电动汽车充电远程监控装置研究

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1、电动汽车充电远程监控装置研究摘要：本文结合电动汽车市场发展的需求，研究了一种基于单片机控制的、运用GSM模块进行通信，以用户手机作为监控终端的电动汽车充电远程监控装置。本装置中下位机硬件设计选用当今流行的电子器件及单片机进行测控，采用成熟的典型电路，工作可靠。在测控和通信软件设计中，单片机与GSM模块之间采用串行通信，GSM模块与手机之间采用短信的方式进行无线通信。上位机软件设计中，选用占市场份额70%以上的Android系统为手机平台，程序模块之间耦合度低，人机界面简洁易用，便于操作使用。中国

2、8/vie　　关键词：电动汽车；充电；远程监控；GSM通信；Android系统　　中图分类号：G312文献标识码：A：1009-3044（2016）36-0212-03　　1概述　　由于目前的充电桩、特别是用户充电桩大多数不具备与车主进行信息交换的功能，对车辆的充电状况，需要车主到车上观察仪表才能掌握，这给广大车主带来了很多不便，特别是在生活节奏加快的现代社会，更是一种迫切需要解决的问题。因此有必要研制一种与电动汽车相配套的汽车电池充电监控装置，该装置除确保充电安全外，还具有与车主的手机进行通讯

3、的功能，使车主能在不影响工作和休息的条件下对车辆的充电状况进行实时的有效的监控。该装置应设计成不仅能与公共充电桩配套使用，而且也能适用于在廉价的用户充电桩上使用，即使是车主在家中拉一条电源线进行充电，也能使用。　　2整体架构的设计　　本文研究一种使用方便的汽车充电远程监控装置的设计与实现技术，主要研究内容包括：　　电动汽车充电远程监控装置的硬件与软件实现。本文的目的是完成电动汽车充电远程监控装置的设计，因此必须在硬件电路的基础上完成全部软件调试，以证明设计的可行性。　　本文所涉及的硬件主要有单片

4、机、GSM模块和手机。为完成硬件和软件设计，涉及到GSM模块与单片机的连接、基于GSM模块的短消息工作流程、串行通信接口对短消息控制的模式、短消息AT指令，手机应用软件设计相关的Android系统构架、Android系统四大组件、Intent及AndroidManifest.xml配置文件等背景知识。　　本文设计并实现了电动汽车电池充电远程监控装置的下位机系统。设计了电源开关模块、电源及信号调理模块、控制与通信模块，重点对控制与通信模块（包括GSM模块）的软件流程进行了研究，编写了相应的软件并成

5、功地进行了通信试验，证明了本装置设计的可行性。　　最后还要实现了一个基于Andriod系统的手机APP（上位机）。在分析目前社会流行的手机市场情况和大众的使用习惯后，确定以Android操作系统为基础编写上位机应用软件。整体架构的设计如图1所示。　　充电远程监控装置框图　　2.1电源开关模块　　电源开关模块的功能是连接充电桩的电源，控制向汽车电池充电。它内部接触器的供电触头处于常开状态，需要进行充电时，通过一个启动按钮人工控制闭合。在出现充电桩输出电压异常、充电电流异常、电池完成充电时，将自动或

6、受单片机控制自动切断充电桩与汽车电池的连接，亦可通过车主手机发出的停止充电信号控制其断开。　　2.2电源及信号调理模块　　电源及信号调理模块的功能是：　　1）为本装置的车载部分供电；　　2）测量充电桩电压信号，发现超压时，自动切断供电电源；　　3）将充电电流转换为单片机可以采样的电压信号。　　2.3控制及通信模块　　本模块由模数（A/D）变换模块、单片机模块、GSM模块以及SIM卡等组成。　　控制及通信模块的功能是：　　1）采集充电电流信号，发现电流异常（电流过大）时，自动控制断开电源开关，并通

7、过GSM模块向车主发出过流短信；　　2）采集充电电流信号，发现充电电流小于某一规定值后，即认为充电任务已实际完成，自动控制断开电源开关，并通过GSM模块向车主发出“充电完成”短信；　　3）定时采集充电电流信号，进行电池已充电量累计统计，在车主询问时，通过GSM模块以短信回复；　　4）具有和手机之间进行双向通信的能力，当车主发出中止充电信息时，控制断开电源开关。　　2.4手机　　手机是本装置的上位机，其功能是与本装置的车载部分（下位机）进行双向通信，接收下位机发出的信号，并对于下位机进行控制。　　

8、3控制及通信功能的�件实现　　3.1编程与调试环境构建　　使用KeiluVision2作为单片机C语言软件开发系统，它是德国KeilSoft模块初始化　　通过单片机发送AT指令对GSM模块的TC35进行初始化设置。　　第1步发送“ATE0”指令关闭回显；　　第2步发送“AT+CMGF=0”指令选择短消息信息格式为PDU编码模式；　　第3步发送“AT+MI=2，2，0”指令设定接收到短消息，短消息储存到SIM卡，并且向TE发出通知。如果在数据线被占用的情况下，先缓冲起来，待数据线空闲，再通知；