一种充电桩多功能通信系统论文和设计-刁宏志

全文摘要

本实用新型公开了一种充电桩多功能通信系统，包括隔离电路、电源电路、主控电路以及分别与主控电路连接的电度表通信接口电路、充电桩主板通信接口电路、存储电路、无线通信电路和实时时钟电路；电源电路的输入端连接隔离电路，电源电路的输出端连接需要供电的器件；主控电路包含微控制器，电度表通信接口电路包含电度表接口和第一RS485通信芯片，充电桩主板通信接口电路包含主板接口和第二RS485通信芯片，电度表接口经第一RS485通信芯片与微控制器连接，主板接口经第二RS485通信芯片与微控制器连接。本实用新型解决了在不同场景下充电桩的应用问题，提高了充电桩通信的稳定性。

主设计要求

1.一种充电桩多功能通信系统，其特征在于：包括隔离电路、电源电路、主控电路以及分别与主控电路连接的电度表通信接口电路、充电桩主板通信接口电路、存储电路、无线通信电路和实时时钟电路；电源电路的输入端连接隔离电路，电源电路的输出端连接主控电路、电度表通信接口电路、充电桩主板通信接口电路、存储电路、无线通信电路和实时时钟电路；主控电路包含微控制器，电度表通信接口电路包含电度表接口和第一RS485通信芯片，充电桩主板通信接口电路包含主板接口和第二RS485通信芯片，电度表接口经第一RS485通信芯片与微控制器连接，主板接口经第二RS485通信芯片与微控制器连接；隔离电路包含一个N沟道场效应管，该N沟道场效应管的漏极连接电源电路的输入地端，N沟道场效应管的源极连接系统地端。

设计方案

2.根据权利要求1所述充电桩多功能通信系统，其特征在于：所述电源电路包含VS2576芯片和AMS1117芯片，VS2576芯片将外部供电电压转换为5V输出，AMS1117芯片将外部供电电压转换为3.3V输出。

3.根据权利要求1所述充电桩多功能通信系统，其特征在于：所述N沟道场效应管采用AO4410芯片，AO4410芯片的外围电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容和第一二极管；AO4410芯片的D端连接电源电路的输入地端，AO4410芯片的D端经依次串联的第一电阻第一电容与系统地端连接，AO4410芯片的S端连接系统地端，第二电阻的两端分别连接外部供电端和第三电阻，AO4410芯片的G端连接第二电阻与第三电阻的公共端，第二电容与第三电阻并联，第二电容与第三电阻的公共端与系统地端连接，第一二极管的阳极连接系统地端，第一二极管的阴极连接第二电阻与第三电阻的公共端。

4.根据权利要求1所述充电桩多功能通信系统，其特征在于：所述第一RS485通信芯片和第二RS485通信芯片均为MAX485芯片。

5.根据权利要求4所述充电桩多功能通信系统，其特征在于：所述电度表通信接口电路还包含第四～第八电阻，电度表接口的第一端口经第四电阻与第一RS485通信芯片的A端口连接，电度表接口的第二端口经第五电阻与第一RS485通信芯片的B端口连接，电度表接口的第一端口经第六电阻与电源电路的输出端连接，电度表接口的第二端口经第七电阻与系统地端连接，电度表接口的第一端口经第八电阻与电度表接口的第二端口连接，第一RS485通信芯片的RO端口和DI端口与微控制器的I\/O端口连接。

6.根据权利要求4所述充电桩多功能通信系统，其特征在于：所述充电桩主板通信接口电路还包含第九～第十五电阻，主板接口的第一端口经第九电阻与第二RS485通信芯片的A端口连接，主板接口的第一端口经第十电阻与第一RS485通信芯片的DI端口连接，主板接口的第二端口经第十一电阻与第二RS485通信芯片的B端口连接，主板接口的第二端口经第十二电阻与第一RS485通信芯片的RO端口连接，主板接口的第一端口经第十三电阻与电源电路的输出端连接，主板接口的第二端口经第十四电阻与系统地端连接，主板接口的第三端口连接系统地端，主板接口的第一端口经第十五电阻与主板接口的第二端口连接，第二RS485通信芯片的RO端口和DI端口与微控制器的I\/O端口连接。

7.根据权利要求1所述充电桩多功能通信系统，其特征在于：所述微控制器的型号为IAP15W4K58S4。

8.根据权利要求1所述充电桩多功能通信系统，其特征在于：所述存储电路采用型号为25Q128的闪存。

9.根据权利要求1所述充电桩多功能通信系统，其特征在于：所述无线通信电路采用SIM800C模块。

10.根据权利要求1所述充电桩多功能通信系统，其特征在于：所述实时时钟电路包含型号为PCF5863的时钟芯片以及晶体振荡器，PCF5863时钟芯片的OSCIN端口和OSCOUT端口分别连接晶体振荡器的两端。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于电子信息技术领域，特别涉及了一种充电桩多功能通信系统。

背景技术

随着计算机与信息技术的提高与环境和能源的问题越来越受到重视，电动车与充电桩产业蓬勃发展。电动车与电动汽车的出现使得环境污染问题的一大根源得到了解决，各国正纷纷出台促进电动车与电动汽车生产的政策。充电桩作为其匹配器件也得到了政策的大力扶持。目前，市场上电动车与电动汽车种类特别多，与此同时充电桩的设计与研发也有了极大的进步，特斯拉、南瑞、泰坦、许继等成为了设计研发充电桩的几个主要厂商。而充电桩并未有一个具体且统一的技术规范。

目前，充电桩随着政策产业落地，正在大量生产安装，一方面是电动汽车充电不方便，另一方面是电动车的乱拉线，停放不规整容易造成大量的火灾隐患，再一方面就是为了环境保护与化石燃料的节约，电动车与电动汽车生产越来越多，传统车辆正在逐步被取代。

目前，充电桩大多数为一体式与有线通信方式，一体式充电桩造成了许多信号不好的地方接收信号困难，单一的改造天线方式并不能满足需求，而有线通信方式来说，长距离的通信线会造成信号的大量衰减，所以在长距离中需要中继器，但是这样会大大提高制造成本。

实用新型内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本实用新型提出了一种充电桩多功能通信系统，提高充电桩通信的稳定性。

为了实现上述技术目的，本实用新型的技术方案为：

一种充电桩多功能通信系统，包括隔离电路、电源电路、主控电路以及分别与主控电路连接的电度表通信接口电路、充电桩主板通信接口电路、存储电路、无线通信电路和实时时钟电路；电源电路的输入端连接隔离电路，电源电路的输出端连接主控电路、电度表通信接口电路、充电桩主板通信接口电路、存储电路、无线通信电路和实时时钟电路；主控电路包含微控制器，电度表通信接口电路包含电度表接口和第一RS485通信芯片，充电桩主板通信接口电路包含主板接口和第二RS485通信芯片，电度表接口经第一RS485通信芯片与微控制器连接，主板接口经第二RS485通信芯片与微控制器连接；隔离电路包含一个N沟道场效应管，该N沟道场效应管的漏极连接电源电路的输入地端，N沟道场效应管的源极连接系统地端。

基于上述技术方案的优选方案，所述电源电路包含VS2576芯片和AMS1117芯片，VS2576芯片将外部供电电压转换为5V输出，AMS1117芯片将外部供电电压转换为3.3V输出。

基于上述技术方案的优选方案，所述N沟道场效应管采用AO4410芯片，AO4410芯片的外围电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容和第一二极管；AO4410芯片的D端连接电源电路的输入地端，AO4410芯片的D端经依次串联的第一电阻第一电容与系统地端连接，AO4410芯片的S端连接系统地端，第二电阻的两端分别连接外部供电端和第三电阻，AO4410芯片的G端连接第二电阻与第三电阻的公共端，第二电容与第三电阻并联，第二电容与第三电阻的公共端与系统地端连接，第一二极管的阳极连接系统地端，第一二极管的阴极连接第二电阻与第三电阻的公共端。

基于上述技术方案的优选方案，所述第一RS485通信芯片和第二RS485通信芯片均为MAX485芯片。

基于上述技术方案的优选方案，所述电度表通信接口电路还包含第四～第八电阻，电度表接口的第一端口经第四电阻与第一RS485通信芯片的A端口连接，电度表接口的第二端口经第五电阻与第一RS485通信芯片的B端口连接，电度表接口的第一端口经第六电阻与电源电路的输出端连接，电度表接口的第二端口经第七电阻与系统地端连接，电度表接口的第一端口经第八电阻与电度表接口的第二端口连接，第一RS485通信芯片的RO端口和DI端口与微控制器的I\/O端口连接。

基于上述技术方案的优选方案，所述充电桩主板通信接口电路还包含第九～第十五电阻，主板接口的第一端口经第九电阻与第二RS485通信芯片的A端口连接，主板接口的第一端口经第十电阻与第一RS485通信芯片的DI端口连接，主板接口的第二端口经第十一电阻与第二RS485通信芯片的B端口连接，主板接口的第二端口经第十二电阻与第一RS485通信芯片的RO端口连接，主板接口的第一端口经第十三电阻与电源电路的输出端连接，主板接口的第二端口经第十四电阻与系统地端连接，主板接口的第三端口连接系统地端，主板接口的第一端口经第十五电阻与主板接口的第二端口连接，第二RS485通信芯片的RO端口和DI端口与微控制器的I\/O端口连接。

基于上述技术方案的优选方案，所述微控制器的型号为IAP15W4K58S4。

基于上述技术方案的优选方案，所述存储电路采用型号为25Q128的闪存。

基于上述技术方案的优选方案，所述无线通信电路采用SIM800C模块。

基于上述技术方案的优选方案，所述实时时钟电路包含型号为PCF5863的时钟芯片以及晶体振荡器，PCF5863时钟芯片的OSCIN端口和OSCOUT端口分别连接晶体振荡器的两端。

采用上述技术方案带来的有益效果：

本实用新型的优势在于，可以与充电桩主板分开布置，在无信号的地下或者信号较弱的地方布置的主板可以与布置在通信信号较好位置的无线通信模块进行RS485通信，保证整个充电桩具有一个良好的通信环境，并且本系统设置有隔离电路，保证通信模块的接受与发送更稳定，通信可靠性更强。

附图说明

图1是本实用新型的系统组成框图；

图2是本实用新型的系统原理图；

主要标号说明：1、隔离电路；2、电源电路；3、主控电路；4、存储电路；5、电度表通信接口电路；6、充电桩主板通信接口电路；7、无线通信电路；8、实时时钟电路。

具体实施方式

以下将结合附图，对本实用新型的技术方案进行详细说明。

如图1所示，本实用新型设计了一种充电桩多功能通信系统，包括隔离电路1、电源电路2、主控电路3以及分别与主控电路3连接的存储电路4、电度表通信接口电路5、充电桩主板通信接口电路6、无线通信电路7和实时时钟电路8。

如图2所示，隔离电路1包含一个N沟道场效应管U5，本实施例采用AO4410芯片，AO4410芯片的外围电路包括电阻R17、电阻R18、电阻R1、电容C7、电容C9和二极管D1。AO4410芯片的D端连接电源电路的输入地端AGND，AO4410芯片的D端经依次串联的电阻R19和电容C9与系统地端GND连接，AO4410芯片的S端连接系统地端GND，电阻R17的两端分别连接外部供电端和电阻R18，AO4410芯片的G端连接电阻R17与电阻R18的公共端，电容C7与电阻R18并联，电容C7与电阻R18的公共端与系统地端连接，二极管D1的阳极连接系统地端，二极管D1的阴极连接电阻R17与电阻R18的公共端。

电源电路2包含VS2576芯片U6和AMS1117芯片U7，VS2576芯片将外部供电电压转换为5V输出，AMS1117芯片将外部供电电压转换为3.3V输出，两种电压输出用于为系统内不同供电要求的器件供电。电源电路2的具体外围电路如图2所示。

如图2所示，主控电路3包含一个微控制器U1，在本实施例中，微控制器采用IAP15W4K58S4芯片。电度表通信接口电路5包含电度表接口JP4和第一RS485通信芯片U3，充电桩主板通信接口电路6包含主板接口JP3和第二RS485通信芯片U2。在本实施例中，第一RS485通信芯片和第二RS485通信芯片均为MAX485芯片。电度表通信接口电路还包含电阻R8-R12，电度表接口的第一端口经电阻R8与第一RS485通信芯片的A端口连接，电度表接口的第二端口经电阻R9与第一RS485通信芯片的B端口连接，电度表接口的第一端口经电阻R11与电源电路的输出端连接，电度表接口的第二端口经电阻R12与系统地端连接，电度表接口的第一端口经电阻R10与电度表接口的第二端口连接，第一RS485通信芯片的RO端口和DI端口与微控制器的I\/O端口连接。充电桩主板通信接口电路还包含电阻R1-R7，主板接口的第一端口经电阻R2与第二RS485通信芯片的A端口连接，主板接口的第一端口经电阻R1与第一RS485通信芯片的DI端口连接，主板接口的第二端口经电阻R4与第二RS485通信芯片的B端口连接，主板接口的第二端口经电阻R3与第一RS485通信芯片的RO端口连接，主板接口的第一端口经电阻R6与电源电路的输出端连接，主板接口的第二端口经电阻R7与系统地端连接，主板接口的第三端口连接系统地端，主板接口的第一端口经电阻R5与主板接口的第二端口连接，第二RS485通信芯片的RO端口和DI端口与微控制器的I\/O端口连接。

如图2所示，在本实施例中，存储电路4采用型号为25Q128的闪存U4；无线通信电路7采用SIM800C模块，它包含2个GPRS模块接口JP5和JP6以及一个调试接口JP2；实时时钟电路包含型号为PCF5863的时钟芯片U8以及晶体振荡器X1，PCF5863时钟芯片的OSCIN端口和OSCOUT端口分别连接晶体振荡器的两端。

本实用新型采用直流电供电，将电源通过VS2576芯片与AMS1117芯片转换为5V与3.3V直流电源。使用高性能的单片机，通过MAX485芯片通信构成RS485接口与电度表和充电桩主板进行通信，可将主板传送过来的消费数据存储在存储器芯片中，直到服务器正确接收到该条消费数据并且返回接收信息，可大大提高了数据的准确性，防止因断电造成数据丢失。通过PCF5863实时时钟芯片读取实时时间，通过SIM800C模块将数据发送给服务器，并将接收到服务器发送过来的控制命令发送给充电桩主板。

实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。

设计图

一种充电桩多功能通信系统论文和设计

一种充电桩多功能通信系统论文和设计-刁宏志

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主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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