详细介绍

蒋超萍

江苏安科瑞电器制造有限公司江苏江阴 214405

摘要：针对小区电瓶车充电不合理问题，设计了基于嵌入式的智能计费充电装置。该装置由RN8208G电量采集芯片、STM32系列单片机、LCD1602显示器、TF储存器、支付模块、充电模块组成。该装置由RN8208G电量采集芯片充电消耗的电量，通过STM32单片机送到LCD1602显示器电路中显示用电量和电费等参数。用户进行IC卡支付或者投币式支付。通过SPI通信将用电量、电费等参数送到上位机，以便对该装置进行监测、断电、调压等操作。本装置采用电量计费可以有效的降低了用户充电费用，电量使用情况可以储存，以便让用户核对，支付方便，增加安全性和方便性。北京投币刷卡式扫码电瓶车充电桩多少钱一台

关键词：小区电瓶车充电；RN8208G；上位机；IC卡支付

0引言

小区配备电瓶车充电桩具有以下几点优势：

1、市场主流的智能充电站，拥有充满自断电、自动检测电流、短路/漏电/过充/过载/高温等8大“硬核”安全保障功能，能有效地减少和杜绝充电安全事故，并且能减少各种私拉电线等乱象

2、集中充电，方便管理，减少电瓶车楼道停放、楼梯口接线充电问题，集中车库、车棚充电，有序停放，提升小区品质

3、用户充电过程中，能通过手机实时查看充电状态，充满自动断电提醒，远程续费充电，方便用户

4、现在也有不少充电桩支持投币、刷卡、扫码一体，极大方便不同年龄群体用户，老年人可以投币刷卡充电、年轻人可以微信支付宝扫码充电。同时无论是否有信号的场所如地下车库，都能有效充电

电瓶车安全充电时关乎每个电瓶车用户的大事，电瓶车充电桩的出现，也是顺应市场需求，同时也是政策之导向，现阶段小区使用电瓶车充电桩也是常态，今后也会有越来越多的小区开始标配智能充电桩。

电动车从诞生以来就一直广受市民的青睐，但充电难一直困扰着使用者。不仅是在日常出行过程中找不到电瓶车充电桩，在外也有充电难的问题。并且电动车火灾事故频频发生，毫不起眼的电动车屡次引发夺命大火，电动车已然成为火灾“重灾区”。为预防和遏制电动自行车火灾事故发生，国家三令五申各种政策，为此公安部安委会曾出台《电动自行车集中停放和充电治理方案》。

大部分充电过程存在隐患，比如电流、电池不匹配，充电设备简陋，难监控，灾情响应不及时。乱停放，私拉电线现象严重，没有计费标准，无法进行财务管理和有效监控。

2018年以来，国务院安委办、应急管理部、公安部及全国300多个地市先后针对电动车充电出台治理通知，禁止电动车上楼充电，同时要求有条件的住宅小区、楼院需安装具备“定时充电、自动断电、故障报警”等智能功能的充电站。随着小区物业管理越来越规范化，专业、高质、智能的电动车充电桩也陆续出现在全国各个小区。

什么样的电动车充电桩才能称之为专业、智能、简便呢？好的电动车充电桩都有什么特征呢？

一、灵活支付

智能电动车充电桩有灵活的充电方式。支持手机支付，刷卡支付，以及投币支付，更有甚者可以免费使用。

二、安全性高

安装智能电动车充电桩，对业主来说解决了因为用户私自拉线充电的安全问题，减少电动车充电引起的事故，对小区其他业主的人身安全有了保障；

对物业来说，安装了“智能电动车充电桩，同时，也能够减少电动车主的财产损失。

并且，在小区智能电瓶车充电桩，在某种程度上美化了小区的环境，还不用每天派专人到小区内巡查，省时省力。

三、保护电动车

智能电动车充电桩还有充满自动断电功能，能做到防过充的效果。

产品要带有功率检测功能，这是智能电动车充电桩的一个基本要求。产品要能有效的判断出电池充电功率，在电池充满电后，能立刻断电，对电动车的电池起到保护作用。

四、方便居民

智能电动车充电桩能够通过手机APP实现远程监控充电状态，可实现远程操控充电、断电。

当出现设备突然断电等异常情况，会尽快通过APP通知用户。

五、社会效益

智能电动车充电桩解决了业主电动车充电难的问题。安装充电站，业主只需要把车停在电动车充电站，按照指示操作充电。电动车充电站的普及不仅解决了小区充电难的问题，还对解决城市拥堵、促进环保具有特殊的意义。

1系统总体框图

该装置由电量采集模块、A/D装换模块、单片机小系统、储存模块、显示模块、支付模块和充电模块组成。系统总体框图如图1所示，通过RN8208G单相电量计量芯片模块将用户所用电量采集后通过A/D装换模块将模拟信号转换为数字信号经过单片机内部的程序算法将收费方式按照电量进行收费。电量使用情况可以储存在TF卡中长时间保存，可以供单片机读取，将电量使用情况和电费送到数码管中显示出来。用户可以通过IC卡和投币进行支付。系统总体框图如图1所示。

2系统设计

图1系统总体框图

2.1硬件设计

根据上述总体设计模型分析，进行智能充电桩嵌入式控制系统的优化设计，基于嵌入式技术进行智能充电桩嵌入式控制系统的硬件的模块化设计，系统的硬件电路设计主要包括了电量采集计量模块设计、支付模块设计等，对其分别描述如下：北京投币刷卡式扫码电瓶车充电桩多少钱一台

图2电量采集计量模块工作电路

(1)该装置的电量采集计量模块主要进行电量的采集、计算、传输的作用。该模块具有全数字的增益、相位和当外部噪声 (如PCB噪声，变压器噪声等)较大，积分所得的能量影响到小信号精度时提高小信号有功精度的offset校正。大大的消除了电路内部干扰，提高了计量的精度。该模块能够进行SPI和USART通信，只需要控制RN8082G单相电量计量芯片的IS引脚的高低电平进行转换，可以方便与主控单片机进行通信。其内部具有电源监控电路可以保证断电和上电时芯片可靠工作。该电量采集计量模块的工作电路如图2所示。

(2)该装置的支付模块主要作用是进行电费的的支付，以及将支付后的信息传递给单片机。该模块只需要简单的操作就可以完成对IC卡的全部操作，具有默认寻卡方式，当卡片进入天线时，LED出现低电平，上位机可以直接通过寻卡指令读取卡片序列号，通信采用硬件简单，资源消耗少的SPI通信，大大的提高了精度，降低了读卡失误率。用户刷卡信息直接通过单片机和上位机传到PC里保存，便于核对信息。该支付模电路图如图3所示。

图3支付模块电路图

该装置的充电模块充电电路主要是对电瓶车蓄电池进行充电。次级绕组接D1、D2、D3和D5构成二次整流电路，470UF的电解电容C8电容滤波电容。R23为蓄电池实际电压的采样电路，采样蓄电池电压的1/12。蓄电池的负极经0.1Q的采样电阻接到地上构成电流采样电路。次级绕组的中间接线端经二极管D3、限流电阻R2、12V稳压管ZD1、电解电容和瓷片电容组成12V稳压电路为散热风扇提供电源。该充电模块充电电路图如图4所示。

图4充电模块充电电路图

3安科瑞电瓶车充电桩及收费管理系统的介绍

3.1电瓶车智能充电桩及收费管理系统架构介绍

电瓶车智能充电桩是新一代电瓶车智能充电设备，具有交流输出电源远程通断控制、充电安全控制、电度计量、按时计费功能于一体的交流供电装置，该装置能通过电瓶车的车配充电器为电瓶车充电。支付方式可选择投币、刷卡、扫描使用，设备内部可引出 10路出线至插座，通过电瓶车的车配充电器完成充电。可连接云平台给用户提供安全可靠及智能化的充电服务。

安科瑞电瓶车智能充电桩通过GPRS模块与云端进行通信和数据交互。系统能够对电瓶车充电桩的日常状态、充电过程进行监控；实现充电支付对接：支持投币、刷卡、wei信支付等多种支付方式，保证交付交易过程的完整性，对充电过程中的异常情况进行有效的预警；实现对下游站级平台的清算和对账功能。