廈門才茂基于3G/4G無(wú)線視頻監(jiān)控終端的充電樁解決方案

摘要：本文提供了一種基于3G/4G無(wú)線視頻監(jiān)控終端通信技術(shù)電動(dòng)汽車充電樁遠(yuǎn)程管理的方案，簡(jiǎn)要介紹了無(wú)線視頻通信數(shù)據(jù)傳輸終端技術(shù)的基本知識(shí)，描述了無(wú)線視頻通信傳輸終端應(yīng)用于城市電動(dòng)汽車充電樁業(yè)務(wù)供應(yīng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。通過(guò)實(shí)際應(yīng)用，獲得了理想的效果。

關(guān)鍵詞：無(wú)線視頻通信；3G/4G無(wú)線視頻監(jiān)控；傳輸終端；充電樁；新能源；電動(dòng)汽車;BYD純電動(dòng)汽車、安防安全。

一、概述：

隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，世界各國(guó)對(duì)新能源汽車的推廣支持，新能源汽車在未來(lái)汽車市場(chǎng)將占據(jù)重要地位，如果說(shuō)過(guò)去充電站等配套設(shè)施的不完備在一定程度上限制了電動(dòng)汽車發(fā)展的話，那么這一問(wèn)題正在逐步得到解決。國(guó)家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)分別投入巨資建設(shè)電動(dòng)車充電站和充電樁等與新能源汽車相關(guān)的配套充電設(shè)施，隨著兩大電網(wǎng)制定了在全國(guó)大規(guī)模建設(shè)電動(dòng)汽車充電站和充電樁的計(jì)劃，電動(dòng)車充電站建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入快車道。

據(jù)媒體新聞報(bào)道福建、浙江、吉林、安徽、江蘇、山西、江西、山東等國(guó)內(nèi)大多省份已陸續(xù)建立起電動(dòng)汽車充電站。圍繞為電動(dòng)汽車充電這塊巨大“蛋糕”的激烈競(jìng)爭(zhēng)已悄然啟幕，國(guó)家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、中石化、中海油等能源央企紛紛跑馬圈地。

充電樁應(yīng)用例圖如下：

   

二、9.8前沿新聞

    才茂通信作為全國(guó)及廈門市知名高新技術(shù)企業(yè)，憑借歷年來(lái)良好業(yè)績(jī)、產(chǎn)品口碑及核心的技術(shù)，無(wú)線視頻監(jiān)控通信技術(shù)在汽車充電樁的應(yīng)用，此次受廈門市政府邀請(qǐng)，入駐廈門2015.9.8國(guó)際投資貿(mào)易洽談會(huì)展館——“人才項(xiàng)目資本合作館”，作為本次展會(huì)中唯一的無(wú)線通信企業(yè)，代表廈門向來(lái)自海內(nèi)外政企業(yè)參會(huì)人員對(duì)接，展示無(wú)線通信高端產(chǎn)品在充電樁前沿的成功應(yīng)用。

                          福建省委副書記于偉國(guó)參觀才茂通信展位

三、 項(xiàng)目需求

　 我國(guó)從“十一五”時(shí)期開始實(shí)施新能源汽車科技規(guī)劃，“863”項(xiàng)目共投入20億元研發(fā)經(jīng)費(fèi)，形成了以純電動(dòng)、油電混合動(dòng)力、燃料電池三條技術(shù)路線為“三縱”，以多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制系統(tǒng)、動(dòng)力蓄電池以及管理系統(tǒng)三種共性技術(shù)為“三橫”的電動(dòng)汽車研發(fā)格局。

    2015年10月9日，國(guó)務(wù)院辦公廳下發(fā)《關(guān)于加快電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》。這是9月29日，國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議確定支持新能源和小排量汽車發(fā)展措施后的又一重大舉措。

《指導(dǎo)意見(jiàn)》提出，到2020年，基本建成適度超前、車樁相隨、智能高效的充電基礎(chǔ)設(shè)施體系，滿足超過(guò)500萬(wàn)輛電動(dòng)汽車的充電需求；建立較完善的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和市場(chǎng)監(jiān)管體系，形成統(tǒng)一開放、競(jìng)爭(zhēng)有序的充電服務(wù)市場(chǎng)。根據(jù)國(guó)家“十三五”規(guī)劃，到2020年，充換電站數(shù)量將達(dá)到1.2萬(wàn)個(gè)，充電樁達(dá)到450萬(wàn)個(gè)。數(shù)據(jù)顯示，今年1-8月，我國(guó)新能源車?yán)塾?jì)生產(chǎn)12.35萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)3倍。截至8月底，全國(guó)新能源車保有量約為24萬(wàn)輛。但充電樁僅為3.7萬(wàn)個(gè)，車樁比例為8:1，充電樁的建設(shè)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上新能源車步伐。

有機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，明年我國(guó)充電樁產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到330.78億元，到2020年可達(dá)到1000億元。

作為電網(wǎng)配用電側(cè)的電動(dòng)汽車充電樁，其結(jié)構(gòu)的特殊性決定了自動(dòng)化通信系統(tǒng)的特點(diǎn)是被測(cè)點(diǎn)多且分散、覆蓋面廣、通信距離遠(yuǎn)。并且隨著城市的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟缶哂徐`活性和擴(kuò)展性的結(jié)構(gòu)，因此，電動(dòng)汽車充電樁通信方式的選擇應(yīng)考慮如下問(wèn)題：

1. 通信的可靠性——通信系統(tǒng)要長(zhǎng)期經(jīng)受惡劣環(huán)境和較強(qiáng)的電磁干擾或噪音干擾的考驗(yàn)，并保持通信的暢通。

2. 建設(shè)費(fèi)用——在滿足可靠性的前提下，綜合考慮建設(shè)費(fèi)用及長(zhǎng)期使用和維護(hù)的費(fèi)用。

3. 雙向通信——不僅能實(shí)現(xiàn)信息量的上傳，還要實(shí)現(xiàn)控制量的下達(dá)。

4. 多業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸速率——隨著以后終端業(yè)務(wù)量的不斷增長(zhǎng)，主站到子站、子站到終端之間通信對(duì)實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸速率要求越來(lái)越高。

5. 通信的靈活性和可擴(kuò)展性——由于充電樁具有控制點(diǎn)面多、面廣和分散的特點(diǎn)，要求采用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，隨著“ALL IP”網(wǎng)絡(luò)技術(shù)趨勢(shì)的發(fā)展以及電力運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)的不斷增長(zhǎng)，需要考慮基于IP的業(yè)務(wù)承載，同時(shí)要求便于安裝施工、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)。

廈門才茂通信科技多年來(lái)，致力于2G/3G/4G無(wú)線通信領(lǐng)域的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售以及良好的服務(wù)。先后開發(fā)應(yīng)用到充電樁的“第一代”產(chǎn)品2G/3G無(wú)線DTU；“第二代”產(chǎn)品3G/4G無(wú)線路由器；“第三代”產(chǎn)品2G/3G/4G無(wú)線標(biāo)清音視頻帶路由器/DTU功能的設(shè)備；“第四代”產(chǎn)品3G/4G無(wú)線高清音視頻帶路由器/DTU功能的設(shè)備。應(yīng)用于充電樁的廈門才茂通信（2G/3G/4G通信系列產(chǎn)品）為充電樁業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供可靠的無(wú)線通信終端產(chǎn)品，已經(jīng)發(fā)展到了同時(shí)支持圖像錄像、圖像抓拍取證、GPS定位、求助服務(wù)，同時(shí)通過(guò)串口總線RS485、RS232、CAN協(xié)議及IP通訊協(xié)議，實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)、計(jì)電度、計(jì)金額充電，提供人機(jī)交互操作，和BMS實(shí)時(shí)通信，獲取動(dòng)力電池類型、單體電壓、剩余容量、溫度、告警等信息集中監(jiān)控通信，上送充電狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)有圖有數(shù)據(jù)的安保型無(wú)線智能充電樁管理應(yīng)用解決方案。

四、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

廈門才茂2G/3G/4G無(wú)線音視頻設(shè)備（攝像、圖像抓拍、告警信息、對(duì)講、GPS定位、環(huán)境溫濕度檢測(cè)、RS232/RS485、路由)與充電樁的集中器、電池管理系統(tǒng)(BMS)數(shù)據(jù)聯(lián)接緊密結(jié)合實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，依據(jù)無(wú)線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，充電管理服務(wù)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的運(yùn)營(yíng)商管理、用戶管理、客服管理、充電樁/充電站管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、警報(bào)故障、報(bào)裝報(bào)修管理、設(shè)備地圖展示功能?？煽康臒o(wú)線數(shù)據(jù)聯(lián)接節(jié)約安裝造價(jià)成本，使的廣大的用戶在手機(jī)App（主要功能1、用戶中心 2、設(shè)備管理3、設(shè)備控制/查看4、充電計(jì)劃5、設(shè)備授權(quán)分享6、設(shè)備發(fā)布出租7、在線尋樁和導(dǎo)航8、在線結(jié)算和支付等等。）友好直觀畫面下，更好的體驗(yàn)充電的方便。

                                                  系統(tǒng)方案拓?fù)鋱D：

五、才茂3G/4G無(wú)線音視頻設(shè)備主要功能

1. 支持視頻加密與解密，支持國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)加密算法和公司私有加密算法，雙重視頻加密；

2. 支持3G、4G無(wú)線通信

3. 支持4路以太網(wǎng)通信、RS232、RS485接口；

4. 支持遠(yuǎn)程視頻圖像/語(yǔ)音對(duì)講/報(bào)警/北斗/GPS定位/溫濕度監(jiān)測(cè)。

5. 特有的DTU/路由器功能組網(wǎng)自由功能強(qiáng)大，可與其它設(shè)備輕松組網(wǎng)。

6. 管理方便支持遠(yuǎn)程配置修改，遠(yuǎn)程升級(jí)，遠(yuǎn)程集中管理。

7. 支持網(wǎng)頁(yè)、電視墻、手機(jī)（安卓和蘋果）及本地監(jiān)控臺(tái)瀏覽視頻；

8. 支持1-4路實(shí)時(shí)視頻與錄像，具備1080P (1920*1080)和720P (1280*720)等高清分辨率及D1和CIF格式；

9. 支持常規(guī)錄像，移動(dòng)偵測(cè)錄像，計(jì)劃錄像，手動(dòng)錄像，報(bào)警錄像，同時(shí)支持錄像的軌跡回放；

10. 支持錄像斷電保護(hù)；

11. 支持錄像存儲(chǔ)在硬盤或者TF卡，TF卡最大支持128G，硬盤最大支持2T（2048G）,并支持錄像文件自動(dòng)覆蓋；

12. 支持云臺(tái)控制，控制云臺(tái)上、下、左、右移動(dòng)，放大、縮小，聚焦，光圈調(diào)節(jié)，云臺(tái)速度調(diào)節(jié)；

13. 支持1路和4路的VGA和HDMI輸出；

14. 支持環(huán)境溫濕度的檢測(cè)；

15. 支持移動(dòng)偵測(cè)報(bào)警與IO報(bào)警功能；

16. 支持I/O端口，支持7路帶光電隔離高/低電平觸發(fā)輸入，支持2路高/低電平觸發(fā)輸出；支持1路開關(guān)量/干節(jié)點(diǎn)輸出；

17. 支持手動(dòng)抓拍和自動(dòng)抓拍，自動(dòng)抓拍還可分為周期抓拍、定時(shí)抓拍和移動(dòng)偵測(cè)抓拍；

18. 支持DHCP、路由轉(zhuǎn)發(fā)、IPTABLES防火墻、VPN連接、NAT功能、DMZ主機(jī)等路由功能；

19. 支持1路RS232通信，RS232接口可以當(dāng)作DTU功能使用（實(shí)現(xiàn)TCP/UDP透明傳輸）；

20. 支持1路RS485通信，RS485接口可以當(dāng)作DTU功能使用（實(shí)現(xiàn)TCP/UDP透明傳輸）；

21. 支持遠(yuǎn)程配置、遠(yuǎn)程升級(jí)，遠(yuǎn)程集中管理；

六、才茂無(wú)線音視頻通信產(chǎn)品特性與穩(wěn)定

     工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)

1. 工業(yè)級(jí)無(wú)線模塊：采用工業(yè)級(jí)無(wú)線模塊，抗干擾強(qiáng)，傳輸穩(wěn)定。

2. 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：采用LINUX操作系統(tǒng)，帶內(nèi)存管理單元，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，功能升級(jí)快，系統(tǒng)穩(wěn)定。

3. 強(qiáng)化電路板：PCB遵循20H和3W原則，同時(shí)公司所有產(chǎn)品電路板都采用生益材質(zhì)來(lái)生產(chǎn)，確保板材的穩(wěn)定可靠。

4. 工業(yè)級(jí)元器件：整機(jī)元器件采用嚴(yán)格篩選的工業(yè)級(jí)元器件來(lái)生產(chǎn)。

5. 工業(yè)級(jí)電源：寬壓電源設(shè)計(jì)，電源適應(yīng)范圍為DC6V~DC36V，內(nèi)置電源反向保護(hù)和過(guò)壓過(guò)流保護(hù)。

6. 電磁防護(hù)：以太網(wǎng)接口內(nèi)置1.5KV電磁隔離防護(hù)。

7. 抗干擾設(shè)計(jì)：采用金屬外殼，屏蔽電磁干擾，系統(tǒng)保護(hù)等級(jí)IP41；天線帶防雷設(shè)計(jì)； 系統(tǒng)超低溫和超高溫設(shè)計(jì)；特別適合在環(huán)境惡劣的工業(yè)環(huán)境下使用。

七、穩(wěn)定可靠

1. 在線維持技術(shù)：防掉線，在線檢測(cè)，在線維持，掉線自動(dòng)重?fù)?，異常自?dòng)復(fù)位，確保設(shè)備永遠(yuǎn)在線。

2. 三層系統(tǒng)保護(hù)：在原來(lái)兩級(jí)（軟件保護(hù)+CPU內(nèi)置看門狗WDT保護(hù)）系統(tǒng)保護(hù)的基礎(chǔ)上，增加一級(jí)系統(tǒng)虛擬值守VMW（Virtual Man Watch）檢測(cè)保護(hù)功能，網(wǎng)絡(luò)異常、或者系統(tǒng)收到強(qiáng)干擾異常時(shí)，系統(tǒng)會(huì)重新徹底復(fù)位，相當(dāng)于維護(hù)人員上門拔電，徹底解決了業(yè)內(nèi)系統(tǒng)異常是需要上門拔電的麻煩，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

3. UIM/SIM卡ESD保護(hù)：1.8V/3V/5V標(biāo)準(zhǔn)的推桿式用戶卡接口，內(nèi)置15KV ESD保護(hù)。

4. 串口ESD保護(hù)：RS232/RS485/TTL/RS422,內(nèi)置15KV ESD保護(hù)。

5. 金屬外殼：采用金屬外殼，防輻射，抗干擾；外殼和系統(tǒng)安全隔離，防雷設(shè)計(jì)；符合電力安規(guī)要求；防護(hù)等級(jí)為IP41；特別適合于環(huán)境惡劣的工業(yè)控制領(lǐng)域。

6. 產(chǎn)品通過(guò)3C認(rèn)證，所有無(wú)線模塊都有通過(guò)CGD認(rèn)證或者FCC認(rèn)證或者CE認(rèn)證。

7. 高速處理CPU：采用高速工業(yè)級(jí)CPU，可以更加高速地處理各種協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；解決了“假在線”、“假死機(jī)”、“當(dāng)機(jī)”等疑難問(wèn)題。

8. DNS自動(dòng)獲?。鹤詣?dòng)獲取DNS，不再需要人工配置輸入DNS；規(guī)避了因?yàn)檫x擇的DNS服務(wù)器異常，導(dǎo)致設(shè)備當(dāng)機(jī)的嚴(yán)重現(xiàn)象。

9. 完善的協(xié)議棧：新系統(tǒng)加載了完善的TCP/IP協(xié)議棧，采用了完善的TCP/IP協(xié)議棧；使網(wǎng)絡(luò)通信性能優(yōu)異，掉線概率極大降低。

10. EMC性能優(yōu)異：通過(guò)電力3000V電擊測(cè)試，特別適合在工業(yè)領(lǐng)域環(huán)境惡劣下使用；系統(tǒng)EMC/EMI優(yōu)異，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠；通過(guò)EMC測(cè)試； 

  

八、才茂通信系列產(chǎn)品資質(zhì)與檢測(cè)

1、無(wú)線通信在線維持專利技術(shù)

2、摩爾實(shí)驗(yàn)室高低溫檢測(cè)報(bào)告

3、福建省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院檢測(cè)

4、著作版權(quán)證書

5、EMC檢測(cè)報(bào)告

6、國(guó)家強(qiáng)制3C認(rèn)證

7、DTU創(chuàng)新產(chǎn)品獎(jiǎng)

8、深圳比亞迪用戶測(cè)試報(bào)告

九、廈門才茂主要產(chǎn)品及應(yīng)用領(lǐng)域

公司自成立以來(lái)已完成GSM/GPRS/CDMA/WCDMA/TD-SCDMA/EVDO/HSPA+/LTE MODEM/DTU/RTU/ROUTER/WIFI網(wǎng)關(guān)以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控系列產(chǎn)品和GPS/北斗厘米級(jí)定位系統(tǒng)的生產(chǎn)和銷售，應(yīng)用于充電樁系統(tǒng)，金融交易，郵政交易，智能電網(wǎng)，智能交通，環(huán)保監(jiān)測(cè)，消防監(jiān)控，安防監(jiān)控，水利監(jiān)測(cè)，公共安全，廣告發(fā)布，遙感勘測(cè)，工業(yè)控制，油田監(jiān)測(cè)，煤礦監(jiān)測(cè)，地震監(jiān)測(cè)，氣象監(jiān)測(cè)，儀表監(jiān)測(cè)，水表抄表，電表抄表，燃?xì)獬?，熱網(wǎng)監(jiān)控，集中抄表等行業(yè)。

十、廈門才茂光輝歷程

1. 2001年在GPRS網(wǎng)絡(luò)未開通情況，通過(guò)和福建移動(dòng)合作，率先在業(yè)內(nèi)推出GPRS DTU；

2. 2003年公司在業(yè)內(nèi)率先制定TCP透?jìng)鲄f(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)成為業(yè)內(nèi)DTU產(chǎn)品事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)；

3. 2005公司率先在路由器上推行定時(shí)上下線功能，現(xiàn)在成為業(yè)內(nèi)普遍使用功能；

4. 中移動(dòng)無(wú)線DDN協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)制定參與者；

5. 公司員工參加設(shè)計(jì)的無(wú)線自助終端項(xiàng)目，被評(píng)為“國(guó)家火炬計(jì)劃推廣產(chǎn)品”；

6. 公司員工參與開發(fā)的無(wú)線終端評(píng)為“福建省優(yōu)秀項(xiàng)目獎(jiǎng)”

7. 公司員工主持了863無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)驗(yàn)室承建工作；

8. 公司員工累計(jì)主持和參與了12項(xiàng)著作版權(quán)及專利技術(shù)設(shè)計(jì)。

大力推進(jìn)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，解決電動(dòng)汽車充電難題，是發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)的重

要保障，對(duì)于打造大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新和增強(qiáng)公共產(chǎn)品、公共服務(wù)“雙引擎”，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)增長(zhǎng)、調(diào)結(jié)構(gòu)、惠民生都具有重要意義。

廈門才茂通信科技有限公司

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