPU控制模塊，CPU控制模塊上傳回主站，主站根據(jù)用戶余額信息對充電樁進行充電控制，采用兩次讀卡完成一次充電的交易方式，用戶第一次刷卡，主站進行余額查詢并將該卡鎖住，用戶第二次刷卡結(jié)束充電，主站結(jié)算充電金額，同時解鎖這張卡；所述燈光指示模塊，是通過充電樁上部燈光顔色指示充電樁是否可用。所述電源控制模塊是終端主控CPU模塊通過GPIO (通用輸入輸出接ロ)控制中間繼電器線圈的吸合，從而控制交流接觸器的通斷達到對充電樁電能的控制。所述無線通訊模塊為GPRS通訊模塊。本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)電動汽車充電樁，如圖I所示，用戶可以根據(jù)充電樁面板上的5個 LED指示燈來指示充電樁的狀態(tài)充電樁正常準(zhǔn)備好即待機狀態(tài)、用戶卡識別、電動車充電中、電動車充電完成、故障；所述五個指示燈的顔色可以依次設(shè)置為A、B、C、D、E。充電樁上部放置燈光系統(tǒng)，告知用戶充電樁是否可用，當(dāng)充電樁上部區(qū)域變?yōu)锳色時表示充電樁可用，所示當(dāng)充電樁上部區(qū)域變?yōu)镋色時表示充電樁不可用。主站通過GPRS網(wǎng)絡(luò)控制整個區(qū)域內(nèi)的充電樁，并將實時信息通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到用戶手機或者電子郵箱中，保證用戶的信息安全。主站與電動汽車充電樁終端系統(tǒng)進行信息交互，控制充電樁終端的電能開關(guān)，后臺結(jié)算用戶余額，將更多的運算處理放到主站上進行，保證充電樁終端可靠、安全運行。本發(fā)明的有益效果
I.不需要顯示屏和按鈕的充電樁，同時實現(xiàn)了充電樁的功能，降低了成本。2.操作簡單方便，安全可靠，用戶與充電樁完全隔離，保護充電樁安全。3.通過無線網(wǎng)絡(luò)GPRS交互少量數(shù)據(jù)信息，節(jié)省硬件線路成本，將顯示功能通過GPRS網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)移到用戶的手機和電腦上，用戶信息受到最大限度的保護。4.數(shù)據(jù)處理都在充電主站后臺運行，電費核算準(zhǔn)確可靠，減輕了充電樁終端CPU的任務(wù)，保證了充電樁終端可靠運行。5.本發(fā)明ー種網(wǎng)絡(luò)電動汽車充電樁，主站根據(jù)區(qū)域內(nèi)充電樁終端進行協(xié)同調(diào)度，保證了電網(wǎng)可靠運行，用戶安全充電。


圖I充電樁面板示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進ー步說明。本實施例的網(wǎng)絡(luò)電動汽車充電樁，包括終端主控CPU模塊、GPRS通訊模塊、電能計量模塊、LED狀態(tài)顯示模塊、射頻識別讀卡器模塊、電源控制模塊、燈光指示模塊；所述終端主控CPU模塊使用基于ARM內(nèi)核的芯片，通過豐富的通訊接ロ，控制終端其他模塊；所述GPRS模塊將電動汽車充電樁終端CPU模塊與調(diào)度主站上位機系統(tǒng)連接起來實現(xiàn)無線通訊；所述電能計量模塊通過高精度電子式多功能智能計量模塊實現(xiàn)，計量經(jīng)過電源控制模塊的電能，計量模塊通過通信接ロ與終端主控CPU模塊通信，上傳實時的電能計量數(shù)據(jù)；所述LED狀態(tài)顯示，通過不同發(fā)光二極管顯示不同的工作狀態(tài)；所述射頻識別讀卡器模塊是讀取IC卡上用戶ID，通過通信接ロ將用戶ID信息直接傳回終端CPU控制模塊，CPU控制模塊上傳回主站，主站根據(jù)用戶余額信息對充電樁進行充電控制，采用兩次讀卡完成一次充電的交易方式，用戶第一次刷卡，主站進行余額查詢并將該卡鎖住，用戶第二次刷卡結(jié)束充電，主站結(jié)算充電金額，同時解鎖這張卡；所述燈光指示模塊，是通過充電樁上部燈光顔色指示充電樁是否可用；所述電源控制模塊是終端主控CPU模塊通過GPIO (通用輸入輸出)控制中間繼電器線圈的吸合，從而控制交流接觸器的通斷達到對充電樁電能的控制。本實施例的網(wǎng)絡(luò)電動汽車充電樁，通過LED指示燈指示充電樁狀態(tài)，通過充電樁頂部燈光系統(tǒng)給未使用充電樁的用戶指示充電樁是否可用。充電樁終端主控CPU模塊通過通信接ロ與射頻識別讀卡器模塊雙向通信連接，充電樁終端主控CPU模塊通過通信接ロ與GPRS模塊雙向通信連接，終端主控CPU模塊通過通信接ロ接ロ與電能計量模塊雙向通信連 接，終端主控CPU模塊通過普通輸入輸出引腳與電源控制模塊、LED狀態(tài)顯示、燈光指示系統(tǒng)單向通信連接。主站通過通信接ロ與GPRS模塊雙向通信連接。一種網(wǎng)絡(luò)電動汽車充電樁，硬件電路中高頻信號很多，硬件電路以各個模塊搭建而成的，每個模塊都是単獨的ー個電路板避免相互干擾，通過導(dǎo)線將電路板上引出的引腳插針連接起來，實現(xiàn)通訊和控制。當(dāng)用戶根據(jù)充電樁頂部燈光知識系統(tǒng)，找到可用充電樁。根據(jù)附圖I所示，所述五個指示燈的顔色可以依次設(shè)置為綠、紫、藍、黃、紅。用戶充電過程就是面板上箭頭指示的流程。當(dāng)充電樁待機燈閃爍，且無人使用時，充電樁頂部燈光為綠色，通知用戶充電樁可用。根據(jù)充電樁面板指示燈指示，當(dāng)充電樁面板上待機燈閃爍、故障燈熄滅說明充電樁正常，用戶可使用充電樁對電動汽車進行充電。當(dāng)充電樁被其他用戶占用吋，充電樁頂部燈光為紅色，通知用戶充電樁不可用。當(dāng)充電樁故障時，故障燈亮起，充電樁頂部燈光為紅色，通知用戶充電樁不能使用，同時充電樁將故障信息傳回主站。充電樁工作方式采用二次刷卡完成一次充電，用戶第一次刷卡，射頻識別讀卡器模塊將用戶IC卡上的信息通過通信接ロ傳到終端主控CPU模塊上，終端主控CPU模塊對信息數(shù)據(jù)做初歩判斷之后通過GPRS模塊將數(shù)據(jù)傳到GPRS網(wǎng)絡(luò)上，主站通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將終端主控CPU傳來的數(shù)據(jù)分析處理。用戶刷卡后，根據(jù)附圖I充電樁面板上待機燈仍然閃爍，表明用戶的ID卡不可用，給用戶ー個指示。用戶信息不符合充電要求時，主站通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息到用戶手機上或者給用戶發(fā)送電子郵件，將無法充電的信息告知用戶，通知用戶及時充值或者更換ID卡。用戶信息符合充電要求之后,主站經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)回終端主控CPU模塊開啟充電，終端主控CPU模塊接收到充電指令后，在CPU模塊的GPIO引腳上輸出充電電平控制中間繼電器吸合，從而通過交流接觸器線圈的吸合開啟電源，用戶可將電動汽車充電插頭插入到充電插座，充電樁面板上充電燈亮起，同時開啟電能計量模塊計量用戶的充電電能。用戶第二次刷卡或者電動汽車充滿電后，終端CPU模塊斷開充電電源，充電樁面板上結(jié)束燈閃爍30秒后，待機燈變?yōu)榫G色閃爍，結(jié)束燈熄滅，充電樁頂部燈光指示系統(tǒng)變?yōu)榫v色表明充電樁可用，等待下一次充電，并將電能計量模塊的數(shù)值上傳回主站，主站后臺結(jié)算，完成整個電動汽車自動充電過程。上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。 ·
權(quán)利要求
1.一種網(wǎng)絡(luò)電動汽車充電樁，其特征是，包括終端主控CPU模塊、無線通訊模塊、電能計量模塊、LED狀態(tài)顯示模塊、射頻識別讀卡器模塊、電源控制模塊、燈光指示模塊；所述終端主控CPU模塊通過通訊接口，控制其他模塊；所述無線通訊模塊將電動汽車充電樁終端CPU模塊與調(diào)度主站上位機系統(tǒng)連接起來實現(xiàn)無線通訊；所述電能計量模塊通過高精度電子式多功能智能計量模塊實現(xiàn)，計量經(jīng)過電源控制模塊的電能，計量模塊通過通信接口與終端主控CPU模塊通信，上傳實時的電能計量數(shù)據(jù)；所述LED狀態(tài)顯示模塊，通過不同發(fā)光二極管顯示不同的工作狀態(tài)；所述射頻識別讀卡器模塊是讀取IC卡上用戶ID，通過通信接口將用戶ID信息直接傳回終端CPU控制模塊，CPU控制模塊上傳回主站，主站根據(jù)用戶余額信息對充電樁進行充電控制，采用兩次讀卡完成一次充電的交易方式，用戶第一次刷卡，主站進行余額查詢并將該卡鎖住，用戶第二次刷卡結(jié)束充電，主站結(jié)算充電金額，同時解鎖這張卡；所述燈光指示模塊，是通過充電樁上部燈光顏色指示充電樁是否可用。
2.如權(quán)利要求I所述的網(wǎng)絡(luò)電動汽車充電樁，其特征是，所述電源控制模塊是終端主控CPU模塊通過GPIO控制中間繼電器線圈的吸合，從而控制交流接觸器的通斷達到對充電樁電能的控制。
3.如權(quán)利要求I所述的網(wǎng)絡(luò)電動汽車充電樁，其特征是，所述無線通訊模塊為GPRS通訊模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種網(wǎng)絡(luò)電動汽車充電樁，包括終端主控CPU模塊、GPRS通訊模塊、電能計量模塊、LED狀態(tài)顯示模塊、射頻識別讀卡器模塊、電源控制模塊、燈光指示模塊；本發(fā)明不需要顯示屏和按鈕的充電樁，同時實現(xiàn)了充電樁的功能，降低了成本；操作簡單方便，安全可靠，用戶與充電樁完全隔離，保護充電樁安全；通過無線網(wǎng)絡(luò)GPRS交互少量數(shù)據(jù)信息，節(jié)省硬件線路成本，將顯示功能通過GPRS網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)移到用戶的手機和電腦上，用戶信息受到最大限度的保護；數(shù)據(jù)處理都在充電主站后臺運行，電費核算準(zhǔn)確可靠，減輕了充電樁終端CPU的任務(wù)，保證了充電樁終端可靠運行；主站根據(jù)區(qū)域內(nèi)充電樁終端進行協(xié)同調(diào)度，保證了電網(wǎng)可靠運行，用戶安全充電。
文檔編號G07F17/00GK102868194SQ20121034366
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者于大洋, 劉英男 申請人:山東大學(xué)