电动车智能充电桩及收费系统.doc

“合泰杯”第九届天津市大学生单片机应用设计竞赛初赛计划书参赛队所属学校 天津城建大学作品所属类别 A-1智能/应用控制类作 品 名 称 电动车智能充电桩及收费系统作 品 负 责 人 阮磊负责人年级专业 12级电子信息工程指 导 教 师 刁寅午填 表 日 期 2015/1/17“合泰杯”第九届天津市大学生单片机应用设计竞赛初赛计划书一、简表参赛作品名 称电动车智能充电桩及收费系统选用芯片A. HT32F1765 B. HT66F70A C. HT66FU50 研究形式A.学生独立 B.教师指导 C.教师主持项目的部分所属类别A负责人姓名阮磊性别男专业年级12级电子信息工程手赛队总人数4指导教师姓名职务职称刁寅午副教授合作者姓名年级专业李赟 11级电子信息科学与技术李欢乐 11级电子信息工程李世栋 12级电子信息工程二、作品依据：（参赛作品研究的意义，国内外研究现状分析）就当前国内电动车行业的发展来看，仅是短短的几年时间就迅速崛起。并且，电动车行业的发展受到了很多因素的制约，如电池的充电或者是电池更换等问题。但是电动车相对来说是一种比较节能环保的运输工具，符合当代所提出的节能环保政策，因此它的发展是必然的。这样看来充电电池将会占有发展的主要地位，可在这种情况下就出现一个新的问题电池充电系统的管理问题。因此我们提出了一种比较新颖完整的电动车智能充电及收费系统方案，此方案主要是以盛群单片机HT66FU50为主控芯片。本系统主要包括直流恒流恒压充电桩、IC(integrated circuit)卡部分、上位机监视部分、下位机显示部分、CAN（Controller Area Network）总线数据传输部分以及TC35模块发送信息部分。另一方面，在中国面临的发展与环保问题上，国家大力提倡节能减排、低碳生活、绿色环保等政策，而电动车的出现在某种程度上来看，其实是变相的减少了汽车尾气的排放。因此电动车在现在及将来都会有很大的发展前景，也就是说电动车的发展越来越好，而本方案提出的设计方案为电动车用户提供了方便的充电桩，所以本系统具有一定的发展空间。三、作品拟达到的目标、研究内容和拟解决的关键问题：拟达到的目标及内容：用户进桩停车，插卡确定身份和充电信息之后，系统开始工作，完成后通知用户取车。设计一张IC卡，里面记录用户的车型、电池型号、余额等信息，持卡用户停车充电时，只需将自己的IC卡插入卡片读取器中，单片机自动完成IC卡信息的读取，并即时的在充电装置的彩屏的屏幕上显示用户详细信息；用户先确认自己的信息是否正确，确认无误后用户插上充电线，单片机自动检测电池剩余电量，自动设定需要充电的时间或充电量，确认后充电机即进行扣费（预付费），扣费后用户可拔卡离开，系统自动对电动车电池进行充电，同时，电表开始计量充电的电量。在充电过程中，充电机上系统中的彩屏实时的显示充电机的充电电流和电压，方便用户需要观测时能够实时的监控。并且本系统的扣费方式是采用预付的方法进行收费，用户取电池之前需再次插入IC卡，如果用户是在之前设定的时间之前结束充电，则单片机会在用户的IC卡预付费中扣除当前需支付的费用，多余的返还用户。用户预付费后可以移除IC卡，然后去做其他的事，当充电时间到或者充电量到时即可取车。单片机会根据充电桩返回的充满信号停止对电池的充电，电表停止计数。各充电桩的单片机通过CAN总线实时地把工作状态反馈到上位机，上位机实时地显示个充电机的状态，如果在充电时出现异常，此时通过CAN总线监管各充电桩的上位机就可根据相应的问题作出处理；这就可以以最快的速度发现个充电机可能存在异常情况，并以最快的速度对异常进行处理。拟解决的关键问题：1.上位机与下位机之间的通信；2.IC卡的制作；3.下位机对充电电压和电流数据的采集与处理；4.预付费系统的设计；5.单片机与手机之间的通信方式。四、作品拟采取的技术路线、研究方案：上位机：如图所示，上位机主要是通过CAN总线控制下位机的充电桩，并且在充电结束后，由充电桩返回的信息，控制发票打印机打印发票。上位机采用MFC编程，在Windows环境下建立图形化界面，将各个充电机的状态汇总，并综合显示。上位机主要由两部分组成：1.各充电机状态汇总，各充电机的充电功率通过CAN总线传输到上位机中，将各充电桩的编号、充电电压、充电电流、充电功率、充电产生的费用以及各充电桩的工作状态汇总到表格中，所以可以清晰的看到各充电桩的工作状态。2.各充电机充电电流、充电电压、充电功率，以图形的形式动态显示，根据单片机传来的数据实时更新数据，让监控者能随时看到各充电桩的充电状态，对其进行掌控。上位机完成的主要功能有：1.给下位机发送指令让下位机发送数据；2.对USB口采集到的下位机数据进行实时处理，并显示出来；3.对各个下位机的数据进行统计结算。CAN总线的优点：1.废除了传统的站地址编码，取而代之以对数据通信块进行编码，可以多组方式工作；2.数据传输时间短，受干扰的概率低，重新发送的时间短；3.可以实现一点对多点的方式传送和接受数据。所以我们选用CAN总线作为上位机与充电桩之间数据的传输方式。下位机： 基于盛群单片机的电动车充付费系统是以盛群单片机HT66FU50为核心的下位机，对电动车的充电过程进行实时的监控，对充电过程中的所采集的数据进行有效的相关处理以及显示，并实时将上位机所需的相关信息传送给上位机。彩屏显示模块选用北京迪文科技有限公司出产的DMT64480T056_01WN型5.6寸，拥有640480图形点阵；支持66矩阵键盘接口；全双工异步串口，波特率设为115200bps，液晶彩屏实时显示充电电流与充电电压以及其他信息。用键盘切换彩屏显示的内容，以及与用户之间完成交易。DC-DC给单片机供电，由充电桩给DC-DC电源模块以及才屏显示供电，单片机通过放大电路接收采集的充电桩的信息，如电池的电压等，同时控制充电桩正常工作。五、本作品的特色与创新之处：本作品的特色与创新之处：1.市面上还没有此类成品，具有相当大的开发价值；2.本系统基本实现全自动化、智能化； 3.操作简单，维护方便且占用资源少；4.完全解决了用户为充电而占用的时间，实现了时间的合理利用。5.本系统可以对不同的电池进行充电，同时附带打印发票，满足客户的相关需求；六、作品完成的进度安排3.项目的进度安排：2015.1.