一种基于WSN的分散式交流充电桩监测系统技术方案

一种基于WSN的分散式交流充电桩监测系统，它涉及一种充电桩监测系统技术领域。所述若干个监测节点与网关连接，网关与信号塔连接，信号塔与路由器连接，路由器与上位机连接，上位机与WEB服务器连接；所述监测节点包含采样单元、处理器模块、组网通信模块，采样单元与处理器模块连接，处理器模块与组网通信模块连接；所述网关包含通信模块、核心控制器、GPRS模块，通信模块与核心控制器连接，核心控制器与GPRS模块连接。采用上述技术方案后，本实用新型专利技术有益效果为：实现了在上位机端显示充电桩充电状态和用户信息，达到远程监测管理的目的；在很大程度上降低了系统硬件成本；解决了数据无线传输问题，减少工作人员的工作量，提高了监测管理的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于WSN的分散式交流充电桩监测系统
本技术涉及充电桩监测系统
，具体涉及一种基于WSN的分散式交流充电桩监测系统。
技术介绍
电动汽车作为新能源时代下的产物，不仅能有效改善环境污染，解决能源短缺的问题，而且符合我国可持续发展战略的方针。工信部披露的《中国制造2025》明确指出纯电动和插电式混合动力汽车、燃料电池汽车、节能汽车、智能互联汽车是国内未来重点发展的方向。由于电动汽车的充电过程无法在很短时间内完成，大量分散式充电设施的建立是不可或缺的。传统的充电桩系统监测是基于有线的数据采集技术，增加了布线成本。而且不同充电桩采用不同协议的通信标准，缺少一个兼容性高综合性强的监管系统，增大了充电桩系统日常监测管理的难度，在一定程度上阻碍了电动汽车的发展。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种基于WSN的分散式交流充电桩监测系统，实现了在上位机端显示充电桩充电状态和用户信息，达到远程监测管理的目的；降低了系统的布线成本及充电桩的使用成本，减少充电桩之间的干扰，解决了数据无线传输问题，可以帮助用户实时掌握充电信息，发现设备隐患，减少工作人员的工作量，提高了监测管理的效率，提高了充电桩运营的实时性与便捷性。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案是：它包含监测节点1、网关2、信号塔3、路由器4、上位机5、WEB服务器6，所述若干个监测节点1与网关2连接，网关2与信号塔3连接，信号塔3与路由器4连接，路由器4与上位机5连接，上位机5与WEB服务器6连接；所述监测节点1包含采样单元11、处理器模块12、组网通信模块13，采样单元11与处理器模块12连接，处理器模块12与组网通信模块13连接；所述网关2包含通信模块21、核心控制器22、GPRS模块23，通信模块21与核心控制器22连接，核心控制器22与GPRS模块23连接；所述上位机5包含电能计量模块51、人机交互模块52、电气接口53、电气保护54、电源模块55，电源模块55与网关2连接。所述采样单元11包含电能采样电路111、电压采样电路112、电流采样电路113、温度采样电路114。所述处理器模块12包含串口接口电路121、处理器122、射频模块123，串口接口电路121与处理器122连接，处理器122与射频模块123连接。所述组网通信模块13为ZigBee通信模块。所述电能计量模块51有固定时间、固定电量、固定金额和自动充满四种模式，电能计量模块51采用单相电子式EM-300型智能电表。所述人机交互模块52包含触摸屏521、打印机522、指示灯523，触摸屏521采用LCD触摸屏。所述电气保护54为交流输入过/欠压保护，泄放电路，过温保护，漏电保护，短路保护，防雷保护，电池反接保护的电路保护。本技术的工作原理：根据充电桩的功能需求分析，监测管理系统，以嵌入式控制模块为控制处理单元，实现数据运算与程序控制；外设人机交互模块，完成充电电量的计量以及消费结算；通过网关将ZigBee节点采集数据传送到上位机，实现远程实时监测管理。采用上述技术方案后，本技术有益效果为：无线传感网络的搭建与应用，实现了在上位机端显示充电桩充电状态和用户信息，达到远程监测管理的目的；降低了系统的布线成本及充电桩的使用成本，减少充电桩之间的干扰，在很大程度上降低了系统硬件成本；可靠的通信方式以及良好的人机交互界面，解决了数据无线传输问题，可以帮助用户实时掌握充电信息，发现设备隐患，减少工作人员的工作量，提高了监测管理的效率，提高了充电桩运营的实时性与便捷性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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技术的一些实施例，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他的附图。图1是本技术的结构示意图；图2是本技术监测节点1的结构示意图；图3是本技术网关2的结构示意图；图4是本技术上位机5的结构示意图；图5是本技术人机交互模块52的结构示意图。附图标记说明：监测节点1、网关2、信号塔3、路由器4、上位机5、WEB服务器6、采样单元11、处理器模块12、组网通信模块13、电能采样电路111、电压采样电路112、电流采样电路113、温度采样电路114、串口接口电路121、处理器122、射频模块123、通信模块21、核心控制器22、GPRS模块23、电能计量模块51、人机交互模块52、电气接口53、电气保护54、电源模块55、触摸屏521、打印机522、指示灯523。具体实施方式参看图1-图5所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包含监测节点1、网关2、信号塔3、路由器4、上位机5、WEB服务器6，所述若干个监测节点1与网关2连接，网关2与信号塔3连接，信号塔3与路由器4连接，路由器4与上位机5连接，上位机5与WEB服务器6连接；所述监测节点1包含采样单元11、处理器模块12、组网通信模块13，采样单元11与处理器模块12连接，处理器模块12与组网通信模块13连接；监测节点是充电桩系统最重要的部分，本文设计的监测节点主要由采样单元、处理器模块和组网通信模块组成，负责充电桩数据的采集、处理和发送。所述网关2包含通信模块21、核心控制器22、GPRS模块23，通信模块21与核心控制器22连接，核心控制器22与GPRS模块23连接；通信模块21负责网络的组建与数据的传输，核心控制器22负责对接收到的数据进行处理，GPRS模块23采用移动通信网络将数据发送给远程监测中心，核心控制器22采用ST公司的STM32F10XZET6芯片。所述上位机5包含电能计量模块51、人机交互模块52、电气接口53、电气保护54、电源模块55，电源模块55与网关2连接。所述采样单元11包含电能采样电路111、电压采样电路112、电流采样电路113、温度采样电路114。电能采样部分需用计量芯片CS5464，利用霍尔传感器和采样电路采样电压、电压信号。信号经滤波和调理电路后，以差模电压形式把信号传送到CS5464内，然后传输到控制中心；电压采样选用LCTV31CE型电压互感器，将一次侧接在220V电压上，并串联一个110的电阻，确保电压互感器输出比为2mA/2mA；电流采样选用LCTA2DCC型电流互感器，通过电流互感差分方式完成采样，温度是充电过程中不可忽视的因素；在充电桩充电过程中，其充电电流较大，可能会产生大量的热能，所以需要实时监测充电桩的桩体温度；本文选择Dallas公司的DS18B20温度传感器，输出无数字信号，无需进行数字化转换。所述处理器模块12包含串口接口电路121、处理器122、射频模块123，串口接口电路121与处理器122连接，处理器122与射频模块123连接。所述组网通信模块13为ZigBee通信模块。组网通信模块采用低功耗的ZigBee通信模块。所述电能计量模块51有固定时间、固定电量、固定金额和自动充满四种模式，电能计量模块51采用单相电子式EM-300型智能电表。所述人机交互模块52包含触摸屏521、打印机522、指示灯523，触摸屏521采用LCD触摸屏。触本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于WSN的分散式交流充电桩监测系统，其特征在于：它包含监测节点(1)、网关(2)、信号塔(3)、路由器(4)、上位机(5)、WEB服务器(6)，所述若干个监测节点(1)与网关(2)连接，网关(2)与信号塔(3)连接，信号塔(3)与路由器(4)连接，路由器(4)与上位机(5)连接，上位机(5)与WEB服务器(6)连接；所述监测节点(1)包含采样单元(11)、处理器模块(12)、组网通信模块(13)，采样单元(11)与处理器模块(12)连接，处理器模块(12)与组网通信模块(13)连接；所述网关(2)包含通信模块(21)、核心控制器(22)、GPRS模块(23)，通信模块(21)与核心控制器(22)连接，核心控制器(22)与GPRS模块(23)连接；所述上位机(5)包含电能计量模块(51)、人机交互模块(52)、电气接口(53)、电气保护(54)、电源模块(55)，电源模块(55)与网关(2)连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于WSN的分散式交流充电桩监测系统，其特征在于：它包含监测节点(1)、网关(2)、信号塔(3)、路由器(4)、上位机(5)、WEB服务器(6)，所述若干个监测节点(1)与网关(2)连接，网关(2)与信号塔(3)连接，信号塔(3)与路由器(4)连接，路由器(4)与上位机(5)连接，上位机(5)与WEB服务器(6)连接；所述监测节点(1)包含采样单元(11)、处理器模块(12)、组网通信模块(13)，采样单元(11)与处理器模块(12)连接，处理器模块(12)与组网通信模块(13)连接；所述网关(2)包含通信模块(21)、核心控制器(22)、GPRS模块(23)，通信模块(21)与核心控制器(22)连接，核心控制器(22)与GPRS模块(23)连接；所述上位机(5)包含电能计量模块(51)、人机交互模块(52)、电气接口(53)、电气保护(54)、电源模块(55)，电源模块(55)与网关(2)连接。2.根据权利要求1所述的一种基于WSN的分散式交流充电桩监测系统，其特征在于：所述采样单元(11)包含电能采样电路(111)、电压采样电路(112)、电流采样电路(113)、温度采...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞阿龙，范广济，戴金桥，
申请(专利权)人：淮阴师范学院，
类型：新型
国别省市：江苏,32