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一．行業背景
隨著新能源電動汽車充電樁項目的蓬勃興起，在國內各地電動汽車充電站也紛紛涌現！
充電樁是電動力車的電站，其功能類似于加油站里面的加油機。每個充電樁都裝有充電插頭，充電樁可以根據不同的電壓等級，為各種型號的電動車充電。電動汽車充電樁采用的是交、直流供電方式，需要特制的充電卡刷卡使用，充電樁顯示屏能顯示充電量、費用、充電時間等數據。充電樁作為加油站、小區電動汽車充電狀態的人機交互產品。可實現計時充電和計電度量充電。卡內預先充值，每次充電后根據電度數自動從卡中減去，并打印出票據。
圖1.1 充電樁
二.充電樁系統需求
支持本地顯示、觸摸屏輸入及按鍵輸入；
用戶通過非接觸式 IC 卡刷卡充電；
通過顯示屏能夠進行充電方式選擇、充電狀態顯示、充電計費查詢、消費金額顯示及余額查詢；
根據用戶選擇的充電方式控制充電機對汽車電池充電；
支持消費單據打印；
能夠監測汽車電池的電壓、電流、溫度；
支持外接電度表；
支持語音提示；
通過紅外對充電樁上參數進行配置，以及數據查詢；
能夠通過 CAN、以太網或 GPRS 進行數據傳輸；
本地大數據量存儲（圖片、充電記錄等）；
支持遠程升級應用程序；
大尺寸LCD顯示屏支持。
三．方案概述
充電樁內部設備較多，且大部分是RS-232接口，如果每一個設備都使用一條電纜接到工控主板上，則會使內部電路相當復雜，可靠性和電磁兼容性也會大打折扣。采用CAN總線通信，可以降低信號線復雜度，還可方便擴展更多設備。產品方案如下圖2.1所示。
圖2.1 充電樁系統方案
充電樁數據處理、人機交互主要通過工控主板來實現。它采用飛思卡爾IMX6 A9架構ARM CPU，工作頻率達1GHz，預裝linux+QT操作系統。主要如下：
四．關鍵指標
1、CAN穩定通訊
在充電樁中的開發，通過CAN與汽車的電池系統控制及信息交互是產品中核心功能，所以在這CAN通訊過程中不丟幀是至關重要的,CAN控制器的數據包硬件FIFO具有64幀數據包緩沖能力，硬件通訊上毫無瓶頸。并且產品的CAN驅動，經過多年的CAN總線行業經驗進行優化設計，能做到總線高負載率情況下不丟幀！
2、視頻播放
工控板可以支持可達1920х1080的高清分辨顯示，可滿足充電樁上的圖片及廣告顯示要求。
3、消費單據打印
打印的數據主要為消費內容，要求小型化，打印速度快，可靠性高，打印字符清晰等特性。
4、刷卡記錄交易信息
用戶通過非接觸式 IC 卡刷卡充電，是一個基本的功能。可支持 PLUS CPU、MIFARE Desfire（CPU 卡）、MIFARE S50/S70、MIFARE 0 ultralight、MIFARE Pro，它采用小型、大規模集成電路封裝，具有易用、可靠、多樣和體積小等特點，可幫助您方便、快捷地將當今流行的非接觸式 IC 卡技術融入您的系統中，提高您的產品檔次。
5、遠程數據傳輸
充電站內，充電樁與充電站監控中心通信的主要數據為控制和小數據量的采集信息，要求在充電樁運作過程中監控的實時性比較高，一旦出現意外情況可以第一時間采取措施。且隨著充電站的迅猛發展，無人監守的自助式充電站也會成為趨勢，此時遠程的集中監控和意外應急也愈顯重要，故采用“CAN+以太網”雙網冗余的數據傳輸方式，確保電站各個充電樁的安全和數據順暢與可靠。
有些充電樁會需要無線通訊，通過GPRS/3G模塊遠程將交易信息上傳達服務中心，這樣的需求，可以在此方案上便捷添加.
6、環境可靠性測試
根據《電動汽車充電系統技術規范》中通用要求指出：充電機的工作環境溫度為-20℃~50℃，并具有一定的抗震能力。工控板通過了工業四級的設計標準，可穩定工作在-40℃~85℃環境下。采用基本全部貼片元器件，抗震性能優異，且所有器件均選用工業級器件。
7、電磁兼容性測試
充電樁內電子設備的電磁敏感度要符合GB 6833系列標準。
8、支持遠程應用升級
通訊系統采用以太網冗余傳輸結構，在升級應用程序及系統時，可通過以太網進行遠程統一升級。
