基于GSM短信的电动汽车充电装置控制系统的设计

狄海俊 张圣?黄伟军

摘?要：本文介绍了一种新型的电动汽车充电装置，以单片机为主控制模块，通过增加GSM短信通信的功能，实现车主的手机与充电装置控制系统的通信，一方面车主通过发送短信对电动汽车智能充电进行控制，另一方面充电的信息通过短信发给车主手机，实现对充电系统的远程在线监测和控制。

关键词：单片机GSM短消息充电装置

中图分类号：TN98 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）10（a）-0047-02

电动汽车具有零排放无污染、行驶费用低等特点，从长远角度看，今后的交通工具将是电动汽车的主场。但是电动汽车的充电过程时间较长，而且通常无人值守，存在一些不确定的安全隐患，诸如交流电压过高/过低、温度过高、电流冲击浪涌、过载等问题。本文介绍了一种新型的电动汽车充电装置，可将充电的信息以短信形式通过GSM发给车主手机，实现车主对充电的远程在线监测，一旦出现问题能及时知晓并作出处理，这为私人电动汽车在无人看守的情况下充电提供了安全保障。

1 系统结构和工作原理

系统框架如图1：所述的一种基于手机短信的电动汽车充电装置包括手机、GSM通信终端模块、充电电路、微处理器控制单元，电动汽车充电装置由微处理器控制单元控制，微处理器控制单元通过GSM网络通信模块与车主进行短信交换信息，在充电过程中，由微处理器控制单元采集有关的电流、电压、温度等信息并对所采集到的参数进行预判断，微处理器控制单元得出交流电压过高/过低、温度过高、电流冲击浪涌、过载等结果时，微处理器控制单元将所采集到的故障信息通过短信发至车主手机并可根据车主所发回的短信信息发出相应的安全控制指令。

1.1 GSM模块TC35介绍

GSM网络经过移动通信部门的多年建设，已成为成熟、稳定、可靠的通信网络。本系统的GSM通信终端模块采用TC35 ，TC35是德国西门子（SIEMENS）公司推出的GSM模块，是目前市场上广泛使用的低成本、高性能手机模块，它支持（900MHz1800MHz），可通过40脚的ZIF接口建立控制接口，使用户能够通过AT命令实现对TC35模块的控制。模块提供ZIF接口连接器和天线连接器分别连接SIM卡读卡器和天线。

1.2 充电电路结构

充电电路的结构如图2，包括整流电路、主充电电路、电流/电压采样电路、控制电路、温度采样电路以及保护电路、驱动电路，外部电源经整流电路接入主充电电路，送至充电电池对充电电池进行充电，同时主充电电路的输出电流送至电流/电压采样电路进行电流/电压采样，采样结果送至微处理器控制单元，微处理器控制单元根据采样结果发出控制指令，控制主充电电路的电压/电流。温度采样电路用于采集所述充电电池的内部温度，并将所采集到的温度参数送至微处理器控制单元，微处理器控制单元根据所采集到的温度参数判断充电电池内部温度是否过高。保护电路、驱动电路均设于主充电电路与微处理器控制单元之间，微处理器控制单元根据电流/电压采样电路、温度采样电路的采样结果得出交流电压过高/过低、输出过压/欠压、温度过高、电流冲击浪涌、过载等判定结果时，发出指令开启保护电路用以对主充电电路进行保护，在严重时微处理器控制单元通过驱动电路关闭主充电电路停止充电动作。

1.3 单片机控制单元

单片机控制单元的原理框图如图3所示，它包括接口模块、信号采样模块、显示模块、人机接口模块、GSM通信终端模块、SIM卡以及微处理器电源和微处理器复位电路，接口模块与微处理器相连，包括充电电路控制接口模块、充电电路保护接口模块、充电电路驱动接口模块，接口模块用于与充电电路中的控制电路、保护电路、驱动电路的快速连接，信号采样模块与所述充电电路中的电流/电压采样电路、温度采样电路相连，用于向微处理器反应所采集到的电流/电压信号以及充电电池的内部温度，显示模块、人机接口模块、GSM通信终端模块均与微处理器保持双向通信，GSM通信终端模块通过SIM卡联接用户的手机终端。

2 系统软件设计

系统软件设计采用模块化设计。由主程序、初始化子程序、中断服务程序、GSM拨打电话程序和停止报警程序等模块组成。

2.1初始化程序

初始化程序先进行硬件的初始化，让硬件处于就绪工作状态，初始化串口。包括选择串口工作方式和波特率的设定。初始化单片机I/0口电平，初始化GSM手机模块，使GSM处于待机状态，打开总中断，打开外部中断。

2.2 GSM 拨打电话程序

若有信息与外界交换，则启动GSM拨打电话程序，单片机和GSM 模块进行串口通信，单片机通过串口发送AT指令.控制GSM，若单片机和GSM握手成功，即单片机成功发数据到GSM，GSM成功接收来自单片机的数据后，但单片机再发送ATD拨打电话指令控制GSM拨打电话，车主接收到报警电话后，即可处理报警。

2.3 收发短信的控制

TC35 模块采用AT贺氏指令。单片机可以通过正确的AT指令对TC35模块进行短消息的接收发送。

发送信息指令：AT+CMGF=1，设置发送短消息发送格式，1代表PDU模式；是回车符号，如果指令正确则模块返回OK，否则返回“ERROR”。AT+CMGS=13616202757，设置接收方的手机号码。等待TC35模块返回ASCII字符“>”，然后把PDU数据输入。如果指令正确则模块返回OK，否则返回“ERROR”。接收信息指令：AT+CMGR=1，当单片机把指令发给TC35模块时，如果指令正确，则返回：+CMGR： "REC READ"，"+8613616202757"，，"12/05/02，15：03：38+32"？OK+CMGR 后的数字（如1）表示记录号，"RECREAD"表示已读，（未读为"REC UNREAD"），"+8613616202757"表示发方号码，" 12/05/02，15：03：38+32"表示时间邮截。“？”为PDU数据，最后是OK，否则返回“ERROR”。

4 结语

本设计以单片机为主控制模块，通过增加GSM短信通信的功能，完成车主的手机与充电装置控制系统的通信，从而实现电动汽车充电的远程监控。本方法通过实际的测试，效果良好。该系统具有使用简单，费用少，控制效率高等优点。以GSM短消息为数据传输手段建立远程监控系统， 再加上高性能的嵌入式CPU作为系统的控制核心，使电动汽车具有智能充电功能，将会得到广泛应用。

参考文献

[1]啜刚，王文博.移动通信原理与系统[M].北京：北京邮电大学出版社，2009.

[2]周志敏.充电器设计与应用[M].北京：人民邮电出版社，2005.

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