[實用新型]一種基于嵌入式系統的充電設施數據采集終端

有效

• 申請號: 201220467160.3
• 申請日: 2012-09-13
• 公開（公告）號: CN202795704U
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 張建偉;劉昭慧;徐石明;楊芳;汪映輝;高春雷;金杰;錢宏輝;劉志紅
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G08C17/00
• 分類號: G08C17/00;G08C19/00;H04L29/06;H02J13/00
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 季向岡

技術領域

本實用新型涉及一種基于嵌入式系統設計的充電設施數據采集終端，適用于電網、充電設施、電動汽車智能互動的充電設施數據采集，屬于電動汽車充電設施技術領域。

背景技術

發展電動汽車被世界各國普遍確立為保障能源安全和轉型低碳經濟的重要途徑，我國把電動汽車列為戰略性新興產業，大力推進其產業化應用。我國在國內25個城市開展“十城千輛”節能與新能源汽車示范推廣應用工程試點，在6個城市開展私人購買新能源汽車補貼試點。國家科技部擬定了《電動汽車科技發展“十二五”專項規劃》，將進一步加大對電動汽車科技研發的投入，使我國成為節能及新能源汽車的強國。工信部牽頭制定的《節能與新能源汽車產業發展規劃（2011～2020年）》草案中明確中國未來的新能源汽車發展規劃將以插電式混合動力汽車及純電動汽車為戰略方向。分兩個階段實施，第一階段到2015年，純電動汽車和插電式混合動力汽車初步實現產業化，市場保有量超過50萬輛。第二階段是從2015年到2020年，純電動汽車和插電式混合動力汽車實現產業化，市場保有量達到500萬輛，充電站網絡支撐純電動汽車實現城際間和區域化運行。

隨著研發投入不斷增大和關鍵技術的突破，未來我國將進入電動汽車快速發展時期，形成電動汽車的規模化應用后，將對充電設施發展和電網運行帶來新的挑戰：（1）引發新的負荷增長，進一步增大電網峰谷差；（2）產生大量充電設施建設需求，對電網升級改造和規劃建設提出更高要求；（3）充電需求具有隨機性和分散性特點，加大配電網運行管理難度。在智能電網背景下，融合了現代通信技術、現代軟件技術、現代數據安全技術、數據存儲技術的充電設施數據采集終端能使電動汽車、充電設施、智能電網三者實時、安全、高速的信息交互。保障在受控狀態下電動汽車的能量與電網之間的雙向、實時、高速交換，可避免電動汽車充電需求對電網造成的不利影響，并提高電網的運營效率。

現有已應用的充電設施數據采集終端有的是在變電站通信管理機的基礎上裁剪而來，有的是用電數據集中器采集終端的翻版。

現有充電設施數據采集終端技術方案存在以下問題：一、沒有考慮到電動汽車充電服務在有序充電要求下數據的實時、安全、高速的信息交互要求。不滿足數據的安全傳輸、存儲、訪問要求。二、沒有考慮到充電設施所處位置的通信環境，充電設施經常處在無線公網無法覆蓋位置，對多種通信組合的支持不夠，特別是對穿透力強的無線自動組網的技術支持不夠，沒有認識到無線自組網的便利性、經濟性、可操作性。三、通信接口大多采用私有通信協議，兼容性差，不滿足互聯互通互操作性要求。四、不能同時支持自動報警、記錄自動生成、事故判別與處理、在線自診斷、自愈、自適應、程序自動更新、遠程組態配置、定時任務功能，運行管理智能化程度不夠。

發明內容

為了解決上述的問題，本實用新型的發明目的是提供一種基于嵌入式系統，模塊化設計，考慮多種有線無線通信組合，支持穿透力強的5.8G無線自組網技術，配置專用的安全模塊，支持程序的自動更新，遠程組態配置，運營管理智能化，實現電動汽車、充電設施、智能電網數據安全智能交互的充電設施數據采集終端。

為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：

一種基于嵌入式系統的充電設施數據采集終端，其特征在于，所述數據采集終端包括

主CPU板、至少一個串口擴展板、無線數據傳輸模塊、5.8G無線通信模塊、安全模塊、狀態顯示板、電源模塊和總線底板；

所述主CPU板、串口擴展板、無線數據傳輸模塊、5.8G無線通信模塊、安全模塊、狀態顯示板、電源模塊均連接到總線底板上的底板總線上。

所述主CPU板采用基于PowerPC體系結構的嵌入式芯片MPC8315。

所述安全模塊包括了安全通信子模塊和安全存儲子模塊。

5.8G無線通信模塊配置兩個以太網口，一個與安全通信子模塊通信，另一個接高清視頻。

根據本實用新型的一個方面，所述主CPU板采用基于PowerPC體系結構的嵌入式芯片MPC8315，可在MPC8315和Linux組成的嵌入式系統上運行應用層程序，實現智能處理、數據通信、數據存儲、安全訪問功能；

根據本實用新型的一個方面，所述串口擴展板插在總線底板上，根據需求配置串口擴展板個數。

根據本實用新型的一個方面，所述的安全通信子模塊分為三個層次設計：

a)通信傳輸層：通信傳輸層將底層各類通信設備操作進行封裝，為上層提供統一的數據收發接口；