CN209467012U - 一种电动汽车充电集群系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电动汽车充电集群系统，包括：塑料光纤、现场服务器、网络服务器、总线转换模块、被监测充电桩和网络服务器；塑料光纤串联若干个总线转换模块，形成塑料光纤环网；被监测充电桩通过CAN总线与总线转换模块连接；现场服务器与其中一个总线模块电连接；网络服务器与现场服务器通信连接。本申请通过塑料光纤串联若干个总线转换模块，形成塑料光纤环网，被监测充电桩通过CAN总线与总线转换模块连接，塑料光纤具有完全不受电磁干扰和无线电频率干扰和噪音影响的特性，能够避免现有的电动汽车充电系统受电磁干扰影响通信的问题，解决了现有的电动汽车充电系统抗干扰能力较差，导致系统通信的可靠性降低的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及通信网络技术领域，尤其涉及一种电动汽车充电集群系统。
背景技术
随着日前石油枯竭和全球气候变暖问题日益突出，生态环境进一步恶化，燃油汽车尾气对于环境的污染问题也逐渐得到了重视。电动汽车所具有的节能、环保等优点，对于改进大气质量、降低对石油的以来将会产生积极作用。但是目前对于电动汽车的配套设施尚处于起步阶段，需要进一步完善。
目前使用互联网技术对电动汽车的充电桩进行监测和控制，在汽车充电站内本地控制系统与充电桩进行通信时，现有的电动汽车充电站的数据传输是通过GPRS、网线和SIM卡实时将充电信息反馈给上位机，但是这种当时传输速率较慢，带宽有限，传输距离受到限制。为了解决以上技术缺陷，专利申请号为201720878379.5，专利名称为一种交流充电桩CAN现场总线通信系统的专利申请公开了使用首尾相连成环状的两根两芯屏蔽双绞线作为传输介质。但是利用屏蔽双绞线作为电动汽车充电系统的传输介质，并不能够很好地适应现场磁场环境的变化，抗干扰能力较差，容易降低系统通信的可靠性。
实用新型内容
本申请提供了一种电动汽车充电集群系统，用以解决现有的电动汽车充电系统抗干扰能力较差，导致系统通信的可靠性降低的技术问题。
本申请提供了一种电动汽车充电集群系统，包括：塑料光纤、现场服务器、网络服务器、总线转换模块、被监测充电桩和网络服务器；
所述塑料光纤串联若干个所述总线转换模块，形成塑料光纤环网；
所述被监测充电桩通过CAN总线与所述总线转换模块连接；
所述现场服务器与其中一个所述总线模块电连接；
所述网络服务器与所述现场服务器通信连接。
优选地，所述总线转换模块具体包括：微处理器、存储器和总线转换接口电路；
所述总线转换接口电路通过CAN总线接口与所述微处理器连接；
所述存储器与所述微处理器电连接。
优选地，所述总线转换接口电路具体包括：
第一反相缓冲器U1、第二反相缓冲器U2、第三反相缓冲器U3、第四反相缓冲器U4、光电二极管PIN、光电二极管POUT、CAN总线接口CAN_TX、CAN总线接口CAN_RX、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和电容C1；
所述电容C1的第一端和所述光电二极管POUT的OUT接口均与所述第一电阻R1的第一端连接；
所述电容C1的第二端和所述第三反相缓冲器U3的输出端均与所述第一电阻R1的第二端连接；
所述第一反相缓冲器U1与所述第二反相缓冲器U2同向串联；
所述第三反相缓冲器U3与所述第四反相缓冲器U4同向串联；
所述第四反相缓冲器U4的输入端与所述CAN总线接口CAN_TX连接；
所述第二反相缓冲器U2与所述第一二极管D1反向连接；
所述第一二极管D1与所述第二二极管D2反向连接；
所述第二二极管D2的输出端与所述CAN总线接口CAN_TX连接；
所述第二电阻R2的第一端与所述光电二极管PIN的IN接口连接；
所述第二电阻R2的第二端与所述第三电阻R3的第一端连接；
所述第三电阻R3的第一端连接还与所述第一反相缓冲器U1的输入端连接；
所述第三电阻R3的第二端接地；
所述第四电阻R4的第一端与所述CAN总线接口CAN_RX连接；
所述第四电阻R4的第二端与直流电源VCC连接；
所述光电二极管POUT和所述CAN总线接口CAN_TX的VCC接口均与5V电源连接；
所述光电二极管POUT和所述CAN总线接口CAN_TX的GND接地。
优选地，所述微处理器为DSP芯片。
优选地，所述光电二极管PIN和所述光电二极管POUT均为Toslink光电收发模块。
从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
本申请中提供的一种电动汽车充电集群系统，包括：塑料光纤、现场服务器、网络服务器、总线转换模块、被监测充电桩和网络服务器；塑料光纤串联若干个总线转换模块，形成塑料光纤环网；被监测充电桩通过CAN总线与总线转换模块连接；现场服务器与其中一个总线模块电连接；网络服务器与现场服务器通信连接。本申请提供的电动汽车充电集群系统，通过塑料光纤串联若干个总线转换模块，形成塑料光纤环网，被监测充电桩通过CAN总线与总线转换模块连接，再由其中一个总线转换模块与现场服务器连接到网络服务器，塑料光纤具有完全不受电磁干扰和无线电频率干扰和噪音影响的特性，能够避免现有的电动汽车充电系统受电磁干扰影响通信的问题，解决了现有的电动汽车充电系统抗干扰能力较差，导致系统通信的可靠性降低的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请实施例中提供的一种电动汽车充电集群系统的结构示意图；
图2为图1中的总线转换模块的结构示意图；
图3为图2中的总线转换接口的电路原理图。
具体实施方式
本申请实施例公开了一种电动汽车充电集群系统，用以解决现有的电动汽车充电系统抗干扰能力较差，导致系统通信的可靠性降低的技术问题。
请参阅图1至图3，本申请提供了一种电动汽车充电集群系统的一个实施例，本申请实施例提供的电动汽车充电集群系统，包括：塑料光纤、现场服务器、网络服务器、总线转换模块、被监测充电桩和网络服务器；
塑料光纤串联若干个总线转换模块，形成塑料光纤环网；
被监测充电桩通过CAN总线与总线转换模块连接；
现场服务器与其中一个总线模块电连接；
网络服务器与现场服务器通信连接。
需要说明的是，本申请实施例中，塑料光纤串联若干个总线转换模块，形成塑料光纤环网，塑料光纤环网为单环网，如图1所示，被监测充电桩和现场服务器均通过总线转换模块连入塑料光纤环网，环网内信号单向流动，从任一设备发送的数据，可以通过环网到达每一台设备，数据流到达其发送设备就会停止流动，并可防止自锁。信号在环网中的传播方向为单向，可挂载多个通信转换模块，并且不一定需要连接充电桩。因此，在初期安装时，可预留多个通信转换模块接口，当需要增加充电桩时，直接接上通信转换模块接口即可工作。
现场服务器为一台工业计算机，能够稳定地长时间工作，包括CPU、存储单元、电源、USB接口、显示器与RJ45或wifi接口。现场服务器一方面能够通过塑料光纤环网接收所有被监测充电桩数据和发送控制指令，另一方面也可以上传数据至网络服务器，或者请求网络服务器数据。
网络服务器用于存储众多充电站集群数据，可与多台现场服务器通过互联网相连。当现场服务器请求数据时，网络服务器能够按照要求发送数据。网络服务器还可与多个被监测集群的现场服务器相连，实现区域范围内的信息监测。
本申请实施例提供的电动汽车充电集群系统，通过塑料光纤串联若干个总线转换模块，形成塑料光纤环网，被监测充电桩通过CAN总线与总线转换模块连接，再由其中一个总线转换模块与现场服务器连接到网络服务器，塑料光纤具有完全不受电磁干扰和无线电频率干扰和噪音影响的特性，能够避免现有的电动汽车充电系统受电磁干扰影响通信的问题，解决了现有的电动汽车充电系统抗干扰能力较差，导致系统通信的可靠性降低的技术问题。
进一步地，总线转换模块具体包括：微处理器、存储器和总线转换接口电路；
总线转换接口电路通过CAN总线接口与微处理器连接；
存储器与微处理器电连接。
需要说明的是，如图2所示，总线转换模块为光纤-CAN总线转换模块，包含微处理器、存储器和总线转换接口，用于数据转换模块的控制和中间数据的暂存，其中被监测充电桩和总线转换接口分别通过CAN总线接口与微处理器连接，存储器和电源也与微处理器相连，以此实现充电桩数据和光纤数据格式的转换。该通信转换模块的数量为充电桩数量加一，即所有充电桩与一台现场服务器的数量之和。所需发送的数据通过总线转换接口到达光信号发送端，信号沿光纤环网传输一周后到达光信号接收端，并由CAN总线的数据接收端接收数据。此外，微控制器还可将不同格式的数据进行解析，打包成约定格式的数据，并将数据上传至塑料光纤环网以及现场服务器。
进一步地，总线转换接口电路具体包括：
第一反相缓冲器U1、第二反相缓冲器U2、第三反相缓冲器U3、第四反相缓冲器U4、光电二极管PIN、光电二极管POUT、CAN总线接口CAN_TX、CAN总线接口CAN_RX、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和电容C1；
电容C1的第一端和光电二极管POUT的OUT接口均与第一电阻R1的第一端连接；
电容C1的第二端和第三反相缓冲器U3的输出端均与第一电阻R1的第二端连接；
第一反相缓冲器U1与第二反相缓冲器U2同向串联；
第三反相缓冲器U3与第四反相缓冲器U4同向串联；
第四反相缓冲器U4的输入端与CAN总线接口CAN_TX连接；
第二反相缓冲器U2与第一二极管D1反向连接；
第一二极管D1与第二二极管D2反向连接；
第二二极管D2的输出端与CAN总线接口CAN_TX连接；
第二电阻R2的第一端与光电二极管PIN的IN接口连接；
第二电阻R2的第二端与第三电阻R3的第一端连接；
第三电阻R3的第一端连接还与第一反相缓冲器U1的输入端连接；
第三电阻R3的第二端接地；
第四电阻R4的第一端与CAN总线接口CAN_RX连接；
第四电阻R4的第二端与直流电源VCC连接；
光电二极管POUT和CAN总线接口CAN_TX的VCC接口均与5V电源连接；
光电二极管POUT和所述CAN总线接口CAN_TX的GND接地。
需要说明的是，如图3所示，总线转换模块中的总线转换接口电路用于CAN信号与光信号的互相转换，包含反相缓冲器U1-U4、二极管D1-D2、光电二极管模块接口PIN、POUT和CAN总线接口CAN_TX、CAN_RX，其中U1和U2同向串联与D1反向串联，U3和U4同向串联与CAN模块发送端CAN_TX相连，D1、D2的正极与CAN总线输出端CAN_RX相连，并与电源VCC通过电阻相连，U3、U4的输出端与光纤输出端POUT通过并联的电阻和电容C1相连，U1、U2的输入端与光纤输入端PIN通过电阻相连。其中，R1与C1用于提供一个消除环网时延的发送信号；R2和R3实现微处理器信号电平与光电转换器额定电平之间的电压转换；D1、D2与R4组成与门，使接收的CAN_RX信号与塑料光纤发送端子发出的信号相与，再与塑料光纤接收端子相连，实现CAN总线的线与功能。
进一步地，微处理器为DSP芯片。
本申请实施例中，微处理器可采用TMS320LF2407A型号DSP芯片。
进一步地，光电二极管PIN和光电二极管POUT均为Toslink光电收发模块。
需要说明的是，本申请实施例中，光电二极管的接口PIN和POUT为650nm光电收发端子，可采用Toslink光电收发模块。R1与C1组成延时电路，可实现电平兼容。R1与C1组成延时电路，产生的延时与环路延时和数据传输的比特率有关。例如，对于10节点环网延时为1.5us，总线波特率125kbit的环网，延时电路的时间应大于1.5us，小于8us。R1可以取3.3kΩ，C1取100pF。DSP芯片TMS320LF2407A的信号为3.3V，而Toslink光电模块工作电压为5V，因此可将R2取为6.6kV，R3取10kV，实现电平兼容(电平转换)。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种电动汽车充电集群系统，其特征在于，包括：塑料光纤、现场服务器、网络服务器、总线转换模块、被监测充电桩和网络服务器；
所述塑料光纤串联若干个所述总线转换模块，形成塑料光纤环网；
所述被监测充电桩通过CAN总线与所述总线转换模块连接；
所述现场服务器与其中一个所述总线转换模块电连接；
所述网络服务器与所述现场服务器通信连接。
2.根据权利要求1所述的电动汽车充电集群系统，其特征在于，所述总线转换模块具体包括：微处理器、存储器和总线转换接口电路；
所述总线转换接口电路通过CAN总线接口与所述微处理器连接；
所述存储器与所述微处理器电连接。
3.根据权利要求2所述的电动汽车充电集群系统，其特征在于，所述总线转换接口电路具体包括：
第一反相缓冲器U1、第二反相缓冲器U2、第三反相缓冲器U3、第四反相缓冲器U4、光电二极管PIN、光电二极管POUT、CAN总线接口CAN_TX、CAN总线接口CAN_RX、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和电容C1；
所述电容C1的第一端和所述光电二极管POUT的OUT接口均与所述第一电阻R1的第一端连接；
所述电容C1的第二端和所述第三反相缓冲器U3的输出端均与所述第一电阻R1的第二端连接；
所述第一反相缓冲器U1与所述第二反相缓冲器U2同向串联；
所述第三反相缓冲器U3与所述第四反相缓冲器U4同向串联；
所述第四反相缓冲器U4的输入端与所述CAN总线接口CAN_TX连接；
所述第二反相缓冲器U2与所述第一二极管D1反向连接；
所述第一二极管D1与所述第二二极管D2反向连接；
所述第二二极管D2的输出端与所述CAN总线接口CAN_TX连接；
所述第二电阻R2的第一端与所述光电二极管PIN的IN接口连接；
所述第二电阻R2的第二端与所述第三电阻R3的第一端连接；
所述第三电阻R3的第一端连接还与所述第一反相缓冲器U1的输入端连接；
所述第三电阻R3的第二端接地；
所述第四电阻R4的第一端与所述CAN总线接口CAN_RX连接；
所述第四电阻R4的第二端与直流电源VCC连接；
所述光电二极管POUT和所述CAN总线接口CAN_TX的VCC接口均与5V电源连接；
所述光电二极管POUT和所述CAN总线接口CAN_TX的GND接地。
4.根据权利要求2所述的电动汽车充电集群系统，其特征在于，所述微处理器为DSP芯片。
5.根据权利要求3所述的电动汽车充电集群系统，其特征在于，所述光电二极管PIN和所述光电二极管POUT均为Toslink光电收发模块。
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| CN201920216872.XU CN209467012U (zh) | 2019-02-20 | 2019-02-20 | 一种电动汽车充电集群系统 |
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| CN201920216872.XU CN209467012U (zh) | 2019-02-20 | 2019-02-20 | 一种电动汽车充电集群系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN209467012U true CN209467012U (zh) | 2019-10-08 |
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ID=68094923
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| CN (1) | CN209467012U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113602129A (zh) * | 2021-08-06 | 2021-11-05 | 北京智研信通科技有限公司 | 一种电动汽车充电监控系统 |
| CN113602130A (zh) * | 2021-08-06 | 2021-11-05 | 北京智研信通科技有限公司 | 一种监控模块 |
| CN113645306A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-11-12 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 离线报文转发方法和充电桩系统 |
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2019
- 2019-02-20 CN CN201920216872.XU patent/CN209467012U/zh active Active
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