CN102496211B - 一种充电站充电计量系统及计量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充电站充电计量系统及计量方法，系统包括主处理器，与主处理器电气连接的电源模块、显示模块、通讯模块、电能计量模块、数据读写模块、数据存储模块、输出模块、输出端口、门锁与充电控制模块，以及由门锁与充电控制模块控制开闭的充电门；采用模块化设计，降低了各个功能之间的耦合度；通过输出端口增强了充电计量系统的人机交互实用性以及人性化使用体验，并且为本系统提供了预留的扩展空间，可进行硬件的功能扩展；系统的自升级和维护功能，实现了系统的高集成度以及智能化；各功能分阶段实现，按照功能需求进行阶段划分，按照重要性程序进行阶段性实现，避免功能重复或模块间同时交互通讯互相影响而造成功能紊乱。

Description

一种充电站充电计量系统及计量方法

技术领域

本发明涉及一种为电动车辆提供充电服务的充电站，尤其涉及充电站的充电计量系统及计量方法。

背景技术

随着全球能源危机的日趋加重，世界各国都在努力寻求节能降耗、能源可再利用的途径以及清洁无污染能源，汽车作为人们日常生活的必备交通工具，其能耗污染巨大，电力作为一种清洁能源已越来越受到青睐，而世界各大汽车制造企业也都在努力研发电动汽车来逐步替代燃油动力汽车。

电动汽车是指利用存储于车辆的可再充电电池/电池组内的电能来提供动力驱动的汽车。通常情况下，电动汽车的电池通过连接至充电设施的充电装置，进行一段有效时间充电后实现再充电。在现有环境下，已经出现了一定规模的电动汽车充电设施，但是电动汽车的大型普及受到了充电设施功能和数量缺少的限制，需要分布更为广泛、功能更为齐全的充电设施，且普通电动汽车充电时间较长，通常选择在夜间或电动汽车停车时间足够长的情况下进行充电，则进一步需要允许车辆长时间停车的充电设施。尽管现今有一些充电站采用大电流充电的方式来缩短充电时间，以缓解充电需求，然而在一般情况下，电动汽车充电设施皆利用220V市电作为电力源，充电时间能控制在4至6小时，而150至600A的大电流即使能够缩减充电时间，却造成电网不稳定，且大电流的集中充电很可能造成台区瞬时负荷过大而引发断电，同时会缩短电动汽车电池寿命，因此这种方式并不可取。

其次，现今技术中充电设施的充电计量系统仍存在着若干缺陷。例如，中国专利ZL200810059392.3中公开了一种充电站充电计费系统，其主要包括充电机、交流电能计量表、直流电能计量表和充电站管理电脑，充电接口包括整车充电接口和单相标准电池模块充电接口，所述充电站管理电脑连接有打印机和GPRS通信收发器，数据通信线为485线。其利用三相交电网络为电动汽车实现充电计费，同时将费用信息和用户信息传输至终端服务器，但此项技术对具体结构以及计费、通讯过程均未作出详细描述，也提及现今技术中存在的一些缺陷，诸如充电时间、故障确认、漏电保护、防雷保护等因素，因此无法从根本上解决或缓解现有技术中存在的难题。

再者，作为一种消费类的服务装置，用户的体验也是一个重要因素，在现有情况下，一般是电动汽车用户根据电池的电量来选择最短距离的充电设施进行充电，而正如上文所述，可能存在某些充电站需求量过大的情形发生。而特别是在偏远地区，尤其是人口稀少的地区，加之气候、温度等环境因素较为恶劣，架设充电设施成本更高，所以充电站数量较少，而充电设施若不能进行智能化、人性化的改进创造，则势必会对用户造成损失。另外，即使在城市中，如何避免充电设施存在拥堵的情况，合理安排和调度电池充电，必须寻求一种可使用户实时寻找充电设施，以及无误差、迅捷的充电设施通信网络。

再次，充电设施属于高压用电区域，与加油站类似，需要对动力源进行合理监管，尤其是在偏远地区，不能完全依靠人工来实现监管。例如用户在购电过程中与充电设施发生接触，则存在高压触电的隐患，因此对充电设施的设计亦必须考虑完善。

最为重要地，充电设施的主要功能之一是对电动汽车用户的购电量实现即时精确计量，并将信息通过通讯网络发送至服务器终端进行数据汇总。在燃油汽车逐渐被替代的趋势下，对电网的要求也逐渐增多，而如何实现有效无误通信则是现今电网的一个难题，并且需要按照政府规定或电力部门的合理调度来实施电力分配。从上述描述可以看出，通信网络是电动汽车再充电系统的一个必不可少的部分，其必须满足电动汽车用户、充电设施管理者、电力公司以及政府部门的需求。当前普遍技术是通过电力线通信技术来实现载波通信，对于大量数据的告诉传输而言，该项技术的限制为传输距离的劣势。另外可以使用有线局域网络来连接终端服务器，有线局域网与PLC网络的区别在于使用专用线路来承载通信信号，以太网就是最为普遍的技术，但此项技术需要专属线路铺设，成本较高。而广域网络是覆盖范围最广的计算机网络，当前已经开始利用WAN，例如Internet网络实现数据通信，但是这项技术村在的问题较为普遍：数据是以加密数据封包的形式传送至主站电脑，这样通常会存在网络延迟、断线或数据损坏的问题，而这些问题通常出现在用户终端——充电设施的集成系统，亦正如前文所述的问题，充电系统的系统集成度不完善，设计不够人性化，才会导致此类问题的发生。

随着低碳经济成为我国经济发展的主旋律，电动汽车作为新能源战略和智能电网的重要组成部分，以及国务院确定的战略性新兴产业之一，必将成为今后中国汽车工业和能源产业发展的重点。然而，电动汽车产业是一项系统工程，电动汽车充电站则是主要环节之一，必须与电动汽车其他领域实现共同协调发展。因此，需要一种高集成度、合理设计的电动汽车充电设施，以解决上述的技术难题，在有效利用电网资源的同时，实现用户的便捷使用。

发明内容

本发明所要解决的问题就是提供一种充电站充电计量系统及计量方法，以解决现有技术存在的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明首先提出了一种充电站充电计量系统，其特征在于：包括主处理器，与主处理器电气连接的电源模块、显示模块、通讯模块、电能计量模块、数据读写模块、数据存储模块、输出模块、输出端口、门锁与充电控制模块，以及由门锁与充电控制模块控制开闭的充电门；所述门锁与充电控制模块上依次连接有系统开关模块以及供车辆充电插头连接的充电插座模块，所述系统开关模块通过防雷器连接电网；所述主处理器中设有充电控制单元、查询控制单元、系统维护控制单元、账务管理单元及安全防护控制单元；所述显示模块包括主控制器以及与主控制器电气连接的照明装置、充电指示装置、显示装置、触控单元；所述通讯模块包括GPRS通讯模块、ZigBee通讯模块及CAN通讯模块；所述数据读写模块包括射频卡读写单元与操作界面单元；所述电能计量模块包括电能计量单元、功能关联单元及充电供电单元；所述输出模块包括打印输出单元与音频输出单元；所述电源模块通过系统开关模块与电网连接，电网电压通过电源模块转换成供主处理器、显示模块、输出模块、输出端口、门锁与充电控制模块、通讯模块及电能计量模块工作的至少一种工作电压。

进一步的，所述安全防护控制单元包括硬件保护单元与软件保护单元；

所述硬件保护单元包括过压保护单元、过流保护单元、欠压保护单元、漏电保护单元及防雷保护单元；

所述软件保护单元包括视频监控单元、事件记录单元、登陆验证单元、语音提示单元、余额检查单元、通讯故障处理单元、备用电池电量检查单元、充电插座保护单元、界面提示单元及充电门保护单元；

所述过压保护单元、过流保护单元、欠压保护单元、漏电保护单元、防雷保护单元、事件记录单元以、界面提示单元分别电气连接在充电控制单元上；所述通讯模块、电能计量模块、输出模块、充电插座模块分别电气连接在充电控制单元上；所述充电控制单元用于控制系统开关的开启与关断，并进行实时周期抄读电能计量模块的电量信息，并通过输出模块及通讯模块发送充电凭证并进行语音提示及界面提示，并分别对过压保护单元、过流保护单元、欠压保护单元、漏电保护单元、防雷保护单元进行控制。

进一步的，所述界面提示单元在事件产生时判定提示类型，调用提示数据信息并将其传输至显示模块的主控制器以呈现于显示装置；所述语音提示单元在事件产生时判定事件提示类型，调用语音播放数据信息并将其传输至音频输出单元以进行语音提示；所述事件记录单元在事件产生时进行本地数据记录存储，并传输至远端主站服务器；所述视频监控单元采集视频信息并将其传输至远端主站服务器；所述登陆验证单元分别进行射频卡验证处理与密码验证处理。

进一步的，所述射频卡读写单元可读写的射频卡类别包括定制卡与维护卡，若登陆验证单元判定为定制卡，则射频卡读写单元与充电控制单元、查询控制单元进行数据通信；若登陆验证单元判定为维护卡，则射频卡读写单元与系统维护控制单元进行数据通信。

进一步的，在一预设时间周期内，所述备用电池电量检查单元检查电池充电前电量并与若干预设阈值进行比较，若低于阈值则进行电池充电，若高于阈值，则所述事件记录单元进行事件记录存储，并将电池的电量及故障信息通过所述语音提示单元进行语音提示、通过所述界面提示单元进行界面提示。

进一步的，所述账务管理单元包括数据读写控制单元与费用结算控制单元，所述费用结算控制单元计算充电费用并进行写卡程序，并将打印信息传输至打印输出单元。

进一步的，所述系统维护控制单元包括自检控制单元、参数设置单元、校时控制单元及软件升级控制单元；

所述自检控制单元在系统开机之后进行Linux内核自检，并对主处理器外部模块进行检查、进行远程获取参数阈值处理，其后进入待机状态；

所述参数设置单元在登陆验证之后进行参数设置，事件记录单元进行事件记录存储，其后进入待机状态；

在一预设时间周期内，所述校时控制单元读取远端主站服务器的系统时间，并进行本地时间校准，事件记录单元进行事件记录存储；

所述软件升级控制单元在接受到所述远端主站服务器的升级信号之后，启动升级进程，关闭正在运行的运用程序，下载升级数据封包，升级所述系统，事件记录单元进行事件记录存储。

进一步的，所述电能计量模块计量至少一相电网的电能；

电能计量模块中的充电供电单元包括充电控制装置、电路保护装置、超级电容及稳压控制装置，所述充电控制装置与电路保护装置依次电气连接至超级电容，所述稳压与控制装置电气连接至超级电容；

电能计量模块中的所述功能关联单元为时钟装置或者报警装置。

进一步的，所述输出端口可连接键盘、摄像头、鼠标中的至少一种。

进一步的，所述打印输出单元包括打印控制器与打印机，所述打印机通过打印控制器与主处理器实现通讯。

进一步的，所述系统开关模块包括依次连接的系统总开关、受控开关及主继电器，所述主继电器分别连接门锁与充电控制模块以及充电插座模块，系统总开关连接防雷器。

本发明还提出了一种充电站充电计量方法，其特征在于包括如下步骤：

1)用户通过数据读写模块中的射频卡读写单元与操作界面单元进行登陆验证；

2)若登陆验证成功，充电门保护单元向门锁与充电控制模块发送验证数据以使充电门开启；

3)将电动汽车充电插头插入充电插座模块，充电门保护单元控制充电插座模块锁紧充电插头，并使充电门关闭；

4)用户通过数据读写模块中的射频卡读写单元与操作界面单元设置充电参数，数据读写模块将充电参数发送至主处理器进行数据处理，并控制余额检查单元进行余额检查处理，处理后的数据信息进行转换并呈现于显示模块；

5)当主处理器接收到开始充电信息时，控制电能计量模块读取电池充电前的电量信息，并通过通讯故障处理单元判定是否存在通讯故障，若存在通讯故障则将故障信息传输至通讯故障处理单元并通过界面提示单元及语音提示单元进行错误信息提示；

6)主处理器进行实时数据采集程序，控制电能计量模块按照一预设时间周期读取电量信息，将读取的电量信息与若干个预设的电量信息进行比较实现充电过程的监测，主处理器控制事件记录单元进行事件记录存储；

7)当主处理器接收到充电结束信息时，控制主继电器断开，并控制电能计量模块读取电池充电后的电量信息，并进行事件记录存储；通过通讯故障处理单元判定是否存在通讯故障，若无通讯故障，则将充电结束信息呈现于显示模块上以提示用户；若存在通讯故障，则向主处理器发送错误信息以进行数据记录，并向界面提示单元发送故障处理提示信息；

8)用户通过数据读写模块的射频卡读写单元与操作界面单元输入确认信息给主处理器，主处理器向门锁与充电控制模块发送验证数据，以使充电门开启；

9)充电插座保护单元控制门锁与充电控制模块使充电插头安全拔出；

10)主处理器将事件记录数据进行处理并进行费用结算，结算数据发送至终端主站服务器；

11)费用结算结束后的一预设待机时间内，若系统无任何作业，则系统进入待机状态，以待下一次充电。

进一步的，步骤6)中，若发现读取的电量信息与若干个预设的电量信息不符，则主处理器进行如下处理；

控制硬件保护单元进行过压保护、欠压保护、过流保护、漏电保护、防雷保护处理中的至少一种；

控制软件保护单元进行充电插座保护与充电门保护处理中的至少一种；

将上述硬件保护单元与软件保护单元保护处理中的至少一种进行事件记录，并将数据存储至数据存储模块；

控制通讯故障处理单元判定是否存在通讯故障，若不存在通讯故障则通过通讯模块将事件信息发送至终端主站服务器，若存在通讯故障则进行故障处理。

进一步的，通讯故障包括系统模块通讯故障、CAN总线通讯故障及远程通讯故障；

出现系统模块通讯故障时，通讯故障处理单元发送故障信号以断开主继电器，并显示拒绝充电服务信息，随后向事件记录单元进行事件记录存储，界面提示单元在显示模块上进行提示，语音提示单元进行语音提示，最后进行费用计算；

出现CAN总线通讯故障时，通讯故障处理单元发送故障信号以断开主继电器，并显示拒绝充电服务信息，随后向事件记录单元进行事件记录存储，界面提示单元在显示模块上进行提示，语音提示单元进行语音提示，最后进行费用计算；

出现远程通讯故障时，通讯故障处理单元发送故障信号以断开主继电器，并显示拒绝充电服务信息，随后向事件记录单元进行事件记录存储，界面提示单元在所述显示模块上进行提示，语音提示单元进行语音提示，最后进行费用计算。

进一步的，步骤4)中进行的余额检查处理过程为：充电参数设置完毕之后，根据若干预设规则的预估费用与射频卡内余额进行比较，若余额不足，则进行界面提示与语音提示。

进一步的，过压保护处理过程：过压保护单元发送过压产生信号以断开主继电器，语音提示单元进行语音提示，事件记录单元进行事件记录存储，界面提示单元进行界面提示；

过流保护处理过程：过流保护单元发送过流产生信号以断开系统开关模块，语音提示单元进行语音提示，事件记录单元进行事件记录存储，系统保存数据信息并自动关机；

欠压保护处理过程：欠压保护单元发送欠压产生信号以断开主继电器，界面提示单元进行界面提示；

防雷保护处理过程：防雷保护单元发送雷击产生信号以使防雷器释放电能，并断开系统开关模块，事件记录单元进行事件记录存储，系统保存数据信息并自动关机；

漏电保护处理过程：漏电保护单元发送漏电产生信号以使系统开关断开，语音提示单元进行语音提示，事件记录单元进行事件记录存储，系统保存数据信息并自动关机。

进一步的，充电插座保护单元可以进行插头的插入保护处理、拔出保护处理以及脱落保护处理；充电门保护单元可以进行充电门的开启处理、关闭处理以及非授权打开处理。

本发明的有益效果：

1、采用模块化设计，降低了各个功能之间的耦合度；

2、通过输出端口增强了充电计量系统的人机交互实用性以及人性化使用体验，并且为本系统提供了预留的扩展空间，可进行硬件的功能扩展；

3、系统的自升级和维护功能，实现了系统的高集成度以及智能化；

4、各功能分阶段实现，按照功能需求进行阶段划分，按照重要性程序进行阶段性实现，避免功能重复或模块间同时交互通讯互相影响而造成功能紊乱；

5、系统可采用全过程语言提示，根据用户的操作流程发出相应的语音提示和界面提示，用户独立根据提示，或完全不看显示单元的提示，亦能完成充电过程的各项操作。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明的系统原理框图；

图2为本发明显示模块的优选功能结构框图；

图3为本发明电能计量模块的优选功能结构框图；

图4为本发明打印输出单元的优选功能结构框图；

图5为本发明充电控制单元与充电站充电计量系统中各个模块的连接结构框图；

图6为本发明充电计量系统的充电程序的流程图；

图7为本发明充电计量系统的通讯故障处理程序流程图；

图8为充电计量系统的余额检查处理程序流程图；

图9为充电计量系统的硬件保护程序流程图。

具体实施方式

参照图1，一种充电站充电计量系统，包括：主处理器100，与主处理器100电气连接的电源模块200、显示模块300、通讯模块400、电能计量模块500、数据读写模块600、数据存储模块700、输出模块800、输出端口1300、门锁与充电控制模块1200，以及由门锁与充电控制模块1200控制开闭的充电门1400；所述门锁与充电控制模块1200上依次连接有系统开关模块以及供车辆充电插头连接的充电插座模块900，所述系统开关模块通过防雷器1100连接电网；所述主处理器100中设有充电控制单元110、查询控制单元120、系统维护控制单元130、账务管理单元140及安全防护控制单元150；所述显示模块300包括主控制器310以及与主控制器310电气连接的照明装置320、充电指示装置330、显示装置340、触控单元350；所述通讯模块400包括GPRS通讯模块410、ZigBee通讯模块420及CAN通讯模块430；所述数据读写模块600包括射频卡读写单元与操作界面单元；所述电能计量模块500包括电能计量单元510、功能关联单元520及充电供电单元530；所述输出模块800包括打印输出单元810与音频输出单元820；所述电源模块200通过系统开关模块与电网连接，电网电压通过电源模块200转换成供主处理器100、显示模块300、输出模块800、输出端口1300、门锁与充电控制模块1200、通讯模块400及电能计量模块500工作的至少一种工作电压。

参照图2-4，安全防护控制单元150包括硬件保护单元与软件保护单元，

硬件保护单元包括过压保护单元1511、过流保护单元1512、欠压保护单元1513、漏电保护单元1514及防雷保护单元1515；

软件保护单元包括视频监控单元、事件记录单元、登陆验证单元、语音提示单元、余额检查单元、通讯故障处理单元、备用电池电量检查单元、充电插座保护单元、界面提示单元及充电门保护单元；

过压保护单元1511、过流保护单元1512、欠压保护单元1513、漏电保护单元1514、防雷保护单元1515、事件记录单元以、界面提示单元分别电气连接在充电控制单元110上；所述通讯模块400、电能计量模块500、输出模块800、充电插座模块900分别电气连接在充电控制单元110上；所述充电控制单元110用于控制系统开关的开启与关断，并进行实时周期抄读电能计量模块500的电量信息，并通过输出模块800及通讯模块400发送充电凭证并进行语音提示及界面提示，并分别对过压保护单元1511、过流保护单元1512、欠压保护单元1513、漏电保护单元1514、防雷保护单元1515进行控制。

界面提示单元在事件产生时判定提示类型，调用提示数据信息并将其传输至显示模块300的主控制器310以呈现于显示装置340；所述语音提示单元在事件产生时判定事件提示类型，调用语音播放数据信息并将其传输至音频输出单元820以进行语音提示；所述事件记录单元在事件产生时进行本地数据记录存储，并传输至远端主站服务器；所述视频监控单元采集视频信息并将其传输至远端主站服务器；所述登陆验证单元分别进行射频卡验证处理与密码验证处理。

射频卡读写单元可读写的射频卡类别包括定制卡与维护卡，若登陆验证单元判定为定制卡，则射频卡读写单元与充电控制单元110、查询控制单元120进行数据通信；若登陆验证单元判定为维护卡，则射频卡读写单元与系统维护控制单元130进行数据通信。

在一预设时间周期内，所述备用电池电量检查单元检查电池充电前电量并与若干预设阈值进行比较，若低于阈值则进行电池充电，若高于阈值，则所述事件记录单元进行事件记录存储，并将电池的电量及故障信息通过所述语音提示单元进行语音提示、通过所述界面提示单元进行界面提示。

账务管理单元140包括数据读写控制单元与费用结算控制单元，所述费用结算控制单元计算充电费用并进行写卡程序，并将打印信息传输至打印输出单元810；打印输出单元810包括打印控制器811与打印机812，所述打印机812通过打印控制器811与主处理器100实现通讯。

系统维护控制单元130包括自检控制单元、参数设置单元、校时控制单元及软件升级控制单元；

自检控制单元在系统开机之后进行Linux内核自检，并对主处理器100外部模块进行检查、进行远程获取参数阈值处理，其后进入待机状态；参数设置单元在登陆验证之后进行参数设置，事件记录单元进行事件记录存储，其后进入待机状态；

在一预设时间周期内，所述校时控制单元读取远端主站服务器的系统时间，并进行本地时间校准，事件记录单元进行事件记录存储；

软件升级控制单元在接受到所述远端主站服务器的升级信号之后，启动升级进程，关闭正在运行的运用程序，下载升级数据封包，升级所述系统，事件记录单元进行事件记录存储。

电能计量模块500计量至少一相电网的电能；

电能计量模块500中的充电供电单元530包括充电控制装置531、电路保护装置532、超级电容533及稳压控制装置534，所述充电控制装置531与电路保护装置532依次电气连接至超级电容533，所述稳压与控制装置电气连接至超级电容533；电能计量模块500中的所述功能关联单元520为时钟装置或者报警装置。

输出端口1300可连接键盘、摄像头、鼠标中的至少一种；系统开关模块包括依次连接的系统总开关1010、受控开关1020及主继电器1030，所述主继电器1030分别连接门锁与充电控制模块1200以及充电插座模块900，系统总开关1010连接防雷器1100。

参照图6，一种充电站充电计量方法，包括如下步骤：

1)用户通过数据读写模块600中的射频卡读写单元与操作界面单元进行登陆验证；

2)若登陆验证成功，充电门保护单元向门锁与充电控制模块1200发送验证数据以使充电门1400开启；

3)将电动汽车充电插头插入充电插座模块900，充电门保护单元控制充电插座模块900锁紧充电插头，并使充电门1400关闭；

4)用户通过数据读写模块600中的射频卡读写单元与操作界面单元设置充电参数，数据读写模块600将充电参数发送至主处理器100进行数据处理，并控制余额检查单元进行余额检查处理，处理后的数据信息进行转换并呈现于显示模块300；

5)当主处理器100接收到开始充电信息时，控制电能计量模块500读取电池充电前的电量信息，并通过通讯故障处理单元判定是否存在通讯故障，若存在通讯故障则将故障信息传输至通讯故障处理单元并通过界面提示单元及语音提示单元进行错误信息提示；

6)主处理器100进行实时数据采集程序，控制电能计量模块500按照一预设时间周期读取电量信息，将读取的电量信息与若干个预设的电量信息进行比较实现充电过程的监测，主处理器100控制事件记录单元进行事件记录存储；

7)当主处理器100接收到充电结束信息时，控制主继电器1030断开，并控制电能计量模块500读取电池充电后的电量信息，并进行事件记录存储；通过通讯故障处理单元判定是否存在通讯故障，若无通讯故障，则将充电结束信息呈现于显示模块300上以提示用户；若存在通讯故障，则向主处理器100发送错误信息以进行数据记录，并向界面提示单元发送故障处理提示信息；

8)用户通过数据读写模块600的射频卡读写单元与操作界面单元输入确认信息给主处理器100，主处理器100向门锁与充电控制模块1200发送验证数据，以使充电门1400开启；

9)充电插座保护单元控制门锁与充电控制模块1200使充电插头安全拔出；

10)主处理器100将事件记录数据进行处理并进行费用结算，结算数据发送至终端主站服务器；

11)费用结算结束后的一预设待机时间内，若系统无任何作业，则系统进入待机状态，以待下一次充电。

上述步骤6)中，若发现读取的电量信息与若干个预设的电量信息不符，则主处理器100进行如下处理；

控制硬件保护单元进行过压保护、欠压保护、过流保护、漏电保护、防雷保护处理中的至少一种；

控制软件保护单元进行充电插座保护与充电门保护处理中的至少一种；

将上述硬件保护单元与软件保护单元保护处理中的至少一种进行事件记录，并将数据存储至数据存储模块700；

控制通讯故障处理单元判定是否存在通讯故障，若不存在通讯故障则通过通讯模块400将事件信息发送至终端主站服务器，若存在通讯故障则进行故障处理。

参照图7，通讯故障包括系统模块通讯故障、CAN总线通讯故障及远程通讯故障；

出现系统模块通讯故障时，通讯故障处理单元发送故障信号以断开主继电器1030，并显示拒绝充电服务信息，随后向事件记录单元进行事件记录存储，界面提示单元在显示模块300上进行提示，语音提示单元进行语音提示，最后进行费用计算；

出现CAN总线通讯故障时，通讯故障处理单元发送故障信号以断开主继电器1030，并显示拒绝充电服务信息，随后向事件记录单元进行事件记录存储，界面提示单元在显示模块300上进行提示，语音提示单元进行语音提示，最后进行费用计算；

出现远程通讯故障时，通讯故障处理单元发送故障信号以断开主继电器1030，并显示拒绝充电服务信息，随后向事件记录单元进行事件记录存储，界面提示单元在所述显示模块300上进行提示，语音提示单元进行语音提示，最后进行费用计算。

参照图8，上述步骤4)中进行的余额检查处理过程为：充电参数设置完毕之后，根据若干预设规则的预估费用与射频卡内余额进行比较，若余额不足，则进行界面提示与语音提示。

参照图9，过压保护处理过程：过压保护单元1511发送过压产生信号以断开主继电器1030，语音提示单元进行语音提示，事件记录单元进行事件记录存储，界面提示单元进行界面提示；

过流保护处理过程：过流保护单元1512发送过流产生信号以断开系统开关模块，语音提示单元进行语音提示，事件记录单元进行事件记录存储，系统保存数据信息并自动关机；

欠压保护处理过程：欠压保护单元1513发送欠压产生信号以断开主继电器1030，界面提示单元进行界面提示；

防雷保护处理过程：防雷保护单元1515发送雷击产生信号以使防雷器1100释放电能，并断开系统开关模块，事件记录单元进行事件记录存储，系统保存数据信息并自动关机；

漏电保护处理过程：漏电保护单元1514发送漏电产生信号以使系统开关断开，语音提示单元进行语音提示，事件记录单元进行事件记录存储，系统保存数据信息并自动关机。

充电插座保护单元可以进行插头的插入保护处理、拔出保护处理以及脱落保护处理。充电门保护单元可以进行充电门1400的开启处理、关闭处理以及非授权打开处理。

Claims (10)

1.一种充电站充电计量系统，其特征在于：包括主处理器（100），与主处理器（100）电气连接的电源模块（200）、显示模块（300）、通讯模块（400）、电能计量模块（500）、数据读写模块（600）、数据存储模块（700）、输出模块（800）、输出端口（1300）、门锁与充电控制模块（1200），以及由门锁与充电控制模块（1200）控制开闭的充电门（1400）；所述门锁与充电控制模块（1200）上依次连接有系统开关模块以及供车辆充电插头连接的充电插座模块（900），所述系统开关模块通过防雷器（1100）连接电网；所述主处理器（100）中设有充电控制单元（110）、查询控制单元（120）、系统维护控制单元（130）、账务管理单元（140）及安全防护控制单元（150）；所述显示模块（300）包括主控制器（310）以及与主控制器（310）电气连接的照明装置（320）、充电指示装置（330）、显示装置（340）、触控单元（350）；所述通讯模块（400）包括GPRS通讯模块（410）、ZigBee通讯模块（420）及CAN通讯模块（430）；所述数据读写模块（600）包括射频卡读写单元与操作界面单元；所述电能计量模块（500）包括电能计量单元（510）、功能关联单元（520）及充电供电单元（530）；所述输出模块（800）包括打印输出单元（810）与音频输出单元（820）；所述电源模块（200）通过系统开关模块与电网连接，电网电压通过电源模块（200）转换成供主处理器（100）、显示模块（300）、输出模块（800）、输出端口（1300）、门锁与充电控制模块（1200）、通讯模块（400）及电能计量模块（500）工作的至少一种工作电压，所述输出端口（1300）连接键盘、摄像头、鼠标中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的一种充电站充电计量系统，其特征在于：所述安全防护控制单元（150）包括硬件保护单元与软件保护单元；

所述硬件保护单元包括过压保护单元（1511）、过流保护单元（1512）、欠压保护单元（1513）、漏电保护单元（1514）及防雷保护单元（1515）；

所述软件保护单元包括视频监控单元、事件记录单元、登陆验证单元、语音提示单元、余额检查单元、通讯故障处理单元、备用电池电量检查单元、充电插座保护单元、界面提示单元及充电门保护单元；

所述过压保护单元（1511）、过流保护单元（1512）、欠压保护单元（1513）、漏电保护单元（1514）、防雷保护单元（1515）、事件记录单元、界面提示单元分别电气连接在充电控制单元（110）上；所述通讯模块（400）、电能计量模块（500）、输出模块（800）、充电插座模块（900）分别电气连接在充电控制单元（110）上；所述充电控制单元（110）用于控制系统开关的开启与关断，并进行实时周期抄读电能计量模块（500）的电量信息，并通过输出模块（800）及通讯模块（400）发送充电凭证并进行语音提示及界面提示，并分别对过压保护单元（1511）、过流保护单元（1512）、欠压保护单元（1513）、漏电保护单元（1514）、防雷保护单元（1515）进行控制。

3.根据权利要求2所述的一种充电站充电计量系统，其特征在于：所述界面提示单元在事件产生时判定提示类型，调用提示数据信息并将其传输至显示模块（300）的主控制器（310）以呈现于显示装置（340）；所述语音提示单元在事件产生时判定事件提示类型，调用语音播放数据信息并将其传输至音频输出单元（820）以进行语音提示；所述事件记录单元在事件产生时进行本地数据记录存储，并传输至远端主站服务器；所述视频监控单元采集视频信息并将其传输至远端主站服务器；所述登陆验证单元分别进行射频卡验证处理与密码验证处理。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种充电站充电计量系统，其特征在于：所述射频卡读写单元可读写的射频卡类别包括定制卡与维护卡，若登陆验证单元判定为定制卡，则射频卡读写单元与充电控制单元（110）、查询控制单元（120）进行数据通信；若登陆验证单元判定为维护卡，则射频卡读写单元与系统维护控制单元（130）进行数据通信。

5.根据权利要求2或3所述的一种充电站充电计量系统，其特征在于：在一预设时间周期内，所述备用电池电量检查单元检查电池充电前电量并与若干预设阈值进行比较，若低于阈值则进行电池充电，若高于阈值，则所述事件记录单元进行事件记录存储，并将电池的电量及故障信息通过所述语音提示单元进行语音提示、通过所述界面提示单元进行界面提示。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种充电站充电计量系统，其特征在于：所述账务管理单元（140）包括数据读写控制单元与费用结算控制单元，所述费用结算控制单元计算充电费用并进行写卡程序，并将打印信息传输至打印输出单元（810）。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种充电站充电计量系统，其特征在于：所述系统维护控制单元（130）包括自检控制单元、参数设置单元、校时控制单元及软件升级控制单元；所述自检控制单元在系统开机之后进行Linux内核自检，并对主处理器（100）外部模块进行检查、进行远程获取参数阈值处理，其后进入待机状态；

所述参数设置单元在登陆验证之后进行参数设置，事件记录单元进行事件记录存储，其后进入待机状态；

在一预设时间周期内，所述校时控制单元读取远端主站服务器的系统时间，并进行本地时间校准，事件记录单元进行事件记录存储；

所述软件升级控制单元在接受到所述远端主站服务器的升级信号之后，启动升级进程，关闭正在运行的运用程序，下载升级数据封包，升级所述系统，事件记录单元进行事件记录存储。

8.根据权利要求1或2或3所述的一种充电站充电计量系统，其特征在于：所述电能计量模块（500）计量至少一相电网的电能；

电能计量模块（500）中的充电供电单元（530）包括充电控制装置（531）、电路保护装置（532）、超级电容（533）及稳压控制装置（534），所述充电控制装置（531）与电路保护装置（532）依次电气连接至超级电容（533），所述稳压与控制装置电气连接至超级电容（533）；

电能计量模块（500）中的所述功能关联单元（520）为时钟装置或者报警装置。

9.根据权利要求1或2或3所述的一种充电站充电计量系统，其特征在于：所述打印输出单元（810）包括打印控制器（811）与打印机（812），所述打印机（812）通过打印控制器（811）与主处理器（100）实现通讯。

10.根据权利要求1或2或3所述的一种充电站充电计量系统，其特征在于：所述系统开关模块包括依次连接的系统总开关（1010）、受控开关（1020）及主继电器（1030），所述主继电器（1030）分别连接门锁与充电控制模块（1200）以及充电插座模块（900），系统总开关（1010）连接防雷器（1100）。

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