厦门才茂基于无线数据传输技术

充电桩终端的解决方案

引言

随着人们环保意识的增强，*对新能源汽车的推广支持，新能源汽车在未来汽车市场将占据重要地位，如果说过去充电站等配套设施的不完备在一定程度上限制了电动汽车发展的话，那么这一问题正在逐步得到解决。*电网和南方电网分别投入巨资建设电动汽车充电站和充电桩等与新能源汽车相关的配套充电设施，随着两大电网制定了在全国大规模建设电动汽车充电站和充电桩的计划，电动汽车充电站建设已经进入快车道，而随着“互联网+”概念的提出，则将利用互联网的平台、信息通信技术把互联网和包括传统行业在内的各行各业结合起来，从而在新领域创造一种新生态。

据媒体新闻报道福建、浙江、吉林、安徽、江苏、山西、江西、山东等国内大多省份已陆续建立起电动汽车充电站。围绕为电动汽车充电这块巨大“蛋糕”的激烈竞争已悄然启幕，*电网、南方电网、中石化、中海油等能源央企纷纷*圈地。

关键字：无线 DTU；工业级DTU；充电桩；新能源；互联网+；

2、政策背景

2015年10月9日，**下发《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》。这是9月29日，**会议确定支持新能源和小排量汽车发展措施后的又一重大举措。

《指导意见》提出，到2020年，基本建成适度超前、车桩相随、智能****的充电基础设施体系，满足超过500万辆电动汽车的充电需求；建立较完善的标准规范和 市场监管体系，形成统一开放、竞争有序的充电服务市场。根据*“十三五”规划，到2020年，充换电站

数量将达到1.2万个，充电桩达到450万个。

数据显示，今年1-8月，我国新能源车累计生产12.35万辆，同比增长3倍。截至8月底，全国新能源车保有量约为24万辆。但充电桩仅为3.7万个，车桩比例为8:1，充电桩的建设速度远远跟不上新能源车步伐。

有机构表明，明年我国充电桩产业规模将达到330.78亿元，到2020年可达到1000亿元。

3、充电桩

充电桩是新能源电动力车的电站，其功能类似于加油站里面的加油机。每个充电桩都装有充电插头，充电桩可以根据不同的电压等级，为各类电动车辆充电。电动汽车充电桩采用的是交流、直流供电方式，充电时，需要刷充电卡，充电桩显示充电量、充电时间以及费用等数据，并打印单据，可实现计时充电和计量充电功能。

4、应用前景

由于充电桩的功能类似于加油机，其用途的特殊性决定了充电桩建设的特点是被测点多、分散、覆盖面广、通信距离远，需集中管理。并且随着新能源汽车的急速发展，对其网络拓扑要求具有灵活性和扩展性的结构，因此，电动汽车充电桩通信方式的选择应考虑如下问题：

 （1） 通信的可靠性——通信系统要长期经受恶劣环境和较强的电磁干扰或噪音干扰的考验，并保持通信的畅通。

 （2） 建设费用——在满足可靠性的前提下，综合考虑建设费用及长期使用和维护的费用。

 （3） 双向通信——不仅能实现信息量的上传，还要实现控制量的下达。

 （4） 多业务的数据传输速率——随着以后终端业务量的不断增长，主站到子站、子站到终端之间通信对实现多业务的数据传输速率要求越来越高。

 （5） 通信的灵活性和可扩展性——由于充电桩（栓）具有控制点面多、面广和分散的特点，要求采用标准的通信协议，随着“ALL IP”网络技术趋势的发展以及电力运营业务的不断增长，需要考虑基于IP的业务承载，同时要求便于安装施工、调试、运行、维护。

5、通讯方式

电动汽车充电桩属于配电网侧，其通信方式往往和配电网自动化一起综合考虑。通信是配电网自动化的一个*和难点，区域不同、条件不同，可应用的通信方式也不同，具体到电动汽车充电桩，其通信方式主要有有线方式和无线方式：

（1）有线方式

有线方式主要有：有线以太网（RJ45线、光纤）、工业串行总线（RS485、RS232、CAN

总线）。

有线以太网主要优点是数据传输可靠、网络容量大，缺点是布线复杂、扩展性差、施

工成本高、灵活性差。

工业串行总线（RS485、RS232、CAN总线）优点是数据传输可靠，设计简单，缺点是

布网复杂、扩展性差、施工成本高、灵活性差、通信容量低。

（2）无线方式

无线方式主要采用移动运营商的无线网络数据接入业务，如：GPRS/CDMA/TD-SCDMA/WCDMA/EVDO以及更新的4G LTE网络等。

       无线方式的优点是：成本低廉、建设工程周期短、适应性强、扩展性好、维护方便并且扩展容易。

基于此，利用2*G/4G无线数据传输技术，基于服务端应用宽带有线网络提供固定IP或者动态IP（可用域名绑定）以及端口号，将这些服务端参数设置在才茂通信无线传输终端DTU上，利用它能够自动解析域名地址，连接到服务端的充电桩管理平台，可以为新能源交通行业提供实时的数据采集、传输、发布、远程管理与控制、实现远程无线数据传输的****解决方案。

6、系统组成及组网方案

在过去的三年里，厦门才茂为国电南瑞、许继电气、深圳比亚迪等多个用户实现了电动汽车充电桩项目上的批量应用，实现了基于嵌入式技术的自助智能电动汽车充电桩终端方案及产品。系统总体结构如下图所示：

本系统主要由交流/直流充电桩、才茂无线数传终端DTU， 各种2*G/4G无线网络及通讯网络、充电桩系统管理平台软件等组成。

DTU(Data Transfer Unit),全称数据传输单元,为用户提供高速、永远在线、TCP/UDP 透明数据传输的工业级无线终端设备。产品采用高速*工业级ARM9 嵌入式处理器或者X86 架构*嵌入式处理器，以实时操作系统为软件支撑平台，超大内存，内嵌自主知识产权的TCP/IP 协议栈，为用户提供高速，稳定可靠，数据终端永远在线，多种协议转换、虚拟*网络的系统应用。针对网络流量控制的用户，DTU 产品支持语音，短信，数据触发上线以及超时自动断线的功能。同时也支持双数据中心备份，以及多数据中心同步接收数据等功能。