基于IoT的电动汽车充电桩（结项）

概述

随着国家对新能源电力汽车的政策扶持不断加大，众多厂商都要来分这一大杯羹，市场了也随之出现了各种各样的电动汽车充电设备。

充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑（公共楼宇、商场、公共停车场等）和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。充电桩一般提供常规充电和快速充电两种充电方式，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。

还有下面这种出租车专用的充电桩。

电动汽车充电桩的基本功能：
1.显示与触摸屏输入等人机交互;
2.IC卡刷卡支付电费;
3.显示屏充电状态显示、计费查询、充电金额显示及余额查询;
4.根据用户选择的充电方式控制充电机对汽车电池充电;
5.能够监测汽车电池的电压、电流、温度;
6.支持外接电度表;
7.能够通过 CAN、以太网或 GPRS 进行数据传输;
8.本地数据量存储;
如下图，是一个比较完善的充电桩计费控制系统的框图。其中大体上包括了充电桩所需的所有功能。

RicoBoard充电桩系统组成与实现方法
而在此次试用过程中是基于RicoBoard的充电桩，鉴于RocpBoard开发板的外设资源与内核支持情况，也只是可以完成基本的充电桩的大部分功能，其中包括：外接计量电表、云端数据处理、IC卡计费、充电控制、显示（HDMI问题，间接方式实现）。 外接计量电表：使用RS485通讯，Modbus通讯协议与电表进行数据通信，以充电电量为计费依据，此次试用过程，没有产生真正的充电电流（没有电动汽车），所以电表的计费是不会增加的，这里只是提供了此种方式的功能验证。

云端数据处理：使用中国移动的OneNet，将充电桩的相关数据上传的云端进行统计，与远程查看。这里使用的OneNet只是一个免费版本的，企业级的使用应该会增加一些新的功能，更完善的数据处理与分析。此部分程序移植于官方基本STM32的例程。

IC卡计费：采用RC522模块，与非接触IC卡进行通信。模块采用SPI通讯接口。开发板本身自带的系统是没有SPI驱动的，这里要自己再次编译内核与设备树，更新系统才可以支持，经过长时间的调试，目前也只有SPI0可以正常工作 ，SPI4还是存在一些问题。

充电控制：在实际上，这部分有很多个设备与元件组成，包括接触器、空气开关等组成的互锁、自锁等等，但是由于手头的资源有限，此次试用仅使用一个磁保持继电器进行功能验证。

显示：此部分是最头痛的一部分，由于我的开发板的HDMI问题，无法显示（其他网友的可以显示），一直纠结于显示问题，无奈只能使用间接的方式实现。通过串口将要显示的数据上传到PC上的linux中的Qt界面上。这种方法，即使用了Qt又可以暂时显示。后续也可以方便的将Qt界面程序移植到开发板上。在没有连接到开发板时的Qt显示：

相关程序已分散在各个帖子中，对应部分可以参看相应的帖子中。为这次试用特地的打样了一块PCB，引出主要使用的外设，并将主要的外设进行分类，接收使用到的接口。在第一版的PCB中，有一些引脚的分配、分类有一些不合理，将在第二版中进行改进。

系统使用
当充电枪与电动汽车连接好后，在充电桩上刷IC卡，充电桩读取到卡中的数据，并有余额，同时将IC卡写入“使用中”充电状态，即一个扇区的标志字节1为使用中，0为未使用。 将充电状态发送到OneNet。这里是在OneNet云平台上建立了一下在线的应用。

在右侧添加一些控件。

添加一个开关，一个文字、一个折线图，最后应用进行显示时，接收到充电时的数据后的显示如下图所示。

同时上位机的Qt上的显示为，正充电，电流10A，已充电金额1.2元，这里的金额是在一定时间后自动增加的虚拟金额，并不是根据电流、电量计算的，因实际测试时没有真实的电流与电量。

此时接通磁保持继电器进行充电(继电器两端LED灯亮)。

当充电满后或再次刷卡时，清除IC卡中写入的充电状态标志，写入新的余额值、充电时间等等信息。断开磁保持继电器(继电器两端LED灯灭)

将充电桩的““未使用”状态发送到OneNet与Qt上，充电结束。

Qt显示：充电结束，充电金额2.7元，余额：197.3元

总结与展望
通过此次试用，再次复习、熟悉了在Linux下的驱动与应用程序的开发。巩固了知识。虽然试用中实现的充电桩的功能有限，并不是一个完整的产品，但是在设计期间，参阅了大量的资料，对于当前流行的充电桩方案都有一个比较系统的认识。对于这个领域、行业也有了比较深的认知。
此次试用中，要完善的部分，首要的就是显示部分，可以做一块LCD的转接板，连接其他接口的LCD显示屏于显示与人机交互。其次，是CAN通讯的应用。转接板上设计了CAN通讯，但是没有与电动汽车的通讯协议与接口（这部分应该是在充电枪上的其他接口上连接的），所以没有得到实际的应用。
再者，此次试用设计的是一款交流充电桩，其优点就是方便、简单，缺点就是充电慢。下一阶段就是直流充电桩的实现了。其大体的思路是一样的，只是要直接向电动汽车的电池进行充电，其中关于与电动汽车的通讯是比较重要的一部分，还有电流控制、各种保护与监视都要做好才行。如开篇的充电桩的组成框图中，还有很多部分的工作需要做。之所以增加了云端通讯，是为了将所有的充电站、充电桩方便地进行联网，可以综合显示在线充电站、充电桩的使用状态，方便司机选择就近的可充电的充电站进行充电。不会发生到充电站后无充电桩可用的情况发生。
最后，再次感谢电子发烧友论坛与米尔科技提供的这次试用机会，尤其是米尔的技术支持，细心认真的服务。谢谢。
另：转接板还有四块空板，有需要的朋友可以自付邮费，免费赠送了。有要的可以发私信留言。

好赞  小编太棒了

很厉害，能再讲详细点就好了

详细内容已经分散在各个帖子中了

天道酬勤， 小编在论坛玩了那么多板子，有那么多优质的帖子，后面发展是可以预见的。

借您吉言！

小编，您好，Rico Board这个板子可以添加哪种类型的显示屏啊?，配套哪个屏幕太贵了，买不起，谢谢