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一． 前言
近年來，全球石油資源的短缺以及人類賴以生存的自然環境日益惡化，使得減少溫室氣體排放量，遏制全球變暖趨勢已經成為全球各國共同關注的焦點話題。汽車作為現代工業化社會的重要產物，為推動人類文明向前發展做出了巨大的貢獻，給人類的生活帶來舒適和便攜。根據聯合國的統計數據顯示，目前汽車的耗油量已占全部石油消耗的75%，同時也帶來了巨大的環境污染。
電動汽車以電代油，能夠實現“零排放”和“低噪音”，是解決能源和環境問題的重要手段。隨著電池技術的快速發展，電動汽車在性能和經濟性方面已經接近甚至優于傳統燃油汽車，并在最近幾年間迅速在全球范圍內推廣應用，清潔、環保與節能的電動汽車已經成為世界汽車工業發展的熱點與必然趨勢。充電系統為電動汽車運行提供能量供給，是電動汽車的重要基礎支撐系統，也是電動汽車商業化和產業化進程中的重要環節。電動汽車充電機作為電池充電的必要手段，其性能好壞和工藝復雜程度直接影響到電池的使用壽命和電動汽車的推廣，為了推動電動汽車在全球的普及，各國陸續開始大批興建“電動汽車充電網絡”，電動汽車充電站（樁）的建設迅速在全球鋪開。
我國從“十一五”時期開始實施新能源汽車科技規劃，“863”項目共投入20億元研發經費，形成了以純電動、油電混合動力、燃料電池三條技術路線為“三縱”，以多能源動力總成控制系統、驅動電機及其控制系統、動力蓄電池以及管理系統三種共性技術為“三橫”的電動汽車研發格局。電動汽車在我國已經進入快速發展的新階段。
二. 廈門才茂DTU簡介
廈門才茂CM3160P/CM3160EP DTU采用高性能工業級嵌入式處理器，以實時操作系統為軟件支撐平臺,超大內存,內嵌自主知識產權的TCP/IP協議棧。為用戶提供高速，穩定可靠，數據終端永遠在線，多種協議轉換的虛擬專用網絡。針對網絡流量控制的用戶，產品支持語音，短信，數據觸發上線以及超時自動斷線的功能。同時也支持雙數據中心備份，以及多數據中心同步接收數據等功能。公司產品已廣泛應用于金融，水利，環保，電力，郵政，氣象等行業。CM3160P/EP是CM3150P/EP的升級和替代產品，3160改進了原來3150的無線模塊的鏈接方式，提高了產品的穩定性，軟件、硬件和配置軟件和原來完全兼容。
一、 無線參數
1、支持EGSM900/GSM1800MHz雙頻，800/900/1800/1900MHz四頻可選
2、GPRS multi-slot class 10
3、編碼方案：CS1~CS4
4、符合SMG31bis技術規范
5、Compliant to GSM phase 2/2+
6、支持數據、語音、短信和傳真
三、 硬件系統
1、CPU：工業級高性能嵌入式處理器
2、接口：
UART:
CM3160P:
1個RS232串口。
串口速率： 110bps ~ 230400bps
數據位支持： 8位 或 7位
奇偶校驗位：無 或 奇數校驗 或 偶數校驗
停止位： 1位 或 2位
流控： 無 或 RTS/CTS
CM3160EP:
1個RS485接口。（根據需要，可支持RS232/422/TTL）
串口速率： 110bps ~ 230400bps
數據位支持： 8位
奇偶校驗位：無 或 奇數校驗 或 偶數校驗
停止位： 1位
流控： 無 或 RTS/CTS
控制口：
RS-232, 115200 bps, 8 data bits,1 stop bit, no parity (8N1)
指示燈：具有電源POWER、通信ACT及在線指示燈Online。
天線接口：標準SMA陰頭天線接口，特性阻抗50歐。
UIM卡接口：3V/5V標準的推桿式用戶卡接口。
電源接口：標準的3芯火車頭電源插座。
語音接口：標準的耳機麥克風接口。
3、供電：
外接電源：DC 9V 500mA
寬電壓供電：DC 5-32V
通信電流：350mA
待機電流：35mA
4、尺寸
產品外形尺寸：92x62x22 mm（不包括天線及固定件）
產品包裝尺寸：298x226x60mm
5、重量 ：0.41KG
6、其他參數:
工作環境溫度 -25~+65ºC
儲存溫度 -40~+85ºC
相對濕度 95%(無凝結)
四、 軟件功能
1. TCP/UDP透明數據傳輸；支持多種工作模式。心跳包技術。
2. 智能防掉線，支持在線檢測，在線維持，掉線自動重撥，確保設備永遠在線。
3. 支持RSA，RC4加密算法
4. 支持虛擬值守VWM（Virtual Man Watch）功能，確保系統穩定可靠
5. 支持虛擬數據專用網（APN/VPDN）
6. 支持數據中心動態域名和IP地址訪問
7. 支持DNS動態獲取，防止DNS服務器異常導致的設備當機。
8. 支持雙數據中心備份
9. 支持多數據中心同時接受數據
10. 支持短信、語音、數據等喚醒方式以及超時斷開網絡連接。
11. 支持短消息備份及告警。
12. 多重軟硬件看門狗
13. 數據包傳輸狀態報告。
14. 標準的AT命令界面
15. 可以用做普通撥號MODEM
16. 支持telnet功能。
17. 支持遠程配置，遠程控制
18. 通過串口軟件升級
19. 同時支持LINUX、UNIX和WINDOWS操作系統
五、 產品特性
1. 三層系統保護： 在原來兩級（軟件保護+CPU內置看門狗保護，外置硬件看門狗保護）系統保護的基礎上，增加一級系統監測保護SWP（System Watch Protect），徹底解決了業內”假在線”，”假死機”，”當機”等疑難問題。
2. 高速處理CPU： 采用高速ARM9的工業級CPU，可以更加高速地處理各種協議數據轉換，規避因CPU處理速度慢而導致的數據重傳和丟失等問題
3. DNS自動獲取：自動獲取DNS，不再需要人工配置輸入DNS，規避了因為選擇的DNS服務器異常，導致DTU設備當機的嚴重現象！
4. 完善的協議棧： 新系統加載了完善的TCP/IP協議棧，采用了完善的TCP/IP協議棧，網絡通信性能優異。
5. EMC性能優異：通過電力3000V電擊測試，特別適合在工業領域環境惡劣下使用，系統穩定可靠。
6. 支持多中心：客戶數據可以同時往客戶指定的監控中心發送，最大支持發送中心達256個
三．系統網組
1.網終拓撲結構
電動汽車充電設備主要包括充電站及其附屬設施，如充電機、充電站監護系統、充電樁、配電室、信息傳輸設備以及安全防護設施等。
電動汽車充電樁是一種專為電動汽車的車用電池充電的設備。根據電流種類的不同，充電樁可分為交流充電樁和直流充電樁兩種，分別采用相應的充電方式完成對車載蓄電池充電的功能。一般情況下，充電機應至少能為鐵鋰離子蓄電池、鉛酸蓄電池和鎳氫蓄電池三種類型動力蓄電池中的一種進行充電。
交流充電樁是安裝在電動汽車外，與交流電網連接，為電動汽車車載充電機提供交流電源的供電裝置，同時具備計量計費功能，直流充電樁是固定安裝在電動汽車外，與交流電網連接，為電動汽車動力電池提供小功率直流電源的供電裝置，直流充電樁具有充電機功能，可以實現監視并控制被充電電池狀態，同時直流充電樁可以對充電電量進行計量。
系統構成
本系統主要由四部分組成：電動汽車充電樁、集中器、電池管理系統、充電管理服務平臺。
電動汽車充電樁的終端控制器，用戶可自助刷卡進行用戶鑒權、余額查詢、計費查詢等功能，也可提供語音輸出接口，實現語音交互。用戶可根據液晶顯示屏指示選擇4種充電模式：包括按時計費充電、按電量充電、自動充滿、按里程充電等。
電動汽車充電機控制器與集中器利用CAN總線進行數據交互，集中器與服務器平臺通過才茂無線傳輸終端CM3160P利用無線GPRS網絡進行數據交互，為了安全起見，電量計費和金額數據實現安全加密。
電池管理系統的主要功能是監控電池的工作狀態(電池的電壓、電流和溫度)、預測動力電池的電池容量(SOC)和相應的剩余行駛里程，進行電池管理以避免出現過放電、過充、過熱和單體電池之間電壓嚴重不平衡現象，最大限度地利用電池存儲能力和循環壽命。
充電服務管理平臺主要有三個功能：充電管理、充電運營、綜合查詢。充電管理對系統涉及到的基礎數據進行集中式管理，如電動汽車信息、電池信息、用戶卡信息、充電樁信息；充電運營主要對用戶充電進行計費管理；綜合查詢指對管理及運營的數據進行綜合分析查詢。
四．無線系統方案
A. 公網方案
中心用一個服務器組作為中心接收，中心采用 ADSL 等 INTELNET 公網連接，采用公網固定 IP 或者公網動態 IP+DNS 解析服務。此種方案先向 INTERNET 運營商申請 ADSL 等寬帶業務。
1) 中心公網固定IP：監控點直接向中心固定 IP 發起連接。運行可靠穩定，推薦此種方案。（固定 IP 費用比較貴）
2) 中心公網動態 IP+DNS 解析服務：大部分 IP 都是動態的，而且費用相對便宜。客戶先與 DNS 服務商聯系開通動態域名，動態域名解析軟件網址如下：（可以先申請免費的二級域名進行測試）
花生殼域名解析 http://www.oray.net/mian
88IP 域名解析 http://www.88ip.com/
注意：監控點先采用域名尋址方式連接 DNS 服務器，再由 DNS 服務器找到中心公網動態 IP，建立連接。此種方式可以大大節約公網固定 IP 的費用，但穩定性受制于 DNS 服務器的穩定，所以要尋找可靠的 DNS 服務商。
B. 專網方案
1、 根據客戶內部網對網絡安全的特殊要求，決定采用中國移動GPRS網絡的專用APN形式入網：
 通過一條2M專線接入移動公司GPRS網絡，雙方互聯路由器之間采用私有IP地址進行廣域連接，在移動認證路由器與用戶認證路由器之間建立加密隧道。
 為客戶分配專用的APN，普通用戶不能進入該APN。只有GPRS專網卡才能進入該APN網絡，防止其他非法用戶的進入。
 用戶在內部建立RADIUS服務器，作為內部用戶接入的遠程認證服務器（或在APN路由器內，啟用路由器本地認證功能）。只有通過認證的用戶才允許接入，用以保證用戶內部安全。
 用戶在內部建立DHCP服務器（或在APN路由器內，啟用DHCP功能），為通過認證的用戶分配用戶內部地址。
 端到端加密：移動終端和服務器平臺之間采用端到端加密，避免信息在整個傳輸過程中可能的泄漏。
 雙方采用防火墻進行隔離，并在防火墻上進行IP地址和端口過濾。
2．APN業務流程 GPRS專網系統終端上網登錄服務器平臺的流程為：
1）用戶發出GPRS登錄請求，請求中包括由移動公司為GPRS專網系統專門分配的專網APN；
2）根據請求中的APN，SGSN向DNS服務器發出查詢請求，找到與企業服務器平臺連接的GGSN，并將用戶請求通過GTP隧道封裝送給GGSN；
3）GGSN將用戶認證信息（包括手機號碼、用戶賬號、密碼等）通過專線送至Radius進行認證；
4）Radius認證服務器看到手機號等認證信息，確認是合法用戶發來的請求，向DHCP服務器請求分配用戶地址；
5）Radius認證通過后，由Radius向GGSN發送攜帶用戶地址的確認信息；
6）用戶得到了IP地址，就可以攜帶數據包，對GPRS專網系統信息查詢和業務處理平臺進行訪問。
第六部分 結束語 隨著人們環保意識的增強，世界各國對能源汽車的推廣支持，能源汽車在未來汽車市場將占據重要地位，如果說過去充電站等配套設施的不完備在一定程度上限制了電動汽車發展的話，那么這一問題正在逐步得到解決。國家電網和南方電網分別投入巨資建設電動車充電站和充電樁等與新能源汽車相關的配套充電設施，隨著兩大電網制定了在全國大規模建設電動汽車充電站和充電樁的計劃，電動車充電站建設已經進入快車道。
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