物联网电动汽车充电桩计量系统的研制

发布时间：2017-09-13 21:20

  本文关键词：物联网电动汽车充电桩计量系统的研制

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【摘要】：物联网技术的兴起,为电动汽车充电桩计量系统的实现提供了新的思路和更理想的解决方案。采用物联网技术的充电桩计量系统能够实现数据共享和远程管理,具有布线简单、改造容易、扩展性强和维护方便等特点,适用范围更加广泛。本论文提出了一种实用的面向停车场的电动汽车充电桩计量系统。首先探讨了物联网技术及交流充电桩相关知识,选择ZigBee无线通信技术组建网络,上位机作为系统的计量管理中心。设计了一种基于物联网技术的充电桩计量系统,提出系统的硬件设计方案,设计了无线通讯模块、射频匹配模块及通讯接口模块等硬件电路。运用嵌入式开发工具对协调器节点和终端节点的程序进行了设计,运行程序后终端节点可以通过IC读卡器实现身份认证并通过控制模块实现充电控制,同时采集智能仪表上的电量、电压和电流数据并进行无线传输；该上位机系统的设计主要包括计量系统软件的设计和数据库的设计。对于计量系统的软件设计部分主要运用Visual Studio 2010开发平台及C#语言进行开发,其主要实现对充电桩充电计量、电压和电流的监测、运行状态信息以及用户信息的管理等功能。而数据库的设计主要利用SQL Server 2008软件开发平台以及SQL语言进行设计,其主要包括用户信息表、消费记录表、监测数据表等,这样计量系统通过对数据库的访问实现其功能。针对装置所要实现的基本功能,进行了远程计量测试。测试结果证实了装置能满足系统的需求,通过联网实现数据共享,验证了物联网的电动汽车充电桩计量系统的可行性。
【关键词】：物联网 充电桩 计量系统
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.8
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-12
• 1.1 课题的研究背景和意义7-8
• 1.2 物联网的充电桩研究现状8-9
• 1.3 电动汽车的发展现状9-10
• 1.4 电动汽车充电桩发展前景10
• 1.5 论文的主要研究内容和结构安排10-12
• 第2章 物联网的电动汽车充电桩计量系统总体设计12-24
• 2.1 物联网概述12-13
• 2.2 电动汽车充电方式13-14
• 2.3 传统物联网充电桩计量系统特点14-15
• 2.4 物联网的充电桩计量系统总体结构设计15-21
• 2.4.1 无线通信技术的选择15-17
• 2.4.2 ZigBee协议体系结构17-18
• 2.4.3 ZigBee网络拓扑结构的选择18-19
• 2.4.4 计量系统总体功能设计19-21
• 2.5 数据采集终端和协调器的功能设计21-22
• 2.6 上位机计量系统的功能设计22-23
• 2.7 本章小结23-24
• 第3章 充电桩计量系统硬件设计与实现24-32
• 3.1 身份认证模块24-25
• 3.2 控制模块25-26
• 3.3 智能仪表采集模块26-28
• 3.4 ZigBee无线通信模块28-30
• 3.5 射频收发匹配模块30
• 3.6 协调器与上位机串口模块30-31
• 3.7 本章小结31-32
• 第4章 充电桩计量系统通讯软件设计与实现32-47
• 4.1 系统通讯总体软件结构32
• 4.2 ZigBee节点程序开发环境32-34
• 4.3 ZigBee终端节点程序设计34-39
• 4.3.1 终端节点软件运行流程34-35
• 4.3.2 设备与系统初始化程序35
• 4.3.3 终端节点加入网络35-36
• 4.3.4 读卡功能实现36-38
• 4.3.5 智能仪表采集功能实现38-39
• 4.3.6 终端节点数据的传输与发送39
• 4.4 协调器节点软件设计39-45
• 4.4.1 协调器节点软件运行流程40-41
• 4.4.2 协调器创建一个新网络41-43
• 4.4.3 协调器节点接收关键程序43-44
• 4.4.4 与上位机通信串口配置与分析44-45
• 4.5 下位机运行测试45-46
• 4.5.1 下位机运行装置图45-46
• 4.5.2 测试环境与条件46
• 4.5.3 协议包数据捕捉与分析46
• 4.6 本章小结46-47
• 第5章 上位机计量系统的设计与实现47-60
• 5.1 上位机系统软件结构47-48
• 5.2 利用SerialPort实现串口通信48-50
• 5.3 数据库的设计50-52
• 5.4 计量系统与数据源的连接52-53
• 5.5 管理界面设计与实现53-56
• 5.6 系统的测试与分析56-59
• 5.6.1 系统测试方案56-58
• 5.6.2 系统测试分析58-59
• 5.7 本章小结59-60
• 第6章 总结与展望60-62
• 6.1 总结60
• 6.2 展望60-62
• 参考文献62-65
• 致谢65

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