用于公共小区的无线载波双网互补的充电桩制造技术

本实用新型专利技术一种用于公共小区的无线载波双网互补的充电桩，包括主控板、开入开出处理模块、量测处理模块、打印模块、智能电表、键盘、CAN数据接口、智能卡读写模块、摄像头、LED显示屏和通讯模块。本实用新型专利技术解决了公共小区内大规模充电桩接入电动汽车后台的问题。通过本实用新型专利技术，充电桩可通过无线、载波两种免费通讯手段与电动汽车后台进行数据交互，减少了高额通讯费，同时有效避免由于周边干扰源或其它同频段无线信号对通讯质量的影响。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
用于公共小区的无线载波双网互补的充电粧
本技术属于电动汽车管理领域，尤其涉及用于公共小区的无线载波双网互补的充电桩。
技术介绍
在新能源政策支持下，预计2015年我国新能源汽车需求量将达97.7万辆，年均增长率216%。国家电网公司计划在2015年前将建设1700个充电站，截至2015年中国将建成2000个充电站，40万个充电桩。电动汽车充电桩分为充电站内桩与站外离散桩两种，尤其是站外离散充电桩，地理布局分散，数量众多。随着电动汽车步入居民家庭，居民小区中的充电桩也会越来越多，目前电动汽车运营管理部门对于此类离散充电桩的管理主要通过GPRS通道实现，虽然GPRS通道比较稳定，但这种方式会导致用于通讯的费用增加。中国专利201020202583.3公开了一种带有无线监控系统的电动汽车充电桩，通过GPRS、CDMA或3G模块实现离散充电桩与后台管理系统的通讯。该专利使用了公共移动网络进行数据传输，每台充电桩要安装一个GPRS/CDMA/3G通讯模块，增加了系统的通讯成本。中国专利201210013267.5公开了一种充电桩的无线采集系统及其通讯方法，中国专利201120174600.1公开了一种带有无线监控终端的电动汽车充电桩，以上两个专利都是通过在802.lln/WIFI技术实现了对充电桩的无线数据采集，这种技术需要WIFI路由器配合完成数据通信。目前采用WIFI技术进行充电桩管理存在两个弊端:一是无法中继路由，只能在路由器信号覆盖范围内实现数据通信，距离只有几十到一百米左右；二是由于路由器本身的设备性能及带宽的限制，一般只能接入十几个WIFI终端，无法满足实际应用时的需求。中国专利201210085959.0公开了一种电动汽车离散充电桩数据采集系统，通过Zigbee主模块与离散充电桩上安装的子模块建立Zigbee网络，实现数据通信。但Zigbee技术传输距离只有10?100米，同时在周围出现无线干扰时，Zigbee的通讯会受到极大影响。中国专利201110071414.X公开了一种利用电力线载波通信的电动汽车自动充电装置及方法，通过电力线载波通信技术，实现对电动汽车自动充电装置的数据传输。该专利技术虽然可以解决信号覆盖范围有限的问题，但对于公共小区中，由于各种电器电子设备的使用，使得电力线路中存在各种谐波、扰动，导致电力载波信号误码增多，对通讯质量影响很大。以上现有技术虽取得了一定成果，但存在传输距离短、系统可接入充电桩数量少、信号覆盖范围以外无法正常通讯、无法应对无线信号干扰、无法避免线路干扰等弊端，无法满足电动汽车大规模推广时充电桩管理的需求。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决上述问题，提供了一种用于公共小区的无线载波双网互补的充电桩，解决公共小区内大规模充电桩接入电动汽车后台的问题。通过该技术，充电桩可通过无线、载波两种免费通讯手段与电动汽车后台进行数据交互，减少了高额通讯费，同时有效避免由于周边干扰源或其它同频段无线信号对通讯质量的影响。为实现上述目的，本技术的技术方案如下:一种用于公共小区的无线载波双网互补的充电桩，包括主控板、开入开出处理模块、量测处理模块、打印模块、智能电表、键盘、CAN数据接口、智能卡读写模块、摄像头、LED显示屏和通讯模块。所述主控板，用于连接开入开出处理模块、量测处理模块、打印模块、智能电表、键盘、CAN数据接口、智能卡读写模块、摄像头、LED显示屏和通讯模块，实现对开入开出模块、量测处理模块、智能电表、键盘、智能卡读写模块、摄像头的数据采集，对开入开出处理模块、打印模块、LED显示屏的控制，并通过CAN数据接口实现与其它CAN总线设备的数据交互，通过通讯模块实现与其它充电桩和小区数据集中管理单元之间的数据传递。。所述开入开出处理模块与电源开关连接，采集电源开关状态并控制电源开关进行分合；所述量测处理模块与互感模块连接，采集互感模块数据；所述打印模块完成充电票据的打印功能；所述智能电表完成对充电电量的计量功能；所述键盘接收用户下发的指令；所述CAN数据接口用于获取测量数据；所述智能卡读写模块进行智能充电卡的读写；所述摄像头完成对充电过程和充电人员的监控。所述通讯模块连接主控板，用于完成充电桩与其它充电桩以及小区数据集中管理单元之间的数据传递。作为本技术的进一步改进，所述通讯模块包括微处理模块、微功率无线模块、载波通讯模块、滤波模块。微处理模块连接微功率无线模块、载波通讯模块和主控板，响应主控板指令，向微功率无线模块和载波通讯模块下发通讯指令和数据，并同时接收微功率无线模块和载波通讯模块的数据，将数据转送至主控板。正常情况下，微处理模块以微功率无线模块通讯为主，载波通讯模块的数据作为备用数据和校验。当周围出现干扰或其它因素影响，导致通过微功率无线模块无法正常进行数据传输时，通讯模块则转由载波通讯模块为主进行数据交互，直至微功率无线模块恢复正常通讯。所述微功率无线模块，与微处理模块连接，使用微功率无线方式完成充电桩与其它充电桩以及小区数据集中管理单元之间的数据传递。所述微功率无线模块采用国家无线电委员会要求的470mHz?490mHz无线工作频率，采用前向纠错信道编码技术，空中传输速率可达100Kbps，开阔地无中继可靠传输距离可达1500米。所述微功率无线模块支持无线自组网，可在无人工干预的情况下完成公共小区内所有充电桩的通讯网络组织。所述微功率无线模块两两之间可进行数据交互，支持数据传递，以此实现数据多级中继，可通过一级级传递的方式，将数据传送至最终目的地。所述微功率无线模块可实现无线频段自动跳频功能，当公共小区周围出现其它小区充电桩的微功率无线信号时，微功率无线模块可通过自动跳频功能，更换通讯频率，避开与其它小区无线信号的冲突。所述微功率无线模块可实现在功率许可范围内自动调整，当与周围其他微功率无线模块之间的无线信号较弱时，自动增强发射功率，加强信号，提供通信可靠性；当与周围其他微功率无线模块之间的无线信号较强时，在保证通讯成功率的前提下自动减小发射功率，降低电能损耗。所述载波通讯模块与微处理模块、滤波模块连接，接受微处理模块的指令并将接收到的数据返回至微处理模块；所述滤波模块，与载波通讯模块连接，用于完成载波通讯中的干扰信号的过滤功倉泛。所述滤波模块包括发送有源滤波器、发送无源滤波器、接收无源滤波器，数据发送时有源滤波器完成对通信信号的有源滤波和功放放大，再经发送无源滤波器耦合到电力线进行信号传输；数据接收时，通信信号经过接收无源滤波器后送入微处理器。本技术的有益效果:I)充电桩中使用微功率无线模块进行通讯，降低了每台充电桩的通讯费，节省了整个电动汽车运营网络中用于通讯的开支，减少了直接接入电动汽车运营管理系统后台的通讯链接，提高了系统后台的运行速度。2)微功率无线信号覆盖范围广，具有自动跳频功能，并可以根据通讯信号的质量调整发射功率，适应性强，信号稳定性高。载波通道增加了滤波模块，减少了电力线路中的干扰，增强了载波信号的抗干扰能力，降低了信号的误码率。3)微功率无线与载波双通道同时工作，互为校验，保证了充电桩的通讯可靠性，提高了通讯准确性。4)充电桩应用微功率无线与载波双通道，模块化应用，不需要通讯线路的铺设，安装本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于公共小区的无线载波双网互补的充电桩，其特征是，包括主控板、开入开出处理模块、量测处理模块、打印模块、智能电表、键盘、CAN数据接口、智能卡读写模块、摄像头、LED显示屏和通讯模块；所述主控板，用于连接开入开出处理模块、量测处理模块、打印模块、智能电表、键盘、CAN数据接口、智能卡读写模块、摄像头、LED显示屏和通讯模块，实现对开入开出模块、量测处理模块、智能电表、键盘、智能卡读写模块、摄像头的数据采集，对开入开出处理模块、打印模块、LED显示屏的控制，并通过CAN数据接口实现与其它CAN总线设备的数据交互，通过通讯模块实现与其它充电桩和小区数据集中管理单元之间的数据传递；所述开入开出处理模块与电源开关连接，采集电源开关状态并控制电源开关进行分合；所述量测处理模块与互感模块连接，采集互感模块数据；所述打印模块完成充电票据的打印功能；所述智能电表完成对充电电量的计量功能；所述键盘接收用户下发的指令；所述CAN数据接口，获取测量数据；所述智能卡读写模块进行智能充电卡的读写；所述摄像头完成对充电过程和充电人员的监控；所述通讯模块，连接主控板，用于完成充电桩与其它充电桩以及小区数据集中管理单元之间的数据传递。...

【技术特征摘要】
1.用于公共小区的无线载波双网互补的充电桩，其特征是，包括主控板、开入开出处理模块、量测处理模块、打印模块、智能电表、键盘、CAN数据接口、智能卡读写模块、摄像头、LED显示屏和通讯模块； 所述主控板，用于连接开入开出处理模块、量测处理模块、打印模块、智能电表、键盘、CAN数据接口、智能卡读写模块、摄像头、LED显示屏和通讯模块，实现对开入开出模块、量测处理模块、智能电表、键盘、智能卡读写模块、摄像头的数据采集，对开入开出处理模块、打印模块、LED显示屏的控制，并通过CAN数据接口实现与其它CAN总线设备的数据交互，通过通讯模块实现与其它充电桩和小区数据集中管理单元之间的数据传递； 所述开入开出处理模块与电源开关连接，采集电源开关状态并控制电源开关进行分合；所述量测处理模块与互感模块连接，采集互感模块数据；所述打印模块完成充电票据的打印功能；所述智能电表完成对充电电量的计量功能；所述键盘接收用户下发的指令；所述CAN数据接口，获取测量数据；所述智能卡读写模块进行智能充电卡的读写；所述摄像头完成对充电过程和充电人员的监控； 所述通讯模块，连接主控板，用于完成充电桩与其它充电桩以及小区数据集中管理单元之间的数据传递。2.如权利要求1所述的用于公共小区的无线载波双网互补的充电桩，其特征是，所述通讯模块包括微处理模块、微功率无线模块、载波通讯模块、滤波模块； 微处理模块响应主控板指令，向微功率无线模块和载波通讯模块下发通讯指令和数据，并同时接收微功率无线模块和载波通讯模块的数据，将数据转送至主控板； 所述微功率无线模块，与微处理模块连接，使用微功率无线方式完成充电桩与其它充电桩...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁弘，张秉良，刘海波，李建祥，韩元凯，
申请(专利权)人：国家电网公司， 国网山东省电力公司电力科学研究院， 山东鲁能智能技术有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37