CN202309148U - 一种充电监控装置 - Google Patents

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吴洪涛
杜国锋
李永全
童学军
邱建军
赵广峰
张鹰峰
郭麦成
周勇
陈希湘
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Hubei Zi Electricity Electric Appliance Equipment Co Ltd
Yangtze University
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Hubei Zi Electricity Electric Appliance Equipment Co Ltd
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Abstract

本实用新型涉及一种充电监控装置，属电动汽车充电监控设备技术领域。它由ARM控制器、网口控制芯片构成；其特点是：ARM控制器上扩展制作有三个UART接口、一个CAN通信接口、一个以太网接口、两个I/O接口，CAN通信接口经通信线连接充电柱；后台服务器通过网线、以太网接口连接以太网；UART接口的UART1UART2、UART3均通过RS485总线分别连接高频充电模块、智能电能表和智能变送器；实现后台服务器对充电系统的实时监制、远程通信，及系统实时采集数据的上传，无需监控计算机中转，节省设备，降低了成本；操控简单，故障率低，工作稳定可靠。

Description

一种充电监控装置
技术领域
本实用新型涉及一种充电监控装置，属电动汽车充电监控设备技术领域。
背景技术
如今，节能环保的电动汽车日益受到重视和发展。为电动汽车电池提供充电支持的充电系统，已在全国各大中城市广泛建立，给电动汽车驾驶者带去方便。目前充电系统主要由充电机、监控计算机和远程数据服务器组成；充电机经CAN通信总线或RS485总线连接监控计算机，监控计算机经以太网连接远程数据服务器；这样，就必须在充电机和远程数据服务器之间通过监控计算机中转，造成连接方式复杂，远程通信不便，连接环节多，易出故障，成本较高。
发明内容
本实用新型的目的在于，提供一种由ARM控制器和网口控制芯片组成； ARM控制器开制有多个UART接口，一个CAN通信接口，一个以太网接口，无需使用监控计算机中转，实现人机远程对话通信、及与远程数据服务器交换数据的功能，操控和连接方便简单；解决现有充电系统必须经监控计算机中转导致的连接复杂、通信不便、连接环节多易出故障、成本较高问题的充电监控装置。
本实用新型是通过如下技术方案来实现上述目的的：
该充电监控装置由ARM控制器、网口控制芯片DM9161构成；其特征在于：ARM控制器AT91SAM9263左侧制作有LCD接口，右侧并列制作有I/O输出口和I/O输入口，上端并排制作有以太网接口，下端并排制作有三个UART接口UART1、UART2、UART3和一个CAN通信接口； LCD接口通过数据线与触摸屏连接，I/O输出口经总线连接继电器驱动板，I/O输入口经总线与开关状态检测板连接；以太网接口由网口控制芯片DM9161、隔离变压器和RJ45标准接口组成，后台服务器通过网线、以太网接口连接以太网；UART接口的UART1 UART2、UART3均通过RS485总线分别连接高频充电模块、智能电能表和智能变送器；CAN通信接口经通信总线连接充电柱；ARM控制器的CRS载波侦测脚与网口控制芯片DM9161的37脚连接, 网口控制芯片DM9161的42脚与50Hz晶体振荡器连接。
本实用新型与现有技术相比的有益效果在于：
该充电监控装置由ARM控制器AT91SAM9263和网口控制芯片DM9161组成，ARM控制器AT91SAM9263上扩展制作有三个UART接口、一个CAN通信接口、I/O输出口、I/O输入口、以太网接口；承担完成充电控制、充电过程中数据的实时采集、充电参数的设置、异常报警以及与后台服务器进行数据交换等一系列工作。解决了现有充电系统必须经监控计算机中转导致的连接复杂、通信不便、连接环节多易出故障、成本较高的问题。经网口控制芯片DM9161连接以太网，实现后台服务器对充电系统的实时监制、远程通信，及系统实时采集数据的上传，无需监控计算机中转，节省设备，降低了成本；省去中间环节，操控简单，故障率低，工作稳定可靠。 
附图说明：
图1为一种充电监控装置的整体结构示意图；
图2为一种充电监控装置的发送数据帧流程图；
图3为一种充电监控装置的接收数据帧流程图。
具体实施方式：
该充电监控装置由ARM控制器、网口控制芯片构成；ARM控制器左侧制作有LCD接口，右侧并列制作有I/O输出口和I/O输入口，上端制作有以太网接口，下端并排制作有三个UART接口UART1、UART2、UART3和一个CAN通信接口；所述的LCD接口通过数据线与触摸屏连接，I/O输出口经总线连接继电器驱动板，I/O输入口经总线与开关状态检测板连接，以太网接口由网口控制芯片、隔离变压器和RJ45标准接口组成，后台服务器通过网线、以太网接口连接以太网；UART接口的UART1 UART2、UART3均通过RS485总线分别连接高频充电模块、智能电能表和智能变送器；CAN通信接口经通信总线连接充电柱；ARM控制器的CRS载波侦测脚与网口控制芯片的37脚连接, 网口控制芯片的42脚与50Hz晶体振荡器连接。
ARM控制器是主频400Hz的工业嵌入式处理器，型号为AT91SAM9263。
网口控制芯片的型号为DM9161。
LCD接口与触摸屏连接，作用是设置充电参数、显示充电信息、输出警告信息。UART接口与充电机中的智能电能表、智能变送器以及高频充电模块通过RS485总线连接，在对电动汽车电池充电过程中，可对充电模块、智能仪表实施监控和数据采集。
CAN通信接口用于与充电柱通信，以对充电过程进行控制。I/O输出口与继电器驱动板相连，用于控制指示灯。I/O输入口用于检测充电过程电路中的异常状态（开关量）。
以太网接口由网口控制芯片、隔离变压器和RJ45标准接口组成，通过以太网接口、网线将ARM控制器、后台服务器与以太网连接在一起，用于与后台服务器之间的远程通信，从而实现远程监控的目的。该通信功能是监控装置控制器最主要的功能之一，后台服务器对系统的实时控制以及系统实时采集的数据的上传都是通过以太网通信来实现的。
网络隔离变压器Magneticsd的主要作用为：信号传输、阻抗匹配、波形修复、杂波抑制以及隔离高电压等。
RJ45标准接口是以太网的标准接入口。
该充电监控装置在电动汽车充电时，通过CAN通信接口首先读取电动汽车电池组的信息，并通过扩展的I/O接口检测充电线路的状态，然后通过以太网接口将信息传递给后台服务器。当收到后台服务器发出的可以充电的指令后，根据设定的参数控制高频充电模块给电动汽车电池充电。在充电过程中，将充电情况通过RS485总线实时控制高频充电模块的输出电压、限流点电流、以及模块的工作状态，并将充电系统的各种状态信息和充电情况实时地显示在屏幕上。同时，将数据通过以太网发送给后台服务器，并随时响应后台服务器的命令。电动汽车电池完成充电后，控制高频充电模块停止充电，断开与电池的连接，然后将充电电量等信息传给后台服务器，充电结束。（参见附图1）。
该充电监控装置的以太网通信采用中断的方式发送和接收数据。
发送数据帧：将要发送的数据封装成以太帧, 并写入发送缓冲区；检测网络中有无数据在传送, 即上一个帧是否发送完毕，如果网络中仍有数据在传送, 则暂时不能发送帧, 若网络中没有数据, 则可以立即发送此帧; 在发送该帧时, 可同时封装下一个数据帧, 并将其写入第二个发送缓冲区; 当中断服务程序检测到第一个数据帧发送完毕时, 则可发送下一个数据帧。重复以上过程, 直到所有数据帧都发送完毕。
接收数据帧：等待，直到有数据帧到达, 将此数据帧保存到FIFO 缓存中, 然后察看该数据帧的目的地址, 若为 NIC 的 MAC地址或广播地址, 并且经检验没有出错, 则把此数据传送到接收缓冲中, 并向处理器提出中断, 将接收到的数据帧从 NIC 本地缓存连续读入到系统内存中（参见附图2、3）。

Claims (1)

1.一种充电监控装置，它由ARM控制器AT91SAM9263、网口控制芯片DM9161构成；其特征在于：ARM控制器AT91SAM9263左侧制作有LCD接口，右侧并列制作有I/O输出口和I/O输入口，上端并排制作有以太网接口，下端并排制作有三个UART接口UART1、UART2、UART3和一个CAN通信接口； LCD接口通过数据线与触摸屏连接，I/O输出口经总线连接继电器驱动板，I/O输入口经总线与开关状态检测板连接，以太网接口由网口控制芯片DM9161、隔离变压器和RJ45标准接口组成，后台服务器通过网线、以太网接口连接以太网；UART接口的UART1 UART2、UART3均通过RS485总线分别连接高频充电模块、智能电能表和智能变送器；CAN通信接口经通信总线连接充电柱；ARM控制器的CRS载波侦测脚与网口控制芯片的37脚连接, 网口控制芯片的42脚与50Hz晶体振荡器连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103366463A (zh) * 2013-08-01 2013-10-23 合普新能源科技有限公司 一种智能充储柜的刷卡充电方法

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