一种物联网充电桩及系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种物联网充电桩及系统，涉及充电桩计量和控制领域；充电桩包括充电装置，充电装置包括N个充电接口和充电板，充电板集成设置有电源电路、电压互感器、N个电流互感器、用于独立计算电能的N块计量芯片、用于独立控制充电的N路继电器控制电路和单片机，电源电路和N个充电接口分别连接电源接口，充电接口连接电压互感器和电流互感器，电压互感器和电流互感器分别连接计量芯片，计量芯片、单片机、继电器控制电路和充电接口依次连接，单片机连接无线通信模块；本实用新型专利技术通过在一个充电桩上设置多路计量芯片和多路继电器控制多路，实现一个充电桩实现多路独立充电计量和独立控制，提高实用性的同时保证充电安全性。

A charging pile and system of Internet of things

【技术实现步骤摘要】
一种物联网充电桩及系统
本技术涉及充电桩充电计量和控制领域，尤其是一种物联网充电桩及系统。
技术介绍
物联网是一个实现电网基础设施、人员及所在环境识别、感知、互联与控制的网络系统。其实质是实现各种信息传感设备与通信信息资源的结合，从而形成具有自我标识、感知和智能处理的物理实体。实体之间的协同和互动，使得有关物体相互感知和反馈控制，形成一个更加智能的电力生产、生活体系。发展和建设足够数量的电动汽车/电动车充电、换电设施是推广电动汽车/电动车的必要条件，电动汽车/电动车的普及有利于缓解目前对石油资源的依赖性，减小燃油汽车尾气等污染物的排放，还可以缓解大气污染，减少温室气体排放。目前我国发展电动汽车/电动车产业具有技术、成本、资源和市场等方面的重大优势，然而目前充电桩的欠缺成为电动汽车/电动车发展的一大桎梏。作为电动汽车/电动车的充电设备，充电桩的设置和建设数量的不足已经严重制约了电动汽车的推广。专利号：CN201720229054.4、专利名称：电动自行车智能充电桩的专利公开了一种充电桩，其包括单片机控制模块以及分别与单片机控制模块电路连接的电能及电参数测量模块、继电器状态检测模块、继电器控制模块、显示模块、充电器接入检测模块、数据存储模块、以太网通信模块以及无线通信模块；利用物联网的技术，通过有线或无线的方式，利用后台软件，进行远程监控，参数修改，把分散的充电插座集中管起来，解决现有充电插座没有进行联网集中管理的局面，让消费者可随时在手机app端查看自己的消费状况及当前充电状态；但上述充电桩的设置为一个充电桩对应一个插座，利用率不高；同时采用单片机根据采样参数计算电能，计量准确度低。因此为适应于物联网时代，亟需一种可以满足多路充电、多路独立计量和多路独立控制的充电桩。
技术实现思路
本技术的目的在于：本技术提供了一种物联网充电桩及系统，解决现有充电桩充电路数单一、计量不精确的问题。本技术采用的技术方案如下：一种物联网充电桩，包括外壳、电源接口、无线通信模块和充电装置，所述充电装置包括N个充电接口和充电板，所述充电板集成设置有电源电路、电压互感器、N个电流互感器、用于独立计算电能的N块计量芯片、用于独立控制充电的N路继电器控制电路和单片机，所述电源电路和N个充电接口分别连接电源接口，所述电源电路为计量芯片、继电器控制电路和单片机供电，所述充电接口连接电压互感器和电流互感器，所述电压互感器和电流互感器分别连接计量芯片，所述计量芯片、单片机、继电器控制电路和充电接口依次连接，所述单片机连接无线通信模块。优选地，所述N取值为8，所述电压互感器、电流互感器和计量芯片的电路连接如下：所述电压互感器接口U41的2接口连接电阻RV1后计量芯片的V2P引脚，U41的1接口连接电阻RV4后接地，电阻RV4还连接电阻RV3，电阻RV3连接U41的2接口，电阻RV1还连接电容CV1后接地；所述电流互感器接口PowerPort2-5的接口对应连接计量芯片的Pout1-Pout8引脚，电源接口PowerPort1的零线、火线对应连接计量芯片的COMMON_N、COMMON_L引脚。优选地，所述计量芯片、单片机和继电器控制电路的连接如下：所述计量芯片的CF1-CF8引脚对应连接单片机的PB0-PB7引脚，计量芯片的OUT1-OUT8引脚对应连接单片机的PB8-PB15引脚，单片机的PB8-PB15引脚对应连接继电器控制电路输入端。优选地，所述继电器控制电路的电路连接如下：光耦合器输入端连接单片机引脚，其输出端连接电阻R12和R13后接地，电阻R12还连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接晶闸管VT1阳极，晶闸管VT1阳极还连接继电器触点端2，晶闸管VT1阴极连接继电器线圈端4，继电器的线圈端5和触点端3分别连接电源接口。优选地，所述电源电路的电路连接如下：电源接口的零线连接GND，电源接口的火线连接电容C1后连接绕线电阻RES，电容C1与串联连接的电阻R2、R3并联连接，绕线电阻RES连接二极管D2阴极和二极管D1阳极，二极管D2阳极连接GND，二极管D1阴极连接可控硅DZ1的阴极，可控硅DZ1的阳极连接GND，电容C4分别与可控硅DZ1和电容C2并联连接，电容C2一端连接稳压芯片U1的输入端，其另一端连接GND，稳压芯片U1的GND端连接GND，稳压芯片U1的输出端输出5V电源，其输出还连接电容C3后连接GND，电容C3与电容CP5并联连接后还并联连接稳压管ZP1，稳压管ZP1阴极连接降压芯片U2的IN端，稳压管ZP1阳极连接降压芯片U2的GND端，降压芯片U2的OUT端连接电容CP3后连接GND，电容CP3与电容CP6并联连接，电容CP3和电容CP6正极输出3.3V电源；所述3.3V电源为继电器控制电路和单片机供电，所述5V电源为计量芯片供电。优选地，所述无线通信模块包括4G模块，所述电源电路连接4G模块，所述4G模块连接单片机。优选地，所述N取值为4或者8或者12。一种物联网充电桩系统，包括多个通过4G模块无线通信的充电桩，所述充电桩包括外壳、电源接口、4G模块和充电装置，所述充电装置包括N个充电接口和充电板，所述充电板集成设置有电源电路、电压互感器、N个电流互感器、用于独立计算电能的N块计量芯片、用于独立控制充电的N路继电器控制电路和单片机，所述电源电路和N个充电接口分别连接电源接口，所述电源电路为计量芯片、4G模块、继电器控制电路和单片机供电，所述充电接口连接电压互感器和电流互感器，所述电压互感器和电流互感器分别连接计量芯片，所述计量芯片、单片机、继电器控制电路和充电接口依次连接，所述单片机连接4G模块。优选地，所述N取值为8，所述电压互感器、电流互感器和计量芯片的电路连接如下：所述电压互感器接口U41的2接口连接电阻RV1后计量芯片的V2P引脚，U41的1接口连接电阻RV4后接地，电阻RV4还连接电阻RV3，电阻RV3连接U41的2接口，电阻RV1还连接电容CV1后接地；所述电流互感器接口PowerPort2-5的接口对应连接计量芯片的Pout1-Pout8引脚，电源接口PowerPort1的零线、火线对应连接计量芯片的COMMON_N、COMMON_L引脚；所述计量芯片、单片机和继电器控制电路的连接如下：所述计量芯片的CF1-CF8引脚对应连接单片机的PB0-PB7引脚，计量芯片的OUT1-OUT8引脚对应连接单片机的PB8-PB15引脚，单片机的PB8-PB15引脚对应连接继电器控制电路输入端；所述继电器控制电路的电路连接如下：光耦合器输入端连接单片机引脚，其输出端连接电阻R12和R13后接地，电阻R12还连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接晶闸管VT1阳极，晶闸管VT1阳极还连接继电器触点端2，晶闸管VT1阴极连接继电器线圈端4，继电器的线圈端5和触点端3分别连接电源接口。优选地，所述电源电路的电路连接如下：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物联网充电桩，包括外壳、电源接口、无线通信模块和充电装置，其特征在于：所述充电装置包括N个充电接口和充电板，所述充电板集成设置有电源电路、电压互感器、N个电流互感器、用于独立计算电能的N块计量芯片、用于独立控制充电的N路继电器控制电路和单片机，所述电源电路和N个充电接口分别连接电源接口，所述电源电路为计量芯片、继电器控制电路和单片机供电，所述充电接口连接电压互感器和电流互感器，所述电压互感器和电流互感器分别连接计量芯片，所述计量芯片、单片机、继电器控制电路和充电接口依次连接，所述单片机连接无线通信模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种物联网充电桩，包括外壳、电源接口、无线通信模块和充电装置，其特征在于：所述充电装置包括N个充电接口和充电板，所述充电板集成设置有电源电路、电压互感器、N个电流互感器、用于独立计算电能的N块计量芯片、用于独立控制充电的N路继电器控制电路和单片机，所述电源电路和N个充电接口分别连接电源接口，所述电源电路为计量芯片、继电器控制电路和单片机供电，所述充电接口连接电压互感器和电流互感器，所述电压互感器和电流互感器分别连接计量芯片，所述计量芯片、单片机、继电器控制电路和充电接口依次连接，所述单片机连接无线通信模块。


2.根据权利要求1所述的一种物联网充电桩，其特征在于：所述N取值为8，所述电压互感器、电流互感器和计量芯片的电路连接如下：
所述电压互感器接口U41的2接口连接电阻RV1后计量芯片的V2P引脚，U41的1接口连接电阻RV4后接地，电阻RV4还连接电阻RV3，电阻RV3连接U41的2接口，电阻RV1还连接电容CV1后接地；
所述电流互感器接口PowerPort2-5的接口对应连接计量芯片的Pout1-Pout8引脚，电源接口PowerPort1的零线、火线对应连接计量芯片的COMMON_N、COMMON_L引脚。


3.根据权利要求2所述的一种物联网充电桩，其特征在于：所述计量芯片、单片机和继电器控制电路的连接如下：所述计量芯片的CF1-CF8引脚对应连接单片机的PB0-PB7引脚，计量芯片的OUT1-OUT8引脚对应连接单片机的PB8-PB15引脚，单片机的PB8-PB15引脚对应连接继电器控制电路输入端。


4.根据权利要求2所述的一种物联网充电桩，其特征在于：所述继电器控制电路的电路连接如下：光耦合器输入端连接单片机引脚，其输出端连接电阻R12和R13后接地，电阻R12还连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接晶闸管VT1阳极，晶闸管VT1阳极还连接继电器触点端2，晶闸管VT1阴极连接继电器线圈端4，继电器的线圈端5和触点端3分别连接电源接口。


5.根据权利要求1所述的一种物联网充电桩，其特征在于：所述电源电路的电路连接如下：
电源接口的零线连接GND，电源接口的火线连接电容C1后连接绕线电阻RES，电容C1与串联连接的电阻R2、R3并联连接，绕线电阻RES连接二极管D2阴极和二极管D1阳极，二极管D2阳极连接GND，二极管D1阴极连接可控硅DZ1的阴极，可控硅DZ1的阳极连接GND，电容C4分别与可控硅DZ1和电容C2并联连接，电容C2一端连接稳压芯片U1的输入端，其另一端连接GND，稳压芯片U1的GND端连接GND，稳压芯片U1的输出端输出5V电源，其输出还连接电容C3后连接GND，电容C3与电容CP5并联连接后还并联连接稳压管ZP1，稳压管ZP1阴极连接降压芯片U2的IN端，稳压管ZP1阳极连接降压芯片U2的GND端，降压芯片U2的OUT端连接电容CP3后连接GND，电容CP3与电容CP6并联连接，电容CP3和电容CP6正极输出3.3V电源；所述3.3V电源为继电器控制电路和单片机供电，所述5V电源为计量芯片供电。


6.根据权利要求1所述的一种物联网充电桩，其特征在于：所述无线通信模块包括4G模块，所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建琴，任兵，施政，罗小春，满江，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司阿坝供电公司，
类型：新型
国别省市：四川;51