蔣超萍

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405

摘要：針對(duì)小區(qū)電瓶車充電不合理問題，設(shè)計(jì)了基于嵌入式的智能計(jì)費(fèi)充電裝置。該裝置由RN8208G電量采集芯片、STM32系列單片機(jī)、LCD1602顯示器、TF儲(chǔ)存器、支付模塊、充電模塊組成。該裝置由RN8208G電量采集芯片充電消耗的電量，通過STM32單片機(jī)送到LCD1602顯示器電路中顯示用電量和電費(fèi)等參數(shù)。用戶進(jìn)行IC卡支付或者投幣式支付。通過SPI通信將用電量、電費(fèi)等參數(shù)送到上位機(jī)，以便對(duì)該裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)、斷電、調(diào)壓等操作。本裝置采用電量計(jì)費(fèi)可以有效的降低了用戶充電費(fèi)用，電量使用情況可以儲(chǔ)存，以便讓用戶核對(duì)，支付方便，增加安全性和方便性。商場(chǎng)小區(qū)用投幣刷卡式電瓶車充電樁

關(guān)鍵詞：小區(qū)電瓶車充電；RN8208G；上位機(jī)；IC卡支付

0引言

　小區(qū)電動(dòng)車充電管理站，小區(qū)電動(dòng)車充電解決方案，電動(dòng)車在小區(qū)里面充電的難題,車棚電動(dòng)車刷卡充電，停車場(chǎng)電動(dòng)車投幣充電，單位居民區(qū)電動(dòng)車充電 本設(shè)備主要為物業(yè)小區(qū)及其它電動(dòng)車集中存放處，提供有償計(jì)量收費(fèi)，*解決小區(qū)內(nèi)，因無充電計(jì)量設(shè)備，致使業(yè)主在單元樓前，亂拉亂扯電線，對(duì)小區(qū)安全造成了極大隱患，同時(shí)，也方便了業(yè)主，不需要再拆卸電池，上樓充電，電動(dòng)車集中管理，防止了被盜現(xiàn)象的發(fā)生，解決了電動(dòng)車管理中的老大難問題。 方便業(yè)主，再也不需要拎電池上樓充電，保證電動(dòng)車的電池電量。設(shè)備采用正常的充電標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)對(duì)蓄電池造成任何影響 智能充電站充電設(shè)備有自動(dòng)檢測(cè)電池硫化功能，可對(duì)硫化的電池進(jìn)行脈沖修復(fù)。

　　小區(qū)電動(dòng)車充電站是我公司專為物業(yè)小區(qū)、停車場(chǎng)及其它電動(dòng)車集中存放處設(shè)計(jì)，為電動(dòng)車提供有償計(jì)量收費(fèi)充電的一種充電管理設(shè)備。

　　該設(shè)備操作簡(jiǎn)單、使用方便，旨在為廣大電動(dòng)車主、電動(dòng)車管理方*解決電動(dòng)車充電難題。

　　目前很多小區(qū)、停車場(chǎng)，因無充電計(jì)量設(shè)備，致使業(yè)主在單元樓前，亂拉亂扯電線，對(duì)小區(qū)安全造成了極大隱患。

　　使用小區(qū)電動(dòng)車充電站，不但方便了業(yè)主充電，不需要再拆卸電池，上樓充電，而且由于電動(dòng)車集中停放，易于管理，更好的防止了被盜現(xiàn)象的發(fā)生，解決了電動(dòng)車管理中的老大難問題。

　　設(shè)備采用正常的充電標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)對(duì)蓄電池造成任何影響

　　充電的費(fèi)用和家用充電器充電所產(chǎn)生的電費(fèi)比較，不會(huì)有很大的出入，物業(yè)公司能夠有收益，業(yè)主也能夠接受。

　　小區(qū)電動(dòng)車充電站性能特點(diǎn)：

　　1、操作簡(jiǎn)單，方便管理，全自助化，投幣（或刷卡）即可通電，

　　2、可靈活設(shè)定單位幣數(shù)的通電時(shí)間（1-12小時(shí)可任意設(shè)置），刷卡可隨意調(diào)整費(fèi)率，即出廠設(shè)計(jì)投幣一元充電4小時(shí)。

　　3、通電時(shí)間按分鐘倒計(jì)時(shí)顯示，時(shí)間為零自動(dòng)斷電。

　　4、LED顯示，電子計(jì)數(shù)，及時(shí)對(duì)收益了如指掌，更方便合作式經(jīng)營(yíng)管理。

　　5、具有斷電記憶功能，停電后再來電時(shí)可以自動(dòng)啟動(dòng)斷電時(shí)的狀態(tài)。

　　6、設(shè)有保護(hù)電路，具有過載和短路保護(hù)功能

　　7、安裝快捷方便，民用電220 V交流電源即可安裝和使用

　　8、每路獨(dú)立互不干擾。

　　9、可對(duì)1臺(tái)車（或多臺(tái)車）同

1系統(tǒng)總體框圖

該裝置由電量采集模塊、A/D裝換模塊、單片機(jī)小系統(tǒng)、儲(chǔ)存模塊、顯示模塊、支付模塊和充電模塊組成。系統(tǒng)總體框圖如圖1所示，通過RN8208G單相電量計(jì)量芯片模塊將用戶所用電量采集后通過A/D裝換模塊將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)經(jīng)過單片機(jī)內(nèi)部的程序算法將收費(fèi)方式按照電量進(jìn)行收費(fèi)。電量使用情況可以儲(chǔ)存在TF卡中長(zhǎng)時(shí)間保存，可以供單片機(jī)讀取，將電量使用情況和電費(fèi)送到數(shù)碼管中顯示出來。用戶可以通過IC卡和投幣進(jìn)行支付。系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖1系統(tǒng)總體框圖

2.1硬件設(shè)計(jì)

根據(jù)上述總體設(shè)計(jì)模型分析，進(jìn)行智能充電樁嵌入式控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，基于嵌入式技術(shù)進(jìn)行智能充電樁嵌入式控制系統(tǒng)的硬件的模塊化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)主要包括了電量采集計(jì)量模塊設(shè)計(jì)、支付模塊設(shè)計(jì)等，對(duì)其分別描述如下：商場(chǎng)小區(qū)用投幣刷卡式電瓶車充電樁

圖2電量采集計(jì)量模塊工作電路

(1)該裝置的電量采集計(jì)量模塊主要進(jìn)行電量的采集、計(jì)算、傳輸?shù)淖饔谩Ｔ撃K具有全數(shù)字的增益、相位和當(dāng)外部噪聲 (如PCB噪聲，變壓器噪聲等)較大，積分所得的能量影響到小信號(hào)精度時(shí)提高小信號(hào)有功精度的offset校正。大大的消除了電路內(nèi)部干擾，提高了計(jì)量的精度。該模塊能夠進(jìn)行SPI和USART通信，只需要控制RN8082G單相電量計(jì)量芯片的IS引腳的高低電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可以方便與主控單片機(jī)進(jìn)行通信。其內(nèi)部具有電源監(jiān)控電路可以保證斷電和上電時(shí)芯片可靠工作。該電量采集計(jì)量模塊的工作電路如圖2所示 。

(2)該裝置的支付模塊主要作用是進(jìn)行電費(fèi)的的支付，以及將支付后的信息傳遞給單片機(jī)。該模塊只需要簡(jiǎn)單的操作就可以完成對(duì)IC卡的全部操作，具有默認(rèn)尋卡方式，當(dāng)卡片進(jìn)入天線時(shí)，LED出現(xiàn)低電平，上位機(jī)可以直接通過尋卡指令讀取卡片序列號(hào)，通信采用硬件簡(jiǎn)單，資源消耗少的SPI通信，大大的提高了精度，降低了讀卡失誤率。用戶刷卡信息直接通過單片機(jī)和上位機(jī)傳到PC里保存，便于核對(duì)信息。該支付模電路圖如圖3所示。

圖3支付模塊電路圖

該裝置的充電模塊充電電路主要是對(duì)電瓶車蓄電池進(jìn)行充電。次級(jí)繞組接D1、D2、D3和D5構(gòu)成二次整流電路，470UF的電解電容C8電容濾波電容。R23為蓄電池實(shí)際電壓的采樣電路，采樣蓄電池電壓的1/12。蓄電池的負(fù)極經(jīng)0.1Q的采樣電阻接到地上構(gòu)成電流采樣電路。次級(jí)繞組的中間接線端經(jīng)二極管D3、限流電阻R2、12V穩(wěn)壓管ZD1、電解電容和瓷片電容組成12V穩(wěn)壓電路為散熱風(fēng)扇提供電源。該充電模塊充電電路圖如圖4所示。

圖4充電模塊充電電路圖

3安科瑞電瓶車充電樁及收費(fèi)管理系統(tǒng)的介紹

3.1電瓶車智能充電樁及收費(fèi)管理系統(tǒng)架構(gòu)介紹

電瓶車智能充電樁是新一代電瓶車智能充電設(shè)備，具有交流輸出電源遠(yuǎn)程通斷控制、充電安全控制、電度計(jì)量、按時(shí)計(jì)費(fèi)功能于一體的交流供電裝置，該裝置能通過電瓶車的車配充電器為電瓶車充電。支付方式可選擇投幣、刷卡、掃描使用，設(shè)備內(nèi)部可引出 10路出線至插座，通過電瓶車的車配充電器完成充電。可連接云平臺(tái)給用戶提供安全可靠及智能化的充電服務(wù)。

安科瑞電瓶車智能充電樁通過GPRS模塊與云端進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交互。系統(tǒng)能夠?qū)﹄娖寇嚦潆姌兜娜粘顟B(tài)、充電過程進(jìn)行監(jiān)控；實(shí)現(xiàn)充電支付對(duì)接：支持投幣、刷卡、wei信支付等多種支付方式，保證交付交易過程的完整性，對(duì)充電過程中的異常情況進(jìn)行有效的預(yù)警；實(shí)現(xiàn)對(duì)下游站級(jí)平臺(tái)的清算和對(duì)賬功能。

3.2電瓶車智能充電樁技術(shù)參數(shù)

3.3電瓶車智能充電樁的選型

3.4電瓶車充電樁收費(fèi)管理系統(tǒng)功能介紹

3.4.1資源管理

充電站檔案管理，充電樁檔案管理，用戶檔案管理，充電樁異常交易監(jiān)測(cè)。

3.4.2交易結(jié)算

充電價(jià)格策略管理，預(yù)收費(fèi)管理，賬單管理，營(yíng)收和財(cái)務(wù)相關(guān)報(bào)表。

3.4.3用戶管理

用戶注冊(cè)，用戶登錄，用戶賬戶管理。

3.4.4充電服務(wù)

充電設(shè)施搜索，充電設(shè)施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結(jié)算，導(dǎo)航等。

3.4.5wei信小程序

掃碼充電，賬單支付等功能。

3.4.6數(shù)據(jù)服務(wù)

數(shù)據(jù)采集，短信提醒，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和解析。

3.5電瓶車智能充電樁安裝實(shí)例

電瓶車充電樁ACX10B-TYH安裝現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

4結(jié)語

該裝置設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了預(yù)期功能，解決了小區(qū)用戶電瓶車充電費(fèi)用不合理的情況，按照電量收費(fèi)。收費(fèi)模式可以自行設(shè)置，實(shí)現(xiàn)無人值守。