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市政路灯充电桩一体化解决方案

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2020年4月19日
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才茂通信市政路灯充电桩一体化
解决方案

摘要：
本文提供了一种基于2G/3G/4G无线网络的路灯充电桩一体化系统设计与实际应用方案，简要介绍了充电桩的行业信息，描述了2G/3G/4G无线传输应用于路灯充电桩的实现方法。经过实际应用，获得了理想的效果。
关键词：路灯；路灯充电桩；充电桩； 2G/3G/4G；路由器；视频监控；广告；

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。

二、方案介绍
本文提出了一种基于市政路灯和电动汽车充电桩的一体化设计方案，可有效利用市政路灯改造后节省出来的配电容量安装直流充电桩。广泛分布于城市街道的一体化充电桩在保证道路高效照明的同时，为电动汽车充放电提供接口，具有保护、监测、控制、通信、计量等功能，便于主站系统实现对路灯和电动汽车充放电状态的远程监测和控制。该方案可行性强，适合大规模推广，能够很好地解决充电桩、充电站建设过程中征地难的问题，该方案基于2G/3G/4G等无线通信方式，一方面解决了网络布线困难的问题，另一方面安装视频监控等对数据传输速率要求较高的设备，也将很好的满足实际实时通信的需求。

基于此，本文提出了基于才茂无线终端CM530-8通信专网的路灯充电桩一体化系统，利用 2G/3G/4G无线通信专网代替有线宽带等公网，由于该专网具有数据传输速率快、时延小、成本低廉、支持海量实时用户等特点，因而能很好地支持视频监控等功能。

三、方案设计

系统结构
系统主要包括市政路灯充电桩一体化设备、低压直流供电网络、CM530-8无线通信网络、主站监控系统、电源系统、数据中心等，系统结构如图 1 所示。

系统架构图1
市政路灯充电桩一体化设备兼顾市政路灯和电动汽车充电桩，一方面能以高光效和低能耗为城市道路提供照明，另一方面能够为电动汽车提供直流充电服务； CM530-8无线通信网络为系统提供可靠、高速的通信保障，能有效支持控制指令、一体化设备在线状态监测、视频监控、广告发布等大量数据的实时传输，而且能节约通信成本；主站监控系统利用无线通信模块接收来自一体化设备的实时监测信息，包括路灯开关状态、充电桩工作状态、视频监控等数据，对于部分安装了 CM530-8 专网通信模块的电动汽车，主站监控系统还能接收其发送来的请求指令等数据，主站系统可经过控制系统处理，利用通信模块发送相应的信息；经过CM530-8无线通信设备，能够很方便的管理到前端路灯的运作状态，充电桩的各种信息，第三方平台的数据交互，视频道路监控等情况。

方案应用图：

通信链路分析

通信系统作为整个充电系统中的重要组成部分，承担着一体化设备和主站系统、电动汽车和主站系统的双向通信任务。一方面路灯充电桩一体化设备能够利用无线通信方式和主站系统进行通信，一体化设备将状态监控的数据实时上传到主站系统，主站系统根据控制系统指令实现对路灯、充电桩、视频监控、广告屏等设备的远程控制；另一方面安装了无线通信模块的电动汽车，可向主站系统实时分享当前所在位置、提出充电服务请求、查询附近的充电桩位置等，主站系统根据其请求指令发送相应数据。该通信具有数据量大、实时性高、双向传输、覆盖范围广等特点，因而传统的 GPRS 等公网通信方式无法满足需求，可利用 CM530-8 无线通信专网提供通信服务。

系统通信链路如图 3 所示，电动汽车和一体化设备能够经过基站发射的信号实现与 CM530-8 核心网的连接，利用无线网络防火墙确保主站系统的安全，经过防火墙后即可访问主站系统。主站系统既包括接入服务器、数据服务器等，还包括一体化设备、视频和电动汽车的监控系统、广告系统。一体化设备的市政路灯状态（开灯或关灯）、充电桩状态（是否在充电、充电多久等）能够实时上传到主站系统，并能实现主站系统对设备的远程即时监控。

系统拓扑图
方案优势

利用市政路灯所在位置安装路灯充电桩一体化设备，可在不占用额外土地资源的前提下，建设电动汽车充电一体化设备，因而比传统的充电站、充电桩的建设具备显著优势。直流充电桩能够为电动汽车蓄电池直接充电，节省交直流转换环节，提高了效率并实现电能节约。

视频监控系统，对一些治安重点监控区域，如居民小区、城区路面、商业中心、娱乐场所、车站广场、重点单位等场所实施远程实时监控，及时了解现场车流、人流及异常情况，并进行远程录像备份，是科技强警建设的重要组成部分。因而一体化设备中的视频监控系统具有重要意义，利用 CM520-8 无线通信系统，能够摆脱 GPRS 等通信方式的带宽约束，实现海量数据 的实时传输。

WiFi广告发布系统，经过每个路灯的广告屏，能够实时发布发布政府相关信息，时事新闻，提高市民文化水平，同时也为建设智慧城市提供更好的条件，增加便民服务。

四、厦门才茂一体化设备：
1. 支持视频加密功能；
2. 支持3G、4G无线通信；
3. 支持4路RJ45、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. 支持高清、标清各种分辨率视频；
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；
11. 支持1路和4路的VGA和HDMI输出以及广告屏对接；
12. 支持环境温湿度的检测；
13. 支持移动侦测报警与IO报警功能；
14. 支持WiFi覆盖功能；
15. 支持广告营销发布；
16. 支持第三方支付平台对接；

五、 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、 16项著作版权证书
5、 EMC检测报告
6、 国家强制3C认证
7、 DTU创新产品奖
8、 欧洲CE认证
9、 深圳比亚迪用户测试报告

六、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，应用于智能快件箱、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。

七、结束语：
本文提出了一类基于路灯充电桩一体化设备、低压直流供电网络、CM530-8 无线通信技术的充电系统，利用路灯所在位置建设路灯充电桩一体化设备，能够节省宝贵的土地资源， 因而实施该方案可在城市范围内建设电动汽车充电网络，具有良好的可行性、经济性和实用性，可有效解决电动汽车充电难、推广难等问题。另外，该系统综合利用低压直流供电和先进无线通信技术，使得整个系统具备较高的智能化、自动化和互动化等特征，符合智能电网发展要求，而且可实现显著节约电能、提高效率、减少排放等经济效益、环保效益和社会效益。
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