[发明专利]一种基于嵌入式系统的充电设施数据采集终端

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于嵌入式系统设计的充电设施数据采集终端，适用于电网、充电设施、电动汽车智能互动的充电设施数据采集，属于电动汽车充电设施技术领域。

背景技术

发展电动汽车被世界各国普遍确立为保障能源安全和转型低碳经济的重要途径，我国把电动汽车列为战略性新兴产业，大力推进其产业化应用。我国在国内25个城市开展“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广应用工程试点，在6个城市开展私人购买新能源汽车补贴试点。国家科技部拟定了《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》，将进一步加大对电动汽车科技研发的投入，使我国成为节能及新能源汽车的强国。工信部牵头制定的《节能与新能源汽车产业发展规划（2011～2020年）》草案中明确中国未来的新能源汽车发展规划将以插电式混合动力汽车及纯电动汽车为战略方向。分两个阶段实施，第一阶段到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车初步实现产业化，市场保有量超过50万辆。第二阶段是从2015年到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车实现产业化，市场保有量达到500万辆，充电站网络支撑纯电动汽车实现城际间和区域化运行。

随着研发投入不断增大和关键技术的突破，未来我国将进入电动汽车快速发展时期，形成电动汽车的规模化应用后，将对充电设施发展和电网运行带来新的挑战：（1）引发新的负荷增长，进一步增大电网峰谷差；（2）产生大量充电设施建设需求，对电网升级改造和规划建设提出更高要求；（3）充电需求具有随机性和分散性特点，加大配电网运行管理难度。在智能电网背景下，融合了现代通信技术、现代软件技术、现代数据安全技术、数据存储技术的充电设施数据采集终端能使电动汽车、充电设施、智能电网三者实时、安全、高速的信息交互。保障在受控状态下电动汽车的能量与电网之间的双向、实时、高速交换，可避免电动汽车充电需求对电网造成的不利影响，并提高电网的运营效率。

现有已应用的充电设施数据采集终端有的是在变电站通信管理机的基础上裁剪而来，有的是用电数据集中器采集终端的翻版。

现有充电设施数据采集终端技术方案存在以下问题：一、没有考虑到电动汽车充电服务在有序充电要求下数据的实时、安全、高速的信息交互要求。不满足数据的安全传输、存储、访问要求。二、没有考虑到充电设施所处位置的通信环境，充电设施经常处在无线公网无法覆盖位置，对多种通信组合的支持不够，特别是对穿透力强的无线自动组网的技术支持不够，没有认识到无线自组网的便利性、经济性、可操作性。三、通信接口大多采用私有通信协议，兼容性差，不满足互联互通互操作性要求。四、不能同时支持自动报警、记录自动生成、事故判别与处理、在线自诊断、自愈、自适应、程序自动更新、远程组态配置、定时任务功能，运行管理智能化程度不够。

发明内容

为了解决上述的问题，本发明的发明目的是提供一种基于嵌入式系统，模块化设计，考虑多种有线无线通信组合，支持穿透力强的5.8G无线自组网技术，配置专用的安全模块，支持程序的自动更新，远程组态配置，运营管理智能化，实现电动汽车、充电设施、智能电网数据安全交互的充电设施数据采集终端。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于嵌入式系统的充电设施数据采集终端，基于嵌入式系统设计，嵌入式系统由嵌入式硬件系统PowerPC，嵌入式操作系统Linux组成，包括如下部分：

主CPU板；

串口扩展板，插在总线底板上，根据需求配置串口扩展板个数；

无线数据传输模块；

5.8G无线通信模块；

安全模块，安全模块包括了安全通信子模块和安全存储子模块，其中采用新的消息摘要算法；

状态显示模块；

电源模块；

总线底板。

根据本发明的一个方面，所述主CPU板采用基于PowerPC体系结构的嵌入式芯片MPC8315，可在MPC8315和Linux组成的嵌入式系统上运行应用层程序，实现智能处理、数据通信、数据存储、安全访问功能；

根据本发明的一个方面，所述串口扩展板插在总线底板上，根据需求配置串口扩展板个数；