[充電樁]飛凌嵌入式充電樁解決方案-計(jì)費(fèi)控制單元
前 言
在全球能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)嚴(yán)重的大背景下，電動汽車作為一種節(jié)能環(huán)保的綠色交通工具，得到了我國政府積極推進(jìn)與發(fā)展，充/換電站作為發(fā)展電動汽車所必須的重要配套基礎(chǔ)設(shè)施，具有非常重要的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
2011年之前，國家電網(wǎng)建設(shè)原則是慢充為主，2011年~2013年，國家電網(wǎng)建設(shè)原則是換電為主，隨后在2014年召開的電動汽車充換電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)體系完善研討會上，國家電網(wǎng)提出主導(dǎo)快充、兼顧慢充的建設(shè)原則。而充電樁的鋪設(shè)力度和政府扶持力度也在不斷加大，全國各地正在紛紛涌現(xiàn)充電站。一些小區(qū)的停車場也已掛載家用充電樁。
2015年12月28日，質(zhì)檢總局、國家標(biāo)準(zhǔn)委聯(lián)合國家能源局、工信部、科技部等部門發(fā)布新修訂的電動汽車充電接口及通信協(xié)議5項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)，備受市場關(guān)注的充電接口不統(tǒng)一問題得到破解，新標(biāo)準(zhǔn)已于2016年1月1日起開始實(shí)施，新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施將推動充電樁互相兼容，打開行業(yè)未來的市場空間。而越來越多的傳統(tǒng)電源廠家也開始嘗試設(shè)計(jì)生產(chǎn)充電樁，而充電樁內(nèi)部的主要構(gòu)成部件之一的計(jì)費(fèi)控制單元模塊是ARM架構(gòu)的電路板，傳統(tǒng)電源廠家對ARM架構(gòu)并不熟悉和精通，因此市場上需要一種相對成熟的計(jì)費(fèi)控制單元方案解決這一需求。
飛凌嵌入式專注ARM嵌入式技術(shù)多年，針對充電樁計(jì)費(fèi)控制單元國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)做出了一套完整的計(jì)費(fèi)控制單元方案，可供傳統(tǒng)電源廠家直接拿來使用。
電動汽車充電樁功能需求
1.支持本地顯示、觸摸屏輸入及按鍵輸入;
2.用戶可以通過非接觸式 IC 卡刷卡支付充電費(fèi)用,APP軟件支付;
3.通過顯示屏能夠進(jìn)行充電方式選擇、充電狀態(tài)顯示、充電計(jì)費(fèi)查詢、消費(fèi)金額顯示及余額查詢等;
4.根據(jù)用戶選擇的充電方式控制充電機(jī)對汽車電池充電;
5.支持消費(fèi)單據(jù)打印;
7.能夠監(jiān)測汽車電池的電壓、電流、溫度;
8.支持外接電度表;
9.支持語音提示;
10.能夠通過 CAN、以太網(wǎng)或 GPRS 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸;
11.本地大數(shù)據(jù)量存儲（圖片、廣告、充電記錄等）;
12.支持遠(yuǎn)程升級應(yīng)用程序。
飛凌嵌入式的充電計(jì)費(fèi)控制單元可以做到軟硬件接口連接相應(yīng)輸入/輸出組件，完成人機(jī)顯示、參數(shù)設(shè)置、計(jì)量計(jì)費(fèi)、支付、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)加解密、控制充電設(shè)備啟停、聯(lián)網(wǎng)通信等功能，整體框圖如下：
計(jì)費(fèi)控制單元方案
飛凌嵌入式的充電樁計(jì)費(fèi)控制單元為核心板加底板結(jié)構(gòu)。FET335x核心板是飛凌嵌入式針對充電樁功能需求推出的一款工業(yè)級核心板。充電樁作為充電機(jī)為電動汽車充電的輔助設(shè)備，需要進(jìn)行通訊的內(nèi)部設(shè)備較多，且多為RS-232，RS485，CAN接口。FET335x核心模塊提供了豐富的接口資源，可以滿足充電樁在設(shè)計(jì)過程中的各種需求，其工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)可保證在室外環(huán)境的穩(wěn)定運(yùn)行。而針對國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)定制的計(jì)費(fèi)控制單元底板則將標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的所有功能接口引出。
此套方案特點(diǎn)如下：
●整套方案完全符合國網(wǎng)充電樁標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范；
●ARM Cortex-A8 TI3354處理器，為國網(wǎng)電動汽車非車載直流充電機(jī)通用技術(shù)規(guī)范中指定的計(jì)費(fèi)控制單元的主控CPU，品質(zhì)穩(wěn)定，核心模塊所有元器件達(dá)到工業(yè)級-40~85°溫度范圍；
●具有友好的人機(jī)交互界面，Linux+QT的界面顯示，采用LVDS接口的7吋屏，四線電阻觸摸，確保穩(wěn)定性且便于操作；
●支持485接口和電能計(jì)量裝置通訊；
●支持CAN總線與電動汽車的BMS通訊，實(shí)現(xiàn)對電動汽車電池的電量測量，充電控制，支持CAN總線與充電控制器進(jìn)行通訊；
●可通過IO模擬ISO7816接口連接ESAM/PSAM模塊，完全符合國網(wǎng)計(jì)費(fèi)單元加密芯片要求，并最大化節(jié)省串口資源；
●可實(shí)現(xiàn)語音系統(tǒng)提示，更加人性化；
●可搭載北斗或GPS模塊，進(jìn)行充電樁的地理定位；
●可匹配多種制式讀卡器，方便用戶非接觸式刷卡；
●本地SD/MMC存儲卡，可實(shí)現(xiàn)本地大容量數(shù)據(jù)存儲；
●可連接熱敏打印機(jī)，方便消費(fèi)單據(jù)打印；
●千兆以太網(wǎng)接口，3G/4G模塊，滿足不同環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)傳輸需求；
●方便客戶個(gè)性化定制
充電樁計(jì)費(fèi)控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)格書
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充電樁計(jì)費(fèi)控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)格與參數(shù) |
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CPU主頻 |
廠家：TI AM3354 Sitara ARM 架構(gòu)：Cortex-A8 主頻：800MHz |
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內(nèi)存 |
容量：512MB 廠家：ISSI |
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FLASH |
容量：1GB 廠家：鎂光 |
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外擴(kuò)存儲 |
標(biāo)準(zhǔn)SD卡接口，外插式安裝支持最高16G SD卡。 |
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移動通信 |
功能：支持中國移動、中國聯(lián)通、中國電信4G。 支持中國移動、中國聯(lián)通3G/2G 1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)SIM卡插槽，支持外插式安裝。 型號：ME909S-821 廠家：華為 接口：MINI PCI-E接口 |
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定位 |
支持北斗&gps雙系統(tǒng)的定位模塊。 規(guī)格型號：1612 廠家：合芯星通 接口：焊接到底板（16*12mm封裝） |
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ESAM |
支持ESAM芯片。ISO7816協(xié)議。 板載芯片， |
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PSAM |
支持PSAM 板載芯片， |
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DO |
6路220V/5A； 繼電器隔離。 接口：兩個(gè)3.81間距，6位端子座 |
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DI |
共6路，外部提供空節(jié)點(diǎn)。 內(nèi)部提供隔離12V，光電隔離。 接口：一個(gè)3.81間距，7位段子座 （一位GND） |
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鍵盤接口 |
鍵盤：4×4鍵盤，IIC接口配置。 接口：10P，2.0間距雙排插座 |
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觸摸彩屏接口 |
LVDS顯示接口（插座形式為DVI-I或者D型插頭可選模式），兼容4線電阻觸摸屏接口。LCD接口預(yù)留接8080單色屏 |
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掉電檢測 |
1路GPIO，使用超級電容一組，預(yù)留鋰電池插座接口 容量：5.5V,4F |
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UART |
UART共8路：（國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)是7個(gè)） （1）RS232/UART≥5路： UART-01：調(diào)試串口。DB9插座 UART-02：連接ESAM或者PSAM； UART-04：連接GPRS模塊，焊接到底板 UART-05：連接外置讀卡器。 UART-06：連接板載藍(lán)牙模塊，焊接到底板 UART-07：連接gps&北斗雙模定位模塊，焊接到底板 UART-08：預(yù)留232接口同時(shí)和485接口復(fù)用，485接口需要加入隔離芯片，接口和另一路485一致。 （2）RS485 1路： UART-03：連接外置表計(jì)， 接口：3P，3.81間距 |
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USB HOST |
數(shù)量：1路 接口：標(biāo)準(zhǔn)USB A接口，用于插入U(xiǎn)盤。 方案：芯片使用USB2514進(jìn)行USB擴(kuò)展。 |
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CAN BUS |
數(shù)量：2路 功能：CAN-01：CAN2.0 B，125/250kbps，與充電控制器通信。 CAN-02：CAN2.0 B，125/250kbps，備用。 方案：使用ISO1050 CAN隔離芯片+DCDC接口：兩個(gè)3P，3.81間距 |
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網(wǎng)絡(luò) |
數(shù)量：2路。10/100M 接口：RJ45 功能：RJ45-01：10/100M，用于連接上級系統(tǒng)。RJ45-02：10/100M，備用。 方案：使用LAN8720百兆網(wǎng)卡芯片 |
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聲音 |
內(nèi)置功放，≥0.5W，2.54mm間距 2P插座，標(biāo)準(zhǔn)3.5圓孔，立體聲。 板載GPIO接口蜂鳴器。 方案：使用TLV3106，IIS接口的音頻芯片 |
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RTC時(shí)鐘。板載CR2032電池，具有掉電保持至少1年功能 方案：芯片使用IIC接口的R8010時(shí)鐘芯片 |
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電源 |
輸入額定電壓：DC12V，輸入范圍DC9V-15V,具備反接保護(hù)。 額定功率：20W 為讀卡器提供5V電源。 接口：3P，3.81間距 |
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尺寸 |
200mm×150mm。 |
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安裝 |
導(dǎo)軌式或螺絲直接固定安裝。 |
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軟件系統(tǒng) |
Linux內(nèi)核版本：3.14或3.2； GCC：gcc-linaro-4.9-2015.02或者4.5.3； QT：4.8.6或者4.8.5； 電阻式觸摸屏驅(qū)動依賴庫：tslib-1.4。 |
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工作和存儲環(huán)境 |
濕度：5％～95％，無凝露。 工作溫度：-40℃～70℃ 存儲溫度：-40℃～85℃ |
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備注：底板可印制需方品牌LOGO |
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充電計(jì)費(fèi)控制單元核心板介紹：
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FET335xD工業(yè)級核心板參數(shù) |
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CPU |
TI AM335X Cortex-A8處理器 |
I2C |
3路 |
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架構(gòu) |
ARMv7 Cortex-A8 |
2路 |
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主頻 |
800MHz |
CAN |
2路 |
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內(nèi)存 |
512M DDR3 |
USB Host |
1路USB HOST 2.0 |
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FLASH |
256M SLC NandFlash |
USB DEVICE |
1路 USB DEVICE 2.0 |
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工作電壓 |
5V電壓供電 |
SD/MMC/SDIO |
3路MMC接口 |
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2D / 3D |
支持 |
Ethernet |
2路千兆以太網(wǎng) |
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圖形處理器 |
PowerVR SGX530 |
UART/IrDA |
6路 |
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硬件看門狗 |
SP706SEN |
EINT/GPIO |
支持 |
|
電源管理 |
TPS65217C |
ADC |
8路 |
|
尺寸 |
46mm*70mm |
Video Codec |
軟件編解碼 |
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接口方式 |
插針 |
EBI BUS |
16位數(shù)據(jù)總線，12位地址總線 |
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操作系統(tǒng) |
Linux3.2/Android4.2/WinCE7.0/WinCE6.0/StarterWare |
JTAG接口 |
1路 |
|
LCD |
RGB 16位 |
EEPROM |
支持，用于加密 |
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Audio |
IIS接口 |
PWM |
1路（用戶背光） |
底板功能示意圖
注：飛凌嵌入式除了目前針對國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)所做的計(jì)費(fèi)控制單元外，還可以根據(jù)客戶實(shí)際需求為客戶定制非國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的充電樁計(jì)費(fèi)控制單元方案，歡迎咨詢
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