CN205407327U - 基于zigbee网络的充电站分布管理系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种基于zigbee网络的充电站分布管理系统，其包括终端服务器；与所述终端服务器通信连接的主机系统；通过zigbee网络与所述主机系统通信连接、用于为电动汽车充电的从机系统；所述主机系统包括主机zigbee模块，所述从机系统包括从机zigbee模块，所述主机zigbee模块、从机zigbee模块为所述从机系统与所述主机系统之间建立信息交流路径，使所述主机系统、从机系统之间建立zigbee网络，通过zigbee网络的自组网功能，从机系统进行智能集群自组网，通过信号判决将从机系统网络组成多级拓扑星形网络，各级从机系统会分级将数据沿网络层级上报给主机系统，即使某一级从机系统故障无法进行数据上下行，zigbee网络也会重新自动进行网络拓扑更新恢复数据上下行通道。

Description

基于zigbee网络的充电站分布管理系统
技术领域
本实用新型涉及一种充电站管理技术，具体涉及一种基于zigbee网络的充电站分布管理系统。
背景技术
随着电动汽车的发展，电动汽车以其使用成本低、环境污染小得到人们的推崇，电动汽车的普及应用则依赖于充电站的建设，现阶段充电站的建设正在紧锣密鼓的进行中，现有的充电站的分部管理一般均是主机系统通过无线网络对从机系统进行通信管理，但是对于有些适用于通讯条件较差同时充电桩数量要求较多的建站方案而言，比如地下停车场等等，在这样的环境下，无线网络信号较差，容易造成通信终端，管理方案不可实施的问题，因此无法适用现有的无线网络进行通信管理。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述不足，提供一种基于zigbee网络的充电站分布管理系统，其能够在通讯条件较差的位置使主机系统与从机系统之间建立通信联系，以便于充电站的分布管理，并提高整体充电站的使用效率，且有利于各充电站的稳定。
为达到上述技术目的，本实用新型提供一种基于zigbee网络的充电站分布管理系统，其包括
终端服务器；
与所述终端服务器通信连接的主机系统；
通过zigbee网络与所述主机系统通信连接、用于为电动汽车充电的从机系统；
所述主机系统包括用于控制主机系统运行的主机控制模块，用于为所述终端服务器与主机系统之间建立网络通信路径的主机射频模块，用于为所述从机系统与所述主机系统之间建立信息交流路径的主机zigbee模块，所述主机射频模块、主机zigbee模块均与所述主机控制模块电性连接；
所述从机系统包括用于控制从机电能输出的从机控制模块，用于为所述从机系统与所述主机系统之间建立信息交流路径的从机zigbee模块，用于为电动汽车与充电桩之间建立电能传递路径的充电引导模块，用于为所述从机控制模块与设置在用户移动终端上的车载控制单元之间建立通信路径的从机射频模块，所述从机zigbee模块、充电引导模块以及从机射频模块均与所述从机控制模块电性连接。
优选的，所述充电引导模块包括分压电路、A/D转换器以及单片机定时器，所述分压电路包括汽车接入负载和上拉电阻，所述汽车接入负载一端通过接入检测线与所述上拉电阻串联，另一端接地，所述上拉电阻的另一端接高电平，所述A/D转换器的输入端连接所述汽车接入负载与上拉电阻相应的公共端，所述A/D转换器的输出端与所述单片机定时器的输入端连接，同时，所述从机控制模块亦与所述单片机定时器电性连接。
优选的，所述从机控制模块与所述充电引导模块之间设置有开关控制模块，所述开关控制模块用于执行电能传递控制路径的启闭。
优选的，所述主机zigbee模块和从机zigbee模块采用周立功zm5168。
优选的，所述主机射频模块为232无线通信模块。
优选的，所述从机控制模块电性连接有485电表。
优选的，所述主机控制模块的型号为stm32f407。
优选的，所述充电引导模块中单片机定时器采用型号为STC51的8位单片机。
本实用新型所述的基于zigbee网络的充电站分布管理系统，通过所述主机zigbee模块和从机zigbee模块，使所述主机系统、从机系统之间建立zigbee网络，通过zigbee网络的自组网功能，从机系统进行智能集群自组网，通过信号判决将从机系统网络组成多级拓扑星形网络，各级从机系统会分级将数据沿网络层级上报给主机系统，即使某一级从机系统故障无法进行数据上下行，zigbee网络也会重新自动进行网络拓扑更新恢复数据上下行通道，适用于通讯条件较差同时充电桩数量要求较多的建站方案，如地下停车场等等，所述基于zigbee网络的充电站分布管理系统将不同负荷需求的主机系统和从机系统分开设计，以实现功能可靠稳定，应用场景多且复杂的环境，并使整体成本得到控制。
附图说明
图1是本实用新型所述基于zigbee网络的充电站分布管理系统的模块原理框图；
图2是本实用新型所述充电引导模块的电路原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本实用新型的实施例提供了一种基于zigbee网络的充电站分布管理系统，其包括终端服务器10，与所述终端服务器10通信连接的主机系统20，通过zigbee网络与所述主机系统20通信连接、用于为电动汽车充电的从机系统30，所述主机系统20负责与终端服务器10进行通讯，将从终端服务器10获得的控制命令信息下发给从机系统30实行，从机系统30进行命令执行并将数据信息实时反馈给主机系统20。
其中，所述主机系统20包括主机控制模块21、主机射频模块22以及主机zigbee模块23，所述主机射频模块22、主机zigbee模块23均与所述主机控制模块21电性连接，所述主机控制模块21用于控制主机系统20运行，所述主机射频模块22用于为所述终端服务器10与主机系统20之间建立网络通信路径，所述主机zigbee模块23用于为所述从机系统30与所述主机系统20之间建立信息交流路径。优选的，所述主机射频模块22为232无线通信模块。使用232工业无线通讯模块与服务器进行通讯，使以太网布置困难的地方也可实施充电桩建站。
所述从机系统30包括从机控制模块31、从机zigbee模块32、充电引导模块33以及从机射频模块34，所述从机zigbee模块32、从机射频模块34以及充电引导模块33均与所述从机控制模块31电性连接，所述从机控制模块31用于控制从机电能输出，所述从机zigbee模块32用于为所述从机系统30与所述主机系统20之间建立信息交流路径，所述充电引导模块33用于为电动汽车与充电桩之间建立电能传递路径，所述从机射频模块34为所述从机控制模块31与设置在用户移动终端上的车载控制单元之间建立通信路径，当所述从机控制模块31与设置在用户移动终端上的车载控制模块之间建立通信路径后，用户能够通过操作移动终端上的车载控制模块向充电桩的从机控制模块31发送控制指令。
所述主机zigbee模块23和从机zigbee模块32使所述主机系统20、从机系统30之间建立zigbee网络，通过zigbee网络的自组网功能，从机系统30进行智能集群自组网，通过信号判决将从机系统30网络组成多级拓扑星形网络，各级从机系统30会分级将数据沿网络层级上报给主机系统20，即使某一级从机系统30故障无法进行数据上下行，zigbee网络也会重新自动进行网络拓扑更新恢复数据上下行通道。
优选的，所述主机系统20采用嵌入式linux设备进行设计，以应对数据吞吐量大使用环境负荷较大的需求，从机系统30采用STC51的8位单片机进行设计，以应对功能较为简单的从机应用环境。所述zigbee模块采用周立功zm5168，以实现zigbee自组网功能，且所述主机系统20需要单独安装于通信状况较好的室外或者其他可以保证通信信号的环境，并不安装于充电桩内主机设备。
具体的，如图2所示，所述充电引导模块33包括分压电路331、A/D转换器332以及单片机定时器333，所述分压电路331包括汽车接入负载R2和上拉电阻R1，所述汽车接入负载R2一端通过接入检测线与所述上拉电阻R1串联，另一端接地，所述上拉电阻R1的另一端接高电平，所述A/D转换器332的输入端连接所述汽车接入负载R2与上拉电阻R1相应的公共端，所述A/D转换器332的输出端与所述单片机定时器333的输入端连接，所述从机控制模块31亦与所述单片机定时器333电性连接。优选的，所述单片机计时器采用型号为STC51的8位单片机。
其中，所述从机控制模块31与所述充电引导模块33之间设置有开关控制模块35，所述开关控制模块35用于执行电能传递控制路径的启闭。当电动汽车需要在充电桩上进行充电时，所述电动汽车通过接入检测线与所述充电桩电性连接，即所述汽车接入负载R2通过接入检测线与所述上拉电阻R1串联分压，G点变为汽车接入负载R2与上拉电阻R1相应的公共端，由于所述汽车接入负载R2另一端接地，在分压电路331上，所述汽车接入负载R2与上拉电阻R1相应的公共端G点的电势变低。
因此，当所述A/D转换器332的输入端的输入电平被拉低，使单片机定时器333输入端的数字信号为0时，判定电动汽车与充电桩建立了电性连接。此时，所述从机控制模块31向交流接触器输出一个12v电平，使交流接触器的触点吸合，接通强电回路。
当A/D转换器332的输入端的输入电平由高电平变为低电平，其输出的数字信号由原来的1变为0，A/D转换器332输出端的输出信号发生变化，所述A/D转换器332输出端输出数字信号0对单片机定时器333进行控制，数字信号0为单片机计时器的启动信号，单片机定时器333接收A/D转换器332输出的数字信号0之后，输出具有一定频率占空比的PWM波，引导电动汽车BMS进入充电状态。
优选的，本实用新型中所述单片机定时器333的型号为STC51，其用定时器T0来控制频率，定时器T1来控制占空比，T0定时器中断是让一个I0口输出高电平，在这个定时器T0的中断当中起动定时器T1，而这个T1是让IO口输出低电平，这样改变定时器T0的初值就可以改变频率，改变定时器T1的初值就可以改变占空比。在PWM波频率一定的条件下，通过改变其占空比的大小，来实现对充电功率的调节。
所述从机控制模块31与所述单片机定时器333连接，因此，用户能够通过操作移动终端上的车载控制模块向充电桩的从机控制模块31发送控制指令，并通过从机控制模块31控制单片机定时器333输出PWM波的占空比大小，实现在非接触的情况下对充电功率的调节。
为使充电引导模块33输出的PWM波的电平达到国家设定的标准，所述单片机定时器333的输出端还连接有电平转换电路334，所述单片机定时器333输出的PWM波经过电平转换电路的转换后，其电平值符合国家设定的标准。
进一步的，所述从机控制模块31电性连接有485电表36，所述485电表36具有RS-485接口，其采用RS-485组网方式的集抄、集控用电管理系统，改变传统的抄表或付费以及对电表的控制模式，通过RS-485组网，能够方便、准确地抄收电表电量、预付费和控制电表的通断。所述485电表36采集的电量信息会实时通过从机控制模块31反馈给用户移动终端的车载控制模块，因此，用户能够及时知道充电的电量。
本实用新型所述的基于zigbee网络的充电站分布管理系统，通过所述主机zigbee模块23和从机zigbee模块32，使所述主机系统20、从机系统30之间建立zigbee网络，通过zigbee网络的自组网功能，从机系统30进行智能集群自组网，通过信号判决将从机系统30网络组成多级拓扑星形网络，各级从机系统30会分级将数据沿网络层级上报给主机系统20，即使某一级从机系统30故障无法进行数据上下行，zigbee网络也会重新自动进行网络拓扑更新恢复数据上下行通道，适用于通讯条件较差同时充电桩数量要求较多的建站方案，如地下停车场等等，所述基于zigbee网络的充电站分布管理系统将不同负荷需求的主机系统20和从机系统30分开设计，以实现功能可靠稳定，应用场景多且复杂的环境，并使整体成本得到控制。
以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于zigbee网络的充电站分布管理系统，其特征在于，包括
终端服务器；
与所述终端服务器通信连接的主机系统；
通过zigbee网络与所述主机系统通信连接、用于为电动汽车充电的从机系统；
所述主机系统包括用于控制主机系统运行的主机控制模块，用于为所述终端服务器与主机系统之间建立网络通信路径的主机射频模块，用于为所述从机系统与所述主机系统之间建立信息交流路径的主机zigbee模块，所述主机射频模块、主机zigbee模块均与所述主机控制模块电性连接；
所述从机系统包括用于控制从机电能输出的从机控制模块，用于为所述从机系统与所述主机系统之间建立信息交流路径的从机zigbee模块，用于为电动汽车与充电桩之间建立电能传递路径的充电引导模块，用于为所述从机控制模块与设置在用户移动终端上的车载控制单元之间建立通信路径的从机射频模块，所述从机zigbee模块、充电引导模块以及从机射频模块均与所述从机控制模块电性连接。
2.根据权利要求1所述基于zigbee网络的充电站分布管理系统，其特征在于，所述充电引导模块包括分压电路、A/D转换器以及单片机定时器，所述分压电路包括汽车接入负载和上拉电阻，所述汽车接入负载一端通过接入检测线与所述上拉电阻串联，另一端接地，所述上拉电阻的另一端接高电平，所述A/D转换器的输入端连接所述汽车接入负载与上拉电阻相应的公共端，所述A/D转换器的输出端与所述单片机定时器的输入端连接，同时，所述从机控制模块亦与所述单片机定时器电性连接。
3.根据权利要求2所述基于zigbee网络的充电站分布管理系统，其特征在于，所述从机控制模块与所述充电引导模块之间设置有开关控制模块，所述开关控制模块用于执行电能传递控制路径的启闭。
4.根据权利要求1所述基于zigbee网络的充电站分布管理系统，其特征在于，所述主机zigbee模块和从机zigbee模块采用周立功zm5168。
5.根据权利要求1所述基于zigbee网络的充电站分布管理系统，其特征在于，所述主机射频模块为232无线通信模块。
6.根据权利要求1所述基于zigbee网络的充电站分布管理系统，其特征在于，所述从机控制模块电性连接有485电表。
7.根据权利要求1所述基于zigbee网络的充电站分布管理系统，其特征在于，所述主机控制模块的型号为stm32f407。
8.根据权利要求2所述基于zigbee网络的充电站分布管理系统，其特征在于，所述充电引导模块中单片机定时器采用型号为STC51的8位单片机。
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