LoRa在電動車智能充電系統(tǒng)的應用

電動自行車以其便捷、實惠、環(huán)保等優(yōu)點，迅速成為一、二、三線城市居民的重要交通工具。然而隨著電動自行車的普及，電動車充電與日常管理問題就日益突出，如何解決充電管理問題已成當務之急。
　　電動車智能充電系統(tǒng)主要應用于小區(qū)、景區(qū)和高校等停車場，有效解決車主充電難題，規(guī)范停車場管理，安全方便。電動車智能充電系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲如下圖所示，整個系統(tǒng)主要由終端設備、主機、云端、服務器和手機APP組成。
　　智能充電
　　一、主機
　　通過LoRa通信管理多個終端設備，數(shù)據(jù)通過4G網(wǎng)絡通信上傳至云端服務器，管理員可通過刷卡配網(wǎng)。核心處理器選用GD32F030C8T6，LoRa模塊選用ZM470SX-M，讀卡芯片選用FM17520。
　

　　二、終端設備
　　用戶通過手機APP掃描設備二維碼或者刷卡請求設備通電，服務器判斷請求通過后控制插座通電給電動車充電，管理員可通過刷卡配網(wǎng)。核心處理器選用GD32F030C8T6，LoRa模塊選用ZM470SX-M，讀卡芯片選用FM17520。
　　　　三、設備工作的環(huán)境
　　停車場通常都在地下負樓層，終端設備安裝在地下層，主機設備安裝在地面層，設備間相隔距離幾十到上百米，中間可能有墻阻隔。由于地下停車場移動網(wǎng)絡信號差，使用2/3/4G模塊或者WIFI模塊等都會因為網(wǎng)絡信號差問題導致設備間無法通信。
　　四、采用LoRa通訊的好處
　　如果終端和主機間采用傳統(tǒng)的485方式通信，施工成本太高，還影響美觀。使用LoRa模塊通信可以有效解決復雜環(huán)境情況下通信難的問題。同時LoRa組網(wǎng)可將數(shù)量龐大的終端設備分成多個子網(wǎng)絡，方便管理員維護和管理。終端設備和主機設備通過LoRa方式通信，解決了丟包、遠距離傳輸?shù)葐栴}，實現(xiàn)設備間穩(wěn)定通信?？梢造`活地組建幾十臺設備間的子網(wǎng)，給現(xiàn)場施工帶來很大方便。
　　五、選用ZM470SX LoRa通訊模塊的原因
　　ZM470SX系列模塊是廣州致遠電子有限公司自主研發(fā)的一款工業(yè)級射頻無線產(chǎn)品。模塊采用源自軍用戰(zhàn)術通信系統(tǒng)的LoRa調(diào)制技術設計，完美解決了小數(shù)據(jù)量在復雜環(huán)境中的超遠距通信問題。
　　相較傳統(tǒng)調(diào)制技術，ZM470SX系列模塊在抑制同頻干擾的性能方面也具有明顯優(yōu)勢，解決了傳統(tǒng)設計方案無法同時兼顧距離、抗擾和功耗的弊端。另外，模塊集成了+20dBm的可調(diào)功率放大器，并可獲得超過-148dBm的接收靈敏度，鏈路預算達到了行業(yè)領先水平，針對應用于遠距離傳輸且對可靠性要求極高的場合，該方案是不二之選。
　　ZM470SX-M是ZM470SX系列模塊中使用最廣泛的模塊，中心頻點470MHz，模塊特性如下。
　　LoRa在電動車智能充電系統(tǒng)的應用
　　頻率范圍：410~525MHz
　　工作電壓 1.8~3.6 V
　　接收電流 11.67mA，發(fā)射電流 108.5mA@+18dBm
　　發(fā)射功率可調(diào)：+5dBm~+18dBm
　　接收靈敏度-120dBm@10.9kbps -133dBm@1.55kbps
　　傳輸速率 0.123~300 kbps@FSK
　　支持FSK/GFSK/MSK/GMSK/LoRa/OOK等調(diào)制方式
　　發(fā)送和接收緩沖區(qū)共256字節(jié)
　　支持多種低功耗操作模式
　　采用SPI總線通信接口
　　長×寬×高：15×15×2.2（mm）
　　產(chǎn)品選型表：
　　LoRa在電動車智能充電系統(tǒng)的應用