LoRa在電動(dòng)車(chē)智能充電系統的應用

電動(dòng)自行車(chē)以其便捷、實(shí)惠、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，迅速成為一、二、三線(xiàn)城市居民的重要交通工具。然而隨著(zhù)電動(dòng)自行車(chē)的普及，電動(dòng)車(chē)充電與日常管理問(wèn)題就日益突出，如何解決充電管理問(wèn)題已成當務(wù)之急。

電動(dòng)車(chē)智能充電系統主要應用于小區、景區和高校等停車(chē)場(chǎng)，有效解決車(chē)主充電難題，規范停車(chē)場(chǎng)管理，安全方便。電動(dòng)車(chē)智能充電系統網(wǎng)絡(luò )拓撲如下圖所示，整個(gè)系統主要由終端設備、主機、云端、服務(wù)器和手機APP組成。

一、主機

通過(guò)LoRa通信管理多個(gè)終端設備，數據通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò )通信上傳至云端服務(wù)器，管理員可通過(guò)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(hù)通過(guò)手機APP掃描設備二維碼或者刷卡請求設備通電，服務(wù)器判斷請求通過(guò)后控制插座通電給電動(dòng)車(chē)充電，管理員可通過(guò)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(chē)場(chǎng)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(chē)場(chǎng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )信號差，使用2/3/4G模塊或者WIFI模塊等都會(huì )因為網(wǎng)絡(luò )信號差問(wèn)題導致設備間無(wú)法通信。

四、采用LoRa通訊的好處

如果終端和主機間采用傳統的485方式通信，施工成本太高，還影響美觀(guān)。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(wèn)題。同時(shí)LoRa組網(wǎng)可將數量龐大的終端設備分成多個(gè)子網(wǎng)絡(luò )，方便管理員維護和管理。終端設備和主機設備通過(guò)LoRa方式通信，解決了丟包、遠距離傳輸等問(wèn)題，實(shí)現設備間穩定通信?？梢造`活地組建幾十臺設備間的子網(wǎng)，給現場(chǎng)施工帶來(lái)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(wú)線(xiàn)產(chǎn)品。模塊采用源自軍用戰術(shù)通信系統的LoRa調制技術(shù)設計，完美解決了小數據量在復雜環(huán)境中的超遠距通信問(wèn)題。

相較傳統調制技術(shù)，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，解決了傳統設計方案無(wú)法同時(shí)兼顧距離、抗擾和功耗的弊端。另外，模塊集成了+20dBm的可調功率放大器，并可獲得超過(guò)-148dBm的接收靈敏度，鏈路預算達到了行業(yè)領(lǐng)先水平，針對應用于遠距離傳輸且對可靠性要求極高的場(chǎng)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(diǎn)470MHz，模塊特性如下。

?  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：+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等調制方式

?  發(fā)送和接收緩沖區共256字節

?  支持多種低功耗操作模式

?  采用SPI總線(xiàn)通信接口

?  長(cháng)×寬×高：15×15×2.2（mm）

產(chǎn)品選型表：