CN112649757A - 一种充电桩离线检测鉴别系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开充电桩离线检测鉴别系统及方法，包括掉电检测单元、控制单元、无线通讯单元、电流转换单元和储能单元，其中掉电检测单元用以检测输入的交流电状态；控制单元用以接收掉电检测单元输出的信号，并判断交流电是否存在掉电；无线通讯单元用以与充电桩云平台进行数据通信；电流转换单元用以将输入的交流电转换成直流电，为控制单元和无线通讯单元供电；储能单元用以保障充电桩掉电后数据的保存、处理及通信，解决了传统的充电桩在运行中通信离线后无法获取充电桩充电状态和实时交易数据，也无法鉴别具体离线故障类型的问题，可准确地鉴别充电桩离线是通信中断还是充电桩掉电，且充电桩端后续的软件处理可简化并统一起来，降低软件复杂度。
Description
技术领域
本发明涉及充电桩技术领域，尤其涉及一种充电桩离线检测鉴别系统及方法。
背景技术
现阶段充电桩主要通过4G、WiFi和有线以太网的链路和充电桩云平台进行数据通信，由于无线通信质量受环境、气候和配套设备等诸多因素的影响，实际运行中存在通信离线的状况，同时也存在充电桩所接交流进线意外停电或人为停电调测维修等情况，导致现有系统在通信离线后无法获取充电桩桩的充电状态和实时交易数据，也无法鉴别具体的离线故障类型，从而给充电桩的使用和运维带来不小的障碍。
另外，传统的充电桩没有掉电检测的鉴别控制系统，导致软件为了防止突发的系统掉电引发数据丢失，需要周期性地存储数据到本地Flash存储器。这一方面会在保存间隔周期产生量化误差，同时频繁擦写Flash存储器会快速降低存储器寿命，需要耗费软件资源做均衡算法来弥补，降低了系统运行的实时性。
发明内容
本发明公开的一种充电桩离线检测鉴别系统及方法，解决了传统的充电桩在运行中通信离线后无法获取充电桩充电状态和实时交易数据，也无法鉴别具体离线故障类型的问题，可以准确地鉴别出充电桩离线是通信中断还是充电桩掉电，且充电桩端后续的软件处理可以简化并统一起来，降低软件复杂度。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
本发明一方面公开一种充电桩离线检测鉴别系统，包括掉电检测单元、控制单元、无线通讯单元、电流转换单元和储能单元，其中，掉电检测单元用以检测输入的交流电状态；控制单元用以接收所述掉电检测单元输出的信号，并判断所述交流电是否存在掉电；无线通讯单元用以与充电桩云平台进行数据通信；电流转换单元用以将输入的交流电转换成直流电，为所述控制单元和无线通讯单元供电；储能单元用以保障充电桩掉电后数据的保存、处理及通信。
进一步地，所述掉电检测单元中，包括电阻R1、电阻R2、电阻R4、二极管D1和光电耦合器T1，其中，电阻R1的第一端连接交流输入端的火线，电阻R1的第二端连接光电耦合器T1的第一引脚，二极管D1的阴极连接交流输入端的零线，二极管D1的阳极连接光电耦合器T1的第二引脚，电阻R2的第一端连接光电耦合器T1的第三引脚，电阻R2的第二端连接电阻R4的第一端，电阻R4的第二端连接电源VDD端，光电耦合器T1的第四引脚接地。
进一步地，所述储能单元中，包括二极管D2、二极管D3、电阻R3和超级电容C1，其中，二极管D2的阳极连接直流输入端，二极管D2的阴极连接直流输出端，电阻R3的第一端连接二极管D2的阴极，电阻R3的第二端连接超级电容C1的第一端，超级电容C1的第二端接地，二极管D3的阳极连接电阻R3的第二端，二极管D3的阴极连接直流输出端。
进一步地，所述无线通讯单元为4G或WIFI。
进一步地，储能单元中直流输入端经二极管D2和电阻R3为超级电容C1充电。
进一步地，储能单元中超级电容C1经二极管D3为负载放电。
本发明另一方面公开一种充电桩离线检测鉴别方法，包括以下步骤：
充电桩桩和充电桩云平台按固定周期T1做双向心跳包通信，同时随机地做数据包通信；
若距离上次通信的时间超过间隔周期T2，充电桩云平台始终没有收到充电桩发送的心跳包和充电桩云平台心跳包的响应，则判断为离线，并触发保存相关数据到本地；
控制单元会在中断中监测掉电检测单元输出端输出的PWM信号，若监测不到输出端输出的PWM信号，则判断为掉电，并触发保存相关数据到本地，且立刻关闭与掉电数据保存和通信无关的电路。
进一步地，当判断为掉电时，充电桩离线检测鉴别系统会发送数据和掉电信息给充电桩云平台，当储能单元提供的能量可以维持数据发送完成，充电桩桩会立刻收到充电桩云平台数据回复，然后删除本地数据；当储能单元提供的能量不足以维持数据发送完成，充电桩会置数据继续发送位。
有益技术效果：
1、本发明公开一种充电桩离线检测鉴别系统，包括掉电检测单元、控制单元、无线通讯单元、电流转换单元和储能单元，其中，掉电检测单元用以检测输入的交流电状态；控制单元用以接收所述掉电检测单元输出的信号，并判断所述交流电是否存在掉电；无线通讯单元用以与充电桩云平台进行数据通信；电流转换单元用以将输入的交流电转换成直流电，为所述控制单元和无线通讯单元供电；储能单元用以保障充电桩掉电后数据的保存、处理及通信，解决了传统的充电桩在运行中通信离线后无法获取充电桩充电状态和实时交易数据，也无法鉴别具体离线故障类型的问题，可以准确地鉴别出充电桩离线是通信中断还是充电桩掉电，且充电桩端后续的软件处理可以简化并统一起来，降低软件复杂度；
2、本发明中，所述掉电检测单元中，包括电阻R1、电阻R2、电阻R4、二极管D1和光电耦合器T1，掉电检测电路结构简单，成本低廉且效率较高；
3、本发明中，所述储能单元中，包括二极管D2、二极管D3、电阻R3和超级电容C1，储能电路结构简单，成本低廉且效率较高；
4、本发明的离线检测系统及方法可以扩展到场站级，充电桩云平台根据充电桩群整个状态信息来判读故障可能的原因，并更高效地采取对应解决措施。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明所述的一种充电桩离线检测鉴别系统的结构示意图；
图2为本发明所述的一种充电桩离线检测鉴别系统中掉电检测单元的电路结构图；
图3为本发明所述的一种充电桩离线检测鉴别系统储能单元的电路结构图；
图4本发明所述的一种充电桩离线检测鉴别系统的工作方法流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明。
本发明一方面公开一种充电桩离线检测鉴别系统，参见图1，充电桩离线检测鉴别系统包括掉电检测单元、控制单元、无线通讯单元、电流转换单元和储能单元，其中，掉电检测单元用以检测输入的交流电状态；控制单元用以接收所述掉电检测单元输出的信号，并判断所述交流电是否存在掉电；无线通讯单元用以与充电桩云平台进行数据通信；电流转换单元用以将输入的交流电转换成直流电，为所述控制单元和无线通讯单元供电；储能单元用以保障充电桩掉电后数据的保存、处理及通信。
作为本发明的一个实施例，所述掉电检测单元中，参见图2，包括电阻R1、电阻R2、电阻R4、二极管D1和光电耦合器T1，其中，电阻R1的第一端连接交流输入端的火线，电阻R1的第二端连接光电耦合器T1的第一引脚，二极管D1的阴极连接交流输入端的零线，二极管D1的阳极连接光电耦合器T1的第二引脚，电阻R2的第一端连接光电耦合器T1的第三引脚，电阻R2的第二端连接电阻R4的第一端，电阻R4的第二端连接电源VDD端，光电耦合器T1的第四引脚接地，掉电检测电路只用最简单的电阻、二极管和光电耦合器使得电路结构简单，成本低廉且效率较高。
掉电检测电路的输入端是220V，频率为50Hz的正弦波，掉电检测电路的输出端是频率为50Hz的PWM波，当发生输入交流电掉电时，控制单元连续5个周期检测不到PWM波，则判断为输入交流电发生掉电。
作为本发明的一个实施例，所述储能单元中，参见图3，包括二极管D2、二极管D3、电阻R3和超级电容C1，其中，二极管D2的阳极连接直流输入端，二极管D2的阴极连接直流输出端，电阻R3的第一端连接二极管D2的阴极，电阻R3的第二端连接超级电容C1的第一端，超级电容C1的第二端接地，二极管D3的阳极连接电阻R3的第二端，二极管D3的阴极连接直流输出端，只用了最普通的电阻、二极管和超级电容，使得储能单元结构简单，成本低廉且效率较高。
储能单元中，系统上电后储能单元通过二极管D2和电阻R3给超级电容C1充电；系统掉电后，超级电容C1通过电阻R3为负载供电。
本发明另一方面公开一种充电桩离线检测鉴别方法，包括以下步骤：
充电桩桩和充电桩云平台按固定周期T1做双向心跳包通信，同时随机地做数据包通信；
若距离上次通信的时间超过间隔周期T2，充电桩云平台始终没有收到充电桩发送的心跳包和充电桩云平台心跳包的响应，则判断为离线，并触发保存相关数据到本地；
控制单元会在中断中监测掉电检测单元输出端输出的PWM信号，若监测不到输出端输出的PWM信号，则判断为掉电，并触发保存相关数据到本地，且立刻关闭与掉电数据保存和通信无关的电路。
作为本发明的一个实施例，当判断为掉电时，充电桩离线检测鉴别系统会发送数据和掉电信息给充电桩云平台，当储能单元提供的能量可以维持数据发送完成，充电桩桩会立刻收到充电桩云平台数据回复，然后删除本地数据；当储能单元提供的能量不足以维持数据发送完成，充电桩会置数据继续发送位。
本发明公开的充电桩离线检测鉴别系统的具体工作流程为，参见图4，
充电桩桩和充电桩云平台按固定周期T1做双向心跳包通信，同时随机地做数据包通信；
若距离上次通信的时间超过间隔周期T2，充电桩云平台始终没有收到充电桩发送的心跳包和充电桩云平台心跳包的响应，则置离线标志位；
同时，软件会在中断中监测掉电检测单元输出端输出的PWM信号，若监测不到输出端输出的PWM信号，则置掉电标志位，并立刻关闭与掉电数据保存和通信无关的电路，以节省电能；
只要离线标志位和掉电标志位其中一个被置位，充电桩离线检测鉴别系统都会触发保存相关数据到本地；
若掉电标志位被置位，充电桩离线检测鉴别系统会发送数据和掉电信息给充电桩云平台，当储能单元提供的能量可以维持数据发送完成，充电桩桩会立刻收到充电桩云平台数据回复，然后删除本地数据；当储能单元提供的能量不足以维持数据发送完成，充电桩会置数据继续发送位，当充电桩再次得电或重新连接上通信，充电桩会发送上次未发送完成的数据，得到充电桩云平台数据回复后删除本地数据；
若发生离线的充电桩处于具有多个充电桩的场站中，充电桩云平台可以获取场站中其他充电桩的状态信息，来综合判断通讯离线和掉电是单个充电桩自身引发，还是外围链路和设备引发的共同故障，充电桩云平台据此做针对性地运维措施。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种充电桩离线检测鉴别系统，其特征在于，包括：
掉电检测单元，用以检测输入的交流电状态；
控制单元，用以接收所述掉电检测单元输出的信号，并判断所述交流电是否存在掉电；
无线通讯单元，用以与充电桩云平台进行数据通信；
电流转换单元，用以将输入的交流电转换成直流电，为所述控制单元和无线通讯单元供电；
储能单元，用以保障充电桩掉电后数据的保存、处理及通信。
2.根据权利要求1所述的一种充电桩离线检测鉴别系统，其特征在于，所述掉电检测单元中，包括电阻R1、电阻R2、电阻R4、二极管D1和光电耦合器T1，其中，电阻R1的第一端连接交流输入端的火线，电阻R1的第二端连接光电耦合器T1的第一引脚，二极管D1的阴极连接交流输入端的零线，二极管D1的阳极连接光电耦合器T1的第二引脚，电阻R2的第一端连接光电耦合器T1的第三引脚，电阻R2的第二端连接电阻R4的第一端，电阻R4的第二端连接电源VDD端，光电耦合器T1的第四引脚接地。
3.根据权利要求1所述的一种充电桩离线检测鉴别系统，其特征在于，所述储能单元中，包括二极管D2、二极管D3、电阻R3和超级电容C1，其中，二极管D2的阳极连接直流输入端，二极管D2的阴极连接直流输出端，电阻R3的第一端连接二极管D2的阴极，电阻R3的第二端连接超级电容C1的第一端，超级电容C1的第二端接地，二极管D3的阳极连接电阻R3的第二端，二极管D3的阴极连接直流输出端。
4.根据权利要求1所述的一种充电桩离线检测鉴别系统，其特征在于，所述无线通讯单元为4G或WIFI。
5.根据权利要求3所述的一种充电桩离线检测鉴别系统，其特征在于，储能单元中直流输入端经二极管D2和电阻R3为超级电容C1充电。
6.根据权利要求1所述的一种充电桩离线检测鉴别系统，其特征在于，储能单元中超级电容C1经二极管D3为负载放电。
7.一种充电桩离线检测鉴别方法，其特征在于，包括以下步骤：
充电桩桩和充电桩云平台按固定周期T1做双向心跳包通信，同时随机地做数据包通信；
若距离上次通信的时间超过间隔周期T2，充电桩云平台始终没有收到充电桩发送的心跳包和充电桩云平台心跳包的响应，则判断为离线，并触发保存相关数据到本地；
控制单元会在中断中监测掉电检测单元输出端输出的PWM信号，若监测不到输出端输出的PWM信号，则判断为掉电，并触发保存相关数据到本地，且立刻关闭与掉电数据保存和通信无关的电路。
8.根据权利要求7所述的一种充电桩离线检测鉴别方法，其特征在于，当判断为掉电时，充电桩离线检测鉴别系统会发送数据和掉电信息给充电桩云平台，当储能单元提供的能量可以维持数据发送完成，充电桩桩会立刻收到充电桩云平台数据回复，然后删除本地数据；当储能单元提供的能量不足以维持数据发送完成，充电桩会置数据继续发送位。
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