直流充電樁系統(tǒng)設(shè)計(jì)

直流充電樁系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：電動(dòng)汽車中直流充電樁系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計(jì)是一項(xiàng)實(shí)際的工程應(yīng)用，可基本完成其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并確保其正常運(yùn)行。該系統(tǒng)基于控制芯片STM32F103ZET6，它主要包括一個(gè)集成的主控制單元，一個(gè)能量測量單元，一個(gè)RFID讀卡器，一個(gè)用于充電模塊的RFDC輸出模塊以及一個(gè)人機(jī)交互單元。結(jié)合我國有關(guān)直流充電樁，CAN總線協(xié)議和DL/T645計(jì)數(shù)器通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)并實(shí)現(xiàn)了300KW直流充電樁控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅可以監(jiān)視和控制充電過程，還可以實(shí)時(shí)顯示充電數(shù)據(jù)。本文首先分析了直流充電樁系統(tǒng)的工作原理，并根據(jù)其功能要求為300kW負(fù)載蓄電池控制系統(tǒng)制定了通用方案。通過分析充電樁的快速充電原理，選擇合適的充電模式和控制充電終止的方法。其次，利用內(nèi)置的控制技術(shù)，構(gòu)建了系統(tǒng)軟件和硬件控制平臺來完成電路設(shè)計(jì)并選擇DC充電樁的硬件，并使用KeilMDK軟件開發(fā)平臺來開發(fā)和編寫充電樁控制系統(tǒng)的下層程序。最后，充電樁的各種功能模塊通過STM32主控制板集成在一起，以協(xié)調(diào)與外部充電模塊，電能測量模塊，人機(jī)交互模塊和射頻卡讀取器的通信，并且對該系統(tǒng)進(jìn)行在線調(diào)試以完成DC充電樁的原型功能測試。經(jīng)過實(shí)際測試，直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以可靠，穩(wěn)定地工作，滿足主題設(shè)定的功能和指標(biāo)要求。關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車；直流充電樁；控制系統(tǒng)目錄TOC\o"1-3"\h\u8431緒論 緒論1.1選題來源及意義隨著電動(dòng)汽車的日益普及，直流充電樁作為一種重要的充電設(shè)施，其設(shè)計(jì)和研發(fā)顯得尤為關(guān)鍵。本文將詳細(xì)介紹直流充電樁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包括其硬件選型、軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)架構(gòu)等方面，以期為相關(guān)領(lǐng)域的研究和實(shí)踐提供參考和借鑒。電動(dòng)汽車作為一種綠色、環(huán)保的交通工具，正逐漸取代傳統(tǒng)的燃油車成為未來汽車市場的主流。然而，電動(dòng)汽車的續(xù)航能力和充電速度一直是制約其發(fā)展的瓶頸。為了滿足消費(fèi)者對快速充電的需求，直流充電樁應(yīng)運(yùn)而生。直流充電樁具有充電速度快、效率高等特點(diǎn)，能夠在短時(shí)間內(nèi)為電動(dòng)汽車提供足夠的電能，大大提高了電動(dòng)汽車的使用便利性。在直流充電樁系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，硬件選型是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。合理選擇充電樁的硬件設(shè)備，可以保證充電樁的性能和穩(wěn)定性。充電樁的硬件主要包括電源模塊、充電模塊、控制模塊、通信模塊等。電源模塊負(fù)責(zé)將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，為充電模塊提供穩(wěn)定的電源；充電模塊則負(fù)責(zé)將直流電傳輸?shù)诫妱?dòng)汽車的電池中；控制模塊負(fù)責(zé)整個(gè)充電過程的監(jiān)控和控制；通信模塊則負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)充電樁與電動(dòng)汽車以及充電樁管理系統(tǒng)的通信。軟件設(shè)計(jì)是直流充電樁系統(tǒng)的另一重要組成部分。良好的軟件設(shè)計(jì)可以確保充電樁的安全性、穩(wěn)定性和易用性。軟件設(shè)計(jì)主要包括用戶界面設(shè)計(jì)、充電控制策略設(shè)計(jì)、故障處理設(shè)計(jì)等。用戶界面設(shè)計(jì)應(yīng)簡潔明了，方便用戶進(jìn)行操作；充電控制策略設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)電動(dòng)汽車的電池特性、充電需求等因素制定，以保證充電過程的安全和高效；故障處理設(shè)計(jì)應(yīng)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理充電過程中可能出現(xiàn)的故障，以保證充電樁的穩(wěn)定運(yùn)行。此外，直流充電樁的系統(tǒng)架構(gòu)也是設(shè)計(jì)中需要考慮的重要方面。合理的系統(tǒng)架構(gòu)可以提高充電樁的可靠性和可擴(kuò)展性。充電樁的系統(tǒng)架構(gòu)主要包括硬件架構(gòu)和軟件架構(gòu)兩部分。硬件架構(gòu)應(yīng)考慮到充電樁的體積、重量、散熱等因素，以保證充電樁在各種環(huán)境下都能穩(wěn)定運(yùn)行；軟件架構(gòu)應(yīng)考慮到充電樁的升級、維護(hù)等因素，以保證充電樁的可擴(kuò)展性和易維護(hù)性。1.2國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r1.2.1國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r早在奧巴馬總統(tǒng)時(shí)代，美國政府就明確表示，到2015年底，道路上將有100萬輛電動(dòng)汽車，政府將投資4億美元進(jìn)行投資和充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，例如充電樁，充電和更換發(fā)電廠。充電站由AmericanSolarCity在加利福尼亞101高速公路上建造，主要由十多個(gè)大型DC充電樁組成，并使用太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)換為電能以進(jìn)行快速充電。日本相關(guān)機(jī)構(gòu)聲稱，在此階段，他們已經(jīng)成功開發(fā)了一種快速充電設(shè)備，只需半個(gè)小時(shí)即可充滿電，與此同時(shí)，您也可以更換電池。日本中央政府還與當(dāng)?shù)氐貐^(qū)和城市建立了低污染車輛使用促進(jìn)協(xié)會（LEVOC），其主要工作是建立基礎(chǔ)設(shè)施以支持電動(dòng)汽車的充電功能。同時(shí)，不僅政府在推進(jìn)充電樁的建設(shè)，豐田，日產(chǎn)，本田和日本政策投資銀行等大型汽車公司聯(lián)合創(chuàng)建了日本充電服務(wù)公司，以積極承擔(dān)安裝充電樁和8年的費(fèi)用服務(wù)。圖1-6顯示了日本東京商業(yè)廣場的充電樁。在德國，由于德國電動(dòng)汽車數(shù)量的增加，它大大高于充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)速度。這樣，德國聯(lián)邦政府也增加了對充電基礎(chǔ)設(shè)施的支持，并有望在新的充電基礎(chǔ)設(shè)施上投資3.5億歐元。1.2.2國外發(fā)展?fàn)顩r由于過去技術(shù)發(fā)展的局限性，中國進(jìn)入電動(dòng)汽車充電技術(shù)的時(shí)間要晚于國外，但是由于近年來中國的政治支持以及相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)院，研究所和支持企業(yè)的不斷增加。通過協(xié)作，當(dāng)前的電動(dòng)汽車充電技術(shù)已經(jīng)取得成功，輔助充電樁的建設(shè)也顯示出良好的勢頭。早在2006年，比亞迪就在深圳成立了電動(dòng)汽車研究所，并建立了第一個(gè)電動(dòng)汽車充電站。在2008年北京奧運(yùn)會期間，北京的公共交通系統(tǒng)在一個(gè)純奧運(yùn)村投資了一系列純電動(dòng)公交車，這些公交車使用快速的電池更換作為能源。2009年12月底，南方電網(wǎng)在深圳建立的兩個(gè)電動(dòng)汽車充電站以及南方電網(wǎng)在深圳投資的第一批充電樁成功啟動(dòng)[7]。2010年3月，由華北電網(wǎng)建設(shè)的大型電動(dòng)汽車充電站在河北唐山正式啟動(dòng)。為了在不同地區(qū)的國家和地方當(dāng)局的支持下加快電動(dòng)汽車的推廣，創(chuàng)建了基本充電樁，例如電動(dòng)汽車的充電站和公共充電樁。1.3課題研究的目的與要求1.3.1課題研究的目的提高充電效率：直流充電樁具有較高的充電功率，可以大幅縮短電動(dòng)汽車的充電時(shí)間。課題研究的目的之一是優(yōu)化直流充電樁的電路設(shè)計(jì)、控制策略和功率分配，以實(shí)現(xiàn)更高的充電效率和更好的用戶體驗(yàn)。保證充電安全：充電過程中的安全問題至關(guān)重要。課題研究的目的之一是探討和設(shè)計(jì)直流充電樁的安全保護(hù)機(jī)制，包括過壓保護(hù)、過流保護(hù)、短路保護(hù)等，以確保充電過程的安全性。1.3.2課題研究的要求技術(shù)要求：設(shè)計(jì)應(yīng)滿足國家或行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如輸出電壓、電流、功率、效率、安全性等。同時(shí)，要考慮充電樁的兼容性，確保能夠適配多種電動(dòng)汽車。功能性要求：充電樁除了基本的充電功能外，還應(yīng)具備數(shù)據(jù)通信、計(jì)費(fèi)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障診斷等功能。環(huán)境適應(yīng)性要求：充電樁應(yīng)能在各種環(huán)境條件下穩(wěn)定工作，包括不同的氣候、溫度、濕度等。經(jīng)濟(jì)性要求：設(shè)計(jì)應(yīng)考慮成本效益，確保充電樁的制造成本和運(yùn)營維護(hù)成本在合理范圍內(nèi)。用戶友好性要求：充電樁的操作界面應(yīng)簡潔直觀，便于用戶使用。安全要求：設(shè)計(jì)必須符合相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)，包括電氣安全、防火安全等，確保人身和車輛安全。維護(hù)要求：充電樁應(yīng)便于維護(hù)和檢修，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到維護(hù)的便捷性。擴(kuò)展性要求：隨著技術(shù)的發(fā)展和市場需求的變化，充電樁應(yīng)具有一定的擴(kuò)展性，能夠方便地進(jìn)行升級和功能擴(kuò)展。1.4課題主要研究內(nèi)容及技術(shù)指標(biāo)1.4.1課題主要研究內(nèi)容系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)：研究直流充電樁的系統(tǒng)架構(gòu)，包括硬件架構(gòu)和軟件架構(gòu)。硬件架構(gòu)涉及充電模塊、電源模塊、控制模塊、通信模塊等的設(shè)計(jì)與選型；軟件架構(gòu)涉及充電控制算法、數(shù)據(jù)管理、用戶界面等的設(shè)計(jì)。充電模塊設(shè)計(jì)：研究充電模塊的工作原理、電路設(shè)計(jì)、功率器件的選擇和應(yīng)用，以及充電模塊的效率優(yōu)化和熱管理。電源模塊設(shè)計(jì)：研究電源模塊的電路設(shè)計(jì)、功率因數(shù)校正（PFC）、直流轉(zhuǎn)換（DC-DC）等關(guān)鍵技術(shù)，以及電源模塊的效率和穩(wěn)定性。控制模塊設(shè)計(jì)：研究充電樁的控制策略和控制算法，包括充電過程控制、故障檢測與處理、通信接口管理等。通信模塊設(shè)計(jì)：研究充電樁與電動(dòng)汽車、充電站管理系統(tǒng)、用戶終端等之間的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)傳輸，以及網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)保護(hù)。1.4.2課題研究的要求符合標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范：研究應(yīng)符合國家和行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，如GB/T、IEC等標(biāo)準(zhǔn)，確保充電樁的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量。技術(shù)創(chuàng)新：在充電模塊、電源模塊、控制模塊等方面，應(yīng)追求技術(shù)創(chuàng)新，提高充電效率、降低成本、減小體積和重量。安全性能：充電樁的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮安全性能，包括電氣安全、防火安全、人身安全等方面，確保在各種工況下都能安全運(yùn)行。環(huán)境適應(yīng)性：充電樁應(yīng)能在各種環(huán)境條件下穩(wěn)定工作，包括不同的氣候、溫度、濕度等，具有較好的環(huán)境適應(yīng)性。用戶體驗(yàn)：充電樁的操作界面應(yīng)簡潔直觀，便于用戶使用，提供良好的用戶體驗(yàn)。

2直流充電樁控制系統(tǒng)相關(guān)概念2.1直流充電樁系統(tǒng)工作原理充電站是指為電動(dòng)車提供電能的一種充電站。該產(chǎn)品可安裝于地上或墻壁上，可為交/直流充電。此外，本裝置還應(yīng)有使用說明，測量及充電的功能。在此基礎(chǔ)上，將380V的交流電能通過交流接觸器輸入到三相儀表中，由直流充電模塊對其進(jìn)行整流、濾波，再由智能控制模塊控制，生成直流電源，為電動(dòng)車的蓄電池充電。此時(shí)，通過智能化的控制模塊可以對AC接觸器的導(dǎo)通和關(guān)斷功能進(jìn)行控制。三相電能表是對充電站進(jìn)行電能計(jì)量的裝置，主要用于對充電站運(yùn)行時(shí)所消耗的電能進(jìn)行計(jì)量。該系統(tǒng)通過與主控制模塊連接，完成對充電設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與顯示。其中，存儲模塊主要是為進(jìn)行后續(xù)的查詢而對用戶的付款信息進(jìn)行存儲。IC卡讀卡機(jī)是一種新型的電子商務(wù)電子商務(wù)系統(tǒng)，其主要功能就是實(shí)現(xiàn)IC卡電子商務(wù)的電子商務(wù)。當(dāng)充電站發(fā)生不正常的狀況時(shí)，警報(bào)系統(tǒng)會自動(dòng)發(fā)出警報(bào)。圖2-1示出了電動(dòng)車直流充電站的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2-1電動(dòng)汽車直流充電樁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2.2直流充電樁需求分析隨著電動(dòng)汽車的日益增多，配套充電站也日益引起了人們的重視。直流電池是一種新型的充電設(shè)備，其充電速度快，充電效率高，已被廣泛地應(yīng)用于一些行業(yè)。為達(dá)到電動(dòng)汽車充電樁智能化、安全性和便利性的目的，通過對電動(dòng)汽車用戶的充電樁的需求進(jìn)行了研究，并對有關(guān)的數(shù)據(jù)和文檔進(jìn)行了深入的了解，得出了如下的基本功能需求：（1）安全的堆料操作。給車輛充電時(shí)，充電樁系統(tǒng)可能會發(fā)生各種突然故障。在無法預(yù)料的情況下，充電樁系統(tǒng)可能會自動(dòng)關(guān)閉以確保人身安全。（2）充電樁必須可靠地工作，并且充電樁的設(shè)備必須具有模塊化設(shè)計(jì)。當(dāng)電池的充電系統(tǒng)發(fā)生局部故障時(shí)，它不會影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，從而確保用戶可以正常可靠地工作。每個(gè)單元的功能性模塊化設(shè)計(jì)還便于將來的維修和保養(yǎng)。（3）由于通常不維修充電樁，因此用戶需要自己完成充電操作。良好的人機(jī)交互界面和系統(tǒng)的簡單性，不僅降低了用戶使用的復(fù)雜性，而且體現(xiàn)了充電樁的智能系統(tǒng)。（4）記錄使用情況信息，存儲，查詢和統(tǒng)計(jì)功能。充電板應(yīng)能夠?qū)崟r(shí)記錄，存儲和計(jì)數(shù)用戶登錄，注銷和其他工作信息。同時(shí)，用戶還可以在充電板上請求基本信息的歷史記錄，例如充電時(shí)間和充電功率。（5）充電樁系統(tǒng)應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)梯形裝料機(jī)構(gòu)。在不同的時(shí)間段采用不同的充電標(biāo)準(zhǔn)，使用戶可以根據(jù)自己的需求智能分配充電時(shí)間，以提供真正的低碳環(huán)保。

3直流充電樁控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1控制系統(tǒng)組成概述直流充電樁控制系統(tǒng)的整體思想是通過嵌入式ARM核心處理器，完成對充電樁進(jìn)行充電管理等相關(guān)的工作，并將電池盒的信息和用戶在充電過程中的用電信息傳送到系統(tǒng)后臺。為了便于后臺管理人員監(jiān)測充電樁充電情況。其中，主控單元作為控制系統(tǒng)的核心，對充電樁的運(yùn)行進(jìn)行控制，而人機(jī)交互單元和讀卡器模塊則主要負(fù)責(zé)用戶信息的輸入，充電樁運(yùn)行信息的顯示，以及計(jì)算等。充電等功能：存儲模塊負(fù)責(zé)對充電樁的使用信息及操作參數(shù)進(jìn)行保護(hù)與存儲，mod控制系統(tǒng)的電源為充電樁控制系統(tǒng)的正常工作提供了電力保證，充電模塊的作用是為電動(dòng)汽車電池提供可調(diào)的直流電源，專門為電動(dòng)汽車電池充電：測量模塊對充電能量、電流、電壓等信息進(jìn)行采集與測量。以主控制器為核心的實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)為數(shù)據(jù)支撐。直流充電樁控制系統(tǒng)的硬件組件如圖3-1所示。圖3-1控制系統(tǒng)硬件框圖3.2主控制單元設(shè)計(jì)3.2.1主控板芯片選型作為控制系統(tǒng)的主體，直流充電樁的主控制板不僅控制整個(gè)充電板的操作，而且還必須將在操作期間收集的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)矫總€(gè)功能模塊以進(jìn)行通信和交互。為了確保系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，需要功能強(qiáng)大且經(jīng)濟(jì)的處理器芯片。本文主要使用意法半導(dǎo)體公司基于ARMCortex-M3內(nèi)核的STM32F103系列芯片，具體型號為STM32F103ZET6，其主要特點(diǎn)是：（1）處理器工作速度快，其72MHz的工作頻率可完全滿足直流充電樁的正常工作運(yùn)行要求。（2）內(nèi)置存儲器具有大容量，512KB閃存和64KBSRAM，可有效支持在充電樁控制系統(tǒng)中記錄大量程序代碼以實(shí)現(xiàn)充電管理功能。（3）豐富的外圍接口，總共112個(gè)I/O接口和各種通信接口（包括I2C，SPI，USART，SDIO，USB，CAN總線等接口）可以通過其外部接口連接到充電樁的其他功能模塊。（4）該芯片具有大量中斷（84）和豐富的可編程優(yōu)先級（16級）的特性，并且所有觸點(diǎn)都可以隨時(shí)輸入為中斷源。（5）該芯片具有一個(gè)工廠預(yù)設(shè)的8MHzRC振蕩器，一個(gè)經(jīng)過校準(zhǔn)的40kHzRC振蕩器和一個(gè)32kHzRTC振蕩器，便于開發(fā)人員開發(fā)晶體。（6）內(nèi)置三個(gè)12位A/D轉(zhuǎn)換器，最大轉(zhuǎn)換速度為1MHz。同時(shí)，該微電路還具有2個(gè)用于輸入數(shù)字信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，包含2個(gè)獨(dú)立的輸出通道，并且相互轉(zhuǎn)換互不影響。它可以滿足多信號采樣的功能要求。3.2.2STM32F103最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)最小直流樁系統(tǒng)包括晶振電路，供電電路，基準(zhǔn)信號源，復(fù)位電路，起動(dòng)和起動(dòng)電路SWDBOOT電路。本系統(tǒng)的主控芯片STM32F103ZET6在2.0~3.6V的工作電壓范圍內(nèi)，選用了通常使用的3.3V電源作為電源。為了更好地工作，將8MHz的被動(dòng)晶體與1M的反饋電阻并聯(lián)到一起，構(gòu)成了最小系統(tǒng)主電路的晶振電路。在此基礎(chǔ)上，將一塊22pF左右的電容并聯(lián)在一起，使其成為平行諧振腔。在參考源電路中，將兩組濾波電容并聯(lián)于VDDA管腳與3.3V供電電壓間，有效地抑制了輸入端的高頻諧波，增強(qiáng)了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在編寫了控制系統(tǒng)的程序之后，需要把程序的代碼通過數(shù)據(jù)線路寫到主控板上以供調(diào)試。SWD接口具有裝置管腳少、裝載靈活、易于擴(kuò)展等特點(diǎn)，尤其是當(dāng)主機(jī)板空間受限時(shí)，可通過添加新的功能模塊，使工程變得更加簡單和經(jīng)濟(jì)?？梢栽黾有碌墓δ苣K，簡化工程，節(jié)約成本。圖3-2顯示了SWD啟動(dòng)原理圖。圖3-2SWD下載電路STM32F103ZET6的主控制器采用的是低電平的復(fù)位方式，所以需要用一個(gè)上拉電阻來與復(fù)位端相連。當(dāng)主機(jī)啟動(dòng)重新啟動(dòng)時(shí)，需要一定的時(shí)間來進(jìn)行初始化工作。在這一點(diǎn)上，復(fù)位應(yīng)該維持在低水平。重置電路是利用了電容器上的電壓不會突變的特點(diǎn)。供電一開，電容上得電壓立刻降到零。在這一點(diǎn)上，晶片被重置，接著，電源經(jīng)由上拉電阻器R3給電容器C1充電，直至電容器上的電壓達(dá)到高電平為止。接著，主控制芯片就會正確地工作。圖3-3復(fù)位電路STM32有多種啟動(dòng)方式，主要由BOOT電路來控制，具體啟動(dòng)模式如表3-1所示。表3-1STM32BOOT啟動(dòng)模式選擇BOOT0BOOT1啟動(dòng)模式說明0×用戶閃存啟動(dòng)用戶閃存啟動(dòng)，即FLASH啟動(dòng)10系統(tǒng)存儲器利用串口1下載程序，從系統(tǒng)存儲器啟動(dòng)11SRAM啟動(dòng)SRAM啟動(dòng)，用于在SRAM中調(diào)試代碼由于主控制系統(tǒng)使用SWD加載程序，因此BOOT0必須設(shè)置為低。按照上述選擇方法，開發(fā)的BOOT啟動(dòng)電路如圖3-4所示。其中，BOOT0和BOOT1必須連接到10kΩ降壓電阻，因此用戶的默認(rèn)觸發(fā)模式是閃存啟動(dòng)，當(dāng)需要更改觸發(fā)模式時(shí)，只需更改撥號代碼。圖3-4BOOT啟動(dòng)電路原理圖3.3控制系統(tǒng)電源電路設(shè)計(jì)在STM32單片機(jī)的整體控制中，各個(gè)功能模塊的供電電壓各不相同。本論文所設(shè)計(jì)之直流充電站控制系統(tǒng)，需采用三種電壓參數(shù)，分別為+3.3V、+5V、±12V，其中+5V和±12VB是通過外部開關(guān)電源模塊來完成的（如圖3-5所示）。該開關(guān)電源采用220V交流電壓，并將其輸出信號分成直流+5V、接地、直流+12V、SGND兩套。圖3-5開關(guān)電源模塊針對直流充電站的主控芯片、液晶顯示控制電路、LED燈條、RF等模塊的工作要求，設(shè)計(jì)了一種5V到3.3V的供電電路，如圖3-6所示。采用AMS1117線性穩(wěn)壓器，可在5V到3.3V之間進(jìn)行電壓變換。在AMS1117芯片上各有一個(gè)電容，用于高通濾波，減小了系統(tǒng)的紋波，并有效地抑制了AMS1117的自激振蕩。為避免因輸入電流過大而對主控芯片造成損傷，本設(shè)計(jì)采用6V1A的自愈熔斷器，并在電路內(nèi)加裝濾波電感，抑制高頻諧波。在減少能源消耗中扮演角色。圖3-6電源電路原理圖3.4充電樁連接檢測電路設(shè)計(jì)3.4.1充電接口概述DC充電樁通過將可移動(dòng)線纜的充電插口與電動(dòng)車的充電接口相連，實(shí)現(xiàn)對蓄電池的充電。為保證電動(dòng)汽車在充電時(shí)的人身和用電設(shè)備的安全性，我國相關(guān)部門制訂并頒布了一系列的充電樁工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其中對直流充電接口的基本要求、結(jié)構(gòu)類型、功能和尺寸的定義和標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。3.4.2充電握手電路充電時(shí)的握手電路，其主要作用是在對電動(dòng)汽車進(jìn)行充電時(shí)，對充電槍和汽車充電接口進(jìn)行握手檢查。在圖3-7中顯示了特定的電路圖。在STM32將0-3.3VPWM信號輸入到CC-CC2網(wǎng)絡(luò)后，由TLP185與光電耦合器相隔離，然后把它變成-12V到+12V的PWM波，再由LM2903運(yùn)放比較器輸出+12V，從而實(shí)現(xiàn)對PNP的控制；此外，由于存在一種NPN型晶體管，所以一次僅能導(dǎo)通一個(gè)晶體管。這樣，輸出為±12V脈寬調(diào)制波形，經(jīng)過CC2網(wǎng)絡(luò)。該LM224比較器從外界對CC1網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行外部PWM信號的控制，從而對TLP185光電耦合器進(jìn)行控制，該光電耦合器將±12VPWM輸出變換成0~3.3V的PWM，并通過CC-A1網(wǎng)絡(luò)與STM32的采集終端相連。捕獲脈沖寬度調(diào)制信號。圖3-7握手電路之PWM捕獲3.5存儲模塊設(shè)計(jì)由于直流驅(qū)動(dòng)器工作在持續(xù)工作狀態(tài)下，數(shù)據(jù)只存在于微處理器（MicrocontrollerROM,MCU）中，因此，該驅(qū)動(dòng)器的存儲器模塊使用了外置存儲器模塊。這樣就失去了歷史數(shù)據(jù)；另外，采用外置存儲模塊，實(shí)現(xiàn)了充電過程中的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息的保存，保證了充電系統(tǒng)在停電后重新供電后仍能正常工作。在本論文中，我們使用的是RamtronFM31256記憶體芯片。本設(shè)計(jì)使用14管腳SOIC封裝，利用3.3V外接電源驅(qū)動(dòng)鐵電晶片。該芯片采用I2C通訊方式，使得讀取、寫入等對存儲器模塊進(jìn)行控制，均采用I2C總線協(xié)議。圖3-8顯示了內(nèi)存模塊的特定布局。圖3-8FM31256鐵電存儲電路原理圖該電路采用10K歐姆的上拉阻抗，將SDA（SDA）、時(shí)鐘線SCL（SCL）與VCC3.3V（3.3V）相連，以增強(qiáng)數(shù)據(jù)線的抗EMI性能。同時(shí)，該芯片周邊采用32768KHz的時(shí)鐘信號，可以輸出1赫茲的數(shù)字、時(shí)間、日期等各種時(shí)鐘信號。此外，在VBAK與VSS間還設(shè)有一塊備用電池，可使記憶體晶片在關(guān)機(jī)后仍能保持即時(shí)時(shí)鐘，以保證記憶體的重要資訊不會遺失。3.6充電模塊的選擇與設(shè)計(jì)直流充電模組實(shí)質(zhì)上就是一種充電電源，它的基本作用就是把來自外界的三相交流電轉(zhuǎn)化成整流的直流電，再通過整流-反相整流后，再由蓄電池供電。圖3-9所示為電動(dòng)車充電模組的原理圖。首先，在第一階段，利用維也納PFC技術(shù)，將交流電源整流成直流，再經(jīng)逆變電路轉(zhuǎn)化成高頻交流電，以改善充電電流品質(zhì)。經(jīng)過交流電轉(zhuǎn)換成直流電之后，可以用來給電動(dòng)車的蓄電池充電。圖3-9電動(dòng)汽車充電模塊結(jié)構(gòu)示意圖本課題選擇了鄭州神米智能電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的YMT15K-30500型直流輸出和充電組件，見圖3~10。本發(fā)明提供了一種新型的充電控制方式，具有較高的功率因子、較高的工作穩(wěn)定性和較高的充電效率。該裝置還具備穩(wěn)壓限流，輸入過電壓及欠電壓保護(hù)，短路保護(hù)，輸出過電壓保護(hù)，過熱保護(hù)，報(bào)警顯示等多種功能。在表3-2中列出了充電組件的主要技術(shù)參數(shù)。圖3-10充電模塊實(shí)物圖表3-2YMT15K-30500充電模塊的主要技術(shù)參數(shù)名稱參數(shù)輸入電壓AC（380±20%）V頻率47～63Hz功率因數(shù)≥0.99紋波系數(shù)≤0.5%穩(wěn)流精度≤1.0%穩(wěn)壓精度≤0.5%最大輸出功率15kW輸出電壓DC（200～500）V最大輸出電流30AYMT15K-30500充電模塊的輸出電壓和直流電流主要由主控制單元進(jìn)行調(diào)節(jié)和監(jiān)控，CAN總線協(xié)議命令消息傳輸方法用于交互數(shù)據(jù)交換。CAN通信接口的具體布局如下圖3-11所示。圖3-11CAN總線通信接口原理圖在本系統(tǒng)中，以TJA1050為收發(fā)模塊，完成了CAN總線的設(shè)計(jì)。它的主要優(yōu)點(diǎn)是高速（1Mbps)，電磁輻射小，抗EMI性能好。采用CAN總線作為主控裝置與充電裝置的通訊方式，為了保證信息的可靠與穩(wěn)定，將數(shù)據(jù)的傳送速度設(shè)置在125Kbps。該電路以5V電壓提供電源，并將120歐姆的匹配電阻器與TJA1050收發(fā)信機(jī)芯片的差分訊號CANH與CANL相連。3.7交易結(jié)算模塊的選擇與設(shè)計(jì)交易運(yùn)算模塊是一種基于RFID技術(shù)的電子商務(wù)系統(tǒng)，它是一種基于RFID技術(shù)的電子商務(wù)系統(tǒng)。在本論文中，以RFID-RC500型為讀取裝置，以MIFARE1S50IC卡（M1）為電子標(biāo)簽，進(jìn)行結(jié)算運(yùn)算。因?yàn)樵撋漕l模塊采用5V的工作電壓和單片的串口進(jìn)行通訊，而主控裝置的主控芯片STM32F103的操作電壓是3.3V，所以采用了一種高速光電耦合片HCPL0601來對電壓進(jìn)行變換。310歐姆的電阻被連接到外部。輸入/輸出端采用一個(gè)上拉電阻器，以避免其它信號電平干擾正常的數(shù)據(jù)傳送，輸入輸出端在缺省狀態(tài)下被設(shè)為"1"。下面的圖3-12顯示了射頻模塊的接口電路。圖3-12交易結(jié)算模塊射頻接口電路原理圖3.8人機(jī)交互模塊的選擇與設(shè)計(jì)3.8.1LCD液晶顯示模塊本論文以深圳市拓普科技股份有限公司生產(chǎn)的LCD模組LM240128C做為人機(jī)交互充電站的互動(dòng)顯示模組LM240128C，并以LM240128C做為人機(jī)交互充電站的互動(dòng)顯示模組。LCD屏幕為5.1英寸，使用了240x128的矩陣模塊，可以顯示各類文本和圖像，給用戶帶來了一個(gè)更直觀、更便捷的顯示接口。LCD模塊具有18個(gè)輸入/輸出接口，每一個(gè)輸入/輸出接口的作用如表3-3所示。表3-3LM240128C液晶顯示模塊端口定義端口號123-678-15161718使用定義GNDVCC控制位RST數(shù)據(jù)口背光空GND由于LCD模塊的工作電壓為5V，而STM32主控制芯片的端口電壓僅為3.3V，因此LCD無法正常工作。因此，本文將具有三態(tài)輸出的74HC4050D六相緩沖轉(zhuǎn)換器和74LVC4245A8位總線收發(fā)器用作LCD驅(qū)動(dòng)器芯片，以確保LCD正常工作。在控制顯示器的背光時(shí)，請使用IO端口控制PNP晶體管以控制LCD的背光。下面的圖3-13給出了用于控制LCD的具體電路圖。圖3-13LM240128C液晶驅(qū)動(dòng)原理圖3.8.2矩陣鍵盤輸入模塊因?yàn)長CD只是提供了一個(gè)接口顯示，并沒有給使用者及管理員提供一個(gè)輸入資料和查詢的方法，所以，為了方便使用者與收費(fèi)員的管理，并讓使用者能夠更好地進(jìn)行人機(jī)互動(dòng)，所以我們使用了矩陣鍵盤做為輸入裝置。由于計(jì)費(fèi)人員在夜間值班，所以在使用過程中，使用者往往看不到鍵盤上的按鍵，造成了一些不便。所以，我們選用了帶有背光的矩陣鍵盤。圖3-14帶背光LED的矩陣鍵盤接口原理圖3.8.3LED指示燈帶和蜂鳴器電路在充電站外殼的上方，裝有一根由各種顏色構(gòu)成的亮的LED指示條，以方便地顯示系統(tǒng)的狀況，并讓使用者能夠在充電站的工作期間，隨時(shí)掌握充電狀態(tài)的指示信息。另外，該單片機(jī)還將4個(gè)單片輸入/輸出接口，用來顯示充電站的工作狀態(tài)，3個(gè)是LED指示燈，用來顯示充電站前端的電源、工作及故障情況，另外一個(gè)用來安裝。在主控制面板上，作為一個(gè)系統(tǒng)操作手冊。全部發(fā)光二極管都是通過電流來控制的，所以發(fā)光二極管的照明性能得到了很大的提升。圖3-15所示為充電站工作狀態(tài)指示器的界面定義，以及系統(tǒng)指示器運(yùn)動(dòng)的線路圖。圖3-15直流充電樁運(yùn)行狀態(tài)LED燈帶接口與系統(tǒng)運(yùn)行指示燈原理圖當(dāng)使用時(shí)，當(dāng)充電板發(fā)生故障時(shí)，蜂鳴器會提醒使用者充電板有問題，需要進(jìn)行檢修。在圖3~16的蜂音器電路中，采用主動(dòng)蜂音器，其工作電壓為3.3V。與被動(dòng)式蜂音器相比，其驅(qū)動(dòng)方式更為簡單。低的輸出會導(dǎo)致蜂鳴器失靈。圖3-16蜂鳴器電路原理圖

4直流充電樁控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1軟件平臺的搭建直流充電樁控制系統(tǒng)是一個(gè)重要的組成部分，它的軟件功能是監(jiān)測并管理各種硬件資源，包括充電時(shí)的計(jì)費(fèi)、與各個(gè)外設(shè)模塊的通訊、人機(jī)界面的交互以及充電等。在此基礎(chǔ)上，利用Keil公司的KeiluVision5軟件，設(shè)計(jì)了基于嵌入式操作系統(tǒng)的嵌入式操作系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于嵌入式操作系統(tǒng)的嵌入式操作系統(tǒng)。為了便于以后的維修與完善，本論文提出了一種模塊化的設(shè)計(jì)方法。與采用51種可直接配置的MCU組態(tài)寄存器不同，STM32系列微處理器的設(shè)計(jì)與開發(fā)采用的是意法公司所提供的一些功能性接口。這些功能性界面被稱作應(yīng)用程式設(shè)計(jì)介面（applicationprogramminginterface,API）。通過該函數(shù)接口，開發(fā)者可以對STM32寄存器進(jìn)行配置。此方法也被稱作圖書館功能開發(fā)。該軟件開發(fā)迅速，維護(hù)費(fèi)用低廉，便于用戶閱讀。在這一章中，大部分的程序都是使用了類庫功能來寫并發(fā)展的。在圖4-1中顯示了庫設(shè)計(jì)和直接配置寄存器之間的差異。圖4-1開發(fā)方式對比圖因?yàn)镸DK開發(fā)工具能夠支援基于Cortex-M,Cortex-R4,ARM7,ARM9等核心的微處理器。利用KeilMDK開發(fā)工具，利用J-LINK下載模擬器，可以實(shí)現(xiàn)對該軟件的在線模擬與下載，從而極大地簡化了程序的設(shè)計(jì)、開發(fā)與調(diào)試。4.2總體工作流程設(shè)計(jì)由于本論文所編寫的直流記憶體程序無操作系統(tǒng)，所以其基本架構(gòu)基本上是以主循環(huán)與中斷方式并行進(jìn)行。主循環(huán)是一種無限回路，在連續(xù)查詢中，主循環(huán)在滿足一定條件后，完成對應(yīng)的子循環(huán)或?qū)ο嚓P(guān)事件進(jìn)行處理。中斷服務(wù)程序負(fù)責(zé)對收發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行通訊，并對輸入端的交換機(jī)數(shù)目進(jìn)行檢測。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)誤時(shí)，對應(yīng)的錯(cuò)誤標(biāo)記將被改變，隨后的過程仍然是主循環(huán)。主要分為充電握手、用戶配置、充電開始、充電結(jié)束四個(gè)階段，每一階段都可以實(shí)現(xiàn)不同的功能需求。首先，在充電站啟動(dòng)后，系統(tǒng)將進(jìn)行初始化，并進(jìn)行自檢，以判斷各個(gè)功能模塊的連接情況。在程序進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)時(shí)，使用者的手指劃過地圖，就可以自己選擇自己的充電模式，而系統(tǒng)則會按照不同的模式進(jìn)行相應(yīng)的操作。當(dāng)客戶完成費(fèi)用核算后，將重新進(jìn)入備用周期運(yùn)行。本課題擬通過研究兩種充電模式，分別研究兩種充電模式，以降低充電對電網(wǎng)的沖擊，并以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)對用戶的經(jīng)濟(jì)節(jié)約?？蛻艨梢愿鶕?jù)自己的要求，自行設(shè)計(jì)一套可以隨時(shí)進(jìn)行充電的裝置，也可以在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)預(yù)約充電。該充電站可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)充電、總充電、定時(shí)充電以及預(yù)充電四種充電方式。用戶可以根據(jù)自己的需要任意選擇充電方式。在本文中，當(dāng)使用者設(shè)定好充電模式之后，充電樁將預(yù)先扣除對應(yīng)的充電量，當(dāng)扣完后，使用者可將IC卡取下，這時(shí)直流充電樁便會啟動(dòng)對電動(dòng)車進(jìn)行充電。在充電的過程中，使用者若要中斷，只需再次讀取卡片即可，然后讀取卡片上的電量，再進(jìn)行計(jì)費(fèi)。收費(fèi)結(jié)束后，由收費(fèi)人員退回多扣的手續(xù)費(fèi)，并將詳細(xì)的交易情況傳送至后臺的控制系統(tǒng)中，并做好記錄。上述為電動(dòng)車在一般條件下完成充電作業(yè)的工作流程，使用者亦可藉由刷卡開啟新的充電流程。4.3連接檢測子程序設(shè)計(jì)在對電動(dòng)車進(jìn)行充電之前，充電站必須先保證充電線的可靠連接。在使用過程中，應(yīng)根據(jù)GB/T20234-2015國家標(biāo)準(zhǔn)中對充電槍進(jìn)行測試。按照第三章所述的接線方式，充電接線電路需要生成脈寬調(diào)制脈沖。采用STM32F103ZET6作為主控芯片，實(shí)現(xiàn)了PWM的輸出方式。主控板發(fā)出的定頻脈寬調(diào)制信號，通過STM32單片機(jī)的計(jì)時(shí)器對其進(jìn)行檢測。如果收到的信號是正確的，那么就可以對蓄電池進(jìn)行充電。電池組與電動(dòng)車的充電插口充分相連。定時(shí)器計(jì)數(shù)器STM32的值從0開始增加。當(dāng)輸出比較寄存器中的值等于它時(shí)，輸出信號反轉(zhuǎn)，當(dāng)定時(shí)器繼續(xù)計(jì)數(shù)到與自動(dòng)復(fù)位寄存器相同的值時(shí)，輸出信號反轉(zhuǎn)并且計(jì)數(shù)器復(fù)位。根據(jù)各種寄存器值的設(shè)置，您可以接收一個(gè)PWM信號，該信號的頻率和占空比可以自由設(shè)置。在本文中，定時(shí)器3用于輸出PWM波，輸出I/O端口為PB0和PB1，它們對應(yīng)于TIM3定時(shí)器的通道CH3和CH4。具體配置步驟如下：（1）使能定時(shí)器3和GPIOB時(shí)鐘；（2）初始化IO口為復(fù)用功能，開啟AFIO復(fù)用時(shí)鐘；（3）初始化定時(shí)器和輸出比較寄存器參數(shù)，使能定時(shí)器。STM32定時(shí)器PWM輸出部分程序如下：voidDC_PwmInit(void){RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);//使能定時(shí)器3外設(shè)時(shí)鐘RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//使能GPIOB外設(shè)時(shí)鐘TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseStructure);//根據(jù)指定的參數(shù)初始化TIM3TIM_OC3Init(TIM3,&TIM_OCInitStructure);//使能通道3TIM_OC3PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);//CH3預(yù)裝載使能TIM_OC4Init(TIM3,&TIM_OCInitStructure);//使能通道4TIM_OC4PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);//CH4預(yù)裝載使能TIM_ARRPreloadConfig(TIM3,ENABLE);//使能TIM3在ARR上的預(yù)裝載寄存器TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);//使能TIM3}在PWM定時(shí)器TIM3的基礎(chǔ)上，利用定時(shí)器4、8對PWM波形進(jìn)行捕獲，從而完成PWM波形的工作周期檢測。而STM32所提供的探測方式是一種特殊的計(jì)時(shí)器方式，當(dāng)采集通道在相同的輸入、輸出兩端被順序地顯示，邊緣值被設(shè)為有效值時(shí)，其極性正好相反。在這篇文章中，我們的設(shè)計(jì)是把捕捉信道2作為觸發(fā)器輸入，把從寄存器設(shè)定為重置。在脈沖寬度調(diào)制循環(huán)啟動(dòng)時(shí)，將脈沖寬度調(diào)制信號的上升邊緣作為捕捉信道2的重置信號，從而使計(jì)數(shù)器啟動(dòng)計(jì)數(shù)。類似地，當(dāng)PWM信號降低時(shí)，捕捉信道1開始，由此固定PWM工作循環(huán)的值。在下一循環(huán)中，采集信道2會在脈寬調(diào)制信號的上升邊緣重新被觸發(fā)，脈沖寬度調(diào)制信號被捕獲，計(jì)時(shí)器被重置。4.4電表通信子程序設(shè)計(jì)由于為充電樁選擇的三相電表主要通過通訊協(xié)議DL/T645-1997（簡稱協(xié)議97）與閱讀器相連接。在通信期間，每個(gè)字節(jié)包含一個(gè)起始位，一個(gè)8位二進(jìn)制代碼，一個(gè)偶校驗(yàn)位和一個(gè)停止位，指定的字節(jié)格式如圖4-2所示。圖4-2DL/T645協(xié)議傳輸字節(jié)格式該協(xié)議采用數(shù)據(jù)幀的形式來傳輸數(shù)據(jù)，發(fā)送時(shí)先傳低位，后傳高位，其數(shù)據(jù)幀格式如表4-1所示。表4-1DL/T645協(xié)議傳送數(shù)據(jù)幀格式幀起始符地址域幀起始符控制碼數(shù)據(jù)域長度數(shù)據(jù)域校驗(yàn)碼結(jié)束符68HA0～A568HCLDATACS16H遵循DL/T645-1997通信協(xié)議并使用RS485通信方法，三相電表可以在充電過程中有效地收集電壓，電流和能量等數(shù)據(jù)。在打開主控制板后，初始化相應(yīng)的串行端口后，微處理器將命令幀發(fā)送到計(jì)數(shù)器，在功率計(jì)接收到命令幀后，將根據(jù)通信協(xié)議對檢測到的電流，電壓，功率和其他數(shù)據(jù)進(jìn)行代碼轉(zhuǎn)換。然后以響應(yīng)幀的形式響應(yīng)微處理器。解碼后，微處理器將相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息存儲在指定的寄存器中。電表通信程序的具體流程如下圖4-3所示。圖4-3電能表通信程序流程圖在開發(fā)計(jì)數(shù)器通信程序時(shí)，本文使用STM32中的異步通信端口USART1向485計(jì)數(shù)器接口發(fā)送請求命令。計(jì)數(shù)器收到請求命令后，將諸如瞬時(shí)電流，瞬時(shí)電壓和有功電能之類的參數(shù)返回給STM32主控制單元。用于隨后的數(shù)據(jù)存儲以及會計(jì)和計(jì)算。設(shè)置異步串行通信端口時(shí)，請將時(shí)鐘頻率設(shè)置為36MHz，并將傳輸速度設(shè)置為2400bps。具體的配置過程分為以下步驟：（1）串口時(shí)鐘使能，GPIO時(shí)鐘使能；（2）串口參數(shù)初始化，GPIO端口設(shè)置；（3）開啟中斷，并分配中斷優(yōu)先級，使能串口。主控單元獲取電表參數(shù)信息的部分程序如下：voidget_meter_val(void)//獲取電表參數(shù){Transmitter_Control();//串口工作控制if(TransmitterRcv485Data.flag)//接收485串口數(shù)據(jù){//處理接收到的信息Transmitter_DisposeRespondPackage(&TransmitterRcv485Data);//處理完數(shù)據(jù)后清空接收緩沖區(qū)memset(&TransmitterRcv485Data,0,sizeof(TransmitterRcv485Data));}}4.5RFID交易結(jié)算子程序設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車充電后，用戶需要通過刷卡完成充電計(jì)算服務(wù)。本文檔開發(fā)的計(jì)費(fèi)交易計(jì)算方案主要由IC智能卡，射頻讀寫模塊和主控單元組成，主STM32控制單元通過串口與射頻讀寫模塊通信，并向其發(fā)送各種數(shù)據(jù)，讀取卡的命令、書寫卡及其他相關(guān)操作。其中，與RF500RF讀取器模塊一起使用的MIFARE1S50非接觸式IC卡（簡稱M1卡）包含EEPROM存儲器，該存儲器可分為16個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)可分為3個(gè)數(shù)據(jù)塊和1個(gè)控制單元，每個(gè)塊具有16個(gè)字節(jié)的容量。在本文的實(shí)際開發(fā)中，M1卡基本上存儲了IC卡號，密碼和用戶消費(fèi)信息等。同意在扇區(qū)1中使用數(shù)據(jù)塊4和5來存儲上述數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)塊6作為備份區(qū)域，而塊7控制保存訪問控制的密鑰和位，并使用密鑰A和密鑰B共同檢查卡上信息傳輸?shù)陌踩?。STM32微處理器采用RS232串行通訊模式對MFRC500RF模塊進(jìn)行讀寫，并在RF卡M1與讀寫模塊間進(jìn)行信息傳遞，從而完成對每一次下載記賬事務(wù)的計(jì)算。在圖4-4中顯示了錄制模塊的通訊方式。在這個(gè)例子中，重置應(yīng)答鏈接是指在讀取器-寫入器的操作區(qū)域中，讀取器-寫入器會按照一定的協(xié)議與它進(jìn)行通訊，判斷它是不是M1射頻卡，也就是檢驗(yàn)卡片的種類。在讀取器-寫入器模塊的工作區(qū)域中存在多個(gè)卡片時(shí)，可以使用一種避免沖突的方法來進(jìn)行操作，而沒有被選擇的卡片將會在等待下一步的操作。卡片選擇操作就是選取所選卡的序號，并傳回卡片編號。當(dāng)選擇好的卡片被裝載后，射頻讀出器需要識別扇區(qū)編號，并經(jīng)過扇區(qū)代碼校驗(yàn)和三重互校驗(yàn)后，才可以對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，其中包括對數(shù)據(jù)塊的采樣與記錄，對特定的數(shù)值進(jìn)行加減，并將數(shù)據(jù)內(nèi)容以區(qū)塊的方式進(jìn)行存儲和傳送。當(dāng)這些步驟都做完之后，就會進(jìn)入最后一步，然后再進(jìn)行下一步的讀取和寫入。圖4-4IC射頻卡與RC500讀寫模塊通訊流程圖下圖4-5為IC卡讀/寫數(shù)據(jù)程序流程圖，初次使用卡時(shí)，用戶將卡中存儲的卡號，卡號，密碼，充電操作和其他信息讀入主控制單元的微處理器中，以執(zhí)行檢查應(yīng)計(jì)組用戶密碼和在卡上請求信息的功能。充電完成后，再次觸摸卡即可扣除實(shí)際費(fèi)用，并在卡上記錄消費(fèi)信息，IC卡上記錄的內(nèi)容還包括消費(fèi)后余額和近期消費(fèi)記錄等信息。調(diào)用用于從IC卡讀取數(shù)據(jù)的程序后，充電樁控制系統(tǒng)開始初始化RC50