一種充電樁系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種充電樁系統，通過在充電樁上配置無線微功率模塊，無需配置遠程通信模塊，作為充電樁終端，并且通信區內選取一臺充電樁配置無線微功率模塊和遠程通信模塊作為充電樁子站，采用無線微功率模塊進行通訊，降低了通訊成本，而且無線微功率信號覆蓋范圍廣，可以根據通訊信號的質量調整發射功率，適應性強且信號穩定性高，能完成區域內所有充電樁的通信功能，完成數據交互，遠程信息上傳。
【專利說明】
-種充電巧系統
技術領域
[0001] 本實用新型設及電動汽車充電粧技術領域，具體設及一種充電粧系統。
【背景技術】
[0002] 電動汽車充電粧是電動汽車的電站，其功能類似于加油站里面的加油機，每個充 電粧都設置有充電插頭，充電粧可W根據不同的電壓等級為各種型號的電動車充電；電動 汽車充電粧采用的是交、直流供電方式，需要特制的充電卡刷卡使用，且充電粧顯示屏能顯 示充電量、費用、充電時間等數據;交流充電粧的人機交互界面采用大屏幕LCD彩色觸摸屏， 充電可旋轉定電量、定時間、定金額、自動(充滿為止）四中模式;充電粧的交流工作電壓為 220V或380V，普通純電動轎車用充電粧充滿電需要4至5個小時，充電粧造價低廉，主要安裝 在停車場，交流充電粧適用于慢充動力電池。
[0003] 如今在新能源政策支持下，我國新能源汽車需求量急劇增加，對充電粧的需求也 急速增加；目前電動汽車充電粧分為充電站內粧與站外離散粧兩種，尤其是站外離散充電 粧，地理布局分散，數量眾多;現有的許多充電粧并沒有通信功能，無法實時監控設備狀態， 屬于"呆"粧，獨立粧;而部分充電粧則采用獨立GPRS或獨立W太網的通信方式，不僅成本比 較公安，而且維護量大。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型的目的是為了提供一種低成本、低功耗實現充電粧通信功能且完成數 據交互，遠程信息上傳的充電粧系統。
[0005] 本實用新型通過W下技術方案實現:一種充電粧系統，包括公網、遠程通信模塊、 充電粧子站、若干無線微功率模塊和若干充電粧終端，所述充電粧子站和充電粧終端上都 設置有無線微功率模塊，所述充電粧子站的無線微功率模塊還分別連接所有充電粧終端的 無線微功率模塊，所述充電粧子站上還設置有遠程通信模塊，用于連接公網;所述充電粧子 站包括人機接口模塊、充電輸出接口、保護模塊、核屯、控制模塊、監控指示模塊、主功率回路 模塊、電源輸入接口、無線微功率模塊、遠程通信模塊;所述核屯、控制模塊分別與保護模塊、 監控指示模塊、主功率回路模塊連接、遠程通信模塊、人機接口模塊和無線微功率模塊連 接，所述主功率回路模塊也與保護模塊和監控指示模塊連接，所述主功率回路模塊還分別 連接電源輸入接口和充電輸出接口；所述遠程通信模塊、人機接口模塊和無線微功率模塊 還與充電輸出接口連接，所述核屯、控制模塊也與充電輸出接口連接;所述充電粧終端包括 人機接口模塊、充電輸出接口、保護模塊、核屯、控制模塊、監控指示模塊、主功率回路模塊、 電源輸入接口、無線微功率模塊;所述核屯、控制模塊分別與保護模塊、監控指示模塊、主功 率回路模塊連接、人機接口模塊和無線微功率模塊連接，所述主功率回路模塊也與保護模 塊和監控指示模塊連接，所述主功率回路模塊還分別連接電源輸入接口和充電輸出接口； 所述人機接口模塊和無線微功率模塊還與充電輸出接口連接，所述核屯、控制模塊也與充電 輸出接口連接;所述無線微功率模塊為433M無線RF射頻模塊，用于實現信息交互功能。
[0006] -種充電粧系統的微功率數據通信機制，充電粧子站的無線微功率模塊為子站地 址，充電粧終端的無線微功率模塊地址為終端地址，充電粧子站內配置若干終端地址為有 效地址，充電粧終端內配置子站地址為有效子站地址，通信流程步驟如下：
[0007] A)充電粧子站和充電粧終端上電，識別充電粧的設置信息，接著充電粧子站向充 電粧終端發送查詢有效地址數據包，充電粧終端確認是否為對應的充電粧子站發送的數據 包，若不是對應充電粧子站發送的數據包則丟包處理，若是對應充電粧子站發送的數據包 則等待充電粧子站發送握手連接報文；
[0008] B)充電粧子站向充電粧終端發送握手連接報文，若充電粧終端沒有收到握手連接 報文則充電粧終端被標記為異常鏈接終端，若充電粧終端接收到充電粧子站發送的握手連 接報文，則核對終端地址是否為本機地址，若不是本機地址的數據包則丟包處理，若是本機 地址的數據包則發送握手返回報文到對應的充電粧子站，充電粧子站與充電粧終端就成功 建立握手連接，并將建立成功的握手終端地址記錄為注冊地址；
[0009] C)充電粧子站對注冊地址內的充電粧終端發送對時報文，充電粧終端收到對時報 文后開始對時，若對時失敗則注冊地址內刪除對時失敗的充電粧終端地址，并記錄事件生 成S0E，若對時成功則發送對時確認報文到充電粧子站，充電粧子站收到對時確認報文后則 認為對時成功；
[0010] D)對時成功則充電粧子站與充電粧終端之間建立數據通信模式，進入正常鏈接狀 態;充電粧子站發送查詢終端的數據包，并進入偵聽模式;充電粧終端接收查詢終端的數據 包后核對終端地址，若是非本機終端地址的數據包則做丟包處理，若是本機終端地址的數 據包則發送本機數據包到充電粧子站；
[0011] E)充電粧子站進入偵聽模式則接收注冊地址內的充電粧終端的突發事件數據包 和接收有效地址的內的充電粧終端的終端中斷響應包;接收到突發事件數據包后充電粧子 站記錄突發事件生成SOE并發送突發事件接收確認報文;接收到終端中斷響應包后充電粧 子站將此終端地址寫入注冊地址表內，并且發送注冊確認數據包;若是接收到非有效地址 內的其他數據包，則做丟包處理。
[0012] 所述步驟D中充電粧子站的偵聽模式為充電粧子站在據通信模式中Wlmin為周 期，依次執行各個充電粧終端;所述步驟B中充電粧子站接收到充電粧終端發送的握手返回 報文后就會發送下一地址的握手連接報文并將此地址設為注冊地址;充電粧子站在偵聽模 式中接收到有效地址內的充電粧終端發送的注冊請求，將會添加此充電粧終端為注冊地 址，在下一個周期查詢數據包內開始輪詢此地址;所述步驟D中充電粧終端若未接收到充電 粧子站發送查詢終端的數據包則就為異常鏈接終端，所述異常鏈接終端將會主動發射注冊 數據。
[0013] 本實用新型在充電粧上配置無線微功率模塊，無需配置遠程通信模塊，作為充電 粧終端，并且通信區內選取一臺充電粧配置無線微功率模塊和遠程通信模塊作為充電粧子 站，采用無線微功率模塊進行通訊，降低了通訊成本，而且無線微功率信號覆蓋范圍廣，可 W根據通訊信號的質量調整發射功率，適應性強且信號穩定性高，能完成區域內所有充電 粧的通信功能，完成數據交互，遠程信息上傳。
[0014] 本實用新型的有益之處在于：1)無線微功率信號覆蓋范圍內實現所有充電粧的通 信功能;2)無需采用獨立GPRS或獨立W太網通信，低成本、低功耗，而且無線纜設計;3)只需 在一個充電粧安裝遠程通信模塊和無線微功率模塊作為充電粧子站，其它充電粧只需安裝 無線微功率模塊，降低了成本和功耗。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本實用新型的框示圖。
[0016] 圖2為本實用新型的充電粧終端示意圖。
[0017] 圖3為本實用新型的充電粧子站示意圖。
【具體實施方式】
[0018] 下面結合附圖與【具體實施方式】，對本實用新型作進一步描述。
[0019] 見圖1至圖3,一種充電粧系統，包括公網、遠程通信模塊、充電粧子站、若干無線微 功率模塊和若干充電粧終端，所述充電粧子站和充電粧終端上都設置有無線微功率模塊， 所述充電粧子站的無線微功率模塊還分別連接所有充電粧終端的無線微功率模塊，所述充 電粧子站上還設置有遠程通信模塊，用于連接公網;所述充電粧子站包括人機接口模塊、充 電輸出接口、保護模塊、核屯、控制模塊、監控指示模塊、主功率回路模塊、電源輸入接口、無 線微功率模塊、遠程通信模塊;所述核屯、控制模塊分別與保護模塊、監控指示模塊、主功率 回路模塊連接、遠程通信模塊、人機接口模塊和無線微功率模塊連接，所述主功率回路模塊 也與保護模塊和監控指示模塊連接，所述主功率回路模塊還分別連接電源輸入接口和充電 輸出接口；所述遠程通信模塊、人機接口模塊和無線微功率模塊還與充電輸出接口連接，所 述核屯、控制模塊也與充電輸出接口連接;所述充電粧終端包括人機接口模塊、充電輸出接 口、保護模塊、核屯、控制模塊、監控指示模塊、主功率回路模塊、電源輸入接口、無線微功率 模塊;所述核屯、控制模塊分別與保護模塊、監控指示模塊、主功率回路模塊連接、人機接口 模塊和無線微功率模塊連接，所述主功率回路模塊也與保護模塊和監控指示模塊連接，所 述主功率回路模塊還分別連接電源輸入接口和充電輸出接口；所述人機接口模塊和無線微 功率模塊還與充電輸出接口連接，所述核屯、控制模塊也與充電輸出接口連接;所述無線微 功率模塊為433M無線RF射頻模塊，用于實現信息交互功能。
[0020] -種充電粧系統的微功率數據通信機制，充電粧子站的無線微功率模塊為子站地 址，充電粧終端的無線微功率模塊地址為終端地址，充電粧子站內配置若干終端地址為有 效地址，充電粧終端內配置子站地址為有效子站地址，通信流程步驟如下：
[0021] A)充電粧子站和充電粧終端上電，識別充電粧的設置信息，接著充電粧子站向充 電粧終端發送查詢有效地址數據包，充電粧終端確認是否為對應的充電粧子站發送的數據 包，若不是對應充電粧子站發送的數據包則丟包處理，若是對應充電粧子站發送的數據包 則等待充電粧子站發送握手連接報文；
[0022] B)充電粧子站向充電粧終端發送握手連接報文，若充電粧終端沒有收到握手連接 報文則充電粧終端被標記為異常鏈接終端，若充電粧終端接收到充電粧子站發送的握手連 接報文，則核對終端地址是否為本機地址，若不是本機地址的數據包則丟包處理，若是本機 地址的數據包則發送握手返回報文到對應的充電粧子站，充電粧子站與充電粧終端就成功 建立握手連接，并將建立成功的握手終端地址記錄為注冊地址；
[0023] C)充電粧子站對注冊地址內的充電粧終端發送對時報文，充電粧終端收到對時報 文后開始對時，若對時失敗則注冊地址內刪除對時失敗的充電粧終端地址，并記錄事件生 成SOE，若對時成功則發送對時確認報文到充電粧子站，充電粧子站收到對時確認報文后則 認為對時成功；
[0024] D)對時成功則充電粧子站與充電粧終端之間建立數據通信模式，進入正常鏈接狀 態;充電粧子站發送查詢終端的數據包，并進入偵聽模式;充電粧終端接收查詢終端的數據 包后核對終端地址，若是非本機終端地址的數據包則做丟包處理，若是本機終端地址的數 據包則發送本機數據包到充電粧子站；
[0025] E)充電粧子站進入偵聽模式則接收注冊地址內的充電粧終端的突發事件數據包 和接收有效地址的內的充電粧終端的終端中斷響應包;接收到突發事件數據包后充電粧子 站記錄突發事件生成SOE并發送突發事件接收確認報文;接收到終端中斷響應包后充電粧 子站將此終端地址寫入注冊地址表內，并且發送注冊確認數據包;若是接收到非有效地址 內的其他數據包，則做丟包處理。
[0026] 所述步驟D中充電粧子站的偵聽模式為充電粧子站在據通信模式中Wlmin為周 期，依次執行各個充電粧終端;所述步驟B中充電粧子站接收到充電粧終端發送的握手返回 報文后就會發送下一地址的握手連接報文并將此地址設為注冊地址;充電粧子站在偵聽模 式中接收到有效地址內的充電粧終端發送的注冊請求，將會添加此充電粧終端為注冊地 址，在下一個周期查詢數據包內開始輪詢此地址;所述步驟D中充電粧終端若未接收到充電 粧子站發送查詢終端的數據包則就為異常鏈接終端，所述異常鏈接終端將會主動發射注冊 數據。
[0027] 本實施方式中，所述電源輸入接口為供電電源的輸入端，主要由接線端子和銅牌 構成;所述主功率回路模塊為充電主功率回路，對于交流充電粧主要由接觸器、烙斷器構 成，而對于直流充電粧，主要由AC/DC轉換器、接觸器、烙斷器構成;所述保護模塊實現主回 路保護，主要由防雷器和漏電保護裝置構成;所述核屯、控制模塊實現充電粧的數據管理、 BMS通信，計量等功能，負責處理打包通信區充電粧的信息，主體為電路板;所述監控指示模 塊實現充電粧充電回路的電流電壓檢測，主要有互感器構成;所述人機接口模塊提供人機 接口，顯示充電信息，主要由液晶面板和鍵盤、刷卡器等構成;所述無線微功率模塊實現與 通信區間于充電粧子站類充電粧的信息交互過程，主要由RF射頻通信模塊構成，例如Tl的 CCllOl忍片;所述遠程通信模塊實現通信區間內所有充電粧信息的上傳，主要有3G/4G模塊 或者W太網通信部件構成。
[0028] 本實施方式中，先設置一個充電粧為充電粧子站，其無線微功率模塊地址為子站 地址，而其余充電粧為充電粧終端，其無線微功率模塊地址為終端地址，在充電粧子站內配 置好9個終端地址為有效地址，在充電粧終端內配置子站地址為有效子站地址。
[0029] 本實施方式中，充電粧子站上電后，發送查詢有效地址數據包，然后與有效地址內 各終端建立握手連接;握手連接建立后將握手終端地址記錄為注冊地址，然后對注冊地址 內的終端統一下發對時報文，再與注冊地址內的充電粧終端進行數據通信;充電粧子站在 數據通信之后，進入偵聽狀態，數據通信過程中Wlmin為周期，依次執行序列1至序列19;查 詢一組有效地址極限耗時為:=次發送耗時50*3，一次等待耗時500，一次接受耗時150，共 計800ms;序列1至序列18最多耗時7.2S;其余52.8秒用于偵聽數據;在偵聽數據階段，充電 粧子站接收注冊地址內的充電粧終端的突發報文和有效地址內的充電粧的注冊中斷數據 包。
[0030] 本實施方式中，充電粧終端上電后，等待充電粧子站發送查詢注冊地址包及握手 通信包，握手通信成功的終端為正常鏈接終端;充電粧終端接收到查詢注冊地址包后，核對 接收到的子站地址與設置的子站地址是否一致，不一致則丟包處理，地址一致，則準備進行 握手通信;上電后未接收到查詢注冊地址包的終端為異常鏈接終端;接收到充電粧子站發 送的握手數據包后，核對終端地址是否為本機地址;不是本機地址的數據丟包處理，是本機 地址則發送握手回復報文，并且記錄終端編碼。
[0031] 本實施方式中，充電粧子站的通信為，充電粧上電后，識別本粧設置信息，確認本 機為充電粧子站。然后發送查詢有效地址數據包。
[0032 ]查詢有效地址數據包內容，共計9個字節，包括： r00331
L〇〇34」發送耗時50ms，間隔5S連續發送S次，然后發送挺手連援報文。
[0035] 握手連接報文包括數據包內容，共計15個字節，包括：
[0036]
[C
[0038] 充電粧子站接收到對應終端地址的充電粧終端返回報文后，則與發送下一地址的 握手報文并將此地址設為注冊地址。在5S內未接受到返回握手報文，則重發報文，最多發送 3次。重發后仍未握手成功的，則發送下一個地址的握手數據包。握手之后下發對時報文。 [0039 ]對時報文包括數據包內容，共計20個字節，包括：

[0041] 充電粧子站收到個充電粧終端返回校時成功后，開始數據通信過程，發送查詢終 端的數據包。若有對時失敗的終端或者未對時終端，則IOS后重發;3次仍對時失敗的終端， 則在注冊地址表內刪除該充電粧地址，并且記錄事件，生成S0E。
[0042] 查詢的終端數據的數據包，共計13個字節，包括：
[0043]
[0
[0045] 偵聽數據時間段內，接收注冊地址內的突發事件數據包;接受有效地址的終端中 斷響應包。
[0046] 接收注冊地址內的突發事件數據包后，記錄突發事件生成S0E，并發送突發事件接 收確認報文，共計13個字節，包括：
[0047]
[0048] ~接收到有效地址的終端中斷響應包后，將此終端地址寫入注冊地址表內，并且發' 送注冊確認數據包，共24個字節：
[0049]
[
[0051] 發送注冊去人數據包后，等待該終端地址發送對時確認報文。若有對時失敗的終 端或者未對時終端，則IOS后重發。3次仍對時失敗的終端，則在注冊地址表內刪除該充電粧 地址，并且記錄事件，生成S0E;當連續3個周期的數據通信內，注冊地址內的終端未返回數 據包，即將此地址從注冊地址內刪除；偵聽數據時間段內若接受的到有效地址內的充電粧 終端發送的注冊請求，將會添加此充電粧終端地址為注冊地址，在下一周期查詢數據包內 開始輪詢此地址;非有效地址內的其他數據包，丟包處理。
[0052] 本實施方式中，充電粧上電后，識別本粧設置信息，確認本機為充電粧終端。等待 查詢有效地址數據包。收到查詢有效地址數據包后，確認為對應的充電粧子站發送的數據 包后，等待握手通信。
[0053] 握手回復報文共有9個字節，包括： 「nnf；yn
L 0055 J 君巧3min內巧巧巧巧收剖對應的握寧報義，則終端刃弁帯鏈接終端。
[0056]充電粧終端接收到充電粧子站發送的對時報文后，進行對時處理，然后發送對時 確認報文;接受到對時報文后，各充電粧終端于在"100ms+終端編碼*10m"后發送對時確認 報文。
[0化7] 對時確認報文共13字節，包括：
[0化引
[0化9]
[0060] 對時之后的充電粧終端等待接收查詢的終端數據的數據包，接收到數據包后核對 終端地址；非本機終端地址的數據包丟包處理，確認為本機終端數據包，則發送本機數據 包。
[0061] 發送的終端數據包，共21字節，數據包內容為：
[0062]
LUUW」5min巧禾預收剖充電巧于巧巧迭的本機地址巧巧數據包的巧端刃弁帯鏈預巧端； 異常鏈接中，將會主動發射注冊數據，工9個字節，注冊數據包其內容包括：
[0064]
[0
[0066]發送注冊數據包時，連續發射=次，間隔5S，其他送規則如下： r00671
[0068]正常鏈接狀態下的終端，在有突發報文產生時，將會主動發送突發報文，未接收到 充電粧子站的確認報文情況下，5S發射一次，連續發射3次;突發事件數據包共有15個字節， 內容為： 「00691
[0070]本實用新型的保護范圍包括但不限于W上實施方式，本實用新型的保護范圍W權 利要求書為準，任何對本技術做出的本領域的技術人員容易想到的替換、變形、改進均落入 本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1. 一種充電粧系統，其特征在于:包括公網、遠程通信模塊、充電粧子站、若干無線微功 率模塊和若干充電粧終端，所述充電粧子站和充電粧終端上都設置有無線微功率模塊，所 述充電粧子站的無線微功率模塊還分別連接所有充電粧終端的無線微功率模塊，所述充電 粧子站上還設置有遠程通信模塊，用于連接公網。2. 根據權利要求1所述的一種充電粧系統，其特征在于:所述充電粧子站包括人機接口 模塊、充電輸出接口、保護模塊、核心控制模塊、監控指示模塊、主功率回路模塊、電源輸入 接口、無線微功率模塊、遠程通信模塊;所述核心控制模塊分別與保護模塊、監控指示模塊、 主功率回路模塊連接、遠程通信模塊、人機接口模塊和無線微功率模塊連接，所述主功率回 路模塊也與保護模塊和監控指示模塊連接，所述主功率回路模塊還分別連接電源輸入接口 和充電輸出接口；所述遠程通信模塊、人機接口模塊和無線微功率模塊還與充電輸出接口 連接，所述核心控制模塊也與充電輸出接口連接。3. 根據權利要求1所述的一種充電粧系統，其特征在于:所述充電粧終端包括人機接口 模塊、充電輸出接口、保護模塊、核心控制模塊、監控指示模塊、主功率回路模塊、電源輸入 接口、無線微功率模塊;所述核心控制模塊分別與保護模塊、監控指示模塊、主功率回路模 塊連接、人機接口模塊和無線微功率模塊連接，所述主功率回路模塊也與保護模塊和監控 指示模塊連接，所述主功率回路模塊還分別連接電源輸入接口和充電輸出接口；所述人機 接口模塊和無線微功率模塊還與充電輸出接口連接，所述核心控制模塊也與充電輸出接口 連接。4. 根據權利要求1所述的一種充電粧系統，其特征在于:所述無線微功率模塊為433M無 線RF射頻模塊，用于實現信息交互功能。
【文檔編號】H04B1/38GK205583773SQ201620365982
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月26日
【發明人】鄭堅江, 徐海江, 張繼鵬
【申請人】寧波三星智能電氣有限公司