而随着电动汽车的数量增加,随之而来的配套设施也在一点点的完善。很多地方已经陆续建起了给电动汽车充电的基础设施,如充电站和充电桩,而在给电动汽车充电的过程中,不可避免的要涉及到计量扣费的部分,本文就讨论了一种基于RFID技术的启、停控制及刷卡扣费等功能在交流充电桩上的实现[3,4,5]。
1.2 RFID技术简介
RFID即Radio Frequency Identification,人们通常称之为射频识别技术,这是一种利用微波的通信的技术。
RFID的应用范围非常广泛,在图书馆,交通,购物,门禁系统,食品安全等多方面都有很大的用处,为人们的工作学习带来了很大的便利性。
RFID技术是一种非接触式的通信技术,在我们的日常生活中条形码扫描技术同样用的非常多,而两者相比较而言虽有很多的相似点但也有很多的不同点,首先条形码扫描是先把已经编码好的条形码粘在物品上,然后用专门的扫码器扫描,而RFID则是有专门的读写器和电子标签,读写器不停的向外发送一定频率的信号,当标签靠近到一定距离时,激活并把卡里的信息传出去,相比较条形码扫描优点是,扫码器在扫描时必须正对着条形码,而RFID则不用,只要在一定范围内即可[6]。
1.3 RFID在充电桩中的应用
首先读写器向外不停传送一列特定的电波,卡片接收到来自读写器发来的能量,从而激活卡片,并把已经存储在卡内的数据发送给读写器的RAM。之后读卡模块再与主控进行通信,主控从电表读取用电量,并在程序中设定好电价并计算使用的金额。通信成功后发给射频模块,刷卡扣费,并把剩余的金额显示在屏上,至此刷卡结束。主回路的继电器控制交流继电器断开,充电结束,状态灯显示已结束充电。
2. 充电桩简介
2.1 交流充电桩的功能目标
1.能够提供交流220V,7KW的供电能力。
2.配备刷卡模块,可刷卡付费及启停充电桩。
3.配有可读取电压电流值的电表,用于向主控板提供电量,采用485总线与主控制电路通信。
4.配备漏电开关,防止器件漏电对人体造成伤害。
5.配有避雷器,可防感应雷,防止过电压对充电桩带来的损害。
6.配有急停旋钮,用于保障充电桩在突发状况时可手动结束充电。
2.2 交流充电桩的工作过程
交流充电桩主回路由断路保护器、交流接触器、防雷器、漏电保护器、开关电源及可读写电流、电压用的电表组成;二次回路由控制继电器、急停旋钮、核心电路板,迪文显示屏,刷卡模块和状态指示灯组成。
主回路断路保护器具备短路、过载保护的功能;开关电源向核心板供给需要的直流电;电表负责采集实时的电压、电流并计算电量;浪涌保护器即防雷器起到一个保护的功能,是防止瞬间的超过正常电压的过电压对器件造成的损害,瞬间的过电压可能由电源切换及打雷时造成。
二次回路的主控制电路中主芯片为飞思卡尔单片机MC9S12,主控控制继电器,从而控制交流接触器的吸合;急停旋钮用于在突发状况时可手动切断电源,迪文显示屏是串口屏,用于显示交流充电桩控制界面;刷卡模块用于启、停充电桩及扣费;状态指示灯用于显示充电桩当前工作状态,有三种颜色,分别代表充电桩不同状态:故障,充电中,及充电结束[7,8]。
3. 系统的硬件设计
3.1 S50非接触式IC卡简介
通常说的非接触式的IC卡也叫射频卡。卡的内部没有电源,使用时无需接触,人们常说的M1卡是恩智普公司出品的芯片的缩写。
常用的M1卡有两种型号:S50和S70,它们工作频率一样,都是13.56MHz。他们之间最大的不同之处就是存储容量的不同。
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