電動(dòng)汽車充電樁數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控

電動(dòng)汽車充電樁數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控摘要：電動(dòng)汽車充電樁與加油站當(dāng)中的加油設(shè)備非常類似，主要在墻壁或者地面等位置上固定，能夠持續(xù)給電動(dòng)車提供能量。一般在居民小區(qū)停車場(chǎng)或者公共建筑停車區(qū)域安裝，依照電壓等級(jí)不同為相應(yīng)的電動(dòng)汽車提供充電服務(wù)，在此過(guò)程中需要關(guān)注電動(dòng)汽車充電樁的監(jiān)控和管理，采集相關(guān)數(shù)據(jù)，并且對(duì)電動(dòng)汽車充電樁的供電情況進(jìn)行了解，以便使電動(dòng)汽車充電樁的運(yùn)行效率提升。關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車；充電樁；數(shù)據(jù)采集；監(jiān)控引言當(dāng)前能源問題越來(lái)越嚴(yán)重，環(huán)境問題越來(lái)越緊張，汽車由于消耗大量的傳統(tǒng)化石能源帶來(lái)大氣污染而受到關(guān)注，而電動(dòng)汽車由于其節(jié)能、環(huán)保、清潔的特點(diǎn)，因此受到人們的廣泛關(guān)注，國(guó)家政府開始逐步重視電動(dòng)汽車的推廣和使用，可以大幅度減少石油的依賴，減少周邊環(huán)境污染，其他國(guó)家也出臺(tái)了各種鼓勵(lì)性措施，以幫助汽車企業(yè)逐步對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行研發(fā)，促進(jìn)電動(dòng)汽車的發(fā)展。電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展的過(guò)程中遇上的兩個(gè)瓶頸，一個(gè)是汽車動(dòng)力電池本身，另外一個(gè)就是充電方法。充電技術(shù)的挑戰(zhàn)在于對(duì)充電的情況進(jìn)行監(jiān)控，一般的充電監(jiān)控系統(tǒng)主要是利用控制軟件來(lái)進(jìn)行管理，無(wú)法對(duì)命令代碼進(jìn)行有效維護(hù)，在擴(kuò)展方面的功能不夠健全。在電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)越來(lái)越普及的條件下，這種原始的充電控制方法無(wú)法適應(yīng)系統(tǒng)的發(fā)展，在信息化技術(shù)逐步展開的過(guò)程中，嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)逐步開始在通信、過(guò)程控制、制造業(yè)等方面得到廣泛應(yīng)用。在電動(dòng)汽車充電樁發(fā)展過(guò)程中，需要有機(jī)地將嵌入式系統(tǒng)融入其中，加強(qiáng)充電監(jiān)控的實(shí)時(shí)性，有效地對(duì)監(jiān)控的過(guò)程進(jìn)行拓展，以滿足電動(dòng)汽車對(duì)充電系統(tǒng)的具體操作要求。1充電樁系統(tǒng)的組成及概述依照設(shè)計(jì)要求和具體的應(yīng)用場(chǎng)景，充電監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中包含近場(chǎng)通信數(shù)據(jù)、服務(wù)器數(shù)據(jù)、傳輸管理等多個(gè)系統(tǒng)。由于許多充電站和充電器的品牌混雜，需要配備多工作站才能收集充電時(shí)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。每個(gè)工作站需要隨時(shí)將數(shù)據(jù)分發(fā)給充電器，在計(jì)費(fèi)模式和其他功能參數(shù)方面也需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行充分設(shè)計(jì)，以便及時(shí)獲取數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器當(dāng)中的調(diào)整命令。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)當(dāng)中配置的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器主要作用在于對(duì)充電監(jiān)控工作站當(dāng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并且執(zhí)行相關(guān)的報(bào)告查詢和區(qū)間查詢的內(nèi)容，通常將備用數(shù)據(jù)庫(kù)配置，以保證操作數(shù)據(jù)冗余和可靠性，并且依照傳輸要求對(duì)實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲(chǔ)收費(fèi)數(shù)據(jù)采集工作站和數(shù)據(jù)服務(wù)器之間主要使用以太網(wǎng)的方式進(jìn)行連接，這樣可以保證數(shù)據(jù)通訊和交互過(guò)程的可靠性以及通訊速度。使用can總線來(lái)連接充電數(shù)據(jù)采集工作站和充電器，另外還需要設(shè)置遠(yuǎn)程通訊控制系統(tǒng)，具體的采集操作結(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下：1.1數(shù)據(jù)進(jìn)場(chǎng)通訊數(shù)據(jù)進(jìn)場(chǎng)通信系統(tǒng)主要使用can總線通信協(xié)議來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所有數(shù)據(jù)都使用該協(xié)議進(jìn)行。由于協(xié)議是否合適與通信系統(tǒng)的傳輸效率和質(zhì)量息息相關(guān)，所以在對(duì)通訊協(xié)議進(jìn)行處理的過(guò)程中，需要保證可以對(duì)電池?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行批量上傳，在上傳過(guò)程中使用唯一Id號(hào)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行表示。can總線廣泛應(yīng)用于汽車電子當(dāng)中，是一條共享的廣播總線，在應(yīng)用過(guò)程中各節(jié)點(diǎn)都可以將數(shù)據(jù)和信息傳輸過(guò)來(lái)，并且能夠支持1MBps的數(shù)據(jù)通信，在此速度下can總線的距離可以設(shè)置為30米長(zhǎng)，在10KBps的速度下，距離甚至可以達(dá)到6公里。該充電系統(tǒng)在監(jiān)控通訊設(shè)計(jì)速度方面可以達(dá)到250kBps，通過(guò)can控制器的硬件完成數(shù)據(jù)的傳輸、發(fā)送以及錯(cuò)誤檢測(cè)和糾正等工作。1.2采集工作站收集工作站的主要作用在于充當(dāng)通信服務(wù)器，用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。數(shù)據(jù)送入到收集工作站之后，可以分別存儲(chǔ)到本地的數(shù)據(jù)庫(kù)以及數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器當(dāng)中，也可以將歷史數(shù)據(jù)上傳到后臺(tái)。1.3數(shù)據(jù)服務(wù)器數(shù)據(jù)服務(wù)器使用的主要是SQLSERVER數(shù)據(jù)庫(kù)，并且設(shè)置相應(yīng)的配套軟件，在歷史數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中設(shè)置一個(gè)快速訪問界面，可以幫助用戶快速對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。1.4WEB服務(wù)器Web服務(wù)器可以將必要的數(shù)據(jù)傳送到文件處理器當(dāng)中，并且為用戶提供瀏覽網(wǎng)頁(yè)，用戶只需要使用瀏覽器就可以了解相關(guān)數(shù)據(jù)信息。1.5數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸管理1.5.1通訊接口類型為了與設(shè)備的工作要求相適應(yīng)，該采集終端同時(shí)配置4G無(wú)線通信系統(tǒng)和Rj45接口完成數(shù)據(jù)傳輸，依照現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的區(qū)別選擇不同的接口進(jìn)行通訊工作。如果充電站當(dāng)中配置了有線網(wǎng)絡(luò)或者系統(tǒng)不適合使用無(wú)線通訊，則主要使用網(wǎng)口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。如果沒有有線網(wǎng)絡(luò)接入，則可以使用無(wú)線系統(tǒng)進(jìn)行通訊，使用最新的全網(wǎng)通4G模塊能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電信、移動(dòng)、聯(lián)通等各運(yùn)營(yíng)商的支持。1.5.2通訊模塊控制時(shí)序后臺(tái)通訊和采集終端主要使用在線通訊模式進(jìn)行控制，為了確保通訊模式的可靠性和穩(wěn)定性，在通訊時(shí)需要注意對(duì)通訊模塊進(jìn)行有效的處理，具體的控制流程如下所示。圖1模塊控制流程2電動(dòng)汽車充電樁數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)2.1數(shù)據(jù)來(lái)源在數(shù)據(jù)來(lái)源方面，包含了電池箱內(nèi)的數(shù)據(jù)、充電上傳的電量數(shù)據(jù)、人工記錄的一些系統(tǒng)數(shù)據(jù)等，依照網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)完成數(shù)據(jù)處理和解析的工作，具體的數(shù)據(jù)處理流程如下所示。圖2數(shù)據(jù)處理流程2.2數(shù)據(jù)種類在數(shù)據(jù)類型方面包含的內(nèi)容很多，首先為設(shè)備數(shù)據(jù)，具體為充電接口的狀況、車輛連接情況和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等。其次為電氣信息數(shù)據(jù)，比如說(shuō)輸入輸出電流電壓以及電池的最低電壓、絕緣狀態(tài)等相關(guān)信息。接著為模塊信息，主要指的是模塊運(yùn)行過(guò)程中的具體狀態(tài)，比如說(shuō)模塊的電流電壓情況、模塊的充電狀態(tài)以及溫度情況是否出現(xiàn)短路或者其他故障以及欠壓告警、過(guò)壓告警等具體信息，最后是開關(guān)量狀態(tài)，包含了放電接觸、電子芯、反饋點(diǎn)輸出接觸器、門控開關(guān)等各種內(nèi)容。與此同時(shí)在通信報(bào)文當(dāng)中還對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行了有效的定義，比如說(shuō)計(jì)量計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)塊、溫濕度控制數(shù)據(jù)塊、故障告警數(shù)據(jù)塊等，分別對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行細(xì)化和傳輸。2.3遠(yuǎn)程控制功能在系統(tǒng)當(dāng)中還設(shè)置了遠(yuǎn)程控制功能，比如說(shuō)可以通過(guò)后臺(tái)使充電器停止工作或者讀取寫入相關(guān)信息，了解設(shè)備參數(shù)以及使用后臺(tái)操作，緊急關(guān)斷充電器。3電動(dòng)汽車充電樁的應(yīng)用用戶在使用電動(dòng)汽車充電設(shè)備時(shí)只需要正確的輸入用戶名和密碼就可以進(jìn)入到主界面。在進(jìn)入主界面后，可以了解充電站的距離狀態(tài)和充電器的工作情況。在監(jiān)控軟件運(yùn)行過(guò)程中，可以實(shí)時(shí)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新，通過(guò)以太網(wǎng)和can總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的數(shù)據(jù)監(jiān)控，以便完成一些遙信和遙測(cè)的功能。在相關(guān)參數(shù)達(dá)到預(yù)值時(shí)，可以觸發(fā)報(bào)警，使充電器暫停工作，保證安全。在此過(guò)程中充電狀態(tài)、背景顏色會(huì)更改，同時(shí)會(huì)向后臺(tái)上報(bào)錯(cuò)誤。結(jié)束語(yǔ)總而言之，充電樁監(jiān)控