CN107404105B - 一种电动车供电桩的掉电保护方法 - Google Patents

一种电动车供电桩的掉电保护方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动车供电桩的掉电保护方法，具体包括如下步骤：第一步，供电桩开机，单片机监控各个供电口的运行状态；第二步，GPRS模块与服务器以心跳包的方式进行数据通信，第三步，当供电桩发生了断电，服务器将发生断电前最近一次接收到的数据以及往前推移至代表所有供电口状态的数据作为一个数据大包；第四步，当供电桩的电源恢复，服务器将第三步中的数据大包发送至供电桩的单片机内；第五步，单片机以数据大包内数据开始工作。本发明电源恢复后供电桩写入的数据与发生断电之前相比只存在较小时间上的偏差，对于供电的状态来说可以忽略不计，即该写入数据可以较好地代表断电前供电桩的运行状态，提高了重新供电后充电的稳定性。

Description

一种电动车供电桩的掉电保护方法
技术领域
本发明涉及电动车供电桩领域，更具体的说，尤其涉及一种电动车供电桩的掉电保护方法。
背景技术
对于电瓶车供电桩这类外部电源设施，掉电保护是一项必备功能，用于设备在失去外部电源时对设备数据进行保护，以备外部电源复原时设备能够重新正常工作。
目前市场上的电瓶车供电桩不具备掉电保护功能或者使用瞬间检测的方式来进行掉电保护。瞬间检测的常见方法是依靠电池或者大电容，辅助于软件和硬件设施，使得设备在失去外部电源后能妥善地备份好运行数据，复位一些关键电路，为失去电源之后的系统安全以及外部电源恢复后设备重新正常工作做好准备。现有的瞬间检测式掉电保护技术对设备掉电保护的常见处理方法如图1所示，由设备控制单元对电源电压进行采样，当设备失去外部电源时，电容开始放电，代替外部电源为设备供电，这时设备的电源电压逐渐下降，当采样的电源电压下降到阈值，控制单元对系统关键数据进行备份，并复位一些关键电路，确保外部电源恢复时，设备能够进入正常工作状态。当完成复位工作之后，控制单元将不再参与后续工作，处于闲置状态，但维持控制单元运行需要消耗电容的能量。电容的储能大小与电压的平方成正比，在最后的环节时电容两端电压已经处于较低水平，而维持复位电路需要消耗一定时间和电压，因此需要提高电容值来作为保证，然而这样将会降低能量利用率，同时必须需要增大设备体积。若是在掉电情况下对RAM中的数据进行保存时，在上电掉电瞬间,总线上有可能产生错误的读写信号而使RAM内数据丢失，使设备在恢复外部电源供电时无法正常工作。由于电容的容量有限，在发生断电时，电容放电维持控制电路进行数据保存的时间有限，可能会导致数据存储不完整，影响存储的数据完整性。
发明内容
本发明的目的在于解决现有的电动车供电桩没有掉电保护功能或者使用常规的瞬间检测方式进行掉电保护时容易出现数据存储不完整的问题，提出了一种基于MQTT协议，通过GPRS模块发送运行数据至服务器进行存储，在设备恢复外部电源时提取数据使设备能够重新正常工作的电动车供电桩的掉电保护方法，该方法可以实现设备的掉电保护功能，同时减少电动车供电桩的体积，极大减少了保存的数据的错误率。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种电动车供电桩的掉电保护方法，在电动车供电桩内部设置单片机和GPRS模块，且供电桩具有多个供电口，供电桩的单片机通过串口与GPRS模块相连，GPRS模块用于实现电动车供电桩和服务器之间的数据传输，且GPRS模块与服务器之间通过MQTT通讯协议实现数据传输，具体包括如下步骤：
第一步：供电桩开机，供电桩内部的单片机处于正常工作状态，单片机监控各个供电口的运行状态，单片机的各个状态变化量在某一时刻的值代表了各个供电口在该时刻的运行状态；
第二步：GPRS模块与服务器以心跳包的方式进行数据通信，即GPRS模块每隔指定时间将该时刻下代表的供电口状态的系统参数打包发送至服务器进行存储；
第三步：当供电桩发生了断电，供电桩停止进行工作，服务器将发生断电前最近一次接收到的数据以及往前推移至代表所有供电口状态的数据作为一个数据大包；
第四步：当供电桩的电源恢复，供电桩重新开机后，服务器与供电桩内GPRS模块的连接重新建立，服务器将第三步中的数据大包通过GPRS模块发送至供电桩的单片机内；
第五步：单片机以服务器传输过来的数据大包内的所有供电桩状态的数据开始工作，供电桩恢复断电前的工作状态，继续正常工作。
进一步的，所述单片机的各个状态变化量包括电动车的充电时间、消费金额和电动车的充电功率。
进一步的，GPRS模块每次传输至少一路供电口的数据上传至服务器，即在某一时刻，GPRS模块将至少一路供电口的状态的系统状态参数打包传送至服务器进行存储，间隔指定时间后，GPRS模块把相邻的等同路数的供电口的状态的系统参数打包传送至服务器进行存储，再间隔指定时间后，GPRS模块把与上一波供电口相邻的等同路数的供电口的状态的系统参数打包传送至服务器进行存储，以此规律不断进行数据传输；所述的指定时间即为心跳包的间隔时间。
本发明的有益效果在于：
1、本发明使用GPRS模块传送的数据比单片机瞬间检测后保存的数据更稳定，不容易发生数据出错现象，从而保证恢复外部电源后供电桩能够以接近断电之前的状态正常工作。
2、本发明的GPRS模块通过心跳包的形式传送数据，每次只传送代表代表一路或几路供电口状态的少量数据，流量的消耗比较少，通过降低供电桩的流量消耗降低了供电桩的使用成本。
3、本发明电源恢复后供电桩写入的数据与发生断电之前相比只存在较小时间上的偏差，对于供电的状态来说可以忽略不计，即该写入数据可以较好地代表断电前供电桩的运行状态，提高了重新供电后充电的稳定性。
附图说明
图1是本发明一种电动车供电桩的掉电保护方法的基本结构图。
图2是本发明一种电动车供电桩的掉电保护方法的流程示意图。
图3是现有的供电桩的断电保护方法。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种电动车供电桩的掉电保护方法，在电动车供电桩内部设置单片机和GPRS模块，且供电桩具有多个供电口，供电桩的单片机通过串口与GPRS模块相连，GPRS模块用于实现电动车供电桩和服务器之间的数据传输，且GPRS模块与服务器之间通过MQTT通讯协议实现数据传输，具体包括如下步骤：
第一步：供电桩开机，供电桩内部的单片机处于正常工作状态，单片机监控各个供电口的运行状态，单片机的各个状态变化量在某一时刻的值代表了各个供电口在该时刻的运行状态；所述单片机的各个状态变化量包括电动车的充电时间、消费金额和电动车的充电功率；
第二步：GPRS模块与服务器以心跳包的方式进行数据通信，即GPRS模块每隔指定时间将该时刻下代表的供电口状态的系统参数打包发送至服务器进行存储；GPRS模块每次传输至少一路供电口的数据上传至服务器，即在某一时刻，GPRS模块将至少一路供电口的状态的系统状态参数打包传送至服务器进行存储，间隔指定时间后，GPRS模块把相邻的等同路数的供电口的状态的系统参数打包传送至服务器进行存储，再间隔指定时间后，GPRS模块把与上一波供电口相邻的等同路数的供电口的状态的系统参数打包传送至服务器进行存储，以此规律不断进行数据传输；所述的指定时间即为心跳包的间隔时间；
第三步：当供电桩发生了断电，供电桩停止进行工作，服务器将发生断电前最近一次接收到的数据以及往前推移至代表所有供电口状态的数据作为一个数据大包；
第四步：当供电桩的电源恢复，供电桩重新开机后，服务器与供电桩内GPRS模块的连接重新建立，服务器将第三步中的数据大包通过GPRS模块发送至供电桩的单片机内；
第五步：单片机以服务器传输过来的数据大包内的所有供电桩状态的数据开始工作，供电桩恢复断电前的工作状态，继续正常工作。
具体工作时，假设某一时刻某个十路供电桩正在正常工作，其中第一路、第三路、第六路和第十路的供电口正在对电瓶车进行供电工作；供电桩的GPRS模块在该时刻正好发送第一路与第二路供电口的运行数据到服务器上，此后每隔三分钟GPRS模块就会发送下两路供电口的数据至服务器。八分钟后发生了断电，供电桩在两分钟之前刚发送了最新的第五第六路供电口的数据至服务器。电源恢复后，服务器把两分钟前接收到的第五第六路供电口运行状态数据、五分钟前收到的第三第四路供电口运行状态数据、八分钟前收到的第一路第二路数供电口运行状态数据、十一分钟之前收到的第九第十路供电口运行状态数据、十四分钟之前收到的第七第八路数据一起作为断电时刻整个十路供电桩的运行状态数据通过GPRS模块发送给单片机，使单片机以该些数据为基础继续运行，供电桩恢复正常工作状态。其中数据偏差最大的第七第八路供电口与实际运行状态相差十四分钟，该段时间的充电费用以及设备充电状态的变化较小，可忽略不计，可作为恢复电源后该供电口的状态数据。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (3)

1.一种电动车供电桩的掉电保护方法，其特征在于：在电动车供电桩内部设置单片机和GPRS模块，且供电桩具有多个供电口，供电桩的单片机通过串口与GPRS模块相连，GPRS模块用于实现电动车供电桩和服务器之间的数据传输，且GPRS模块与服务器之间通过MQTT通讯协议实现数据传输，具体包括如下步骤：
第一步：供电桩开机，供电桩内部的单片机处于正常工作状态，单片机监控各个供电口的运行状态，单片机的各个状态变化量在某一时刻的值代表了各个供电口在该时刻的运行状态；
第二步：GPRS模块与服务器以心跳包的方式进行数据通信，即GPRS模块每隔指定时间将该时刻下代表的供电口状态的系统参数打包发送至服务器进行存储；
第三步：当供电桩发生了断电，供电桩停止进行工作，服务器将发生断电前最近一次接收到的数据以及往前推移至代表所有供电口状态的数据作为一个数据大包；
第四步：当供电桩的电源恢复，供电桩重新开机后，服务器与供电桩内GPRS模块的连接重新建立，服务器将第三步中的数据大包通过GPRS模块发送至供电桩的单片机内；
第五步：单片机以服务器传输过来的数据大包内的所有供电桩状态的数据开始工作，供电桩恢复断电前的工作状态，继续正常工作。
2.根据权利要求1所述的一种电动车供电桩的掉电保护方法，其特征在于：所述单片机的各个状态变化量包括电动车的充电时间、消费金额和电动车的充电功率。
3.根据权利要求1所述的一种电动车供电桩的掉电保护方法，其特征在于：GPRS模块每次传输至少一路供电口的数据上传至服务器，即在某一时刻，GPRS模块将至少一路供电口的状态的系统状态参数打包传送至服务器进行存储，间隔指定时间后，GPRS模块把相邻的等同路数的供电口的状态的系统参数打包传送至服务器进行存储，再间隔指定时间后，GPRS模块把与上一波供电口相邻的等同路数的供电口的状态的系统参数打包传送至服务器进行存储，以此规律不断进行数据传输；所述的指定时间即为心跳包的间隔时间。
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