充电桩-DTU无线数据传输技术的解决方案

2015年10月9日，国务院办公厅下发《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，国务院常务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、智能高效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。根据国家“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:

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。

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。

在过去的三年里，厦门才茂为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2G/3G/4G无线网络及通讯网络、充电桩系统管理平台软件等组成。

1、才茂无线数传DTU可以提供RS232/RS485/RS422/TTL/端子各种接口与各种带串口的充电桩进行连接，如果充电桩是以太网接口可以选择才茂另外一个无线路由器系列的产品对接；

2、数传DTU通过各种无线网络，将各种充电桩终端的数据无线透明传输到服务器端的充电系统管理平台，此系统平台软件包括计量计费系统、充电监控系统、配电监控系统、安防监控系统等。

充电桩终端分析图

1)丰富的接口类型：支持串口RS232接口、RS485接口、RS422接口、TTL接口或者USB接口， 满足客户应用现场不同接口需求。

2）完善的网络支持：支持GPRS/CDMA/WCDMA/TD-SCDMA/EVDO/LTE-FDD/LTE-TDD七大无线网络，满足不同行业客户的全方面需求。

3）三层系统保护：在原来两级（软件保护+CPU内置看门狗WDT保护）系统保护的基础上，增加一级系统虚拟值守VWM（Virtual Man Watch）检测保护功能，确保系统稳定可靠

4)金属外壳：采用金属外壳，防辐射，抗干扰；外壳和系统安全隔离，防雷设计；符合电力安规要求；防护等级为IP41；特别适合于环境恶劣的工业控制领域。

5）完全工业级设计生产，支持宽电压5-32V供电。

6）通信模块均采用工业级无线模块，所有无线模块都有通过CGD认证或者FCC认证或者CE认证

7）高速处理CPU：采用高速性能工业级CPU，可以更加高速地处理各种协议数据转换；解决了业内“假在线”、“假死机”、“当机”等疑难问题。

8)超大内存：FLASH64Mbits，SDRAM，256Mbits（不同型号内存不同），有超大的内存来缓存客户发送数据，同时接收超大数据包，数据不丢失。

9)DNS自动获取：自动获取DNS，不再需要人工配置输入DNS；规避了因为选择的DNS服务器异常而导致DTU设备当机的严重现象。

10）完善的协议栈：新系统加载了完善的TCP/IP协议栈，采用了完善的TCP/IP协议栈；使网络通信性能优异，掉线概率极大降低。

11） EMC性能优异：通过电力3000V电击测试，特别适合在工业领域环境恶劣下使用；系统EMC/EMI优异，系统稳定可靠；通过EMC测试；

12） 支持短信远程配置，远程控制；支持短消息告警；

13） 智能防掉线。支持在线检测，在线维持，掉线自动重拨，确保设备永远在线；

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