一种充电桩计量系统技术方案

本发明专利技术公开了电力计量领域的一种充电桩计量系统，旨在解决现有技术中充电桩数量众多且离散分布，使用3G/4G、GPRS、光纤电缆通信的建造和维护成本高的技术问题。一种充电桩计量系统，包括终端节点，终端节点采集充电桩的数据，并通过无线通信网络上传给协调器节点，协调器节点与上位机连接，并将接收到的数据传送给上位机；上位机将指令通过协调器节点发送给终端节点，终端节点执行上位机的指令。本发明专利技术提供的一种充电桩计量系统，可同时对停车场内数量众多的充电桩进行计量和控制；不仅省去了布线的繁琐，减少了通信成本，而且改造容易、扩展性强、维护方便，适用范围更加广泛。

A Measuring System for Charging Piles

【技术实现步骤摘要】
一种充电桩计量系统
本专利技术属于电力计量
，具体涉及一种充电桩计量系统。
技术介绍
随着能源危机和环境污染问题的日益加剧，电动汽车作为绿色交通工具成为当今世界的必然选择，充电桩是电动汽车蓄电池的主要充电设备。为了使电动汽车产业快速的发展，不仅需要充电桩提供方便的、安全的充电服务，而且还需要充分利用现代化的科学技术和科学管理方法，来构建出高效、完善的充电运营系统，因此，需要对充电桩进行计量。电动汽车停车场内的充电桩数量众多，目前很多无线通信模块采用GPRS模块或3G/4G模块，由于数量众多的电动汽车充电桩需要支付通信费用，造成一定的经济压力。但全部采用光线电缆的方式又面临着无法满足充电桩离散分布的便捷建造与维护。ZigBee组建的星型网络拓扑结构，通过无线通信网络可以实现同时对众多充电桩数据的计量和控制，其可靠性高，其延时短、功耗低、复杂度低、成本低，有效的通信距离在五到三百米之间，适合应用于停车场充电桩这种数据传输量小且距离短的场合，能有效降低通信成本和提高后期的扩展与维护。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种充电桩计量系统，以解决现有技术中充电桩数量众多且离散分布，使用3G/4G、GPRS、光纤电缆通信的建造和维护成本高的技术问题。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种充电桩计量系统，包括终端节点，终端节点采集充电桩的数据，并通过无线通信网络上传给协调器节点，协调器节点与上位机连接，并将接收到的数据传送给上位机；上位机将指令通过协调器节点发送给终端节点，终端节点执行上位机的指令。一台上位机与一个协调器节点连接；一个协调器节点通过无线通信网络与多个终端节点进行通信；一个终端节点与一个充电桩连接。所述上位机通过因特网实现数据共享。所述协调器节点与上位机通过串口连接；终端节点与充电桩通过串口连接。所述终端节点将接收到的计量指令数据包转换成标准的Modbus数据帧。所述上位机根据读取值与实际值之间的对应关系，计算出实际数据，存入数据库。所述充电桩内设有通过终端节点控制的继电器。所述协调器节点、终端节点采用CC2530芯片。所述协调器节点、终端节点通过CCDebug仿真器下载组网程序。所述无线通信网络是基于ZigBee组建的星型网络拓扑结构。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：本专利技术提供的一种充电桩计量系统，可同时对停车场内数量众多的充电桩进行计量和控制；不仅省去了布线的繁琐，减少了通信成本，而且改造容易、扩展性强、维护方便，适用范围更加广泛。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种充电桩计量系统示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1所示，一种充电桩计量系统，包括计量管理的上位机，ZigBee组建的无线通信网络，充电桩；计量装置为多个充电桩通过ZigBee组建的无线通信网络组成星型网络拓扑结构；星型网络拓扑结构组成包括一个协调器节点与多个终端节点，协调器与上位机连接，组建网络、上传终端节点采集的数据和下发上位机指令，终端节点与充电桩连接，采集充电桩数据上传给协调器并执行上位机指令。充电桩数量有1到n个，每个充电桩与一个ZigBee终端节点相连，终端节点与协调器节点组成星型网络结构，这样的设计使得对每个充电桩可同时或单独计量。计量管理的上位机发出指令后，通过串口由协调器节点通过星型网络下发给终端节点，终端节点收到指令后将充电桩的计量数据上传，因为采用了星型网络结构，这样就达到了对n个充电桩同时或独立进行计量的目的。为了便于充电桩计量，计量管理的上位机可通过因特网实现数据共享，计量管理的上位机与星型网络拓扑结构之间设有一个协调器节点，充电桩数量有一到n个，各个充电桩之间采用星型网络拓扑结构，星型网络拓扑结构与充电桩之间设有一个终端节点，星型网络拓扑结构组成包括，一个协调器节点组建的网络里含有n个终端节点。协调器节点模块与计量管理的上位机通过串口连接，协调器节点功能有：定义信道、网络标示符、响应终端节点的加入网络请求及绑定、分配网络地址等，接收终端节点传来的数据并上传给上位机，同时接收上位机的命令发送给终端节点。终端节点模块与充电桩通过串口连接，终端节点功能有：对用户身份信息采集和智能仪表数据采集并进行无线传输同时可接收上位机的指令实现对控制单元的控制。实现读卡器采集用户身份信息并通过控制继电器实现充电和停止充电的功能，读取智能仪表上采集的的电压、电流和电量等数据。针对其中一个充电桩，当充电桩运行时，计量管理的上位机对其下发计量指令，协调器节点收到指令后下发给终端节点，终端节点收到协调器节点发来的计量指令后，首先要初始化命令帧，将接收到的数据包中的协议参数重新封装成标准的Modbus数据帧才能与智能仪表之间进行数据传输。终端节点在成功收到传来的响应帧之后，就会对其按照协议进行解析，首先在接收到的缓冲区中读取应答帧，从应答帧中提取出地址位、功能码和CRC校验码，进而对其判断，当地址位、功能码以及校验码都确定没有错误时，表示接收到的是正确的数据帧，在其数据位中提取出要采集的信息采集成功后，通过CC2530将数据无线传输到协调器节点，协调器收到计量的数据后将读取到十六进制数转换为十进制数，根据计量管理的上位机配置的读取值与实际值之间的对应关系，计算出实际数据，存入数据库。实现上位机实时监测和操作控制充电桩的运行状态。充电桩计量的具体实施步骤为：a、检查计量管理的上位机与协调器节点、终端节点与充电桩之间的串口接线是否正确、接触是否良好，充电桩地线是否完全接好；b、根据ZigBee协调器节点模块、终端节点模块功能的不同，将编译好的组网程序使用CCDebug仿真器分别下载到调器节点、终端节点中，实现交互，建立ZigBee星型网络；c、先对一个充电桩投入使用，当有充电行为时，终端节点将充电桩内的IC读卡器信息无线发送给协调器，协调器将终端节点上传来的数据接收处理后转发给计量管理的上位机；d、上位机审核通过后，下发充电指令，协调器将指令下发给终端节点，终端节点收到指令后将充电插头锁死后把充电开关打开，保证充电安全，并将智能仪表数据进行实时计量，上传给协调器；e、上位机将接收到的数据存入到数据库中，能够实时显示计量到的数据，进而对充电桩的运行状态进行管理；f、充电桩充电完成后，计量管理的上位机下发停止充电指令，终端节点收到指令后，将充电桩充电开关断开后把充电插头解锁。本专利技术提供的一种充电桩计量系统，可同时对停车场内众多数量的充电桩进行计量和控制的装置；不仅省去了布线的繁琐，减少了通信成本，而且改造容易、扩展性强、维护方便，适用范围更加广泛。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种充电桩计量系统，其特征是，包括终端节点，终端节点采集充电桩的数据，并通过无线通信网络上传给协调器节点，协调器节点与上位机连接，并将接收到的数据传送给上位机；上位机将指令通过协调器节点发送给终端节点，终端节点执行上位机的指令。

【技术特征摘要】
1.一种充电桩计量系统，其特征是，包括终端节点，终端节点采集充电桩的数据，并通过无线通信网络上传给协调器节点，协调器节点与上位机连接，并将接收到的数据传送给上位机；上位机将指令通过协调器节点发送给终端节点，终端节点执行上位机的指令。2.根据权利要求1所述的充电桩计量系统，其特征是，一台上位机与一个协调器节点连接；一个协调器节点通过无线通信网络与多个终端节点进行通信；一个终端节点与一个充电桩连接。3.根据权利要求1所述的充电桩计量系统，其特征是，所述上位机通过因特网实现数据共享。4.根据权利要求1所述的充电桩计量系统，其特征是，所述协调器节点与上位机通过串口连接；终端节点与充电桩通过串口连接。5.根据权利要求1所述的充...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明亮，汪海波，张玲，胡冠，洪深，陈勇，
申请(专利权)人：国网电科院检测认证技术有限公司，国网电力科学研究院有限公司，南瑞集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32