CN109472970A - 一种电动汽车充电桩数据采集终端 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电动汽车充电桩数据采集终端，所述数据采集终端包括：充电桩通讯单元、ARM处理单元及后台主站通讯单元，所述充电桩通讯单元用于采集充电桩侧的数据并发送给所述ARM处理单元，所述ARM处理单元用于接收所述充电桩通讯单元发来的数据并存储，并将充电桩侧的数据通过所述后台主站通讯单元发送给后台主站。本发明实施例提供的数据采集终端至少可以完成8台充电桩数据采集与上传，针对广大中小充电站而言，使用数据采集终端的方案可以实现采用较低成本实现方便快捷的充电桩管理，节省用户的设备成本和流量成本，广泛应用能够提高工作效率和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车充电技术领域，尤其涉及一种电动汽车充电桩数据采集终端。
背景技术
目前，传统的电动汽车充电桩与上级监控平台的组网方式主要有两种，分别为单桩独立接入和站级平台接入，随着充电桩数量急剧增加，不同的站场应用环境，这两种方案都有其不同的缺陷：(1)单桩独立接入是指充电桩控制器通过有线或无线网络接入后台主站，这种方式适用于离散式充电桩，对于一些中小规模的充电站而言，每个充电控制器都需要配置以太网或者4G模块，增加设备成本，增加不少的通讯流量费用；(2)通过站级平台接入后台主站，适用于一些大型的有人值守的充电站，对于中小规模充电站而言，配置服务器等所产生的费用一样无法承受。
发明内容
本发明实施例克服现有技术方案的不足，提供了一种成本低、接线简单的电动汽车充电桩数据采集终端设备。
本发明实施例提供了一种电动汽车充电桩数据采集终端，所述数据采集终端包括：充电桩通讯单元、ARM处理单元及后台主站通讯单元，所述充电桩通讯单元用于采集充电桩侧的数据并发送给所述ARM处理单元，所述ARM处理单元用于接收所述充电桩通讯单元发来的数据并存储，并将充电桩侧的数据通过所述后台主站通讯单元发送给后台主站。
在一实施例中，所述充电桩通讯单元包括RS485通讯电路及CAN通讯电路，用于充电桩本地组网通讯。
在一实施例中，所述充电桩通讯单元还包括多个电气隔离模块，分别配置在所述RS485通讯电路与所述ARM处理单元之间，以及所述CAN通讯电路与ARM处理单元之间，用于对所述充电桩通讯单元与ARM处理单元进行电气隔离。
在一实施例中，所述电气隔离模块采用双向TVS管。
在一实施例中，所述ARM处理单元包括ARM微控制器及TF存储卡，所述ARM微控制器用于对数据采集终端进行控制，所述TF存储卡用于在数据采集终端离线后对所述充电桩数据通讯单元采集的数据进行缓存。
在一实施例中，所述ARM微控制器片外配置WatchDog监控芯片及FRAM非易失性存储器。
在一实施例中，所述ARM微控制器选用ARM Cortex-M3架构微处理器。
在一实施例中，所述后台主站通讯单元包括以太网通讯模块及4G通讯模块，用于数据采集终端与后台主站进行通讯。
针对近年来电动汽车充电桩迅猛发展，除了城市公交充电站项目以外，大部分的充电站单站充电桩数量都在十台以内的情况，本发明实施例提供的数据采集终端成本低、接线简单，适用于现有充电站设计方案。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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电动汽车充电桩数据采集终端的结构框图；
图2为本发明实施例提供的数据采集终端与充电桩的连接示意图；
图3为本发明实施例提供的数据采集终端的接口示意图；
图4为利用本发明实施例提供的数据采集终端进行数据远传的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
本发明实施例提供了一种电动汽车充电桩数据采集终端，如图1所示，该数据采集终端主要包括ARM处理单元1、充电桩通讯单元2及后台主站通讯单元3。充电桩通讯单元2用于采集充电桩侧的数据并发送给ARM处理单元2，由ARM处理单元1接收并存储，或进行其他处理，最后将充电桩侧的数据通过后台主站通讯单元3发送给后台主站。
通过本发明实施例提供的充电桩数据采集终端，可以获取充电桩运行工况数据，包括设备状态、电气信息、故障告警、开关状态、通讯报文、温度湿度、计量信息共七类数据，作为充电桩状态评价数据分析、模型构建的基础。数据采集终端采集的充电桩运行工况数据详见表1。
表充电桩运行工况数据明细表
数据采集终端将上述七大类数据分为遥测、遥信、模块信息和交易记录四部分进行采集、传输。当充电桩待机时，可以选择10min上传一次数据，当充电桩正在充电或发生故障时，15s上传一次数据。
图2展示了数据采集终端与充电桩连接的网络拓扑图，充电桩通过一条通讯总线连接，接入采集终端时充电桩使用不同的地址进行区分。
通常地，充电桩通讯单元2包括RS485通讯电路及CAN通讯电路，作为充电桩本地组网通讯的接口，可根据充电桩控制器的接口配置进行灵活选择。CAN电路通常包括两组CAN1通讯电路和CAN2通讯电路。
充电桩通讯单元2采取了防浪涌设计，即其包括多个电气隔离模块，分别配置在RS485通讯电路与ARM处理单元1之间，以及CAN通讯电路与ARM处理单元1之间，用于在充电桩通讯单元2与ARM处理单元1之间形成电气隔离，耐压等级可达到2kV。
上述的电气隔离模块可以采用双向TVS管，可以有效减少甚至防止浪涌给设备带来的危害。并且，充电桩通讯单元2经过电气隔离后与ARM处理单元1相连，可以防止外部干扰传入主控制器造成系统异常，大大降低了外部干扰对采集终端控制核心部分的影响，保证了设备的稳定性。
在一实施例中，ARM处理单元1包括ARM微控制器及TF存储卡，ARM微控制器作为数据采集终端的控制核心，用于对数据采集终端进行控制，实现数据的采集、存储、控制和协议转换等功能。TF存储卡选用大容量卡，用于在数据采集终端离线后对充电桩数据通讯单元2采集的数据进行缓存，在数据采集终端上线后根据网络环境择机重新上传。同时，控制核心部分可对TF存储卡上的数据实现文件系统管理，取卡后其上存储的数据可以直接通过PC读取。
具体实施时，上述的ARM微控制器片外配置WatchDog监控芯片及FRAM非易失性存储器，可保证系统长时间稳定运行。ARM微控制器可选用ARM Cortex-M3架构微处理器，其数据处理能力达到90DMIPS。
后台主站通讯单元3包括以太网通讯模块及4G通讯模块，用于数据采集终端与后台主站进行通讯。具体实施时，可根据现场环境进行灵活选择，如果现场有网络接入，则可使用以太网通讯模块以减少流量费用；如无网络接入，则可选用4G网络进行数据通讯，本发明实施例中的4G通讯模块支持全网通，可使用任意运营商的SIM卡。
图3示出了数据采集终端的外部端子定义。如图3所示，充电桩根据图2的接线方式将充电桩用“手拉手”的方式串接后再接入数据采集终端，根据现场实际需要进行接线，如图3所示。如果选用CAN通讯模块，则接入J1-4和J1-5端子或J1-11和J1-12端子；如果使用RS485接口，则接入J1-7、J1-8和J1-9端子。接入后台主站时，如果采用以太网通讯，则只需要将网线接入网口即可；如果使用4G通讯，则需要插入SIM卡，接上天线即可。数据采集终端使用DC12V供电，电源端子为J1-1和J1-2。
数据采集终端上电后，“运行”指示灯按照1Hz的频率开始闪烁，同时开始与充电桩和后台主站进行通讯。当与充电桩侧连接建立后，每收到一次数据，“本地”指示灯短闪烁一次。当采集终端与后台主站建立连接后，“远程”指示灯按照1Hz的频率闪烁，表示已经和主站建立连接，可以正常收发数据。数据采集终端发生故障时，“故障”指示灯点亮，提示有故障发生，需要进行检修。
数据采集终端与后台主站通讯为常在线通讯方式，可以根据充电桩状态采用不同的数据上传频率，其中充电时为15s上传一次，空闲时10min上传一次，为保证通讯模块稳定可靠运行，在通讯过程中，需要对通讯模块做特殊流程处理，如图4所示。
一台本发明实施例提供的数据采集终端至少可以完成8台充电桩数据采集与上传，针对广大中小充电站而言，使用数据采集终端的方案可以实现采用较低成本实现方便快捷的充电桩管理，节省用户的设备成本和流量成本，广泛应用能够提高工作效率和经济效益。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种电动汽车充电桩数据采集终端，其特征在于，所述数据采集终端包括：充电桩通讯单元、ARM处理单元及后台主站通讯单元，所述充电桩通讯单元用于采集充电桩侧的数据并发送给所述ARM处理单元，所述ARM处理单元用于接收所述充电桩通讯单元发来的数据并存储，并将充电桩侧的数据通过所述后台主站通讯单元发送给后台主站。
2.根据权利要求1所述的电动汽车充电桩数据采集终端，其特征在于，所述充电桩通讯单元包括RS485通讯电路及CAN通讯电路，用于充电桩本地组网通讯。
3.根据权利要求2所述的电动汽车充电桩数据采集终端，其特征在于，所述充电桩通讯单元还包括多个电气隔离模块，分别配置在所述RS485通讯电路与所述ARM处理单元之间，以及所述CAN通讯电路与ARM处理单元之间，用于对所述充电桩通讯单元与ARM处理单元进行电气隔离。
4.根据权利要求3所述的电动汽车充电桩数据采集终端，其特征在于，所述电气隔离模块采用双向TVS管。
5.根据权利要求1所述的电动汽车充电桩数据采集终端，其特征在于，所述ARM处理单元包括ARM微控制器及TF存储卡，所述ARM微控制器用于对数据采集终端进行控制，所述TF存储卡用于在数据采集终端离线后对所述充电桩数据通讯单元采集的数据进行缓存。
6.根据权利要求5所述的电动汽车充电桩数据采集终端，其特征在于，所述ARM微控制器片外配置WatchDog监控芯片及FRAM非易失性存储器。
7.根据权利要求5或6所述的电动汽车充电桩数据采集终端，其特征在于，所述ARM微控制器选用ARM Cortex-M3架构微处理器。
8.根据权利要求1所述的电动汽车充电桩数据采集终端，其特征在于，所述后台主站通讯单元包括以太网通讯模块及4G通讯模块，用于数据采集终端与后台主站进行通讯。
Priority Applications (1)
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2018
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