厦门四信ZigBee模块和路由器在充电桩上的应用

一．应用背景：

    充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑（公共楼宇、商场、公共停车场等）和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。充电桩一般提供常规充电和快速充电两种充电方式，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。

二．具体应用场景：

   1. 场景： 充电桩安装在地下停车场，一般是几个停车位之间安装一个内嵌ZigBee模块的充电桩(EVSE)，而不是每个车位安装一个，这样可以节约一定的成本。可以参考如下的实物场景图：

图一. 停车场充电桩安装实物图

    2. 应用：采用ZigBee网络+运营商网络组网

     由于停车场位置存在运营商信号差，甚至其信号无法覆盖到的的问题，没法正常进行数据传送，所以采用ZigBee设备进行自由组网的方式，利用其网络信号不受基站的影响，使得EVSE先通过ZigBee网络把相关的业务数据传输到中心网关节点协调器上（协调器安装在有运营商网络覆盖的地方），最终通过2G/3G/4G运营商网络把业务数据发回到远端的管理中心，实现设备的实时监控；同时管理平台需要控制或者查询设备状态信息也是通过该通道，即现场端与平台端是进行双向通信的。

  3. 具体实现：将8913 ZigBee模块嵌入到充电桩的系统中，需要把充电桩的状态、刷卡、授权等数据透传给模块，再把这些数据通过ZigBee网络和运营商网络传到云服务端的管理平台上，使得用户可以远程对充电桩的使用情况进行监控，与当今物联网时代智能化理念相一致。

三．拓扑结构图：

   1. 采用8913模块、8914整机和8114 DTU网关进行组网：

   将8913模块嵌入到EVSE系统中，由于可能存在某些节点离8114协调器网关的距离较远，需要在中间加些8914设备，起到路由中继的作用（但中继的跳数一般只能支持4-5跳，并不是无限制加中继），把业务数据通过模块直接传送给协调器，或者通过中继传送到协调器上，最终传送到远端的管理平台上。当然也可以将数据从232或485的串口直接输出。

相关配置：

（1）首先8913模块应用模式都设成透传，透传地址是0，即把数据传给中心节点协调器。节点类型都设成路由，这样它既可以起到终端作用，又可以起到路由中继的作用。网络号最好是设成固定的，防止两个不同网络靠得很近，导致下面的节点会按照就近原则进行组网，使得网络混乱。分节点地址可以设成随机，这是为了考虑到以后用量多，不要每个模块去配置固定的地址，便于维护管理。信道是建议设成15,20,25,26其中某一个，这样防止wifi等无线的干扰。

（2）8914配置成路由，作为中继，其他参数和模块一样。

（3）8114配置成协调器，作为数据汇总的中心节点，分节点地址默认为0，工作模式设成at模式，这样数据上传到管理平台或本地串口输出是带节点地址的，方便进行双向通信。

 图二. 地下停车场中充电桩配合ZigBee模块、整机、DTU传输数据的拓扑图

 2. 采用8913模块、8914整机、8x34路由器网关组网：

将8913模块嵌入到EVSE系统中，由于可能存在某些节点离8x34协调器网关的距离较远，需要在中间加些8914设备，起到路由中继的作用（但中继的跳数一般只能支持4-5跳，并不是无限制加中继），把业务数据通过模块直接传送给协调器，或者通过中继传送到协调器上，这时有四种方式进行数据传送：A. 通过Lan口进行本地接收；B. 通过Console（232串口）口本地输出数据；C. 通过WiFi本地接收数据；D. 通过运营商网络传送到远端的管理平台上。

相关配置：

（1）8913配置同上；

（2）8914配置同上；

（3）8x34同样配置成协调器，作用和8114一样，但接收数据多了本地Lan口和WiFi两种方式，这是为了满足不同客户的需求。

图三. 地下停车场中充电桩配合ZigBee模块、整机、路由器传输数据的拓扑图

建议：

（1）将配置命令写进单片机，让单片机对每个模块进行简单配置。因为批量产品出去，难免会有问题，可能需要恢复下出厂，重新配置参数就能正常使用，这时使用单片机进行命令操作显得十分方便有效，同时不会浪费时间和人力。因为模块一旦焊好嵌入到系统中，发现通讯不了，又不能进行恢复出厂进行相应参数的设定，只能拆设备，这样就会造成不必要的麻烦。

（2）若想出厂就设好所有相关参数，拿来设备就焊到系统中使用，这样不大可靠。一来，设备不能进行灵活使用；二来，维护起来较为不便，要是通讯异常，解决办法只能重启和换设备。

（3）一个ZigBee网络使用标准程序，协调器下面所带的节点一般是30-40个左右；使用大组网的程序，可以组100个节点的网络。要是有上百个节点，可以采取组多个网络的方法来实现。