CN108891299A - 充电桩系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种充电桩系统，涉及通信技术领域，充电桩系统包括集中控制单元和多个充电终端，集中控制单元包括核心处理芯片和窄带物联网通信模块，每个充电终端均包括终端控制板，窄带物联网通信模块和各个终端控制板均与核心处理芯片连接；每个充电终端通过窄带物联网通信模块与云平台通信。由于窄带物联网通信模块具有覆盖广、连接多、成本低、功耗低、架构优等特点，因此该充电桩系统降低了成本；另外终端控制板可以为每个充电终端提供智能化功能，从而提高了用户体验度。

Description

充电桩系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其是涉及一种充电桩系统。

背景技术

充电桩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。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。

现在充电桩多采用以下2种方式实现与后台服务器(云平台)的通信：

方式一：将多个交直流充电终端通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线连接到一起，接到集中控制单元，集中控制单元通过2G/3G/4G等通信模块或者外接路由器与云平台通信。这种方式集中控制单元的通信模块成本高。

方式二：每个交直流单桩(充电终端)内置一个GPRS(General Packet RadioService，通用分组无线服务技术)/3G/4G通信模块，与云平台进行通信。这种方式每个单桩都要加一个通信模块，那么若一个场站有几十个上百个充电终端，就要上百个通信模块，这必然会增加硬件成本。

综上可知，现有的充电桩存在成本高的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种充电桩系统，以降低成本。

第一方面，本发明实施例提供了一种充电桩系统，包括集中控制单元和多个充电终端，所述集中控制单元包括核心处理芯片和窄带物联网通信模块，每个所述充电终端均包括终端控制板，所述窄带物联网通信模块和各个所述终端控制板均与所述核心处理芯片连接；

每个所述充电终端通过所述窄带物联网通信模块与云平台通信。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，每个所述充电终端均还包括刷卡器，所述刷卡器与所述终端控制板连接；

所述刷卡器用于进行刷卡扣费。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，每个所述充电终端均还包括显示屏，所述显示屏与所述终端控制板连接；

所述显示屏用于显示刷卡扣费信息。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，每个所述充电终端均还包括指示灯，所述指示灯与所述终端控制板连接；

所述指示灯用于指示所述充电终端的充电状态。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，每个所述充电终端均还包括语音接口，所述语音接口与所述终端控制板连接；

所述语音接口用于外接语音播放设备。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，每个所述充电终端均还包括急停按钮，所述急停按钮与所述终端控制板连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，每个所述充电终端均还包括充电枪、充电枪放置结构和设置在所述充电枪放置结构上的枪归位检测接口，所述枪归位检测接口与所述终端控制板连接；

所述枪归位检测接口用于检测充电后所述充电枪是否放置在规定位置。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述充电枪上设置有温度传感器，所述温度传感器与所述终端控制板连接；

所述温度传感器用于检测所述充电枪的温度。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，每个所述充电终端均还包括指纹接口，所述指纹接口与所述终端控制板连接；

所述指纹接口用于外接指纹识别设备。

结合上述第一方面或其任一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，所述核心处理芯片的型号为iMX287；所述终端控制板的型号为STM32F103VCT6。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例中，充电桩系统包括集中控制单元和多个充电终端，集中控制单元包括核心处理芯片和窄带物联网通信模块，每个充电终端均包括终端控制板，窄带物联网通信模块和各个终端控制板均与核心处理芯片连接；每个充电终端通过窄带物联网通信模块与云平台通信。由于窄带物联网通信模块具有覆盖广、连接多、成本低、功耗低、架构优等特点，因此该充电桩系统降低了成本；另外终端控制板可以为每个充电终端提供智能化功能，从而提高了用户体验度。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种充电桩系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种充电终端的电路连接示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种充电桩系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种终端控制板的结构示意图。

图标：

100-集中控制单元；101-核心处理芯片；102-窄带物联网通信模块；200-充电终端；201-终端控制板；202-刷卡器；203-显示屏；204-指示灯；205-语音接口；206-急停按钮；207-枪归位检测接口；208-温度传感器；209-指纹接口；300-云平台。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前现有的充电桩存在成本高的问题，基于此，本发明实施例提供的一种充电桩系统，可以降低成本。

为便于对本实施例进行理解，下面对本发明实施例所公开的一种充电桩系统进行详细介绍。

图1为本发明实施例提供的一种充电桩系统的结构示意图，如图1所示，充电桩系统包括集中控制单元100和多个充电终端200，集中控制单元100包括核心处理芯片101和窄带物联网通信模块102，每个充电终端200均包括终端控制板201，窄带物联网通信模块102和各个终端控制板201均与核心处理芯片101连接；每个充电终端200通过窄带物联网通信模块102与云平台300通信。

具体地，集中控制单元100的主线上连接多个充电终端200，每个充电终端200(终端控制板201)可以通过CAN总线或RS485总线汇入到核心处理芯片101的总线上。

集中控制单元100内部设置的窄带物联网通信模块102是基于蜂窝的NB-IOT(Narrow Band Internet of Things，窄带物联网)技术的通信模块。NB-IOT物联网基站与集中控制单元100内的窄带物联网通信模块102连接，每一个充电桩通过窄带物联网通信模块102将数据发送到NB-IOT物联网基站中，NB-IOT物联网基站与公网云端(云平台)相互连接。

每个充电终端200均包括终端控制板201，这样充电终端200可以通过终端控制板201连接外部设备，例如连接刷卡器、显示屏、指示灯等，从而为每个充电终端200提供智能化功能，进而提高用户体验度。

在一些可能的实施例中，核心处理芯片101可以采用型号为iMX287、454MHz主频的ARM(Advanced RISC Machines)芯片；终端控制板201的型号可以为STM32F103VCT6。

在充电桩领域，本实施例所采取的通信技术NB-IOT，较之前的相比，具有覆盖广、连接多、成本低、功耗低、架构优等特点。具体地，NB-IOT具备四大特点：一是广覆盖，将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IOT比现有的网络增益20dB，覆盖面积扩大100倍；二是具备支撑海量连接的能力，NB-IOT一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构；三是更低功耗，NB-IOT终端模块的待机时间可长达10年；四是更低的模块成本，预期的单个接连模块不超过5美元。

本发明实施例中，充电桩系统包括集中控制单元和多个充电终端，集中控制单元包括核心处理芯片和窄带物联网通信模块，每个充电终端均包括终端控制板，窄带物联网通信模块和各个终端控制板均与核心处理芯片连接；每个充电终端通过窄带物联网通信模块与云平台通信。由于窄带物联网通信模块具有覆盖广、连接多、成本低、功耗低、架构优等特点，因此该充电桩系统降低了成本；另外终端控制板可以为每个充电终端提供智能化功能，从而提高了用户体验度。

图2为本发明实施例提供的一种充电终端的电路连接示意图，如图2所示，每个充电终端200均还包括刷卡器202，刷卡器202与终端控制板201连接；刷卡器202用于进行刷卡扣费。刷卡器202的具体结构以及与终端控制板201的连接方式可以参照现有技术，这里不再赘述。

为了便于用户查看刷卡扣费情况，如图2所示，每个充电终端200均还包括显示屏203，显示屏203与终端控制板201连接；显示屏203用于显示刷卡扣费信息等。

具体地，显示屏203可以但不限于为液晶显示屏，显示屏203还可以显示其他信息，例如充电终端200所属车位占用或空闲状态。

为了便于用户和工作人员查看每个充电终端200的工作状态，如图2所示，每个充电终端200均还包括指示灯204，指示灯204与终端控制板201连接；指示灯204用于指示充电终端200的充电状态。

具体地，在一些可能的实施例中，将指示灯204串接在电气主回路中，当电气主回路接通(为诸如电动汽车等充电)时，指示灯204变亮，从而指示充电终端200正在充电中(处于充电状态)；反之指示灯204不亮，说明充电终端200未在充电(处于未充电状态)。

在另一些可能的实施例中，为了防止指示灯204的串接影响充电终端200的工作，终端控制板201通过电流传感器检测电气主回路中是否存在电流，从而确定充电终端200的工作状态；在充电状态下，终端控制板201通过控制与指示灯204连接的继电器的闭合，点亮指示灯204，从而指示充电终端200的充电状态。另外，终端控制板201还可以将充电终端200的工作状态发送至显示屏203，并通过显示屏203进行显示。

为了便于用户的使用，在用户使用充电终端200的过程中会播放相应的语音提示信息，考虑到周围环境可能比较嘈杂，会影响收听效果，如图2所示，每个充电终端200均还包括语音接口205，语音接口205与终端控制板201连接；语音接口205用于外接语音播放设备。语音接口205与手机等的耳机插孔相似，可以参照现有技术中耳机插孔的结构，这里不再赘述。

为了方便紧急情况下关闭充电终端200，如图2所示，每个充电终端200均还包括急停按钮206，急停按钮206与终端控制板201连接。急停按钮206与电气主回路的接触器连接，用于紧急情况下切断电气主回路中的接触器线圈的输入电源，避免发生安全事故。急停按钮206被按下时向终端控制板201发送禁用信号，如此时终端控制板201获得高电平，充电终端200被禁用，并上发错误代码。

每个充电终端200通常均还包括充电枪、充电枪放置结构，为了检测充电完毕后充电枪是否归位，即检测充电枪是否正确放置在了充电枪放置结构上，如图2所示，在充电枪放置结构上设置有枪归位检测接口207，枪归位检测接口207与终端控制板201连接。枪归位检测接口207用于检测充电后充电枪是否放置在规定位置。如果充电枪没有放置在规定位置，该充电终端200还可用通过显示屏203对用户进行信息提示。

每个充电终端200还具有温度监控功能，如图2所示，充电枪上设置有温度传感器208，温度传感器208与终端控制板201连接；温度传感器208用于检测充电枪的温度。

具体地，温度传感器208可以但不限于为PT1000温度传感器。温度传感器208将检测的温度值发送至终端控制板201，终端控制板201将该温度值发送至显示屏203进行显示。当温度值大于预设的温度阈值时，还可以通过显示屏203进行温度报警。

为了便于用户身份的识别，每个充电终端200均还包括指纹接口209，指纹接口209与终端控制板201连接；指纹接口209用于外接指纹识别设备。指纹识别设备可以采集用户的指纹特征信息，从而进行身份识别。

图3为本发明实施例提供的另一种充电桩系统的结构示意图，如图3所示，终端控制板通过CAN总线或RS485总线与集中控制单元通信，集中控制单元通过NB-IOT与云平台通信。

图4为本发明实施例提供的一种终端控制板的结构示意图，如图4所示，终端控制板包括主控单元、以及分别与主控单元连接的电源转换电路、232通信电路、DI(Digitalin，数字输入端口)/DO(Digital out，数字输出端口)输入输出电路、音频解码电路、数模转换电路和TTL(transistor transistor logic，晶体管-晶体管逻辑)电平通信电路等。其中，DI/DO输入输出电路可以用于输入：门磁、烟感等干结点信号；输出：继电器控制、控制灯光、跳闸等；另外，232通信电路、TTL电平通信电路均还可以连接有光电隔离器(光耦合器)，支持光电隔离。

如图3和图4所示，终端控制板通过232通信电路与显示屏连接；通过IO(Input/Output，输入/输出)即DI/DO输入输出电路与指示灯连接；通过232通信电路或TTL电平通信电路与刷卡器连接；通过IO与急停按钮连接，实现急停功能；通过IO与枪归位检测接口连接，实现枪归位检测功能；与PT1000温度传感器进行模拟量传输，实现枪温度检测功能；通过与预留的语音接口连接，实现音频播放功能；通过与预留的指纹接口连接，实现指纹识别功能。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种充电桩系统，其特征在于，包括集中控制单元和多个充电终端，所述集中控制单元包括核心处理芯片和窄带物联网通信模块，每个所述充电终端均包括终端控制板，所述窄带物联网通信模块和各个所述终端控制板均与所述核心处理芯片连接；

每个所述充电终端通过所述窄带物联网通信模块与云平台通信。

2.根据权利要求1所述的充电桩系统，其特征在于，每个所述充电终端均还包括刷卡器，所述刷卡器与所述终端控制板连接；

所述刷卡器用于进行刷卡扣费。

3.根据权利要求2所述的充电桩系统，其特征在于，每个所述充电终端均还包括显示屏，所述显示屏与所述终端控制板连接；

所述显示屏用于显示刷卡扣费信息。

4.根据权利要求1所述的充电桩系统，其特征在于，每个所述充电终端均还包括指示灯，所述指示灯与所述终端控制板连接；

所述指示灯用于指示所述充电终端的充电状态。

5.根据权利要求1所述的充电桩系统，其特征在于，每个所述充电终端均还包括语音接口，所述语音接口与所述终端控制板连接；

所述语音接口用于外接语音播放设备。

6.根据权利要求1所述的充电桩系统，其特征在于，每个所述充电终端均还包括急停按钮，所述急停按钮与所述终端控制板连接。

7.根据权利要求1所述的充电桩系统，其特征在于，每个所述充电终端均还包括充电枪、充电枪放置结构和设置在所述充电枪放置结构上的枪归位检测接口，所述枪归位检测接口与所述终端控制板连接；

所述枪归位检测接口用于检测充电后所述充电枪是否放置在规定位置。

8.根据权利要求7所述的充电桩系统，其特征在于，所述充电枪上设置有温度传感器，所述温度传感器与所述终端控制板连接；

所述温度传感器用于检测所述充电枪的温度。

9.根据权利要求1所述的充电桩系统，其特征在于，每个所述充电终端均还包括指纹接口，所述指纹接口与所述终端控制板连接；

所述指纹接口用于外接指纹识别设备。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的充电桩系统，其特征在于，所述核心处理芯片的型号为iMX287；所述终端控制板的型号为STM32F103VCT6。