基于GSM短信的電動汽車充電裝置控制系統的設計

狄?？? 張圣?黃偉軍

摘?要：本文介紹了一種新型的電動汽車充電裝置，以單片機為主控制模塊，通過增加GSM短信通信的功能，實現車主的手機與充電裝置控制系統的通信，一方面車主通過發送短信對電動汽車智能充電進行控制，另一方面充電的信息通過短信發給車主手機，實現對充電系統的遠程在線監測和控制。

關鍵詞：單片機GSM短消息充電裝置

中圖分類號：TN98 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）10（a）-0047-02

電動汽車具有零排放無污染、行駛費用低等特點，從長遠角度看，今后的交通工具將是電動汽車的主場。但是電動汽車的充電過程時間較長，而且通常無人值守，存在一些不確定的安全隱患，諸如交流電壓過高/過低、溫度過高、電流沖擊浪涌、過載等問題。本文介紹了一種新型的電動汽車充電裝置，可將充電的信息以短信形式通過GSM發給車主手機，實現車主對充電的遠程在線監測，一旦出現問題能及時知曉并作出處理，這為私人電動汽車在無人看守的情況下充電提供了安全保障。

1 系統結構和工作原理

系統框架如圖1：所述的一種基于手機短信的電動汽車充電裝置包括手機、GSM通信終端模塊、充電電路、微處理器控制單元，電動汽車充電裝置由微處理器控制單元控制，微處理器控制單元通過GSM網絡通信模塊與車主進行短信交換信息，在充電過程中，由微處理器控制單元采集有關的電流、電壓、溫度等信息并對所采集到的參數進行預判斷，微處理器控制單元得出交流電壓過高/過低、溫度過高、電流沖擊浪涌、過載等結果時，微處理器控制單元將所采集到的故障信息通過短信發至車主手機并可根據車主所發回的短信信息發出相應的安全控制指令。

1.1 GSM模塊TC35介紹

GSM網絡經過移動通信部門的多年建設，已成為成熟、穩定、可靠的通信網絡。本系統的GSM通信終端模塊采用TC35 ，TC35是德國西門子（SIEMENS）公司推出的GSM模塊，是目前市場上廣泛使用的低成本、高性能手機模塊，它支持（900MHz1800MHz），可通過40腳的ZIF接口建立控制接口，使用戶能夠通過AT命令實現對TC35模塊的控制。模塊提供ZIF接口連接器和天線連接器分別連接SIM卡讀卡器和天線。

1.2 充電電路結構

充電電路的結構如圖2，包括整流電路、主充電電路、電流/電壓采樣電路、控制電路、溫度采樣電路以及保護電路、驅動電路，外部電源經整流電路接入主充電電路，送至充電電池對充電電池進行充電，同時主充電電路的輸出電流送至電流/電壓采樣電路進行電流/電壓采樣，采樣結果送至微處理器控制單元，微處理器控制單元根據采樣結果發出控制指令，控制主充電電路的電壓/電流。溫度采樣電路用于采集所述充電電池的內部溫度，并將所采集到的溫度參數送至微處理器控制單元，微處理器控制單元根據所采集到的溫度參數判斷充電電池內部溫度是否過高。保護電路、驅動電路均設于主充電電路與微處理器控制單元之間，微處理器控制單元根據電流/電壓采樣電路、溫度采樣電路的采樣結果得出交流電壓過高/過低、輸出過壓/欠壓、溫度過高、電流沖擊浪涌、過載等判定結果時，發出指令開啟保護電路用以對主充電電路進行保護，在嚴重時微處理器控制單元通過驅動電路關閉主充電電路停止充電動作。

1.3 單片機控制單元

單片機控制單元的原理框圖如圖3所示，它包括接口模塊、信號采樣模塊、顯示模塊、人機接口模塊、GSM通信終端模塊、SIM卡以及微處理器電源和微處理器復位電路，接口模塊與微處理器相連，包括充電電路控制接口模塊、充電電路保護接口模塊、充電電路驅動接口模塊，接口模塊用于與充電電路中的控制電路、保護電路、驅動電路的快速連接，信號采樣模塊與所述充電電路中的電流/電壓采樣電路、溫度采樣電路相連，用于向微處理器反應所采集到的電流/電壓信號以及充電電池的內部溫度，顯示模塊、人機接口模塊、GSM通信終端模塊均與微處理器保持雙向通信，GSM通信終端模塊通過SIM卡聯接用戶的手機終端。

2 系統軟件設計

系統軟件設計采用模塊化設計。由主程序、初始化子程序、中斷服務程序、GSM撥打電話程序和停止報警程序等模塊組成。

2.1初始化程序

初始化程序先進行硬件的初始化，讓硬件處于就緒工作狀態，初始化串口。包括選擇串口工作方式和波特率的設定。初始化單片機I/0口電平，初始化GSM手機模塊，使GSM處于待機狀態，打開總中斷，打開外部中斷。

2.2 GSM 撥打電話程序

若有信息與外界交換，則啟動GSM撥打電話程序，單片機和GSM 模塊進行串口通信，單片機通過串口發送AT指令.控制GSM，若單片機和GSM握手成功，即單片機成功發數據到GSM，GSM成功接收來自單片機的數據后，但單片機再發送ATD撥打電話指令控制GSM撥打電話，車主接收到報警電話后，即可處理報警。

2.3 收發短信的控制

TC35 模塊采用AT賀氏指令。單片機可以通過正確的AT指令對TC35模塊進行短消息的接收發送。

發送信息指令：AT+CMGF=1，設置發送短消息發送格式，1代表PDU模式；是回車符號，如果指令正確則模塊返回OK，否則返回“ERROR”。AT+CMGS=13616202757，設置接收方的手機號碼。等待TC35模塊返回ASCII字符“>”，然后把PDU數據輸入。如果指令正確則模塊返回OK，否則返回“ERROR”。接收信息指令：AT+CMGR=1，當單片機把指令發給TC35模塊時，如果指令正確，則返回：+CMGR： "REC READ"，"+8613616202757"，，"12/05/02，15：03：38+32"？OK+CMGR 后的數字（如1）表示記錄號，"RECREAD"表示已讀，（未讀為"REC UNREAD"），"+8613616202757"表示發方號碼，" 12/05/02，15：03：38+32"表示時間郵截?！?？”為PDU數據，最后是OK，否則返回“ERROR”。

4 結語

本設計以單片機為主控制模塊，通過增加GSM短信通信的功能，完成車主的手機與充電裝置控制系統的通信，從而實現電動汽車充電的遠程監控。本方法通過實際的測試，效果良好。該系統具有使用簡單，費用少，控制效率高等優點。以GSM短消息為數據傳輸手段建立遠程監控系統， 再加上高性能的嵌入式CPU作為系統的控制核心，使電動汽車具有智能充電功能，將會得到廣泛應用。

參考文獻

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