用于公共小區(qū)的無(wú)線載波雙網(wǎng)互補(bǔ)的充電樁及應(yīng)用方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于公共小區(qū)的無(wú)線載波雙網(wǎng)互補(bǔ)的充電樁及應(yīng)用方法，包括主控板、開(kāi)入開(kāi)出處理模塊、量測(cè)處理模塊、打印模塊、智能電表、鍵盤(pán)、CAN數(shù)據(jù)接口、智能卡讀寫(xiě)模塊、攝像頭、LED顯示屏和通訊模塊。本發(fā)明解決了公共小區(qū)內(nèi)大規(guī)模充電樁接入電動(dòng)汽車(chē)后臺(tái)的問(wèn)題。通過(guò)本發(fā)明，充電樁可通過(guò)無(wú)線、載波兩種免費(fèi)通訊手段與電動(dòng)汽車(chē)后臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，減少了高額通訊費(fèi)，同時(shí)有效避免由于周邊干擾源或其它同頻段無(wú)線信號(hào)對(duì)通訊質(zhì)量的影響。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于公共小區(qū)的無(wú)線載波雙網(wǎng)互補(bǔ)的充電粧及應(yīng)用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車(chē)管理領(lǐng)域，尤其涉及用于公共小區(qū)的無(wú)線載波雙網(wǎng)互補(bǔ)的充電樁及應(yīng)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在新能源政策支持下，預(yù)計(jì)2015年我國(guó)新能源汽車(chē)需求量將達(dá)97.7萬(wàn)輛，年均增長(zhǎng)率216%。國(guó)家電網(wǎng)公司計(jì)劃在2015年前將建設(shè)1700個(gè)充電站，截至2015年中國(guó)將建成2000個(gè)充電站，40萬(wàn)個(gè)充電樁。電動(dòng)汽車(chē)充電樁分為充電站內(nèi)樁與站外離散樁兩種，尤其是站外離散充電樁，地理布局分散，數(shù)量眾多。隨著電動(dòng)汽車(chē)步入居民家庭，居民小區(qū)中的充電樁也會(huì)越來(lái)越多，目前電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)營(yíng)管理部門(mén)對(duì)于此類(lèi)離散充電樁的管理主要通過(guò)GPRS通道實(shí)現(xiàn)，雖然GPRS通道比較穩(wěn)定，但這種方式會(huì)導(dǎo)致用于通訊的費(fèi)用增加。
[0003]中國(guó)專(zhuān)利201020202583.3公開(kāi)了一種帶有無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)的電動(dòng)汽車(chē)充電樁，通過(guò)GPRS、CDMA或3G模塊實(shí)現(xiàn)離散充電樁與后臺(tái)管理系統(tǒng)的通訊。該專(zhuān)利使用了公共移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，每臺(tái)充電樁要安裝一個(gè)GPRS/CDMA/3G通訊模塊，增加了系統(tǒng)的通訊成本。
[0004]中國(guó)專(zhuān)利201210013267.5公開(kāi)了一種充電樁的無(wú)線采集系統(tǒng)及其通訊方法，中國(guó)專(zhuān)利201120174600.1公開(kāi)了一種帶有無(wú)線監(jiān)控終端的電動(dòng)汽車(chē)充電樁，以上兩個(gè)專(zhuān)利都是通過(guò)在802.lln/WIFI技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)充電樁的無(wú)線數(shù)據(jù)采集，這種技術(shù)需要WIFI路由器配合完成數(shù)據(jù)通信。目前采用WIFI技術(shù)進(jìn)行充電樁管理存在兩個(gè)弊端:一是無(wú)法中繼路由，只能在路由器信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，距離只有幾十到一百米左右；二是由于路由器本身的設(shè)備性能及帶寬的限制，一般只能接入十幾個(gè)WIFI終端，無(wú)法滿足實(shí)際應(yīng)用時(shí)的需求。
[0005]中國(guó)專(zhuān)利201210085959.0公開(kāi)了一種電動(dòng)汽車(chē)離散充電樁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過(guò)Zigbee主模塊與離散充電樁上安裝的子模塊建立Zigbee網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。但Zigbee技術(shù)傳輸距離只有10?100米，同時(shí)在周?chē)霈F(xiàn)無(wú)線干擾時(shí)，Zigbee的通訊會(huì)受到極大影響。
[0006]中國(guó)專(zhuān)利201110071414.X公開(kāi)了一種利用電力線載波通信的電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)充電裝置及方法，通過(guò)電力線載波通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)充電裝置的數(shù)據(jù)傳輸。該發(fā)明雖然可以解決信號(hào)覆蓋范圍有限的問(wèn)題，但對(duì)于公共小區(qū)中，由于各種電器電子設(shè)備的使用，使得電力線路中存在各種諧波、擾動(dòng)，導(dǎo)致電力載波信號(hào)誤碼增多，對(duì)通訊質(zhì)量影響很大。
[0007]以上現(xiàn)有技術(shù)雖取得了一定成果，但存在傳輸距離短、系統(tǒng)可接入充電樁數(shù)量少、信號(hào)覆蓋范圍以外無(wú)法正常通訊、無(wú)法應(yīng)對(duì)無(wú)線信號(hào)干擾、無(wú)法避免線路干擾等弊端，無(wú)法滿足電動(dòng)汽車(chē)大規(guī)模推廣時(shí)充電樁管理的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明的目的是為了解決上述問(wèn)題，提供了一種用于公共小區(qū)的無(wú)線載波雙網(wǎng)互補(bǔ)的充電樁及其應(yīng)用方法，解決公共小區(qū)內(nèi)大規(guī)模充電樁接入電動(dòng)汽車(chē)后臺(tái)的問(wèn)題。通過(guò)該發(fā)明，充電樁可通過(guò)無(wú)線、載波兩種免費(fèi)通訊手段與電動(dòng)汽車(chē)后臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，減少了高額通訊費(fèi)，同時(shí)有效避免由于周邊干擾源或其它同頻段無(wú)線信號(hào)對(duì)通訊質(zhì)量的影響。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0010]一種用于公共小區(qū)的無(wú)線載波雙網(wǎng)互補(bǔ)的充電樁，包括主控板、開(kāi)入開(kāi)出處理模塊、量測(cè)處理模塊、打印模塊、智能電表、鍵盤(pán)、CAN數(shù)據(jù)接口、智能卡讀寫(xiě)模塊、攝像頭、LED顯示屏和通訊模塊。
[0011]所述主控板，用于連接開(kāi)入開(kāi)出處理模塊、量測(cè)處理模塊、打印模塊、智能電表、鍵盤(pán)、CAN數(shù)據(jù)接口、智能卡讀寫(xiě)模塊、攝像頭、LED顯示屏和通訊模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)入開(kāi)出模塊、量測(cè)處理模塊、智能電表、鍵盤(pán)、智能卡讀寫(xiě)模塊、攝像頭的數(shù)據(jù)采集，對(duì)開(kāi)入開(kāi)出處理模塊、打印模塊、LED顯示屏的控制，并通過(guò)CAN數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)與其它CAN總線設(shè)備的數(shù)據(jù)交互，通過(guò)通訊模塊實(shí)現(xiàn)與其它充電樁和小區(qū)數(shù)據(jù)集中管理單元之間的數(shù)據(jù)傳遞。。
[0012]所述開(kāi)入開(kāi)出處理模塊與電源開(kāi)關(guān)連接，采集電源開(kāi)關(guān)狀態(tài)并控制電源開(kāi)關(guān)進(jìn)行分合；所述量測(cè)處理模塊與互感模塊連接，采集互感模塊數(shù)據(jù)；所述打印模塊完成充電票據(jù)的打印功能；所述智能電表完成對(duì)充電電量的計(jì)量功能；所述鍵盤(pán)接收用戶下發(fā)的指令；所述CAN數(shù)據(jù)接口與BMS連接，獲取BMS中的測(cè)量數(shù)據(jù)；所述智能卡讀寫(xiě)模塊進(jìn)行智能充電卡的讀寫(xiě)；所述攝像頭完成對(duì)充電過(guò)程和充電人員的監(jiān)控。
[0013]所述通訊模塊連接主控板，響應(yīng)主控板指令向外發(fā)送數(shù)據(jù)，并將接收的數(shù)據(jù)返回至主控板。。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述通訊模塊包括微處理模塊、微功率無(wú)線模塊、載波通訊模塊、濾波模塊。
[0015]微處理模塊連接微功率無(wú)線模塊、載波通訊模塊和主控板，進(jìn)行通訊鏈路管理、通訊數(shù)據(jù)發(fā)送、校驗(yàn)工作。響應(yīng)主控板指令，向微功率無(wú)線模塊和載波通訊模塊下發(fā)通訊指令和數(shù)據(jù)，并同時(shí)接收微功率無(wú)線模塊和載波通訊模塊的數(shù)據(jù)，進(jìn)行比對(duì)和校驗(yàn)，將校驗(yàn)后數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送至主控板。
[0016]正常情況下，微處理模塊以微功率無(wú)線模塊通訊為主，載波通訊模塊的數(shù)據(jù)作為備用數(shù)據(jù)和校驗(yàn)。當(dāng)周?chē)霈F(xiàn)干擾或其它因素影響，導(dǎo)致通過(guò)微功率無(wú)線模塊無(wú)法正常進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，通訊模塊則轉(zhuǎn)由載波通訊模塊為主進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，直至微功率無(wú)線模塊恢復(fù)正常通訊。
[0017]所述微功率無(wú)線模塊，與微處理模塊連接，使用微功率無(wú)線方式完成充電樁與其它充電樁以及小區(qū)數(shù)據(jù)集中管理單元之間的數(shù)據(jù)傳遞。
[0018]所述微功率無(wú)線模塊采用國(guó)家無(wú)線電委員會(huì)要求的470mHz?490mHz無(wú)線工作頻率，采用前向糾錯(cuò)信道編碼技術(shù)，空中傳輸速率可達(dá)100Kbps，開(kāi)闊地?zé)o中繼可靠傳輸距離可達(dá)1500米。
[0019]所述微功率無(wú)線模塊支持無(wú)線自組網(wǎng)，可在無(wú)人工干預(yù)的情況下完成公共小區(qū)內(nèi)所有充電樁的通訊網(wǎng)絡(luò)組織。
[0020]所述微功率無(wú)線模塊兩兩之間可進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，支持?jǐn)?shù)據(jù)傳遞，以此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)多級(jí)中繼，可通過(guò)一級(jí)級(jí)傳遞的方式，將數(shù)據(jù)傳送至最終目的地。[0021]所述微功率無(wú)線模塊可實(shí)現(xiàn)無(wú)線頻段自動(dòng)跳頻功能，當(dāng)公共小區(qū)周?chē)霈F(xiàn)其它小區(qū)充電樁的微功率無(wú)線信號(hào)時(shí)，微功率無(wú)線模塊可通過(guò)自動(dòng)跳頻功能，更換通訊頻率，避開(kāi)與其它小區(qū)無(wú)線信號(hào)的沖突。
[0022]所述微功率無(wú)線模塊可實(shí)現(xiàn)在功率許可范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)整，當(dāng)與周?chē)渌⒐β薀o(wú)線模塊之間的無(wú)線信號(hào)較弱時(shí)，自動(dòng)增強(qiáng)發(fā)射功率，加強(qiáng)信號(hào)，提供通信可靠性；當(dāng)與周?chē)渌⒐β薀o(wú)線模塊之間的無(wú)線信號(hào)較強(qiáng)時(shí)，在保證通訊成功率的前提下自動(dòng)減小發(fā)射功率，降低電能損耗。
[0023]所述載波通訊模塊與微處理模塊、濾波模塊連接，接受微處理模塊的指令并將接收到的數(shù)據(jù)返回至微處理模塊；
[0024]所述濾波模塊與載波通訊模塊連接，用于完成載波通訊中的干擾信號(hào)的過(guò)濾功倉(cāng)泛。
[0025]所述濾波模塊包括發(fā)送有源濾波器、發(fā)送無(wú)源濾波器、接收無(wú)源濾波器，數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)有源濾波器完成對(duì)通信信號(hào)的有源濾波和功放放大，再經(jīng)發(fā)送無(wú)源濾波器耦合到電力線進(jìn)行信號(hào)傳輸；數(shù)據(jù)接收時(shí)，通信信號(hào)經(jīng)過(guò)接收無(wú)源濾波器后送入微處理器進(jìn)行處理。
[0026]用于公共小區(qū)的無(wú)線載波雙網(wǎng)互補(bǔ)充電樁的應(yīng)用方法，包含以下步驟:
[0027]步驟一:充電樁安裝完后，啟動(dòng)充電樁，讓充電樁通信模塊工作，進(jìn)行微功率無(wú)線模塊和載波模塊自組網(wǎng)，建立各充電樁到小區(qū)數(shù)據(jù)集中管理單元的通訊路線，并記錄通訊路線的通訊質(zhì)量。組網(wǎng)完成后，對(duì)未聯(lián)網(wǎng)成功的充電樁進(jìn)行調(diào)試。
[0028]步驟二:充電樁與小區(qū)數(shù)據(jù)集中管理單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時(shí)，充電樁中的通訊模塊首先將數(shù)據(jù)分發(fā)至微功率無(wú)線模塊和載波模塊，通過(guò)無(wú)線和載波兩種方式同時(shí)向小區(qū)數(shù)據(jù)集中管理單元發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0029]步驟三:通過(guò)無(wú)線方式通訊時(shí)，通訊模塊根據(jù)內(nèi)存中記錄的到達(dá)小區(qū)數(shù)據(jù)集中管理單元的最優(yōu)通訊路線進(jìn)行通訊，如通訊失敗則依次選擇次優(yōu)通訊路線，并根據(jù)本次通訊路線使用情況，調(diào)整內(nèi)存中各通訊路線的成功率。如連續(xù)失敗則暫時(shí)放棄無(wú)線通訊方式。
[0030]步驟四:充電樁通訊模塊同時(shí)接收來(lái)自微功率無(wú)線和載波兩種方式的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)和校驗(yàn)，以微功率無(wú)線的數(shù)據(jù)為主，載波數(shù)據(jù)為輔。如在指定時(shí)間內(nèi)未收到微功率無(wú)線的數(shù)據(jù)，則取載波數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)分析。
[0031]步驟五:如存在微功率無(wú)線信號(hào)無(wú)法聯(lián)網(wǎng)的充電樁，則定時(shí)啟動(dòng)自組網(wǎng)功能，為該充電樁重新建立無(wú)線通訊路線。
[0032]本發(fā)明的有益效果:
[0033]I)充電樁中使用微功率無(wú)線模塊進(jìn)行通訊，降低了每臺(tái)充電樁的通訊費(fèi)，節(jié)省了整個(gè)電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)中用于通訊的開(kāi)支，減少了直接接入電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)后臺(tái)的通訊鏈接，提高了系統(tǒng)后臺(tái)的運(yùn)行速度。
[0034]2)微功率無(wú)線信號(hào)覆蓋范圍廣，具有自動(dòng)跳頻功能，并可以根據(jù)通訊信號(hào)的質(zhì)量調(diào)整發(fā)射功率，適應(yīng)性強(qiáng)，信號(hào)穩(wěn)定性高。載波通道增加了濾波模塊，減少了電力線路中的干擾，增強(qiáng)了載波信號(hào)的抗干擾能力，降低了信號(hào)的誤碼率。
[0035]3)微功率無(wú)線與載波雙通道同時(shí)工作，互為校驗(yàn)，保證了充電樁的通訊可靠性，提高了通訊準(zhǔn)確性。
[0036]4)充電樁應(yīng)用微功率無(wú)線與載波雙通道，模塊化應(yīng)用，不需要通訊線路的鋪設(shè)，安裝調(diào)試方便，減少線程調(diào)試工作量，有利于充電樁在居民小區(qū)、公共停車(chē)場(chǎng)等場(chǎng)所的推廣和應(yīng)用。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0037]圖1本發(fā)明的用于公共小區(qū)的無(wú)線載波雙網(wǎng)互補(bǔ)的充電樁結(jié)構(gòu)圖；
[0038]圖2本發(fā)明的充電樁通訊模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0039]圖3本發(fā)明的濾波模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0040]圖4本發(fā)明的用于公共小區(qū)的無(wú)線載波雙網(wǎng)互補(bǔ)的充電樁應(yīng)用方法流程圖；
[0041]圖5本發(fā)明的用于公共小區(qū)的無(wú)線載波雙網(wǎng)互補(bǔ)的充電樁網(wǎng)絡(luò)示意圖；
[0042]其中:100，充電樁；101，主控板；102，開(kāi)入開(kāi)出處理模塊；103，量測(cè)處理模塊；104，打印模塊;105，智能電表;106，鍵盤(pán);107，CAN數(shù)據(jù)接口 ;108，智能卡讀寫(xiě)模塊;109，攝像頭；110，LED顯示屏；200，通訊模塊；201，微處理模塊；202，微功率無(wú)線模塊；203，載波通訊模塊；204，濾波模塊，301，發(fā)送有源濾波器；302，發(fā)送無(wú)源濾波器；303，接收無(wú)源濾波器；400，小區(qū)數(shù)據(jù)集中管理單元。
【具體實(shí)施方式】
[0043]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0044]如圖1所示，一種用于公共小區(qū)的無(wú)線載波雙網(wǎng)互補(bǔ)的充電樁，包括主控板101、開(kāi)入開(kāi)出處理模塊102、量測(cè)處理模塊103、打印模塊104、智能電表105、鍵盤(pán)106、CAN數(shù)據(jù)接口 107、智能卡讀寫(xiě)模塊108、攝像頭109、LED顯示屏110和通訊模塊200。
[0045]所述主控板101，用于連接開(kāi)入開(kāi)出處理模塊102、量測(cè)處理模塊103、打印模塊104、智能電表105、鍵盤(pán)106、CAN數(shù)據(jù)接口 107、智能卡讀寫(xiě)模塊108、攝像頭109、LED顯示屏110和通訊模塊200，實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)入開(kāi)出模塊102、量測(cè)處理模塊103、智能電表105、鍵盤(pán)106、智能卡讀寫(xiě)模塊108、攝像頭109的數(shù)據(jù)采集，對(duì)開(kāi)入開(kāi)出處理模塊102、打印模塊104、LED顯示屏110的控制，并通過(guò)CAN數(shù)據(jù)接口 107實(shí)現(xiàn)與其它CAN總線設(shè)備的數(shù)據(jù)交互，通過(guò)通訊模塊200實(shí)現(xiàn)與其它充電樁100和小區(qū)數(shù)據(jù)集中管理單元400之間的數(shù)據(jù)傳遞。。
[0046]所述開(kāi)入開(kāi)出處理模塊102與電源開(kāi)關(guān)連接，采集電源開(kāi)關(guān)狀態(tài)并控制電源開(kāi)關(guān)進(jìn)行分合；所述量測(cè)處理模塊103與互感模塊連接，采集互感模塊數(shù)據(jù)；所述打印模塊104完成充電票據(jù)的打印功能；所述智能電表105完成對(duì)充電電量的計(jì)量功能；所述鍵盤(pán)106接收用戶下發(fā)的指令；所述CAN數(shù)據(jù)接口 107與BMS連接，獲取BMS中的測(cè)量數(shù)據(jù)；所述智能卡讀寫(xiě)模塊108進(jìn)行智能充電卡的讀寫(xiě)；所述攝像頭109完成對(duì)充電過(guò)程和充電人員的監(jiān)控。
[0047]所述通訊模塊200連接主控板101，響應(yīng)主控板101指令向外發(fā)送數(shù)據(jù)，并將接收的數(shù)據(jù)返回至主控板101。
[0048]如圖2所示，所述通訊模塊200包括微處理模塊201、微功率無(wú)線模塊202、載波通訊模塊203、濾波模塊204。微處理模塊201連接微功率無(wú)線模塊202、載波通訊模塊203和主控板101，進(jìn)行通訊鏈路管理、通訊數(shù)據(jù)發(fā)送、校驗(yàn)工作。響應(yīng)主控板101指令，向微功率無(wú)線模塊202和載波通訊模塊203下發(fā)通訊指令和數(shù)據(jù)，并同時(shí)接收接收微功率無(wú)線模塊202和載波通訊模塊203的數(shù)據(jù)，進(jìn)行比對(duì)和校驗(yàn)，將校驗(yàn)后數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送至主控板101。正常情況下，微處理模塊201以微功率無(wú)線模塊202通訊為主，載波通訊模塊203的數(shù)據(jù)作為備用數(shù)據(jù)和校驗(yàn)。當(dāng)周?chē)霈F(xiàn)干擾或其它因素影響，導(dǎo)致通過(guò)微功率無(wú)線模塊202無(wú)法正常進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，通訊模塊200則轉(zhuǎn)由載波通訊模塊203為主進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，直至微功率無(wú)線模塊202恢復(fù)正常通訊。
[0049]所述微功率無(wú)線模塊202，與微處理模塊201連接，使用微功率無(wú)線方式完成充電樁100與其它充電樁100以及小區(qū)數(shù)據(jù)集中管理單元400之間的數(shù)據(jù)傳遞。
[0050]所述微功率無(wú)線模塊202采用國(guó)家無(wú)線電委員會(huì)要求的470mHz?490mHz無(wú)線工作頻率，采用前向糾錯(cuò)信道編碼技術(shù)，空中傳輸速率可達(dá)100Kbps，開(kāi)闊地?zé)o中繼可靠傳輸距離可達(dá)1500米。
[0051]所述微功率無(wú)線模塊202支持無(wú)線自組網(wǎng)，可在無(wú)人工干預(yù)的情況下完成公共小區(qū)內(nèi)所有充電樁的通訊網(wǎng)絡(luò)組織。
[0052]所述微功率無(wú)線模塊202兩兩之間可進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，支持?jǐn)?shù)據(jù)傳遞，以此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)多級(jí)中繼，可通過(guò)一級(jí)級(jí)傳遞的方式，將數(shù)據(jù)傳送至最終目的地。
[0053]所述微功率無(wú)線模塊202可實(shí)現(xiàn)無(wú)線頻段自動(dòng)跳頻功能，當(dāng)公共小區(qū)周?chē)霈F(xiàn)其它小區(qū)充電樁的微功率無(wú)線信號(hào)時(shí)，微功率無(wú)線模塊202可通過(guò)自動(dòng)跳頻功能，更換通訊頻率，避開(kāi)與其它小區(qū)無(wú)線信號(hào)的沖突。
[0054]所述微功率無(wú)線模塊202可實(shí)現(xiàn)在功率許可范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)整，當(dāng)與周?chē)渌⒐β薀o(wú)線模塊202之間的無(wú)線信號(hào)較弱時(shí)，自動(dòng)增強(qiáng)發(fā)射功率，加強(qiáng)信號(hào)，提供通信可靠性；當(dāng)與周?chē)渌⒐β薀o(wú)線模塊之間的無(wú)線信號(hào)較強(qiáng)時(shí)，在保證通訊成功率的前提下自動(dòng)減小發(fā)射功率，降低電能損耗。
[0055]所述載波通訊模塊203與微處理模塊201、濾波模塊204連接，接受微處理模塊201的指令并將接收到的數(shù)據(jù)返回至微處理模塊201 ；
[0056]所述濾波模塊204與載波通訊模塊203連接，用于完成載波通訊中的干擾信號(hào)的過(guò)濾功能。
[0057]如圖3所示，所述濾波模塊204由發(fā)送有源濾波器301、發(fā)送無(wú)源濾波器302、接收無(wú)源濾波器303組成，數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)有源濾波器301完成對(duì)通信信號(hào)的有源濾波和功放放大，再經(jīng)發(fā)送無(wú)源濾波器302耦合到電力線進(jìn)行信號(hào)傳輸；數(shù)據(jù)接收時(shí)，通信信號(hào)經(jīng)過(guò)接收無(wú)源濾波器303后送入微處理器進(jìn)行處理。
[0058]所述開(kāi)入開(kāi)出處理模塊102與電源開(kāi)關(guān)連接，采集電源開(kāi)關(guān)狀態(tài)并控制電源開(kāi)關(guān)進(jìn)行分合；所述量測(cè)處理模塊103與互感模塊連接，采集互感模塊數(shù)據(jù)；所述打印模塊104完成充電票據(jù)的打印功能；所述智能電表105完成對(duì)充電電量的計(jì)量功能；所述鍵盤(pán)106接收用戶下發(fā)的指令；所述CAN數(shù)據(jù)接口 107與BMS連接，獲取BMS中的測(cè)量數(shù)據(jù)；所述智能卡讀寫(xiě)模塊108進(jìn)行智能充電卡的讀寫(xiě)；所述攝像頭109完成對(duì)充電過(guò)程和充電人員的監(jiān)控。
[0059]如圖4所示，充電樁100安裝完后，工作人員啟動(dòng)充電樁100，讓通信模塊200工作，進(jìn)行微功率無(wú)線模塊202和載波模塊203自組網(wǎng)，建立各充電樁100到小區(qū)數(shù)據(jù)集中管理單元400的通訊路線，并記錄通訊路線的通訊質(zhì)量。組網(wǎng)完成后，對(duì)未聯(lián)網(wǎng)成功的充電樁100進(jìn)行調(diào)試。充電樁100與小區(qū)數(shù)據(jù)集中管理單元400進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時(shí)，的通訊模塊200首先將數(shù)據(jù)分發(fā)至微功率無(wú)線模塊202和載波模塊203，通過(guò)無(wú)線和載波兩種方式同時(shí)向小區(qū)數(shù)據(jù)集中管理單元400發(fā)送數(shù)據(jù)。通過(guò)無(wú)線方式通訊時(shí)，通訊模塊200根據(jù)內(nèi)存中記錄的到達(dá)小區(qū)數(shù)據(jù)集中管理單元400的最優(yōu)通訊路線進(jìn)行通訊，如通訊失敗則依次選擇次優(yōu)通訊路線，并根據(jù)本次通訊路線使用情況，調(diào)整內(nèi)存中各通訊路線的成功率。如連續(xù)失敗則暫時(shí)放棄無(wú)線通訊方式。通訊模塊200同時(shí)接收來(lái)自微功率無(wú)線和載波兩種方式的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)和校驗(yàn)，以微功率無(wú)線的數(shù)據(jù)為主，載波數(shù)據(jù)為輔。如在指定時(shí)間內(nèi)未收到微功率無(wú)線的數(shù)據(jù)，則取載波數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)分析。如存在微功率無(wú)線信號(hào)無(wú)法聯(lián)網(wǎng)的充電樁100，則定時(shí)啟動(dòng)自組網(wǎng)功能，為該充電樁100重新建立無(wú)線通訊路線。
[0060]如圖5所示，一臺(tái)小區(qū)數(shù)據(jù)集中管理單元400可以同時(shí)管理上千臺(tái)充電樁100，對(duì)于小區(qū)數(shù)據(jù)集中管理單元400微功率無(wú)線信號(hào)直接覆蓋的充電樁100，小區(qū)數(shù)據(jù)集中管理單元400可以與充電樁100直接進(jìn)行通訊；對(duì)于小區(qū)數(shù)據(jù)集中管理單元400微功率無(wú)線信號(hào)無(wú)法直接覆蓋的充電樁100，則可以通過(guò)其它充電樁100中轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)與小區(qū)數(shù)據(jù)集中管理單元400的數(shù)據(jù)交互，中轉(zhuǎn)跳數(shù)可以超過(guò)10次，從而滿足較大公共小區(qū)或區(qū)域(如半徑大于2km)的通訊覆蓋。
[0061]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.用于公共小區(qū)的無(wú)線載波雙網(wǎng)互補(bǔ)的充電樁，其特征是，包括主控板、開(kāi)入開(kāi)出處理模塊、量測(cè)處理模塊、打印模塊、智能電表、鍵盤(pán)、CAN數(shù)據(jù)接口、智能卡讀寫(xiě)模塊、攝像頭、LED顯示屏和通訊模塊； 所述主控板，用于連接開(kāi)入開(kāi)出處理模塊、量測(cè)處理模塊、打印模塊、智能電表、鍵盤(pán)、CAN數(shù)據(jù)接口、智能卡讀寫(xiě)模塊、攝像頭、LED顯示屏和通訊模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)入開(kāi)出模塊、量測(cè)處理模塊、智能電表、鍵盤(pán)、智能卡讀寫(xiě)模塊、攝像頭的數(shù)據(jù)采集，對(duì)開(kāi)入開(kāi)出處理模塊、打印模塊、LED顯示屏的控制，并通過(guò)CAN數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)與其它CAN總線設(shè)備的數(shù)據(jù)交互，通過(guò)通訊模塊實(shí)現(xiàn)與其它充電樁和小區(qū)數(shù)據(jù)集中管理單元之間的數(shù)據(jù)傳遞； 所述開(kāi)入開(kāi)出處理模塊與電源開(kāi)關(guān)連接，采集電源開(kāi)關(guān)狀態(tài)并控制電源開(kāi)關(guān)進(jìn)行分合；所述量測(cè)處理模塊與互感模塊連接，采集互感模塊數(shù)據(jù)；所述打印模塊完成充電票據(jù)的打印功能；所述智能電表完成對(duì)充電電量的計(jì)量功能；所述鍵盤(pán)接收用戶下發(fā)的指令；所述CAN數(shù)據(jù)接口與BMS連接，獲取BMS中的測(cè)量數(shù)據(jù)；所述智能卡讀寫(xiě)模塊進(jìn)行智能充電卡的讀寫(xiě)；所述攝像頭完成對(duì)充電過(guò)程和充電人員的監(jiān)控； 所述通訊模塊連接主控板，用于完成充電樁與其它充電樁以及小區(qū)數(shù)據(jù)集中管理單元之間的數(shù)據(jù)傳遞。
2.如權(quán)利要求1所述的用于公共小區(qū)的無(wú)線載波雙網(wǎng)互補(bǔ)的充電樁，其特征是，所述通訊模塊包括微處理模塊、微功率無(wú)線模塊、載波通訊模塊、濾波模塊； 微處理模塊響應(yīng)主控板指令，向微功率無(wú)線模塊和載波通訊模塊下發(fā)通訊指令和數(shù)據(jù)，并同時(shí)接收微功率無(wú)線模塊和載波通訊模塊的數(shù)據(jù)，進(jìn)行比對(duì)和校驗(yàn)，將校驗(yàn)后數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送至主控板； 所述微功率無(wú)線模塊，與微處理模塊連接，使用微功率無(wú)線方式完成充電樁與其它充電樁以及小區(qū)數(shù)據(jù)集中管理單 元之間的數(shù)據(jù)傳遞； 所述載波通訊模塊接受微處理模塊的指令并將接收到的數(shù)據(jù)返回至微處理模塊； 所述濾波模塊，與載波通訊模塊連接，用于完成載波通訊中的干擾信號(hào)的過(guò)濾功能。
3.如權(quán)利要求2所述的用于公共小區(qū)的無(wú)線載波雙網(wǎng)互補(bǔ)的充電樁，其特征是，正常情況下，微處理模塊以微功率無(wú)線模塊通訊為主，載波通訊模塊的數(shù)據(jù)作為備用數(shù)據(jù)和校驗(yàn)；當(dāng)周?chē)霈F(xiàn)干擾或其它因素影響，導(dǎo)致通過(guò)微功率無(wú)線模塊無(wú)法正常進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，通訊模塊則轉(zhuǎn)由載波通訊模塊為主進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，直至微功率無(wú)線模塊恢復(fù)正常通訊。
4.如權(quán)利要求2所述的用于公共小區(qū)的無(wú)線載波雙網(wǎng)互補(bǔ)的充電樁，其特征是， 所述微功率無(wú)線模塊采用國(guó)家無(wú)線電委員會(huì)要求的470mHz~490mHz無(wú)線工作頻率，采用前向糾錯(cuò)信道編碼技術(shù)，空中傳輸速率可達(dá)100Kbps，開(kāi)闊地?zé)o中繼可靠傳輸距離可達(dá)1500 米。
5.如權(quán)利要求2所述的用于公共小區(qū)的無(wú)線載波雙網(wǎng)互補(bǔ)的充電樁，其特征是，所述微功率無(wú)線模塊支持無(wú)線自組網(wǎng)，在無(wú)人工干預(yù)的情況下完成公共小區(qū)內(nèi)所有充電樁的通訊網(wǎng)絡(luò)組織。
6.如權(quán)利要求2所述的用于公共小區(qū)的無(wú)線載波雙網(wǎng)互補(bǔ)的充電樁，其特征是，所述微功率無(wú)線模塊兩兩之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，支持?jǐn)?shù)據(jù)傳遞，以此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)多級(jí)中繼，通過(guò)一級(jí)級(jí)傳遞的方式，將數(shù)據(jù)傳送至最終目的地。
7.如權(quán)利要求2所述的用于公共小區(qū)的無(wú)線載波雙網(wǎng)互補(bǔ)的充電樁，其特征是，所述微功率無(wú)線模塊實(shí)現(xiàn)無(wú)線頻段自動(dòng)跳頻功能，當(dāng)公共小區(qū)周?chē)霈F(xiàn)其它小區(qū)充電樁的微功率無(wú)線信號(hào)時(shí)，微功率無(wú)線模塊可通過(guò)自動(dòng)跳頻功能，更換通訊頻率，避開(kāi)與其它小區(qū)無(wú)線信號(hào)的沖突。
8. 如權(quán)利要求2所述的用于公共小區(qū)的無(wú)線載波雙網(wǎng)互補(bǔ)的充電樁，其特征是，所述微功率無(wú)線模塊實(shí)現(xiàn)在功率許可范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)整，當(dāng)與周?chē)渌⒐β薀o(wú)線模塊之間的無(wú)線信號(hào)較弱時(shí)，自動(dòng)增強(qiáng)發(fā)射功率，加強(qiáng)信號(hào)，提供通信可靠性；當(dāng)與周?chē)渌⒐β薀o(wú)線模塊之間的無(wú)線信號(hào)較強(qiáng)時(shí)，在保證通訊成功率的前提下自動(dòng)減小發(fā)射功率，降低電能損耗。
9.如權(quán)利要求2所述的用于公共小區(qū)的無(wú)線載波雙網(wǎng)互補(bǔ)的充電樁，其特征是，所述濾波模塊包括發(fā)送有源濾波器、發(fā)送無(wú)源濾波器、接收無(wú)源濾波器，數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)有源濾波器完成對(duì)通信信號(hào)的有源濾波和功放放大，再經(jīng)發(fā)送無(wú)源濾波器耦合到電力線進(jìn)行信號(hào)傳輸；數(shù)據(jù)接收時(shí)，通信信號(hào)經(jīng)過(guò)接收無(wú)源濾波器后送入微處理器進(jìn)行處理。
10.用于公共小區(qū)的無(wú)線載波雙網(wǎng)互補(bǔ)充電樁的應(yīng)用方法，其特征是，包含以下步驟: 步驟一:充電樁安裝完后，啟動(dòng)充電樁，讓充電樁通信模塊工作，進(jìn)行微功率無(wú)線模塊和載波模塊自組網(wǎng)，建立各充電樁到小區(qū)數(shù)據(jù)集中管理單元的通訊路線，并記錄通訊路線的通訊質(zhì)量；組網(wǎng)完成后，對(duì)未聯(lián)網(wǎng)成功的充電樁進(jìn)行調(diào)試； 步驟二:充電樁與小區(qū)數(shù)據(jù)集中管理單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時(shí)，充電樁中的通訊模塊首先將數(shù)據(jù)分發(fā)至微功率無(wú)線模塊和載波模塊，通過(guò)無(wú)線和載波兩種方式同時(shí)向小區(qū)數(shù)據(jù)集中管理單元發(fā)送數(shù)據(jù)； 步驟三:通過(guò)無(wú)線方式通訊時(shí)，通訊模塊根據(jù)內(nèi)存中記錄的到達(dá)小區(qū)數(shù)據(jù)集中管理單元的最優(yōu)通訊路線進(jìn)行通訊，如通訊失敗則依次選擇次優(yōu)通訊路線，并根據(jù)本次通訊路線使用情況，調(diào)整內(nèi)存中各通訊路線的成功率；如連續(xù)失敗則暫時(shí)放棄無(wú)線通訊方式； 步驟四:充電樁通訊模塊同時(shí)接收來(lái)自微功率無(wú)線和載波兩種方式的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)和校驗(yàn)，以微功率無(wú)線的數(shù)據(jù)為主，載波數(shù)據(jù)為輔；如在指定時(shí)間內(nèi)未收到微功率無(wú)線的數(shù)據(jù)，則取載波數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)分析； 步驟五:如存在微功率無(wú)線信號(hào)無(wú)法聯(lián)網(wǎng)的充電樁，則定時(shí)啟動(dòng)自組網(wǎng)功能，為該充電樁重新建立無(wú)線通訊路線。
【文檔編號(hào)】H04B3/54GK103532202SQ201310518598
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】袁弘, 趙金龍, 李建祥, 韓元?jiǎng)P, 張秉良 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院, 山東魯能智能技術(shù)有限公司