CN106774011B - 路灯充电桩控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种桩网分离式路灯充电桩的充电方法及系统,其通过将充电桩与路灯供电箱电性连接,解决了单独设置供电箱成本高的问题,整合了路灯的电力和路边资源优势,达到快速布桩的目的,同时通过在车载充电枪线中设置mifi模块,由车载充电枪线为充电桩提供移动网络环境,进而解决了充电桩的地域限制问题,从而形成桩网分离式路灯充电桩,当车载充电枪线插接在路灯充电桩上时,所述路灯充电桩即与后台服务终端监理通信连接,通过核对车载充电枪线信息与后台服务终端存储的注册信息,根据核对结果决定路灯充电桩是否进行充电工作。

Description

路灯充电桩控制系统
技术领域
本发明涉及一种电动汽车充电桩技术,具体涉及一种桩网分离式路灯充电桩的充电方法及系统。
背景技术
随着电力能源的飞速发展,电动汽车以其使用成本低、环境污染小得到人们的推崇,而充电桩为电动汽车提供动力续航的动力基地,其功能类似于加油站里面的加油机,可以固定在地面或墙壁,安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内,可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。不过现阶段充电桩的设置均需要在该位置设置独立的供电箱,随着电动汽车的普及,需要设置越来越多的充电桩,如此就需要设置数量庞大的供电箱,而供电箱的购置与设置均需要较高的成本,且现有充电桩均需要设置在有网络覆盖的位置,进一步限制了充电桩设置的位置,诸多因素造成充电桩的普及工作无法顺序进行。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足,提供一种既解决了单独设置供电箱成本高、又能解决了充电桩的地域限制问题的桩网分离式路灯充电桩的充电方法及系统。
为达到上述技术目的,本发明提供一种桩网分离式路灯充电桩的充电方法,所述桩网分离式路灯充电方法包括以下步骤:
S1、将充电桩与路灯供电箱电性连接,并在车载充电枪线中设置mifi模块;
S2、在后台服务终端中注册并存储车载充电枪线信息;
S3、路灯充电桩读取车载充电枪线信息,并建立后台服务终端与路灯充电桩之间的通信路径;
S4、核对车载充电枪线信息与注册信息,根据核对结果决定路灯充电桩是否进行充电工作。
一种桩网分离式路灯充电桩的充电系统,其包括路灯充电桩子系统、车载充电枪线子系统以及后台服务终端;
其中,所述路灯充电桩子系统包括设置于路灯充电桩内的中央控制模块、信息采集模块、充电引导模块、通信模块,所述信息采集模块、充电引导模块、通信模块分别与中央控制模块电性连接,所述信息采集模块用于在车载充电枪线连接至路灯充电桩上时读取车载充电枪线信息;所述充电引导模块用于使路灯充电桩与车载充电枪线建立电能传递控制路径;所述通信模块为中央控制模块与后台服务终端之间建立网络通信路径;
所述车载充电枪线子系统包括设置于车载充电枪线内的移动网络模块、5V供电回路以及车载供电回路,所述移动网络模块与5V供电回路电性连接,用于为桩网分离式路灯充电系统提供建立网路通信路径的网络环境;所述车载供电回路与车载供电模块电性连接;
所述后台服务终端包括信息注册模块、信息存储模块、信息对比模块以及指令发送模块;所述信息注册模块用于采集用户输入的车载充电枪线信息;所述信息存储模块用于对车载充电枪线信息进行保存;所述信息对比模块用于将车载充电枪线信息与存储的注册信息进行比对;所述指令发送模块用于在车载充电枪线信息与存储的注册信息比对一致时向路灯充电桩发送充电指令。
本发明所述一种桩网分离式路灯充电桩的充电方法及系统,其通过将充电桩与路灯供电箱电性连接,解决了单独设置供电箱成本高的问题,整合了路灯的电力和路边资源优势,达到快速布桩的目的,同时通过在车载充电枪线中设置mifi模块,由车载充电枪线为充电桩提供移动网络环境,进而解决了充电桩的地域限制问题,从而形成桩网分离式路灯充电桩,当车载充电枪线插接在路灯充电桩上时,所述路灯充电桩即与后台服务终端监理通信连接,通过核对车载充电枪线信息与后台服务终端存储的注册信息,根据核对结果决定路灯充电桩是否进行充电工作。
附图说明
图1是本发明所述桩网分离式路灯充电桩的充电方法的流程框图;
图2是图1中步骤S3的子流程框图;
图3是图1中步骤S4的子流程框图;
图4是本发明所述桩网分离式路灯充电桩的充电系统的子系统框图;
图5是本发明所述路灯充电桩子系统中充电引导模块的电路原理框图;
图6是本发明所述路灯充电桩子系统的模块框图;
图7是本发明所述车载充电枪线子系统的模块框图;
图8是本发明所述后台服务终端的模块框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,本发明的实施例提供了一种桩网分离式路灯充电桩的充电方法,所述桩网分离式路灯充电方法包括以下步骤:
S1、将充电桩与路灯供电箱电性连接,并在车载充电枪线中设置mifi模块;
具体的,没有供电箱的充电桩桩体体积小,安装便捷,只需要将电线杆上的接线盒的盖子打开接驳上即可安装在路灯电线杆上。
S2、在后台服务终端中注册并存储车载充电枪线信息;
S3、路灯充电桩读取车载充电枪线信息,并建立后台服务终端与路灯充电桩之间的通信路径。
具体如图2所示,所述步骤S3包括以下分步骤:
S31、将车载充电枪线插入路灯充电桩的充电接口,路灯充电桩读取车载充电枪线信息;
S32、路灯充电桩为实时车载充电枪线中的mifi模块进行供电,mifi模块将数据网络信号转换成wifi信号;
S33、路灯充电桩内设置的通信模块搜索可用网络,并进行密钥匹配连接。
S4、核对车载充电枪线信息与注册信息,根据核对结果决定路灯充电桩是否进行充电工作。
具体如图3所示,所述步骤S4包括以下分步骤:
S41、路灯充电桩通过通信模块将车载充电枪线信息发送至后台服务终端;
S42、后台服务终端接收车载充电枪线信息,提取车载充电枪线信息中的关键字,通过关键字与注册信息进行比对;
S43、如果比对找到相应的注册信息,则向路灯充电桩发送充电指令;反之则不发送。
一种桩网分离式路灯充电桩的充电系统,如图4所示,其包括路灯充电桩子系统100、车载充电枪线子系统200以及后台服务终端300;
其中,如图5所示,所述路灯充电桩子系统100包括设置于路灯充电桩内的中央控制模块10、信息采集模块20、充电引导模块30、通信模块40,所述信息采集模块20、充电引导模块30、通信模块40分别与中央控制模块10电性连接,所述信息采集模块20用于在车载充电枪线连接至路灯充电桩上时读取车载充电枪线信息;所述充电引导模块30用于使路灯充电桩与车载充电枪线建立电能传递控制路径;所述通信模块40为中央控制模块10与后台服务终端300之间建立网络通信路径;所述中央控制模块10与所述充电引导模块30之间设有开关控制模块50,用于执行电能传递控制路径的启闭。具体的,所述中央控制模块10的型号为stm32f407,所述开关控制模块50为交流接触器、所述通信模块40为ESP8266WIFI模块。
所述路灯充电桩子系统100还包括一485电表60及浪涌保护器70,所述485电表60、浪涌保护器70均与中央控制模块10电性连接,其中,所述485电表60具有RS-485接口,其采用RS-485组网方式的集抄、集控用电管理系统,改变传统的抄表或付费以及对电表的控制模式,通过RS-485组网,能够方便、准确地抄收电表电量、预付费和控制电表的通断。
如图6所示,所述充电引导模块30包括分压电路31、A/D转换器32以及单片机定时器33,所述分压电路31包括汽车接入负载R2和上拉电阻R1,所述汽车接入负载R2一端通过接入检测线与所述上拉电阻R1串联,另一端接地,所述上拉电阻R1的另一端接高电平,所述A/D转换器32的输入端连接所述汽车接入负载R2与上拉电阻R1相应的公共端,所述A/D转换器32的输出端与所述单片机定时器33的输入端连接,同时,所述中央控制模块10亦与所述单片机定时器33的输入端连接。
当车载充电枪线未插接在路灯充电桩上时,所述接入检测线的接入端为开路状态,此时,G点的电势为高电势,当车载充电枪线插接在路灯充电桩上时,所述车载充电枪线通过接入检测线与所述路灯充电桩电性连接,即所述汽车接入负载R2通过接入检测线与所述上拉电阻R1串联分压,G点变为汽车接入负载R2与上拉电阻R1相应的公共端,由于所述汽车接入负载R2另一端接地,在分压电路31上,所述汽车接入负载R2与上拉电阻R1相应的公共端G点的电势变低。
当A/D转换器32的输入端的输入电平由高电平变为低电平,其输出的数字信号由原来的1变为0,A/D转换器32输出端的输出信号发生变化,所述A/D转换器32输出端输出数字信号0对单片机定时器33进行控制,数字信号0为单片机计时器的启动信号,单片机定时器33接收A/D转换器32输出的数字信号0之后,输出具有一定频率占空比的PWM波,引导车载充电枪线BMS进入充电状态。
因此,当所述A/D转换器32的输入端的输入电平被拉低,使单片机定时器33输入端的数字信号为0时,所述中央控制模块10判定车载充电枪线与路灯充电桩建立了电性连接。此时,所述中央控制模块10向交流接触器输出一个12v电平,使交流接触器的触点吸合,接通强电回路。
优选的,所述单片机定时器的型号为STC51,在51单片机中,用定时器T0来控制频率,定时器T1来控制占空比,T0定时器中断是让一个I0口输出高电平,在这个定时器T0的中断当中起动定时器T1,而这个T1是让IO口输出低电平,这样改变定时器T0的初值就可以改变频率,改变定时器T1的初值就可以改变占空比。在PWM波频率一定的条件下,通过改变其占空比的大小,来实现对充电功率的调节。
为使充电引导模块30输出的PWM波的电平达到国家设定的标准,所述单片机定时器的输出端还连接有电平转换电路34,所述单片机定时器输出的PWM波经过电平转换电路34的转换后,其电平值符合国家设定的标准。
如图7所示,所述车载充电枪线子系统200包括设置于车载充电枪线内的移动网络模块201、5V供电回路202以及车载供电回路203,所述移动网络模块201与5V供电回路202电性连接,用于为桩网分离式路灯充电系统提供建立网路通信路径的网络环境;所述车载供电回路203与车载供电模块电性连接。
所述移动网络模块201具体为移动mifi,所述移动mifi是个可以移动wifi信号发射设备,大小相当于一个手机,集调制解调器、路由器和接入点三者功能于一身,其通过接收蜂窝网络的信号比如2G、3G、4G的数据网络信号,转换成wifi信号供给通信模块40使用来工作。
当判定车载充电枪线与路灯充电桩建立了电性连接时,所述路灯充电桩子系统100中的信息采集模块20读取车载充电枪线附带的身份信息,同时所述充电引导模块30与5V供电回路202及车载供电回路203电性连接,其中,所述充电引导模块30通过5V供电回路202为移动mifi供电,使移动mifi启动工作,为路灯充电桩子系统100提供网络环境,所述通信模块40自动扫描周围可用网络,并对专有网络SSID进行匹配密钥连接,从而建立后台服务终端300与路灯充电桩之间的通信路径。
如图8所示,所述后台服务终端300包括信息注册模块301、信息存储模块、信息对比模块303以及指令发送模块304;所述信息注册模块301用于采集用户输入的车载充电枪线信息;所述信息存储模块用于对车载充电枪线信息进行保存;所述信息对比模块303用于将车载充电枪线信息与存储的注册信息进行比对;所述指令发送模块304用于在车载充电枪线信息与存储的注册信息比对一致时向路灯充电桩发送充电指令。
当后台服务终端300与路灯充电桩之间的通信路径后,所述路灯充电桩将读取的车载充电枪线信息发送给后台服务终端300;后台服务终端300接收车载充电枪线信息,提取车载充电枪线信息中的关键字,通过关键字与注册信息进行比对;如果比对找到相应的注册信息,则向路灯充电桩发送充电指令;反之则不发送,当路灯充电桩根据接收到的充电指令时,所述充电引导模块30通过车载供电回路203为车载供电模块充电。
由于电动汽车充电时间较长,用户不可能一直守在旁边,因此经常发生车载充电枪线被偷的问题,因此,为避免车载充电枪线在充电时被偷的问题,本发明所述充电系统还包括一防盗模块,所述防盗模块包括设置在路灯充电桩上的机械锁,以及设置在车载充电枪线上的锁扣,所述机械锁的锁齿与一舵机的动力输出端固定连接,所述舵机与中央控制模块10电性连接。当中央控制模块10判定车载充电枪线与路灯充电桩建立电性连接时,所述中央控制模块10驱动舵机,使机械锁的锁齿扣入车载充电枪线上的锁扣中。
本发明所述一种桩网分离式路灯充电桩的充电方法及系统,其通过将充电桩与路灯供电箱电性连接,解决了单独设置供电箱成本高的问题,整合了路灯的电力和路边资源优势,达到快速布桩的目的,同时通过在车载充电枪线中设置mifi模块,由车载充电枪线为充电桩提供移动网络环境,进而解决了充电桩的地域限制问题,从而形成桩网分离式路灯充电桩,当车载充电枪线插接在路灯充电桩上时,所述路灯充电桩即与后台服务终端300监理通信连接,通过核对车载充电枪线信息与后台服务终端300存储的注册信息,根据核对结果决定路灯充电桩是否进行充电工作。
以上所述本发明的具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形,均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种桩网分离式路灯充电桩的充电方法,其特征在于,所述桩网分离式路灯充电方法包括以下步骤:
S1、将充电桩与路灯供电箱电性连接,并在车载充电枪线中设置mifi模块;
S2、在后台服务终端中注册并存储车载充电枪线信息;
S3、路灯充电桩读取车载充电枪线信息,并建立后台服务终端与路灯充电桩之间的通信路径;
S4、核对车载充电枪线信息与注册信息,根据核对结果决定路灯充电桩是否进行充电工作;
其中,所述步骤S3包括以下分步骤:
S31、将车载充电枪线插入路灯充电桩的充电接口,路灯充电桩读取车载充电枪线信息;
S32、路灯充电桩为实时车载充电枪线中的mifi模块进行供电,mifi模块将数据网络信号转换成wifi信号;
S33、路灯充电桩内设置的通信模块搜索可用网络,并进行密钥匹配连接。
2.根据权利要求1所述桩网分离式路灯充电桩的充电方法,其特征在于,所述步骤S4包括以下分步骤:
S41、路灯充电桩通过通信模块将车载充电枪线信息发送至后台服务终端;
S42、后台服务终端接收车载充电枪线信息,提取车载充电枪线信息中的关键字,通过关键字与注册信息进行比对;
S43、如果比对找到相应的注册信息,则向路灯充电桩发送充电指令;反之则不发送。
3.一种桩网分离式路灯充电桩的充电系统,其特征在于,包括路灯充电桩子系统、车载充电枪线子系统以及后台服务终端;
其中,所述路灯充电桩子系统包括设置于路灯充电桩内的中央控制模块、信息采集模块、充电引导模块、通信模块,所述信息采集模块、充电引导模块、通信模块分别与中央控制模块电性连接,所述信息采集模块用于在车载充电枪线连接至路灯充电桩上时读取车载充电枪线信息;所述充电引导模块用于使路灯充电桩与车载充电枪线建立电能传递控制路径;所述通信模块为中央控制模块与后台服务终端之间建立网络通信路径;
所述车载充电枪线子系统包括设置于车载充电枪线内的移动网络模块、5V供电回路以及车载供电回路,所述移动网络模块与5V供电回路电性连接,用于为桩网分离式路灯充电系统提供建立网路通信路径的网络环境;所述车载供电回路与车载供电模块电性连接;
所述后台服务终端包括信息注册模块、信息存储模块、信息对比模块以及指令发送模块;所述信息注册模块用于采集用户输入的车载充电枪线信息;所述信息存储模块用于对车载充电枪线信息进行保存;所述信息对比模块用于将车载充电枪线信息与存储的注册信息进行比对;所述指令发送模块用于在车载充电枪线信息与存储的注册信息比对一致时向路灯充电桩发送充电指令。
4.根据权利要求3所述的桩网分离式路灯充电桩的充电系统,其特征在于,所述中央控制模块与所述充电引导模块之间设有开关控制模块,用于执行电能传递控制路径的启闭。
5.根据权利要求3所述的桩网分离式路灯充电桩的充电系统,其特征在于,所述充电引导模块包括分压电路、A/D转换器以及单片机定时器,所述分压电路包括汽车接入负载和上拉电阻,所述汽车接入负载一端通过接入检测线与所述上拉电阻串联,另一端接地,所述上拉电阻的另一端接高电平,所述A/D转换器的输入端连接所述汽车接入负载与上拉电阻相应的公共端,所述A/D转换器的输出端与所述单片机定时器的输入端连接。
6.根据权利要求3所述的桩网分离式路灯充电桩的充电系统,其特征在于,所述通信模块为ESP8266WIFI模块。
7.根据权利要求3所述的桩网分离式路灯充电桩的充电系统,其特征在于,所述中央控制模块连接有485电表。
8.根据权利要求3所述的桩网分离式路灯充电桩的充电系统,其特征在于,所述路灯充电桩子系统上设有机械锁,所述车载充电枪线子系统设有与机械锁配合设置的锁孔,所述机械锁的锁齿与一舵机的动力输出端固定连接,所述舵机与中央控制模块电性连接。
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