充电桩数据采集终端设计
近年来,在国家政策扶持下,新能源汽车产业蓬勃发展,作为行业先锋的电动汽车充电桩开始大量装饰停车场。这些充电桩大多分散安装,设备管理只能依靠充电用户的反馈和运维人员的现场检查维修。随着互联网产业的发展,万物互联正在成为一种趋势,充电桩互联将在不久的将来实现。用平台集约化管理取代原有的个体离散化管理,将提高快速反应能力、故障预防能力、设备维护能力和维护经济性。基于上述情况,本文对电动汽车充电站数据采集终端的设计进行了研究,通过本地有线网络+无线传输的设计方案实现了电动汽车充电站的数据采集、存储和远程传输。电动汽车数据采集终端由电动汽车数据采集模块、ARM数据处理模块和后台数据远程传输模块组成。充电桩数据采集模块通过CAN通信或RS485通信与充电桩控制器相连,通过通信方式采集充电桩的实时数据,ARM数据处理模块依靠ARM单片机强大的处理能力进行分析,转发和存储不同厂家、不同型号充电桩的数据,可选择有线或无线方式采集数据远程传输到后台主站系统。系统设计结构如图1所示。
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1.1采集充电桩运行状况数据
通过充电桩数据采集终端获取充电桩运行状况数据,包括设备状态、电气信息、故障报警、开关状态、通信信息、温湿度等,测量信息等七类数据,作为充电桩状态评价数据分析、模型构建的依据。采集终端将上述八种数据分为遥测、遥测、模块信息和事务记录四部分。
1.2充电桩数据采集模块的设计
在应用和推广中,采集终端需要与市场上不同厂家的充电设备连接,要求接口的多样性。设计中预留了1RS485接口和2CAN通信接口。这两种通信接口是局域网最常用的通信方式。
1.3 ARM数据处理模块设计
1.3.1 ARM单片机及外围设备选型
系统采用STM32F105RBT6单片机。该控制器的时钟频率高达72mhz,指令吞吐量高达1.25dmips/MHz,数据处理能力强,保证了数据的实时性。
充电桩的数据需要离线缓存一段时间。并根据网络状态进行数据处理,数据处理流程如图2所示。
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1.4后台数据远程模块设计
1.4.1通信接口类型
适应不同的应用环境,采集终端配置RJ454G无线通信接口进行数据远程传输,可根据现场环境选择不同的接口进行通信。采集终端采用全网通最新的4G模块,支持移动、联通、电信三大运营商。
1.4.2通信模块控制定时采集终端与后台的通信
为了保证通信模块的稳定可靠运行,需要对通信模块在通信过程中的特殊过程进行处理。
2.2设备的电源采集终端采用12V电源供电,系统需要为不同的设备提供不同的电源,其中CAN/RS485通信电路采用5V供电,ARM单片机及其外围电路采用3.3v供电,无线通讯模块为3.8V电源供电,电压良好稳定,保证设备在最佳工作环境下运行。