蒋超萍

江苏安科瑞电器制造有限公司 江苏江阴 214405

摘要：针对小区电瓶车充电不合理问题，设计了基于嵌入式的智能计费充电装置。该装置由RN8208G电量采集芯片、STM32系列单片机、LCD1602显示器、TF储存器、支付模块、充电模块组成。该装置由RN8208G电量采集芯片充电消耗的电量，通过STM32单片机送到LCD1602显示器电路中显示用电量和电费等参数。用户进行IC卡支付或者投币式支付。通过SPI通信将用电量、电费等参数送到上位机，以便对该装置进行监测、断电、调压等操作。本装置采用电量计费可以有效的降低了用户充电费用，电量使用情况可以储存，以便让用户核对，支付方便，增加安全性和方便性。河南省电瓶车充电桩充电收费标准

关键词：小区电瓶车充电；RN8208G；上位机；IC卡支付

0引言

随着我国环保意识的增强，城市污染和能源危机的加重电瓶车受到广泛的关注。据调查目前国内电瓶车使用量仍有继续增长的趋势，随着电瓶车数量的增多，电瓶车的充电也是一个问题。小区电瓶车充电大多数采用投币式和时间计费方式这样计费方式使电瓶车用户充电费用过多，收费不合理，给电瓶车用户增加了额外的经济负担。该装置为了消除收费不合理情况，选取用户使用电量来进行收费的方法，使收费合理，能通过SPI协议与计算机lian系将电量，电费，充电电压，电流等数据传输到计算机内进行储存，分析可以很好的进行远程监控和控制，节省大量人力。国内外对电瓶车的充电进行了大量研究，充电桩实现耗电功率显示，投币式支付，按照充电时间进行支付的功能，具有输出电压显示，充电计时显示，充电电流显示，按充电时间投币的功能。用户对电能计量的要求越来越高，不仅要求智能电表计量准确，性能稳定，还要求能显示出用电量等信息。所以本装置使用RN8208G芯片内部电源监测可以保证上电和断电时该装置性能稳定，具有防盗电和防漏电的功能，保证该装置的安全性和稳定性。采用电量计费，大大节省用户的充电费用，使收费更加合理。采用标准的四线同步双向串行SPI总线。能够高速的进行数据传递，将充电桩的充电电流，充电电压，用电量，充电功率传送到上位机中储存，一旦充电桩内充电数据异常能够快速反应，做出断电和调压等控制增加了该装置的可靠性和安全性。

1系统总体框图

该装置由电量采集模块、A/D装换模块、单片机小系统、储存模块、显示模块、支付模块和充电模块组成。系统总体框图如图1所示，通过RN8208G单相电量计量芯片模块将用户所用电量采集后通过A/D装换模块将模拟信号转换为数字信号经过单片机内部的程序算法将收费方式按照电量进行收费。电量使用情况可以储存在TF卡中长时间保存，可以供单片机读取，将电量使用情况和电费送到数码管中显示出来。用户可以通过IC卡和投币进行支付。系统总体框图如图1所示。

2系统设计

图1系统总体框图

2.1硬件设计

根据上述总体设计模型分析，进行智能充电桩嵌入式控制系统的优化设计，基于嵌入式技术进行智能充电桩嵌入式控制系统的硬件的模块化设计，系统的硬件电路设计主要包括了电量采集计量模块设计、支付模块设计等，对其分别描述如下：河南省电瓶车充电桩充电收费标准

图2电量采集计量模块工作电路

(1)该装置的电量采集计量模块主要进行电量的采集、计算、传输的作用。该模块具有全数字的增益、相位和当外部噪声 (如PCB噪声，变压器噪声等)较大，积分所得的能量影响到小信号精度时提高小信号有功精度的offset校正。大大的消除了电路内部干扰，提高了计量的精度。该模块能够进行SPI和USART通信，只需要控制RN8082G单相电量计量芯片的IS引脚的高低电平进行转换，可以方便与主控单片机进行通信。其内部具有电源监控电路可以保证断电和上电时芯片可靠工作。该电量采集计量模块的工作电路如图2所示 。

(2)该装置的支付模块主要作用是进行电费的的支付，以及将支付后的信息传递给单片机。该模块只需要简单的操作就可以完成对IC卡的全部操作，具有默认寻卡方式，当卡片进入天线时，LED出现低电平，上位机可以直接通过寻卡指令读取卡片序列号，通信采用硬件简单，资源消耗少的SPI通信，大大的提高了精度，降低了读卡失误率。用户刷卡信息直接通过单片机和上位机传到PC里保存，便于核对信息。该支付模电路图如图3所示。

图3支付模块电路图

该装置的充电模块充电电路主要是对电瓶车蓄电池进行充电。次级绕组接D1、D2、D3和D5构成二次整流电路，470UF的电解电容C8电容滤波电容。R23为蓄电池实际电压的采样电路，采样蓄电池电压的1/12。蓄电池的负极经0.1Q的采样电阻接到地上构成电流采样电路。次级绕组的中间接线端经二极管D3、限流电阻R2、12V稳压管ZD1、电解电容和瓷片电容组成12V稳压电路为散热风扇提供电源。该充电模块充电电路图如图4所示。

图4充电模块充电电路图

3安科瑞电瓶车充电桩及收费管理系统的介绍

3.1电瓶车智能充电桩及收费管理系统架构介绍

电瓶车智能充电桩是新一代电瓶车智能充电设备，具有交流输出电源远程通断控制、充电安全控制、电度计量、按时计费功能于一体的交流供电装置，该装置能通过电瓶车的车配充电器为电瓶车充电。支付方式可选择投币、刷卡、扫描使用，设备内部可引出 10路出线至插座，通过电瓶车的车配充电器完成充电。可连接云平台给用户提供安全可靠及智能化的充电服务。

安科瑞电瓶车智能充电桩通过GPRS模块与云端进行通信和数据交互。系统能够对电瓶车充电桩的日常状态、充电过程进行监控；实现充电支付对接：支持投币、刷卡、wei信支付等多种支付方式，保证交付交易过程的完整性，对充电过程中的异常情况进行有效的预警；实现对下游站级平台的清算和对账功能。

3.2电瓶车智能充电桩技术参数

3.3电瓶车智能充电桩的选型

3.4电瓶车充电桩收费管理系统功能介绍

3.4.1资源管理

充电站档案管理，充电桩档案管理，用户档案管理，充电桩异常交易监测。

3.4.2交易结算

充电价格策略管理，预收费管理，账单管理，营收和财务相关报表。

3.4.3用户管理

用户注册，用户登录，用户账户管理。

3.4.4充电服务

充电设施搜索，充电设施查看，地图寻址，在线自助支付充电，充电结算，导航等。

3.4.5wei信小程序

扫码充电，账单支付等功能。

3.4.6数据服务

数据采集，短信提醒，数据存储和解析。

3.5电瓶车智能充电桩安装实例

电瓶车充电桩ACX10B-TYH安装现场应用

4电瓶车充电桩充电怎么收费

1、按充电时长来收费 这是一种常见的充电计费方式，大部分小区都是采取计时收费的方式，一般情况下1元可以充3-4个小时。充电桩界面有几个选项，“3小时”、“6小时”等等，可以根据自己的需求进行选择，一般充电费用会结合当地电费的成本来进行收费。比如当地电价为每度1元，那么如果是250瓦的电动车充电，4个小时就要消耗1度电，刚好持平。

2、按功率来收费 该图片由注册用户"温暖·生活家"提供，版权声明反馈 比如大功率的四轮老年电动车，如果按计时收费，这样物业或者运营商不仅没盈利，反而赔了，但是如果按功率充电的话，就可以解决这个问题，并且也公平，功率小充满时间就短，费用就少，充电功率大的话，充电时间就长，费用就多一点。 3、免费充电 充电桩较多的安装在地下车库、停车场等场地，这些之中不免会有会打着免费充电噱头，来吸引人们在他们那里停车，来收取停车费，但也会有免费的充电桩，如：工厂会为自己的员工建立充电桩，还有学校、公司单位等地方。

5小区电动车充电桩收费标准

目前，用电动自行车充电桩给电动车充电的收费标准具体还没定。充一次电究竟花多少钱、使用多少度电，这个因电动车不同、所在地电价不同而不同。 在不同的城市地区电价是不同的，比如说在一些老小区由政府管理电价可能就比较低，人们充电的费用也就比较便宜；在一些新的物业小区里，电价可能就贵些。有些小区的物业积极鼓励车主使用电动车充电桩充电，电价直接拉低到0.5元一度电。 有些电动车充电桩的投资者在投放运行这些充电桩时，所规定收取的费用也是不同的。这个具体的电价还是要看投资者个人是如何定的。 电动车充电桩的计费时，有2种计费方式。一种是计量，一般这种是用于四轮的电动车；一种是计时，这种一般用于普通电动车进行充电，兼容市场上多数的电动车。电价一般是1元充3个小时，不过不同的地区可能略有差异。
 

6结语

该装置设计实现了预期功能，解决了小区用户电瓶车充电费用不合理的情况，按照电量收费。收费模式可以自行设置，实现无人值守。