厦门才茂基于3G/4G无线视频监控终端的充电桩解决方案

摘要：本文提供了一种基于3G/4G无线视频监控终端通信技术电动汽车充电桩远程管理的方案，简要介绍了无线视频通信数据传输终端技术的基本知识，描述了无线视频通信传输终端应用于城市电动汽车充电桩业务供应系统的实现方法。通过实际应用，获得了理想的效果。

关键词：无线视频通信；3G/4G无线视频监控；传输终端；充电桩；新能源；电动汽车;BYD纯电动汽车、安防安全。

一、概述：

随着人们环保意识的增强，世界各国对新能源汽车的推广支持，新能源汽车在未来汽车市场将占据重要地位，如果说过去充电站等配套设施的不完备在一定程度上限制了电动汽车发展的话，那么这一问题正在逐步得到解决。国家电网和南方电网分别投入巨资建设电动车充电站和充电桩等与新能源汽车相关的配套充电设施，随着两大电网制定了在全国大规模建设电动汽车充电站和充电桩的计划，电动车充电站建设已经进入快车道。

据媒体新闻报道福建、浙江、吉林、安徽、江苏、山西、江西、山东等国内大多省份已陆续建立起电动汽车充电站。围绕为电动汽车充电这块巨大“蛋糕”的激烈竞争已悄然启幕，国家电网、南方电网、中石化、中海油等能源央企纷纷跑马圈地。

充电桩应用例图如下：

   

二、9.8前沿新闻

    才茂通信作为全国及厦门市知名高新技术企业，凭借历年来良好业绩、产品口碑及核心的技术，无线视频监控通信技术在汽车充电桩的应用，此次受厦门市政府邀请，入驻厦门2015.9.8国际投资贸易洽谈会展馆——“人才项目资本合作馆”，作为本次展会中唯一的无线通信企业，代表厦门向来自海内外政企业参会人员对接，展示无线通信高端产品在充电桩前沿的成功应用。

                          福建省委副书记于伟国参观才茂通信展位

三、 项目需求

　 我国从“十一五”时期开始实施新能源汽车科技规划，“863”项目共投入20亿元研发经费，形成了以纯电动、油电混合动力、燃料电池三条技术路线为“三纵”，以多能源动力总成控制系统、驱动电机及其控制系统、动力蓄电池以及管理系统三种共性技术为“三横”的电动汽车研发格局。

    2015年10月9日，国务院办公厅下发《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》。这是9月29日，国务院常务会议确定支持新能源和小排量汽车发展措施后的又一重大举措。

《指导意见》提出，到2020年，基本建成适度超前、车桩相随、智能高效的充电基础设施体系，满足超过500万辆电动汽车的充电需求；建立较完善的标准规范和市场监管体系，形成统一开放、竞争有序的充电服务市场。根据国家“十三五”规划，到2020年，充换电站数量将达到1.2万个，充电桩达到450万个。数据显示，今年1-8月，我国新能源车累计生产12.35万辆，同比增长3倍。截至8月底，全国新能源车保有量约为24万辆。但充电桩仅为3.7万个，车桩比例为8:1，充电桩的建设速度远远跟不上新能源车步伐。

有机构预测，明年我国充电桩产业规模将达到330.78亿元，到2020年可达到1000亿元。

作为电网配用电侧的电动汽车充电桩，其结构的特殊性决定了自动化通信系统的特点是被测点多且分散、覆盖面广、通信距离远。并且随着城市的发展，网络拓扑要求具有灵活性和扩展性的结构，因此，电动汽车充电桩通信方式的选择应考虑如下问题：

1. 通信的可靠性——通信系统要长期经受恶劣环境和较强的电磁干扰或噪音干扰的考验，并保持通信的畅通。

2. 建设费用——在满足可靠性的前提下，综合考虑建设费用及长期使用和维护的费用。

3. 双向通信——不仅能实现信息量的上传，还要实现控制量的下达。

4. 多业务的数据传输速率——随着以后终端业务量的不断增长，主站到子站、子站到终端之间通信对实现多业务的数据传输速率要求越来越高。

5. 通信的灵活性和可扩展性——由于充电桩具有控制点面多、面广和分散的特点，要求采用标准的通信协议，随着“ALL IP”网络技术趋势的发展以及电力运营业务的不断增长，需要考虑基于IP的业务承载，同时要求便于安装施工、调试、运行、维护。

厦门才茂通信科技多年来，致力于2G/3G/4G无线通信领域的研发、生产、销售以及良好的服务。先后开发应用到充电桩的“第一代”产品2G/3G无线DTU；“第二代”产品3G/4G无线路由器；“第三代”产品2G/3G/4G无线标清音视频带路由器/DTU功能的设备；“第四代”产品3G/4G无线高清音视频带路由器/DTU功能的设备。应用于充电桩的厦门才茂通信（2G/3G/4G通信系列产品）为充电桩业务系统提供可靠的无线通信终端产品，已经发展到了同时支持图像录像、图像抓拍取证、GPS定位、求助服务，同时通过串口总线RS485、RS232、CAN协议及IP通讯协议，实现计时、计电度、计金额充电，提供人机交互操作，和BMS实时通信，获取动力电池类型、单体电压、剩余容量、温度、告警等信息集中监控通信，上送充电状态信息，实现有图有数据的安保型无线智能充电桩管理应用解决方案。

四、系统设计方案

厦门才茂2G/3G/4G无线音视频设备（摄像、图像抓拍、告警信息、对讲、GPS定位、环境温湿度检测、RS232/RS485、路由)与充电桩的集中器、电池管理系统(BMS)数据联接紧密结合实现无线数据远传，依据无线传输的数据，充电管理服务平台可以实现强大的运营商管理、用户管理、客服管理、充电桩/充电站管理、数据统计分析、警报故障、报装报修管理、设备地图展示功能。可靠的无线数据联接节约安装造价成本，使的广大的用户在手机App（主要功能1、用户中心 2、设备管理3、设备控制/查看4、充电计划5、设备授权分享6、设备发布出租7、在线寻桩和导航8、在线结算和支付等等。）友好直观画面下，更好的体验充电的方便。

                                                  系统方案拓扑图：

五、才茂3G/4G无线音视频设备主要功能

1. 支持视频加密与解密，支持国际标准加密算法和公司私有加密算法，双重视频加密；

2. 支持3G、4G无线通信

3. 支持4路以太网通信、RS232、RS485接口；

4. 支持远程视频图像/语音对讲/报警/北斗/GPS定位/温湿度监测。

5. 特有的DTU/路由器功能组网自由功能强大，可与其它设备轻松组网。

6. 管理方便支持远程配置修改，远程升级，远程集中管理。

7. 支持网页、电视墙、手机（安卓和苹果）及本地监控台浏览视频；

8. 支持1-4路实时视频与录像，具备1080P (1920*1080)和720P (1280*720)等高清分辨率及D1和CIF格式；

9. 支持常规录像，移动侦测录像，计划录像，手动录像，报警录像，同时支持录像的轨迹回放；

10. 支持录像断电保护；

11. 支持录像存储在硬盘或者TF卡，TF卡最大支持128G，硬盘最大支持2T（2048G）,并支持录像文件自动覆盖；

12. 支持云台控制，控制云台上、下、左、右移动，放大、缩小，聚焦，光圈调节，云台速度调节；

13. 支持1路和4路的VGA和HDMI输出；

14. 支持环境温湿度的检测；

15. 支持移动侦测报警与IO报警功能；

16. 支持I/O端口，支持7路带光电隔离高/低电平触发输入，支持2路高/低电平触发输出；支持1路开关量/干节点输出；

17. 支持手动抓拍和自动抓拍，自动抓拍还可分为周期抓拍、定时抓拍和移动侦测抓拍；

18. 支持DHCP、路由转发、IPTABLES防火墙、VPN连接、NAT功能、DMZ主机等路由功能；

19. 支持1路RS232通信，RS232接口可以当作DTU功能使用（实现TCP/UDP透明传输）；

20. 支持1路RS485通信，RS485接口可以当作DTU功能使用（实现TCP/UDP透明传输）；

21. 支持远程配置、远程升级，远程集中管理；

六、才茂无线音视频通信产品特性与稳定

     工业级设计

1. 工业级无线模块：采用工业级无线模块，抗干扰强，传输稳定。

2. 实时操作系统：采用LINUX操作系统，带内存管理单元，实时性强，功能升级快，系统稳定。

3. 强化电路板：PCB遵循20H和3W原则，同时公司所有产品电路板都采用生益材质来生产，确保板材的稳定可靠。

4. 工业级元器件：整机元器件采用严格筛选的工业级元器件来生产。

5. 工业级电源：宽压电源设计，电源适应范围为DC6V~DC36V，内置电源反向保护和过压过流保护。

6. 电磁防护：以太网接口内置1.5KV电磁隔离防护。

7. 抗干扰设计：采用金属外壳，屏蔽电磁干扰，系统保护等级IP41；天线带防雷设计； 系统超低温和超高温设计；特别适合在环境恶劣的工业环境下使用。

七、稳定可靠

1. 在线维持技术：防掉线，在线检测，在线维持，掉线自动重拨，异常自动复位，确保设备永远在线。

2. 三层系统保护：在原来两级（软件保护+CPU内置看门狗WDT保护）系统保护的基础上，增加一级系统虚拟值守VMW（Virtual Man Watch）检测保护功能，网络异常、或者系统收到强干扰异常时，系统会重新彻底复位，相当于维护人员上门拔电，彻底解决了业内系统异常是需要上门拔电的麻烦，保证系统稳定可靠。

3. UIM/SIM卡ESD保护：1.8V/3V/5V标准的推杆式用户卡接口，内置15KV ESD保护。

4. 串口ESD保护：RS232/RS485/TTL/RS422,内置15KV ESD保护。

5. 金属外壳：采用金属外壳，防辐射，抗干扰；外壳和系统安全隔离，防雷设计；符合电力安规要求；防护等级为IP41；特别适合于环境恶劣的工业控制领域。

6. 产品通过3C认证，所有无线模块都有通过CGD认证或者FCC认证或者CE认证。

7. 高速处理CPU：采用高速工业级CPU，可以更加高速地处理各种协议数据转换；解决了“假在线”、“假死机”、“当机”等疑难问题。

8. DNS自动获取：自动获取DNS，不再需要人工配置输入DNS；规避了因为选择的DNS服务器异常，导致设备当机的严重现象。

9. 完善的协议栈：新系统加载了完善的TCP/IP协议栈，采用了完善的TCP/IP协议栈；使网络通信性能优异，掉线概率极大降低。

10. EMC性能优异：通过电力3000V电击测试，特别适合在工业领域环境恶劣下使用；系统EMC/EMI优异，系统稳定可靠；通过EMC测试； 

  

八、才茂通信系列产品资质与检测

1、无线通信在线维持专利技术

2、摩尔实验室高低温检测报告

3、福建省产品质量检验研究院检测

4、著作版权证书

5、EMC检测报告

6、国家强制3C认证

7、DTU创新产品奖

8、深圳比亚迪用户测试报告

九、厦门才茂主要产品及应用领域

公司自成立以来已完成GSM/GPRS/CDMA/WCDMA/TD-SCDMA/EVDO/HSPA+/LTE MODEM/DTU/RTU/ROUTER/WIFI网关以及无线网络高清视频监控系列产品和GPS/北斗厘米级定位系统的生产和销售，应用于充电桩系统，金融交易，邮政交易，智能电网，智能交通，环保监测，消防监控，安防监控，水利监测，公共安全，广告发布，遥感勘测，工业控制，油田监测，煤矿监测，地震监测，气象监测，仪表监测，水表抄表，电表抄表，燃气抄表，热网监控，集中抄表等行业。

十、厦门才茂光辉历程

1. 2001年在GPRS网络未开通情况，通过和福建移动合作，率先在业内推出GPRS DTU；

2. 2003年公司在业内率先制定TCP透传协议标准，现成为业内DTU产品事实标准；

3. 2005公司率先在路由器上推行定时上下线功能，现在成为业内普遍使用功能；

4. 中移动无线DDN协议标准制定参与者；

5. 公司员工参加设计的无线自助终端项目，被评为“国家火炬计划推广产品”；

6. 公司员工参与开发的无线终端评为“福建省优秀项目奖”

7. 公司员工主持了863无线网络通信实验室承建工作；

8. 公司员工累计主持和参与了12项著作版权及专利技术设计。

大力推进充电基础设施建设，解决电动汽车充电难题，是发展新能源汽车产业的重

要保障，对于打造大众创业、万众创新和增强公共产品、公共服务“双引擎”，实现稳增长、调结构、惠民生都具有重要意义。

厦门才茂通信科技有限公司

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