充电桩用通信数据无线监测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种充电桩用通信数据无线监测方法及系统，该监测方法包括：接收CAN总线辐射出的电磁信号；对电磁信号进行模数转换，以获得数字化的待处理信号；按时序对待处理信号中采样数据的信号幅值进行检测；当检测到任一采样数据的信号幅值超过阈值时，将该采样数据的电平状态进行翻转处理，以获得特征数据；在相邻两特征数据之间填充相应数量的跟随数据，以获得包括特征数据和跟随数据的监测信号；基于CAN总线数据帧传输结构，对监测信号进行帧解析，以获得通信数据。通过上述监测方法进行充电桩通信数据的检测，检测成本低，而且，可避免对数据的重复检测，检测速度快、准确率高。高。高。

【技术实现步骤摘要】
充电桩用通信数据无线监测方法及系统


[0001]本专利技术涉及通信数据监测
，尤其涉及一种充电桩用通信数据无线监测方法及系统。

技术介绍

[0002]随着电动汽车的不断普及，电动汽车充电的安全问题越发受到重视。目前，由于电动汽车充电依据的标准《GB/T 27930
‑
2015电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议》并未考虑信息安全问题，面临潜在的网络安全风险，因此，需要对充电桩与车辆之间通信的安全性进行测评。而在现有的车桩通信安全性检测中，需要使用独立于充电桩和车辆之外的中继设备来采集通信数据，具体地，中继设备通过通信转接系统分别与充电桩上和车辆上BMS系统的通信端连接，以接收充电过程中充电桩与车辆之间的通信数据，进而对接收到的通信数据进行测评。对于这种测评方式，受限于独立于充电桩的中继设备的设置，需要对与充电桩连接的充电枪结构进行改进，还要布置中继通信线路。对此，对未配置中继通信系统的充电桩来说，无法对其通信数据进行检测，而要为充电桩配置中继通信系统又会提升充电桩的成本。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种可对不具有中继通信功能的充电桩进行通信数据获取的充电桩用通信数据无线监测方法及系统。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术公开了一种充电桩用通信数据无线监测方法，用于充电桩和待充电车辆之间通信数据的获取，所述充电桩基于CAN总线与待充电车辆通信，所述监测方法包括：
[0005]接收感应式电磁探头探测到的所述CAN总线辐射出的电磁信号；
[0006]对所述电磁信号进行模数转换，以获得数字化的待处理信号；
[0007]按时序对所述待处理信号中采样数据的信号幅值进行检测；
[0008]当检测到任一所述采样数据的信号幅值正向超过预设的正向阈值或反向超过预设的反向阈值时，将该采样数据的电平状态进行翻转处理，以获得特征数据；
[0009]根据相邻两所述特征数据之间的时间长度，在相邻两所述特征数据之间填充相应数量的跟随数据，所述跟随数据的电平状态跟随前一所述特征数据的电平状态，以获得包括所述特征数据和所述跟随数据的监测信号；
[0010]且，在当前时刻检测到所述特征数据时，在预设时长T内停止对相应的采样数据的信号幅值的检测，1/5C＜T＜1/2C，其中，C为所述CAN总线的通信数据传输周期；
[0011]基于CAN总线数据帧传输结构，对所述监测信号进行帧解析，以获得通信数据。
[0012]较佳地，2.根据权利要求1所述的充电桩用通信数据无线监测方法，其特征在于，T＝1/4C。
[0013]较佳地，当检测到任一所述采样数据的信号幅值正向超过预设的正向阈值或反向
超过预设的反向阈值时，还记录当前时刻所述采样数据的幅值方向，并与保存的上一所述采样数据的幅值方向做异或运算，当运算结果为1时，则翻转当前所述采样数据的电平状态，以获得所述特征数据，当运算结果为0时，则保持当前所述采样数据的电平状态，以获得所述特征数据。
[0014]较佳地，在所述监测信号中，当连续出现五个相同电平状态的数据时，在下一数据位插入一与前五个数据的电平状态相反的数据。
[0015]较佳地，采用RC滤波器滤除所述电磁信号中的低频干扰信号。
[0016]较佳地，采用集成运算放大器对所述电磁信号进行放大处理。
[0017]本专利技术还公开一种充电桩用通信数据无线监测系统，用于充电桩和待充电车辆之间通信数据的获取，所述充电桩基于CAN总线与待充电车辆通信，其特征在于，所述监测系统基于上述的充电桩用通信数据无线方法工作。
[0018]本专利技术还公开另一种充电桩用通信数据无线监测系统，其包括：
[0019]一个或多个处理器；
[0020]存储器；
[0021]以及一个或多个程序，其中一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行如上所述的充电桩用通信数据无线监测方法的指令。
[0022]本专利技术还公开一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以完成如上所述的充电桩用通信数据无线监测方法。
[0023]与现有技术相比，本专利技术上述技术方案公开的通信数据无线监测方法，基于通信传输线缆中不同数据传输行为泄漏的电磁信号表现出不同的特征，通过分析采集到的CAN总线辐射出的电磁信号推断出CAN总线传输的数据内容，从而通过非物理接触改造充电线的方式获取充电桩与待充电车辆之间的通信数据，以分析其是否符合标准规范；而且，当检测到每一采样信号的电平状态有变化(也即检测到特征数据)时，在预设时长内停止检测，以避免单个数据被重复检测，从而不但有效提升对电磁信号的解析速度，而且还能提升解析准确率。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例中监测方法实施流程图。
[0025]图2为采集到的CAN总线辐射的一段电磁信号波形图。
[0026]图3为本专利技术实施例中与CAN总线传输的一数据帧相对应的电磁信号波形图。
具体实施方式
[0027]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
[0028]本实施例公开一种充电桩用通信数据无线监测方法，用于在充电桩和待充电车辆之间进行通信时，以无线接触的方式获取通信数据，充电桩基于CAN总线与待充电车辆通信。在本实施例中，通过该监测方法，可对任何基于CAN总线通信的充电桩进行通信数据的获取，无需对充电桩的电路结构进行改进，更无需铺设通信电缆。
[0029]本实施例中，基于CAN总线泄漏的电磁信号提取通信数据的基本原理为：
[0030]GB/T 27930
‑
2015规定充电桩与待充电车辆采用CAN协议进行通讯。CAN信号是一种数字差分信号，使用一对差分信号线传输，规定两线压差大于0.9V时为显性电平，小于0.5V为隐形电平，显性电平用逻辑“0”表示，隐性电平用逻辑“1”表示。
[0031]若需改变CAN总线电平状态，必然要改变CAN总线上的电势，因此也会不可避免地在CAN总线上产生电流，由Maxwell方程组可知，CAN总线会向周围辐射电磁波，而CAN总线上不同的传输数据会产生不同的电压电流变化，这就会造成泄漏的电磁信号出现不同的特征。
[0032]具体地，当CAN总线处于空闲状态时，泄漏的电磁信号为较为稳定的纹波，如图2中的A、C两部分，总体看来像一条直线。只有当传输的数据变化时(例如，前一传输的数据为0，后一传输的数据为1)才会出现较为明显的电磁波波形，也即在电磁波上出现尖脉冲，如图2中的B、两部分。因此，当电磁波的波形图上出现尖脉冲意味着CAN总线传输的电平发生了变化，即发生了0/1翻转，而两尖脉冲之间的纹波信号所对应的数据的电平状态与前一尖脉冲所对应的数据的电平状态相同。
[0033]因此，仅通过探测CAN总线周围的电磁波只能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种充电桩用通信数据无线监测方法，用于充电桩和待充电车辆之间通信数据的获取，所述充电桩基于CAN总线与待充电车辆通信，其特征在于，所述监测方法包括：接收感应式电磁探头探测到的所述CAN总线辐射出的电磁信号；对所述电磁信号进行模数转换，以获得数字化的待处理信号；按时序对所述待处理信号中采样数据的信号幅值进行检测；当检测到任一所述采样数据的信号幅值正向超过预设的正向阈值或反向超过预设的反向阈值时，将该采样数据的电平状态进行翻转处理，以获得特征数据；根据相邻两所述特征数据之间的时间长度，在相邻两所述特征数据之间填充相应数量的跟随数据，所述跟随数据的电平状态跟随前一所述特征数据的电平状态，以获得包括所述特征数据和所述跟随数据的监测信号；且，在当前时刻检测到所述特征数据时，在预设时长T内停止对相应的采样数据的信号幅值的检测，1/5C＜T＜1/2C，其中，C为所述CAN总线的通信数据传输周期；基于CAN总线数据帧传输结构，对所述监测信号进行帧解析，以获得通信数据。2.根据权利要求1所述的充电桩用通信数据无线监测方法，其特征在于，T＝1/4C。3.根据权利要求1所述的充电桩用通信数据无线监测方法，其特征在于，当检测到任一所述采样数据的信号幅值正向超过预设的正向阈值或反向超过预设的反向阈值时，还记录当前时刻所述采样数据的幅值方向，并与保存的上一所述采样数据的幅值方向做异或运...

【专利技术属性】
技术研发人员：万振华，张海春，
申请(专利权)人：开源网安物联网技术武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：