基于路灯改建充电桩系统的设计研究

摘要

国内新能源汽车目前正面临“车多桩少”的尴尬境地，传统充电桩的数量因受其固有的成本高及土地资源受限等多种条件影响而严重不足，存在着巨大的增量空间，而国内城市道路照明灯具数量远远超过了1949万盏，从利用率上讲，白天的路灯属于资源浪费，所以将路灯已有而充电桩未有的基础资源进行结合，设计一种基于路灯改建充电桩系统，不但可以提高路灯利用率，而且可以增加充电桩数量。 本文首先分析了基于路灯改建充电桩系统的意义及其发展趋势，随后设计了本系统的硬件，在STM32核心系统的协调下，本系统中的充电系统与路灯系统既在控制上相互独立，又在资源上互补，不仅实现了节约传统充电桩硬件施工成本，而且提高了路灯在白天的利用率，为了保障系统的安全，本文设计了安全保障系统，为了实现充电桩的电量采集并上传功能，本文还设计了基于智能电表搭建电量采集系统，为了实现将系统采集的数据上传至服务器，本文还设计了基于ESP8266无线模块控制的无线通信系统，与传统电卡计费的充电桩相比，不仅节省了充电桩通信线路成本，而且便于充电用户通过手机软件支付充电费用。 本文在重点介绍了硬件原理后，简要分析了基于Keil平台开发的控制核心的相关程序，不仅实现了充电桩系统基于DLT645通信协议对智能电表的控制和电量采集，还是实现了ESP8266无线模块将充电桩系统采集的数据进行无线上传的功能，程序中大量引用了ST库函数，简化了开发的过程，提交了开发效率。 最后，本文简要介绍了基于Eclipse平台开发的充电app，不仅实现了用户通过充电app控制充电桩充电的启停，还实现了充电app借助手机WiFi读取充电桩中用电信息相关功能。 通过现场测试，本文设计的基于路灯改建充电桩系统在能检测到待充电车辆的接入，并能执行服务器发送的充电指令，充电结束后，电量采集系统的数据能够成功上传至服务器，因此其功能和性能基本满足设计要求。

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