电动汽车充电桩数据采集及监控

电动汽车充电桩数据采集及监控摘要：电动汽车充电桩与加油站当中的加油设备非常类似，主要在墙壁或者地面等位置上固定，能够持续给电动车提供能量。一般在居民小区停车场或者公共建筑停车区域安装，依照电压等级不同为相应的电动汽车提供充电服务，在此过程中需要关注电动汽车充电桩的监控和管理，采集相关数据，并且对电动汽车充电桩的供电情况进行了解，以便使电动汽车充电桩的运行效率提升。关键词：电动汽车；充电桩；数据采集；监控引言当前能源问题越来越严重，环境问题越来越紧张，汽车由于消耗大量的传统化石能源带来大气污染而受到关注，而电动汽车由于其节能、环保、清洁的特点，因此受到人们的广泛关注，国家政府开始逐步重视电动汽车的推广和使用，可以大幅度减少石油的依赖，减少周边环境污染，其他国家也出台了各种鼓励性措施，以帮助汽车企业逐步对电动汽车进行研发，促进电动汽车的发展。电动汽车行业发展的过程中遇上的两个瓶颈，一个是汽车动力电池本身，另外一个就是充电方法。充电技术的挑战在于对充电的情况进行监控，一般的充电监控系统主要是利用控制软件来进行管理，无法对命令代码进行有效维护，在扩展方面的功能不够健全。在电动汽车充电系统越来越普及的条件下，这种原始的充电控制方法无法适应系统的发展，在信息化技术逐步展开的过程中，嵌入式实时操作系统逐步开始在通信、过程控制、制造业等方面得到广泛应用。在电动汽车充电桩发展过程中，需要有机地将嵌入式系统融入其中，加强充电监控的实时性，有效地对监控的过程进行拓展，以满足电动汽车对充电系统的具体操作要求。1充电桩系统的组成及概述依照设计要求和具体的应用场景，充电监控数据采集系统设计过程中包含近场通信数据、服务器数据、传输管理等多个系统。由于许多充电站和充电器的品牌混杂，需要配备多工作站才能收集充电时的监控数据。每个工作站需要随时将数据分发给充电器，在计费模式和其他功能参数方面也需要对系统进行充分设计，以便及时获取数据库服务器当中的调整命令。数据采集系统当中配置的数据库服务器主要作用在于对充电监控工作站当中传输的数据进行存储，并且执行相关的报告查询和区间查询的内容，通常将备用数据库配置，以保证操作数据冗余和可靠性，并且依照传输要求对实时和历史数据进行分类存储收费数据采集工作站和数据服务器之间主要使用以太网的方式进行连接，这样可以保证数据通讯和交互过程的可靠性以及通讯速度。使用can总线来连接充电数据采集工作站和充电器，另外还需要设置远程通讯控制系统，具体的采集操作结系统结构如下：1.1数据进场通讯数据进场通信系统主要使用can总线通信协议来进行数据传输，所有数据都使用该协议进行。由于协议是否合适与通信系统的传输效率和质量息息相关，所以在对通讯协议进行处理的过程中，需要保证可以对电池数据进行批量上传，在上传过程中使用唯一Id号对数据进行表示。can总线广泛应用于汽车电子当中，是一条共享的广播总线，在应用过程中各节点都可以将数据和信息传输过来，并且能够支持1MBps的数据通信，在此速度下can总线的距离可以设置为30米长，在10KBps的速度下，距离甚至可以达到6公里。该充电系统在监控通讯设计速度方面可以达到250kBps，通过can控制器的硬件完成数据的传输、发送以及错误检测和纠正等工作。1.2采集工作站收集工作站的主要作用在于充当通信服务器，用于对数据进行监控。数据送入到收集工作站之后，可以分别存储到本地的数据库以及数据库服务器当中，也可以将历史数据上传到后台。1.3数据服务器数据服务器使用的主要是SQLSERVER数据库，并且设置相应的配套软件，在历史数据库当中设置一个快速访问界面，可以帮助用户快速对数据进行查询。1.4WEB服务器Web服务器可以将必要的数据传送到文件处理器当中，并且为用户提供浏览网页，用户只需要使用浏览器就可以了解相关数据信息。1.5数据远程传输管理1.5.1通讯接口类型为了与设备的工作要求相适应，该采集终端同时配置4G无线通信系统和Rj45接口完成数据传输，依照现场环境的区别选择不同的接口进行通讯工作。如果充电站当中配置了有线网络或者系统不适合使用无线通讯，则主要使用网口进行数据传输。如果没有有线网络接入，则可以使用无线系统进行通讯，使用最新的全网通4G模块能够实现对电信、移动、联通等各运营商的支持。1.5.2通讯模块控制时序后台通讯和采集终端主要使用在线通讯模式进行控制，为了确保通讯模式的可靠性和稳定性，在通讯时需要注意对通讯模块进行有效的处理，具体的控制流程如下所示。图1模块控制流程2电动汽车充电桩数据采集和监测2.1数据来源在数据来源方面，包含了电池箱内的数据、充电上传的电量数据、人工记录的一些系统数据等，依照网络状态完成数据处理和解析的工作，具体的数据处理流程如下所示。图2数据处理流程2.2数据种类在数据类型方面包含的内容很多，首先为设备数据，具体为充电接口的状况、车辆连接情况和设备运行状态等。其次为电气信息数据，比如说输入输出电流电压以及电池的最低电压、绝缘状态等相关信息。接着为模块信息，主要指的是模块运行过程中的具体状态，比如说模块的电流电压情况、模块的充电状态以及温度情况是否出现短路或者其他故障以及欠压告警、过压告警等具体信息，最后是开关量状态，包含了放电接触、电子芯、反馈点输出接触器、门控开关等各种内容。与此同时在通信报文当中还对相关数据信息进行了有效的定义，比如说计量计费数据块、温湿度控制数据块、故障告警数据块等，分别对相关信息进行细化和传输。2.3远程控制功能在系统当中还设置了远程控制功能，比如说可以通过后台使充电器停止工作或者读取写入相关信息，了解设备参数以及使用后台操作，紧急关断充电器。3电动汽车充电桩的应用用户在使用电动汽车充电设备时只需要正确的输入用户名和密码就可以进入到主界面。在进入主界面后，可以了解充电站的距离状态和充电器的工作情况。在监控软件运行过程中，可以实时对相关数据进行刷新，通过以太网和can总线进行数据通信，实现设备的数据监控，以便完成一些遥信和遥测的功能。在相关参数达到预值时，可以触发报警，使充电器暂停工作，保证安全。在此过程中充电状态、背景颜色会更改，同时会向后台上报错误。结束语总而言之，充电桩监控