一、充電樁智能監控系統的設計

1。硬件框架組成

充電池監控系統的結構圖如圖1所示。圖1中，AC交流電源輸入為直接接人的380 V電網電源，經過處理單元的濾波、整流、穩壓等一系列操作變成可供電動汽車充電的可用直流電源。IC卡識別模塊用來用戶激活充電樁的方式，通過讀卡器識別Ic卡上的用戶信息，可用來顯示余額，以及個人信息。狀態顯示用來顯示當前的充電模式、充電電流／電壓以及電池的充電狀態等信息。

硬件系統主要包括主控板、Ic讀卡器、檢測芯片、以及顯示電表和顯示屏、鍵盤、通信模塊等設備。

主控板是硬件系統的核心組成部分，完成充電過程的啟動、運行、實時監控以及關閉，并可通過多種通訊方式將數據實時傳輸至后臺，主控板的主要功能特點包括：具備7個串口，下位機檢測以及數據采集辦卡通過通用串行總線和上位機CPU模塊進行通信，同時上位機需具備顯示功能。具備一個以太網口，動態的SDRAM控制器，NAND控制器，以及多路口，具備工業級的溫度范圍等。為了實時監測充電樁的運行狀態，保證充電過程的安*可靠，本研究設計了監控保護單元，該單元對充電樁的進線輸入電壓、充電輸出電壓／電流、充電接口連接狀態、車載電池管理系狀態、車載電池狀態等進行實時監測，一旦出現異常，能夠及時切斷電源輸出，保護電動汽車電池及充電樁本身的安*。

在電動車充電樁建設的過程中，充電樁外體材料應選擇鍍鋅鋼板，并具備一定的防潮防水性能，保證在陰濕天氣情況下能正常運行。在元件選型時，應該選擇具有工業級標準的電力電子器件，保證充電樁在惡劣環境下能正常運行。另外，為防止電磁干擾，應選用帶屏蔽功能的通信線，以及在外體上鏈接一根接地線，起到共模抑*的作用。

2.充電樁智能監控系統的軟件構成

軟件系統程序流程圖如圖2所示。當用戶需要充電時，將電動汽車的充電插口與充電樁的充電手柄相連接，然后通過IC卡讀卡器激活充電樁；如果充電手柄與充電插口連接不正常則提示報警。用戶身份識別完成后，用戶可選擇充電模式和充電時間，同時充電樁檢測電池狀態，如果電池當前狀態不允許用戶選擇當前充電模式的話，則提示報警，由充電樁給出合理的充電模式的選擇建議。當充電模式選擇正確后，則可以研究正常充電過程，在充電過程中，顯示屏會顯示當前用戶的信息、卡余額、充電時間以及估計剩余時間等等有效信息。充電結束后，充電樁給出提示，卡計費停止，打印票據，用戶離開，充電樁自動進行鎖定狀態，等待下一用戶激活。

主程序在編寫時，采用了模塊化的原則，這樣能夠保證充電樁高*的運行，筆者按照充電樁的幾大功能，將程序分為幾個大的模塊：中*控制模塊、IC卡識別模塊、通訊模塊、顯示模塊、打印機模塊、檢測模塊等6大模塊。當充電樁被激活時，主程序能夠有效地協調各個模塊之間的工作從而完成從身份識別到充電結束的一整套流程，多線程處理可以保證各個模塊之間相互獨立，互不影響。

3.智能充電樁的性能測試

經過現場測試，電動汽車智能充電樁完全能夠滿足快速充電的要求，并且具備電池的維護和保養功能，現場監控畫面能夠實時顯示電池電壓、電池電流、充電電壓、充電電流、卡內余額等各項信息，用戶可以很方便地進行充電操作，現場測試表明，電動汽車智能充電樁運行狀況良好。系統整體測試截圖如圖3所示。

二、 安科瑞充電樁收費運營云平臺

2.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營云平臺系統通過物聯網技術對接入系統的電動電動自行車充電站以及各個充電整法行不間斷地數據采集和監控，實時監控充電樁運行狀態，進行充電服務、支付管理，交易結算，資要管理、電能管理，明細查詢等。同時對充電機過溫保護、漏電、充電機輸入/輸出過壓，欠壓，絕緣低各類故障進行預警；充電樁支持以太網、4G或WIFI等方式接入互聯網，用戶通過微信、支付寶，云閃付掃碼充電。

2.2應用場所

適用于民用建筑、一般工業建筑、居住小區、實業單位、商業綜合體、學校、園區等充電樁模式的充電基礎設施設計。

2.3系統結構

2.3.1系統分為四層：

1）即數據采集層、網絡傳輸層、數據中*層和客戶端層。

2）數據采集層：包括電瓶車智能充電樁通訊協議為標準modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數，并進行電能計量和保護。

3）網絡傳輸層：通過4G網絡將數據上傳至搭建好的數據庫服務器。

4）數據中*層：包含應用服務器和數據服務器，應用服務器部署數據采集服務、WEB網站，數據服務器部署實時數據庫、歷史數據庫、基礎數據庫。

5）應客戶端層：系統管理員可在瀏覽器中訪問電瓶車充電樁收費平臺。終端充電用戶通過刷卡掃碼的方式啟動充電。

小區充電平臺功能主要涵蓋充電設施智能化大屏、實時監控、交易管理、故障管理、統計分析、基礎數據管理等功能，同時為運維人員提供運維APP，充電用戶提供充電小程序。

2.4安科瑞充電樁云平臺系統功能

2.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站點分布情況，對設備狀態、設備使用率、充電次數、充電時長、充電金額、充電度數、充電樁故障等進行統計顯示，同時可查看每個站點的站點信息、充電樁列表、充電記錄、收益、能耗、故障記錄等。統一管理小區充電樁，查看設備使用率，合理分配資源。

2.4.2實時監控

實時監視充電設施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態、回路狀態、充電過程中的充電電量、充電電壓/電流，充電樁告警信息等。

2.4.3交易管理

平臺管理人員可管理充電用戶賬戶，對其進行賬戶進行充值、退款、凍結、注銷等操作，可查看小區用戶每日的充電交易詳細信息。

2.4.4故障管理

設備自動上報故障信息，平臺管理人員可通過平臺查看故障信息并進行派發處理，同時運維人員可通過運維APP收取故障推送，運維人員在運維工作完成后將結果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現場問題。

2.4.5統計分析

通過系統平臺，從充電站點、充電設施、、充電時間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統計信息、能耗統計信息等。

2.4.6基礎數據管理

在系統平臺建立運營商戶，運營商可建立和管理其運營所需站點和充電設施，維護充電設施信息、價格策略、折扣、優惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、 凍結和解綁。

2.4.7運維APP

面向運維人員使用，可以對站點和充電樁進行管理、能夠進行故障閉環處理、查詢流量卡使用情況、查詢充電充值情況，進行遠程參數設置，同時可接收故障推送。

2.4.8充電小程序

面向充電用戶使用，可查看附近空閑設備，主要包含掃碼充電、賬戶充值，充電卡綁定、交易查詢、故障申訴等功能

審核編輯黃宇