一． 前言
近年来，全球石油资源的短缺以及人类赖以生存的自然环境日益恶化，使得减少温室气体排放量，遏制全球变暖趋势已经成为全球各国共同关注的焦点话题。汽车作为现代工业化社会的重要产物，为推动人类文明向前发展做出了巨大的贡献，给人类的生活带来舒适和便携。根据联合国的统计数据显示，目前汽车的耗油量已占全部石油消耗的75%，同时也带来了巨大的环境污染。
电动汽车以电代油，能够实现“零排放”和“低噪音”，是解决能源和环境问题的重要手段。随着电池技术的快速发展，电动汽车在性能和经济性方面已经接近甚至优于传统燃油汽车，并在最近几年间迅速在全球范围内推广应用，清洁、环保与节能的电动汽车已经成为世界汽车工业发展的热点与必然趋势。充电系统为电动汽车运行提供能量供给，是电动汽车的重要基础支撑系统，也是电动汽车商业化和产业化进程中的重要环节。电动汽车充电机作为电池充电的必要手段，其性能好坏和工艺复杂程度直接影响到电池的使用寿命和电动汽车的推广，为了推动电动汽车在全球的普及，各国陆续开始大批兴建“电动汽车充电网络”，电动汽车充电站（桩）的建设迅速在全球铺开。
我国从“十一五”时期开始实施新能源汽车科技规划，“863”项目共投入20亿元研发经费，形成了以纯电动、油电混合动力、燃料电池三条技术路线为“三纵”，以多能源动力总成控制系统、驱动电机及其控制系统、动力蓄电池以及管理系统三种共性技术为“三横”的电动汽车研发格局。电动汽车在我国已经进入快速发展的新阶段。
二. 厦门才茂DTU简介
厦门才茂CM3160P/CM3160EP DTU采用高性能工业级嵌入式处理器，以实时操作系统为软件支撑平台,超大内存,内嵌自主知识产权的TCP/IP协议栈。为用户提供高速，稳定可靠，数据终端永远在线，多种协议转换的虚拟专用网络。针对网络流量控制的用户，产品支持语音，短信，数据触发上线以及超时自动断线的功能。同时也支持双数据中心备份，以及多数据中心同步接收数据等功能。公司产品已广泛应用于金融，水利，环保，电力，邮政，气象等行业。CM3160P/EP是CM3150P/EP的升级和替代产品，3160改进了原来3150的无线模块的链接方式，提高了产品的稳定性，软件、硬件和配置软件和原来完全兼容。
一、 无线参数
1、支持EGSM900/GSM1800MHz双频，800/900/1800/1900MHz四频可选
2、GPRS multi-slot class 10
3、编码方案：CS1~CS4
4、符合SMG31bis技术规范
5、Compliant to GSM phase 2/2+
6、支持数据、语音、短信和传真
三、 硬件系统
1、CPU：工业级高性能嵌入式处理器
2、接口：
UART:
CM3160P:
1个RS232串口。
串口速率：110bps ~ 230400bps
数据位支持：8位 或 7位
奇偶校验位：无 或 奇数校验 或 偶数校验
停止位：1位 或 2位
流控： 无 或RTS/CTS
CM3160EP:
1个RS485接口。（根据需要，可支持RS232/422/TTL）
串口速率：110bps ~ 230400bps
数据位支持：8位
奇偶校验位：无 或 奇数校验 或 偶数校验
停止位：1位
流控： 无 或RTS/CTS
控制口：
RS-232, 115200 bps, 8 data bits,1 stop bit, no parity (8N1)
指示灯：具有电源POWER、通信ACT及在线指示灯Online。
天线接口：标准SMA阴头天线接口，特性阻抗50欧。
UIM卡接口：3V/5V标准的推杆式用户卡接口。
电源接口：标准的3芯火车头电源插座。
语音接口：标准的耳机麦克风接口。
3、供电：
外接电源：DC 9V 500mA
宽电压供电：DC 5-32V
通信电流：350mA
待机电流：35mA
4、尺寸
产品外形尺寸：92x62x22 mm（不包括天线及固定件）
产品包装尺寸：298x226x60mm
5、重量 ：0.41KG
6、其他参数:
工作环境温度-25~+65oC
储存温度-40~+85oC
相对湿度95%(无凝结)
四、 软件功能
1. TCP/UDP透明数据传输；支持多种工作模式。心跳包技术。
2. 智能防掉线，支持在线检测，在线维持，掉线自动重拨，确保设备永远在线。
3. 支持RSA，RC4加密算法
4. 支持虚拟值守VWM（Virtual Man Watch）功能，确保系统稳定可靠
5. 支持虚拟数据专用网（APN/VPDN）
6. 支持数据中心动态域名和IP地址访问
7. 支持DNS动态获取，防止DNS服务器异常导致的设备当机。
8. 支持双数据中心备份
9. 支持多数据中心同时接受数据
10. 支持短信、语音、数据等唤醒方式以及超时断开网络连接。
11. 支持短消息备份及告警。
12. 多重软硬件看门狗
13. 数据包传输状态报告。
14. 标准的AT命令界面
15. 可以用做普通拨号MODEM
16. 支持telnet功能。
17. 支持远程配置，远程控制
18. 通过串口软件升级
19. 同时支持LINUX、UNIX和WINDOWS操作系统
五、 产品特性
1. 三层系统保护： 在原来两级（软件保护+CPU内置看门狗保护，外置硬件看门狗保护）系统保护的基础上，增加一级系统监测保护SWP（System Watch Protect），彻底解决了业内”假在线”，”假死机”，”当机”等疑难问题。
2. 高速处理CPU： 采用高速ARM9的工业级CPU，可以更加高速地处理各种协议数据转换，规避因CPU处理速度慢而导致的数据重传和丢失等问题
3. DNS自动获取：自动获取DNS，不再需要人工配置输入DNS，规避了因为选择的DNS服务器异常，导致DTU设备当机的严重现象！
4. 完善的协议栈： 新系统加载了完善的TCP/IP协议栈，采用了完善的TCP/IP协议栈，网络通信性能优异。
5. EMC性能优异：通过电力3000V电击测试，特别适合在工业领域环境恶劣下使用，系统稳定可靠。
6. 支持多中心：客户数据可以同时往客户指定的监控中心发送，最大支持发送中心达256个
三．系统网组
1.网终拓扑结构
电动汽车充电设备主要包括充电站及其附属设施，如充电机、充电站监护系统、充电桩、配电室、信息传输设备以及安全防护设施等。
电动汽车充电桩是一种专为电动汽车的车用电池充电的设备。根据电流种类的不同，充电桩可分为交流充电桩和直流充电桩两种，分别采用相应的充电方式完成对车载蓄电池充电的功能。一般情况下，充电机应至少能为铁锂离子蓄电池、铅酸蓄电池和镍氢蓄电池三种类型动力蓄电池中的一种进行充电。
交流充电桩是安装在电动汽车外，与交流电网连接，为电动汽车车载充电机提供交流电源的供电装置，同时具备计量计费功能，直流充电桩是固定安装在电动汽车外，与交流电网连接，为电动汽车动力电池提供小功率直流电源的供电装置，直流充电桩具有充电机功能，可以实现监视并控制被充电电池状态，同时直流充电桩可以对充电电量进行计量。
系统构成
本系统主要由四部分组成：电动汽车充电桩、集中器、电池管理系统、充电管理服务平台。
电动汽车充电桩的终端控制器，用户可自助刷卡进行用户鉴权、余额查询、计费查询等功能，也可提供语音输出接口，实现语音交互。用户可根据液晶显示屏指示选择4种充电模式：包括按时计费充电、按电量充电、自动充满、按里程充电等。
电动汽车充电机控制器与集中器利用CAN总线进行数据交互，集中器与服务器平台通过才茂无线传输终端CM3160P利用无线GPRS网络进行数据交互，为了安全起见，电量计费和金额数据实现安全加密。
电池管理系统的主要功能是监控电池的工作状态(电池的电压、电流和温度)、预测动力电池的电池容量(SOC)和相应的剩余行驶里程，进行电池管理以避免出现过放电、过充、过热和单体电池之间电压严重不平衡现象，最大限度地利用电池存储能力和循环寿命。
充电服务管理平台主要有三个功能：充电管理、充电运营、综合查询。充电管理对系统涉及到的基础数据进行集中式管理，如电动汽车信息、电池信息、用户卡信息、充电桩信息；充电运营主要对用户充电进行计费管理；综合查询指对管理及运营的数据进行综合分析查询。
四．无线系统方案
A.公网方案
中心用一个服务器组作为中心接收，中心采用ADSL 等 INTELNET 公网连接，采用公网固定 IP 或者公网动态 IP+DNS 解析服务。此种方案先向 INTERNET 运营商申请 ADSL 等宽带业务。
1)中心公网固定IP：监控点直接向中心固定 IP 发起连接。运行可靠稳定，推荐此种方案。（固定 IP 费用比较贵）
2)中心公网动态IP+DNS 解析服务：大部分 IP 都是动态的，而且费用相对便宜。客户先与 DNS 服务商联系开通动态域名，动态域名解析软件网址如下：（可以先申请免费的二级域名进行测试）
花生壳域名解析http://www.oray.net/mian
88IP域名解析http://www.88ip.com/
注意：监控点先采用域名寻址方式连接DNS 服务器，再由 DNS 服务器找到中心公网动态 IP，建立连接。此种方式可以大大节约公网固定 IP 的费用，但稳定性受制于 DNS 服务器的稳定，所以要寻找可靠的 DNS 服务商。
B.专网方案
1、 根据客户内部网对网络安全的特殊要求，决定采用中国移动GPRS网络的专用APN形式入网：
 通过一条2M专线接入移动公司GPRS网络，双方互联路由器之间采用私有IP地址进行广域连接，在移动认证路由器与用户认证路由器之间建立加密隧道。
 为客户分配专用的APN，普通用户不能进入该APN。只有GPRS专网卡才能进入该APN网络，防止其他非法用户的进入。
 用户在内部建立RADIUS服务器，作为内部用户接入的远程认证服务器（或在APN路由器内，启用路由器本地认证功能）。只有通过认证的用户才允许接入，用以保证用户内部安全。
 用户在内部建立DHCP服务器（或在APN路由器内，启用DHCP功能），为通过认证的用户分配用户内部地址。
 端到端加密：移动终端和服务器平台之间采用端到端加密，避免信息在整个传输过程中可能的泄漏。
 双方采用防火墙进行隔离，并在防火墙上进行IP地址和端口过滤。
2．APN业务流程 GPRS专网系统终端上网登录服务器平台的流程为：
1）用户发出GPRS登录请求，请求中包括由移动公司为GPRS专网系统专门分配的专网APN；
2）根据请求中的APN，SGSN向DNS服务器发出查询请求，找到与企业服务器平台连接的GGSN，并将用户请求通过GTP隧道封装送给GGSN；
3）GGSN将用户认证信息（包括手机号码、用户账号、密码等）通过专线送至Radius进行认证；
4）Radius认证服务器看到手机号等认证信息，确认是合法用户发来的请求，向DHCP服务器请求分配用户地址；
5）Radius认证通过后，由Radius向GGSN发送携带用户地址的确认信息；
6）用户得到了IP地址，就可以携带数据包，对GPRS专网系统信息查询和业务处理平台进行访问。
第六部分 结束语
随着人们环保意识的增强，世界各国对能源汽车的推广支持，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。