应用CPU卡实现充电桩计费的研究
电力营销中CPU卡的应用研究
的 是 一 表 一 卡 模 式 ， 即 一 张 购 电 卡
只 能 在 一 块 电 能 表 上 使 用 ， 同 时 一 块 电 能 表 只 能 识 别 一 张 购 电 卡 。 在 预 付 费 电 能 表 中 内 置 嵌 入 式 安 全 模
部 认 证 时 ，每 次 都 取 一 个 随机 数 进 行 加 密 认 证 ， 从 而 保 证 了 “ 次 一 一 密” ，大大增 强了系统 的安全性 。
３ １ 一 表 一卡 模 式 ．
普 通 居 民 预 付 费 售 电 系 统 采 用
卡 中 的数 据 存 储 区（ ＲＡＭ ） 行 数 据 进
ＴＲｌ ｆＯ ＥＲ ｉ ｅ 》源自＝ 下电力营 销 中Ｃ Ｕ 的应用研 究 Ｐ 卡
张姣姣’ 。孙志杰 ，宋雨虹 （ ． １ 华北 电力大学 ，河北 保定 ０ １ ０ ；２ 华北 电力科学研究院有限责任公 司．北京 １ ０ ４ ） ７０３ ． ０ ０ ５
０ 引言
智能Ｃ ＰＵ卡 作 为 信 息 传 输 媒 介
用 于 电力 营销 的预 付 费 售 电管理 ，
电 能 表 的 计 量 信 息 和 运 行 状 态 信 息 传 递 到 计 费 管 理 系 统 。 电 能 表 用 来 完 成 用 户 用 电 的 计 量 以 及 控 制 ， 当
随 机 存 储 单 元 ＲＡＭ 和 只 读 存 储 单 元 ＲＯＭ 的 Ｉ Ｃ卡 。 其 中 ， ＲＡＭ 用 于 存
成 … （ 图 １ 。主 站 是整 个 Ｃ 见 ） ＰＵ卡 电 表 计 费 管 理 系 统 的 核 心 ， 内置 加
密 机 ，包括 主 站 管 理 系 统 、密 钥 管 理 系 统 、 发 卡 管 理 系 统 和 售 电 管 理 系 统 。 购 电 卡 由 用 户 持 有 ， 是 计 费
电动汽车充电桩调度算法的研究与优化
电动汽车充电桩调度算法的研究与优化随着电动汽车的普及，充电桩的需求激增。
为了提高充电桩的利用效率和服务质量，研究和优化电动汽车充电桩调度算法成为当下的热点问题。
本文将从问题的背景、相关研究、调度算法的优化方向以及未来发展方向等方面进行探讨。
一、问题背景随着电动汽车充电桩的快速普及，如何合理高效地调度充电桩资源成为亟待解决的问题。
充电桩的供需不平衡、充电难、排队等待时间长等问题已经成为阻碍电动汽车普及的瓶颈。
因此，对充电桩的调度进行合理规划是提高充电设施效率的关键。
二、相关研究当前，关于电动汽车充电桩调度算法的研究主要可以分为以下几个方面：充电桩配备策略、用户行为模型、充电桩调度算法。
1. 充电桩配备策略充电桩的数量、布局和位置对调度算法起着重要影响。
传统的配备策略主要基于经验和规则，未能很好地适应充电桩需求的快速增长。
近年来，通过评估用户行为、交通特征以及定量模型等方法，提出了基于数据驱动的配备策略。
这种策略可以在满足用户需求的同时，降低充电桩的过剩或不足。
2. 用户行为模型用户行为模型是调度算法的重要组成部分，关系到对用户需求的准确预测和合理调度。
为了更准确地推测用户的行为，学者们提出了基于机器学习和数据挖掘技术的模型。
通过分析历史充电数据、用户的出行行为等，可以更好地预测用户的充电需求和到达充电桩的时间。
3. 充电桩调度算法充电桩调度算法的目标是最大限度地提高充电桩的利用率，减少用户的等待时间和充电桩的闲置时间。
针对该问题，研究者们提出了多种调度算法，如基于遗传算法的充电桩调度、基于模拟退火算法的充电桩调度、基于启发式算法的充电桩调度等。
这些算法通过考虑充电桩之间的距离、用户的到达时间、剩余电量等因素，寻求最佳调度方案。
三、调度算法的优化方向尽管目前已有许多关于电动汽车充电桩调度算法的研究，但仍然存在一些挑战需要进一步改进和优化。
在优化算法方面，以下几个方向可以被重点关注：1. 算法效率研究者们应该寻求更高效的调度算法，减少计算时间和算法复杂度。
电力载波通信PLC技术在充电桩建设中的应用
电力载波通信PLC技术在充电桩建设中的应用新能源电动汽车作为绿色环保交通工具，发展前景巨大。
配套的基础设施充电桩行业的发展，受到越来越多的关注。
基于电力载波通信PLC技术，为充电桩的建设提供解决方案。
阐述PLC技术在充电桩建设中的能力与优势。
标签：电动汽车;充电桩;电力载波通信;PLC技术引言本文基于电动汽车在我国的发展及充电桩产业的市场前景分析，说明了电力载波通信（PowerLineCommunication，PLC）技术在充电桩建设中的能力与优势。
1充电基础设施建设的现状及分析中国电动汽车长远发展的关键点有3方面：电池技术、充电基础设施、信息及通信技术。
其中充电基础设施的建设和发展方向要遵循“網联化、智能化、共享化”以及三者之间的高度融合。
充电基础设施的建设涉及较多的管理单位，包括电网企业、能源规划与发展、交通产业、城市规划建设等多个管理主体，其发展需要政府的政策引导和市场的有效协调。
然而我国缺乏统一协调的市场引导和政商沟通机制，尤其在城市居民区域的利益相关资源和政商链整合方面存在不足，在充电桩占地手续办理、充电维护管理等各环节仍面临着城市建设、小区物业管理、政府审批等多方面事务性的相关阻碍。
由此，在高密度的大城市普遍存在“安装充电桩难”和“大量私家充电桩闲置”的矛盾问题。
因此，采用物联网技术和充电基础设施研发的高度融合策略，针对我国超大城市普遍存在的人口密度高，地面空间面积稀缺的具体情况，提出基于物联网技术的城市电动汽车智能化共享充电新商业模式就具有非常实际的意义。
2电动汽车用户的用电需求城市电动汽车的用电需求具有3个特殊性：可移动性、多样性、分时性。
可移动性：作为交通运输工具，同一辆电动汽车可能会停靠在多个不同的位置，其用电需求也会在不同停靠位置间移动，因此针对传统电网用户设计的“定点用电、定点计费”的用电服务方式就不再适用，而必须为电动汽车用户提供“多点用电、多点计费”的用电服务方式。
电动汽车充电系统中充电桩调度算法的研究
电动汽车充电系统中充电桩调度算法的研究随着电动汽车的迅速发展与普及，充电桩的供需失衡问题变得越来越突出。
为了提高充电效率、缓解充电桩拥堵情况，研究充电桩调度算法成为当前的热点问题。
本文将对电动汽车充电系统中充电桩调度算法进行详细研究，探讨如何优化充电桩调度以满足用户需求，提高系统整体的运行效率。
1. 引言电动汽车充电系统是将电能转化为化学能的重要环节。
然而，由于电动汽车充电桩数量的限制以及用户的不同充电需求，充电桩调度问题成为制约充电系统发展的主要因素之一。
通过合理的充电桩调度算法，可以提高充电桩的利用率，减少用户等待时间，降低充电桩拥堵的风险。
2. 充电桩调度算法相关研究现状目前，针对充电桩调度问题，已经有许多相关研究取得了重要成果。
其中，最为典型的算法包括贪婪算法、遗传算法、模拟退火算法、蚁群算法等。
这些算法在一定程度上解决了充电桩调度问题，但仍然存在一些不足之处，如算法复杂度高、求解效果欠佳等。
3. 充电桩调度算法研究方向鉴于现有算法的不足，对充电桩调度算法的研究可以从以下几个方向展开：3.1 充电桩位置优化选择合适的充电桩位置对于充电桩调度算法至关重要。
通过对用户的充电需求进行分析和预测，可以优化充电桩的布局，使得充电桩的分布更加均匀，减少充电桩拥堵的发生。
3.2 充电桩调度策略充电桩调度策略是决定充电桩调度效果的重要因素。
可以采用基于循环等待的策略，即按照车辆的到达顺序进行充电；也可以采用基于用户权重的策略，即根据用户的优先级进行充电调度。
此外，还可以考虑车辆的充电时间限制、等待时间限制等因素，制定相应的调度策略。
3.3 充电桩动态调度随着用户需求的不断变化，充电桩的调度也需要实时动态调整。
通过监控充电桩的使用情况以及用户的充电需求，可以在合适的时机对充电桩进行调度，以满足用户需求并提高充电桩的利用率。
4. 充电桩调度算法优化方法为了提高充电桩调度算法的效果，可以采用以下几种优化方法：4.1 多目标优化算法充电桩调度问题通常涉及多个目标，如最小化用户等待时间、最大化充电桩利用率等。
应用CPU卡实现充电桩计费的研究
在 安 全设 计 中 ，为文 件 设置 不 同 的权 管 理 过程 中使 用 的密 钥 和专 属于 交 易过 程 密钥 管理 的 主要 任 务是 保证 密 钥产 生
电模 式 ， 以保 障充 电桩 、 电动 汽 车安 全 以 件 的修 改 可设 置 为高权 限；对 文 件 的查 询 因 此在 充 电设 计 中，计 费可 分 为充 电
主 要 内容包 括 对 Ｃ Ｕ 的 密钥 管 理 、 Ｐ卡 发 卡机 的硬件 和软 件设 计 。
４ ２ １密钥管 理 ．．
次只 为一 辆汽 车提供 服务 ； 人值 守 ；
扣除； 对 充 电 中的突 发 情况 处理 采取 紧 急 断 及误 动用 户 的人身 安全 ；
自助 智能 式消 费 模式 ，正 常运 行 中无 Ｃ Ｓ 统 规 定只 有 当 卡 片 处于 要 求 的状 态 Ｏ系
汽 车 用户 自 操 作使 用 充 电桩 ，将 减少 充 卡 。从 成本上 考虑 ，ＣＵ 助 Ｐ 卡价格 较为低 廉 ，
电桩 的人工 消耗 、节 约运行 成本 。
２ 充 电桩计 费的 ｌ卡选 型 ． ｃ 在应 用 的 Ｉ 卡选 型中 ，首 先考 虑 到消 Ｃ 费过 程 的金 融 安全 性 ，排 除无 加密 功 能 的
…
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…
．
皇王研霾一 盟＿
应 用Ｃ Ｕ卡实现 充电桩计 费的研 究 Ｐ
山西 电力公 司超 高压公 司 王建伟 华北电力大学控制与计算机工程 学院 尹婷婷 林 永 君 山东大为 电气有 限公 司 朱振 军
【 摘要 】针对用户对 电动汽车充 电桩 中刷卡计费 的应用需求 ，本文首先对现有Ｉ 卡选型，提出 了采用ｃ ｕ卡构建刷卡计费系统的解决方 案；然后针对ｃ ｕ卡的发卡 ｃ Ｐ Ｐ
基于IC卡的充电桩用户管理系统设计与实现的开题报告
基于IC卡的充电桩用户管理系统设计与实现的开题报告一、项目背景随着新能源汽车不断普及，充电桩数量急剧增加，用户管理和支付系统变得越来越重要。
传统的用户管理和支付方式如现金、银行卡等风险高，效率低。
因此，基于IC卡的充电桩用户管理系统成为一种常见的解决方案。
本项目的目的就是设计和实现这样一种基于IC卡的充电桩用户管理系统，以提高充电桩的安全性、自动化水平和管理效率。
二、项目内容本项目将设计和实现一套基于IC卡的充电桩用户管理系统，主要包括以下内容：1. 用户管理模块：管理用户的注册、身份验证、余额查询、充值等事宜。
2. 充电管理模块：实现充电桩的管理，包括充电桩开启、关闭、状态监测等。
3. IC卡管理模块：管理IC卡的注册、注销、初始余额设置等。
4. 充电记录模块：记录用户的充电记录，以便后期查询。
5. 用户界面：提供一个友好的用户界面，方便用户进行操作。
三、项目意义本项目的意义如下：1. 提高充电桩的安全性：本系统采用IC卡进行身份验证和充电支付，有效避免了现金交易的风险。
2. 提高管理效率：采用自动化管理模式，大大增强了充电桩管理的效率。
3. 增强用户体验：系统提供友好的用户界面和方便的充值方式，提高了用户的使用体验。
四、项目技术路线本项目主要采用以下技术：1. 硬件平台：使用STM32微控制器和IC卡读卡器实现充电桩和IC 卡的交互和通信。
2. 软件平台：采用C++语言编写系统程序，开发平台为Visual Studio。
3. 数据库：使用MySQL数据库存储用户和充电记录数据。
4. 操作系统：系统采用实时操作系统FreeRTOS，以确保系统的稳定性和实时性。
五、预期成果本项目预期完成以下成果：1. 完成基于IC卡的充电桩用户管理系统的设计和实现。
2. 实现系统的用户管理、充电管理、IC卡管理和充电记录等功能。
3. 通过测试验证系统的实用性和可靠性。
六、项目进度安排本项目预计分为以下阶段进行：1. 系统设计和技术调研阶段（两周）：确定系统功能和技术路线，进行系统需求分析和软件架构设计。
我国交通智能卡行业CPU卡技术应用探讨
逻辑加密卡技术成熟、价格低廉，在传统的城市交通智能卡应用中占据了绝大部分市场份额。
按交通智能卡“一卡多用、多卡互通”的发展趋势，电子钱包资金存量必将越来越高，逻辑加密卡的安全隐患已在业内引起高度关注。
CPU卡的安全性大幅优于逻辑加密卡，但高昂的价格严重制约了其推广应用。
近来随着非接触CPU卡的推出，其价格接近逻辑加密卡，技术也日趋成熟，这使全面推广应用CPU卡取代逻辑加密卡成为可能。
为此，国家建设部明确要求跨行业及互联互通的IC卡应用应采用安全性高的CPU卡，并组织编制CPU卡芯片技术要求和COS技术要求等行业标准，致力推广CPU卡技术在交通智能卡领域的应用。
主流方案分析目前我国绝大部分城市交通智能卡应用均基于逻辑加密卡技术，全国已发行逻辑加密卡上亿张，安装刷卡终端几十万台。
推广CPU卡时，如何才能既保护已有投资，也方便老百姓使用，实现平稳过渡？业内目前对此主要有三种意见。
意见一：一步到位推广CPU卡技术方案：CPU卡无需兼容逻辑加密卡。
系统改造：全面升级原有逻辑加密卡系统，将原来只能读写逻辑加密卡的交易终端（下称M1终端）全部改造或更换成可读写CPU卡的交易终端（下称CPU终端），CPU终端应同时支持逻辑加密卡的读写，实现向下兼容。
运营模式：新布设的交易终端全采用CPU终端，新发行的卡片全采用CPU卡。
CPU卡支持跨行业及互联互通应用，已发行的逻辑加密卡限制在原应用领域使用，由市场逐步淘汰。
利弊浅析：由于推广CPU卡应用不产生直接的经济效益，而此方案要求运营商对原有系统进行全面升级改造，一次性投入很大，运营商难以承受，缺乏积极性，推广难度很大，可操作性值得商榷。
意见二：双钱包同步技术方案：CPU卡划出部份空间由硬件模拟逻辑加密卡功能，CPU卡本身带有符合PBOC标准的电子钱包（下称CPU钱包），所模拟的逻辑加密卡功能也带有电子钱包（下称M1钱包）。
每次交易时，由卡片COS对两个钱包进行校验和数据同步，确保两个钱包余额一致。
电动汽车充电桩智能调度算法研究与优化
电动汽车充电桩智能调度算法研究与优化随着电动汽车的不断普及，充电桩作为电动汽车充电的重要基础设施，也面临着越来越多的挑战。
充电桩的数量有限，但充电需求却在迅速增长，这导致了充电桩的供需不平衡问题。
为了解决这个问题，研究和优化充电桩的智能调度算法变得尤为重要。
智能调度算法是指利用数据分析和算法优化的方式，实现充电桩的有效调度，并优化整体的充电效率和用户体验。
这种算法可以根据电动汽车的充电需求、充电桩的位置和状态等因素，来合理分配充电资源，从而提高充电桩的利用率，减少用户的等待时间。
首先，智能调度算法需要根据车辆的充电需求和偏好，合理分配充电资源。
通过分析车辆的充电频率、剩余电量、行驶里程等因素，可以预测车辆未来的充电需求，并根据这些需求来分配充电桩。
例如，对于行驶里程较长的车辆，可以优先分配充电桩，保证其能够及时充电。
对于充电需求较低的车辆，可以将充电桩分配给其他有更高需求的车辆，以充分利用充电资源。
其次，智能调度算法需要根据充电桩的位置和状态，合理安排充电桩的使用。
充电桩的位置决定了它们能够服务的范围，而充电桩的状态则反映了它们是否可用。
通过实时监测充电桩的使用情况和维护情况，可以判断充电桩的可用性，并在需要的时候进行维护和修复。
同时，根据充电桩的位置和用户的位置，可以合理分配充电任务，减少用户的行驶距离和等待时间。
例如，可以将充电桩分布在城市的交通枢纽附近，或者根据充电桩的使用情况来调整充电桩的位置，以便更好地满足用户的充电需求。
另外，智能调度算法还可以考虑不同充电桩的充电速度和功率等因素，来优化充电任务的分配。
不同的充电桩具有不同的充电速度，有些充电桩甚至支持快速充电。
通过根据车辆的充电需求、充电桩的充电速度和功率等因素，可以选择最适合的充电桩，并合理分配充电任务。
例如，对于电量较低的车辆，可以将其分配给充电速度较快的充电桩，以便更快地完成充电任务。
对于需要长时间充电的车辆，可以将其分配给不需要频繁使用的充电桩，以充分利用整体的充电资源。
充电桩智能分配与运营优化算法研究
充电桩智能分配与运营优化算法研究随着电动车的快速发展和广泛应用，充电桩作为电动车充电的基础设施成为城市发展的重要组成部分。
然而，充电桩数量有限、分布不均、充电桩占用时间长等问题导致了充电桩资源利用率低下、充电排队时间长等运营困境。
为了解决这些困境，充电桩智能分配与运营优化算法得到了广泛关注和研究。
充电桩智能分配算法主要是为了根据电动车的需求和充电桩的状态，智能地分配和调度可用的充电资源，以提高充电桩的利用率。
其中，充电桩的状态包括充电速度、剩余时间、状态切换等等。
基于这些信息，智能分配算法可以根据不同的策略选择最合适的充电桩给到用户。
例如，一些算法可以通过预测用户出行规律和历史数据，设计出能够最大化满足用户需求的充电策略，从而减少用户等待时间和排队人数。
除了智能分配算法，充电桩运营优化算法也是使得整个充电系统更加高效运作的关键。
充电桩运营优化算法主要是基于充电桩的实时运营数据和市场需求等信息，设计出合理的桩均价和充电策略，最大程度地提高资源利用效率。
这些算法可以帮助运营商更好地规划充电桩的布局和数量，合理设定充电价格和时间分配等，从而实现收入最大化和利润优化。
在充电桩智能分配与运营优化算法的研究中，有一些特定的算法应用得到了广泛的关注。
一种是基于强化学习的算法，利用强化学习的机制来根据充电桩的状态和电动车的需求动态分配充电资源。
这种算法可以通过学习和不断优化，逐渐提高自身的效果和学习能力。
另一种算法是基于遗传算法的优化算法，通过模拟自然界的选择和进化过程，找到最优解决方案，进而优化充电桩的运营效率。
充电桩智能分配与运营优化算法的研究还面临一些挑战和问题。
首先，有效的算法需要大量的充电桩数据和用户需求数据作为基础，但目前充电桩数据和用户需求数据的采集和共享仍然存在难题。
其次，不同城市、不同地区的充电桩布局和使用情况差异较大，需要针对性地进行算法设计和优化。
此外，充电桩智能分配与运营算法的实施还需要充电桩企业、充电运营商、政府等多方利益相关者的协同合作。
基于Cortex-M3智能电量计费器系统
基于Cortex-M3智能电量计费器系统摘要】通过调查社会需求，我们可以发现智能电表是以后的发展趋势，它即能够方便实现与上位机通信来实现统一管理，又能直观地提醒你要节约用电，提倡环保用电。
智能电表是由传统电能表逐步发展起来的，它在智能电网中是重要的智能终端。
智能电表功能的扩充使得智能电表除了具有了双向计量的基本功能以外，还具有分时分类计量、双向通信、多种控制的功能。
智能电表的大量使用将会使得智能电网的节能、高效、安全的性能得到更充分的体现。
关键词：电量采样;电量计费;Cortex-M3单片机;ID卡一、基于Cortex-M3智能电量计费器系统特点本课题“基于Cortex-M3单片机智能电量计费器”分为存储部分、采样部分、读卡部分、人机交换部分、时钟模块、数据存储部分和数据处理部分。
核心处理部分是采用Cortex-M3单片机，实现系统的精致化，其主要功能是可以独立地完成电能数据的采集和处理等工作，保证不丢失电能原始数据，系统通过在采集处理及传输等环节采用相应的技术来保证数据的完整性。
将采集到的电能数据的合法处理，能同时反映和传递到其他用户，体现统一性和公平性。
基于Cortex-M3智能电量计费器是一个相对独立的系统，它与其它系统功能正常与否关系不大，其主要功能是可以独立地完成电能数据的采集和处理等工作，并确保电能数据的准确、完整与可靠，因此电能计费系统必须具有以下特点：（1）完整性:由于电能数据具有累加性和传递性的特点，任何情况下保证不能丢失电能原始数据，系统通过在采集处理及传输等环节采用相应的技术来保证数据的完整性。
（2）一致性:电能系统的用户有很多，来自不同的部门和单位，任何时刻任何用户所面对和处理的电能数据应该完全一致，既任何一个对电能数据的合法处理，能同时反映和传递到其他用户，体现统一性和公平性。
（3）同时性:由于电力市场中买卖各方的电能交易同时进行，同时完成，电能的统计时段和结算费率的设定也是以时钟为基准进行的，因而整个系统具备统一的标准时钟系统，保证各个计量点在同一时刻完成电能的计量及电能数据的带时标的存储。
计量芯片HLW8032在充电桩设备中的典型应用
计量芯片HLW8032在充电桩设备中的典型应用行业介绍随着全球气候的进一步变暖，欧洲各国近两年来相继发布了禁售燃油车的时间表，挪威:2025年禁售燃油车…荷兰:2025年禁售燃油车…德国:2025年禁售燃油车…法国:2040年禁售燃油车…英国:2040年禁售燃油车…到2020年,我国的纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力将达到200万辆、累计产销量将会超过500万辆。
我国已经将应对气候变化全面融入国家经济社会发展的总战略，争取2020年实现碳强度降低40%至45%。
随着时间的临近以及电池技术瓶颈的突破，电动汽车的销量会逐渐超过传统燃油汽车的销量，同时与之配套的充电桩装备行业必将也会迎来一次大的产业爆发机会。
充电桩方案介绍现在市面上的充电桩设备质量良莠不齐，下图是市面上两款充电桩产品图，图1是电动自行车的充电桩产品，具有10路同时充电功能；图2是国家电网推出的电动汽车的充电方案，一台充电桩设备可以对两辆电动汽车同时充电。
图1 电动自行车充电桩图2 电动汽车充电桩充电桩设备根据充电路数的不同分为单路充电桩和多路充电桩，目前单路充电桩方案比较少，一般以2-10路为主。
低成本的充电桩方案以ADC 测量电流为主，采用互感器测量充电电流，经MCU 采样后得到充电电流的大小，然后通过充电电流乘以充电时间得到消耗的用电量，如图3。
因为只用到互感器测电流，在遇到的相位差或干扰时，电流测量会存在误差，影响计费电量的精度。
图 3 低成本多路充电桩方案高成本的充电桩方案一般会采用专业计量芯片方案，每一路会使用单独一颗计量芯片，然后通过互感采样或采样电阻的采样方式进行电能参数的测量。
采用计量芯片方案，除了可以测量用电量以外，还可以测量电流、电压、功率等参数。
下图是采用计量芯片方案的方案框图，需要单独为每一路计量模块配置一路单独的MCU ，通过继电器控制每一路通道的开关，耗费硬件资源，但是在精度和稳定性上会高于图3的方案。
充电桩计费模块方案
充电桩计费模块方案背景随着电动汽车的普及和市场需求的增长，充电桩作为电动汽车的重要充电设备，也面临着日益增长的使用压力。
为了确保充电桩的有效管理和合理的收费，充电桩计费模块方案应运而生。
本文将介绍充电桩计费模块的设计原理、功能需求以及实施方案。
设计原理充电桩计费模块的设计原理是基于电动汽车充电需求和实际使用情况进行分析和计算。
通过采集和计算用户使用充电桩的时间、充电功率以及充电电量等数据，结合电价和收费规则，计算出用户需要支付的费用。
同时，充电桩计费模块需要与支付系统进行集成，实现实时收费和支付功能。
功能需求1.用户识别：充电桩计费模块需要具备用户识别功能，通过用户的身份认证，可以记录用户的使用信息并进行计费。
2.电量计量：充电桩计费模块需要准确记录用户充电的电量。
可以通过电流传感器或者电能表等设备进行电量计量。
3.时间计量：充电桩计费模块需要准确记录用户的使用时间，可以通过内置时钟或者与服务器进行时间同步来实现。
4.功率计量：充电桩计费模块需要准确记录用户的充电功率，可以通过功率传感器或者计算电压和电流得到。
5.收费规则：充电桩计费模块需要根据电价和收费规则进行费用计算。
收费规则可以根据用户类型、充电时间、充电功率等因素来进行制定。
6.实时计费：充电桩计费模块需要与支付系统进行实时集成，实现实时计费和支付功能。
7.数据存储：充电桩计费模块需要具备数据存储功能，可以将用户的使用记录和计费信息进行存储，方便后续的统计和管理。
实施方案在实施充电桩计费模块方案时，可以考虑以下几个方面：硬件设备1.选择适用的硬件设备，包括电流传感器、功率传感器、电能表等，确保其准确度和稳定性。
2.确定合适的用户识别设备，例如基于RFID或者NFC的识别设备，确保用户身份的准确性和安全性。
3.选择合适的数据存储设备，例如SD卡或者云存储，确保数据的可靠性和安全性。
软件开发1.开发用户识别功能，实现用户身份的认证和识别。
2.开发电量、时间和功率计量功能，确保数据的准确记录和计算。
充电桩里面用到的芯片
充电桩里面用到的芯片
充电桩里面用到的芯片
随着人们对新能源汽车的需求不断增加，充电桩成为了新能源汽车发
展的重要支撑设施之一。
而在充电桩中，使用到的芯片也是一种非常
重要的元器件。
那么，我们来深入了解一下充电桩里面用到的芯片吧。
首先，充电桩中，最基本且必不可缺的芯片就是控制芯片。
控制芯片
是充电桩的大脑，负责监测和控制充电电流、电压等参数，并向外界
提供电能。
它还有一个非常重要的作用，就是保证充电桩的安全性。
当充电桩出现异常时，控制芯片会自动停止充电，以避免安全事故的
发生。
其次，充电桩中使用的另一个芯片就是充电控制芯片。
充电控制芯片
一般使用在AC充电桩中，负责实现充电功率的调节和控制。
它可以
根据充电设备和被充电设备的特点，自动调整充电电流、电压等参数，以充分利用电源资源，并保证充电的高效和安全。
另外，充电桩还会使用到各种通信的芯片。
这些芯片一般包括蓝牙模块、Wi-Fi模块、GPRS/3G/4G模块等，用于和充电设备或其他终端设备进行通信，实现数据的传输和命令的下达。
除此之外，还有一些其他类型的芯片也会被应用到充电桩中。
例如，触摸屏芯片、温度传感器芯片等，它们的使用可以让充电桩更加智能化，提高用户的使用体验。
总之，充电桩中使用到的芯片种类繁多，每一种芯片都有其独特的功能和作用。
这些芯片的应用，使得充电桩具备了更高的智能化、安全性和效率性。
随着新能源汽车的普及，充电桩的应用范围也将越来越广泛，因此，充电桩中的芯片也会不断进化和升级。
cpu卡使用场景
cpu卡使用场景CPU卡使用场景随着科技的不断发展，电子支付已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。
而在电子支付中，CPU卡扮演着重要的角色。
CPU卡，即具有中央处理器的智能卡，具备安全认证和数据处理的功能，被广泛应用于各个领域。
本文将介绍CPU卡的使用场景，探讨其在不同领域中的作用和优势。
一、金融领域在金融领域中，CPU卡被广泛应用于各类银行卡和支付卡中。
借助于CPU卡的安全认证和数据处理功能，用户可以通过密码或指纹等方式进行身份验证，实现安全的电子支付。
CPU卡还可以存储用户的个人信息和交易记录，方便用户查询和管理资金。
此外，CPU卡还可以与POS机或移动支付终端等设备进行交互，实现便捷的线上线下支付。
二、交通领域在交通领域中，CPU卡被广泛应用于公交卡、地铁卡和高速公路电子收费系统等。
通过将CPU卡与读卡器或闸机等设备相结合，实现快速刷卡和自动扣费，提高交通系统的运行效率。
CPU卡还可以存储用户的乘车记录和余额信息，方便用户查询和管理。
此外，CPU卡还可以用于公共自行车租借系统，实现快速借还车辆的功能。
三、门禁领域在门禁领域中，CPU卡被广泛应用于各类门禁系统和智能家居系统中。
通过将CPU卡与门禁读卡器或指纹识别设备相结合，实现安全的门禁控制。
CPU卡可以存储用户的身份信息和权限信息，只有经过授权的用户才能进入特定区域。
此外，CPU卡还可以与智能家居设备相连接，实现对家居设备的远程控制，提高生活的便利性。
四、医疗领域在医疗领域中，CPU卡被广泛应用于医保卡和电子健康卡等。
通过将CPU卡与医疗设备和医疗信息系统相连接，实现医疗信息的安全存储和传输。
CPU卡可以存储用户的个人健康信息和医疗记录，方便医生进行诊断和治疗。
此外，CPU卡还可以实现医保费用的结算和报销，提高医疗服务的效率和质量。
五、教育领域在教育领域中，CPU卡被广泛应用于学生卡和教工卡等。
通过将CPU卡与校园一卡通系统相结合，实现校园卡的综合功能。
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参考文献[1]邱寄帆.Protel 99SE印制电路板设计与仿真[M].北京:人民邮电出版社,2008.[2]王静.Altium Designer Winter 09电路设计案例教程[M].北京:中国水利水电出版社,2010.[3]蔡杏山.Protel 99SE电路设计[M].北京:人民邮电出版社,2007.基金项目：2011年重庆市科技攻关项目“基于无线传感网络对长江流域水环境监控系统研发与应用”（项目编号：CSTC，2011AC2078），项目负责人：王静。
作者简介：王静（1960—），女，重庆人，重庆电子工程职业学院副教授，高级工程师，研究方向：EDA及嵌入式系统等方面的教学与科研。
应用CPU卡实现充电桩计费的研究山西电力公司超高压公司 王建伟华北电力大学控制与计算机工程学院 尹婷婷 林永君山东大为电气有限公司 朱振军【摘要】针对用户对电动汽车充电桩中刷卡计费的应用需求，本文首先对现有IC卡选型，提出了采用CPU卡构建刷卡计费系统的解决方案；然后针对CPU卡的发卡中的安全需要，对此解决方案汇中的密钥管理及发卡流程进行了描述；最后通过编程实现充电桩上的用户刷卡充电的消费过程。
【关键词】充电桩；CPU卡；密钥管理 1.引言 在将电动汽车的应用推向市场的进程中，其充电配套的跟进成为了亟待解决的重要一环。
如何为消费者提供安全、便利、可靠、人性化的充电服务，也是电动汽车充电桩设计、实现的指导思路。
由于现今智能化的金融卡应用在日常生活中已遍布在各行各业，采用刷卡消费实现电动汽车用户自助操作使用充电桩，将减少充电桩的人工消耗、节约运行成本。
2.充电桩计费的IC卡选型 在应用的IC卡选型中，首先考虑到消费过程的金融安全性，排除无加密功能的非加密存储卡以及加密性能一般容易遭破解的逻辑加密卡。
而CPU卡独有的COS系统可保障数据传输的安全以及应用端、持卡人的身份认证；更高端的超级智能卡此处不考虑。
现有的CPU卡分为接触式、非接触式和双界面三种，其成本依次增加。
其次，考虑到电动汽车交流充电桩的充电过程，IC卡的选型需满足其以下特点： 一次充电过程的持续时间较长，且一次只为一辆汽车提供服务； 自助智能式消费模式，正常运行中无人值守； 消费电量实时转换成消费金额从卡中扣除； 对充电中的突发情况处理采取紧急断电模式，以保障充电桩、电动汽车安全以及误动用户的人身安全； 因此在充电设计中，计费可分为充电开始与充电结束两个独立的过程。
如采用非接触式CPU卡，一张卡可同时在两台充电桩上消费，为保证消费安全需充电桩实时联网，单桩运行容易出现扣费超额如采用接触式CPU卡，配合内吞式读卡器可实现一卡对应一车，防止在一卡对多车充电中可能出现的扣费失败（结账出现负值）其中间过程采取实时刷新卡上余额的方式以保证充电过程的计费无误完整；同时避免了无卡充电中消费欠费的情况以及为存储消费信息对大容量桩体存储空间的要求。
从而要求接触式CPU卡。
从成本上考虑，CPU卡价格较为低廉，更容易在电动汽车发展的初期推广。
3.CPU卡应用方案设计 3.1 卡上文件系统结构设计 通过选择需要的文件结构、数目——如应用文件DF的个数，基本数据文件EF的设置等，构建符合本应用的卡上文件系统。
本文所用的CPU卡文件系统基本结构图如图1。
3.2 CPU卡状态机级别及文件权限的应用设计 COS系统对卡设置了不同的安全状态，又称状态机，代表了卡当前所处的安全级别（0——F共16种）。
状态机仅在相应的密钥认证之后才可进行跳转。
不同的文件在进行不同操作时均对应了要求达到的状态机，又称访问权限，COS系统规定只有当卡片处于要求的状态机或更高级别的状态机时，才可进行相关操作。
在安全设计中，为文件设置不同的权限以区分不同应用的安全级别，如密钥文件的修改可设置为高权限；对文件的查询和修改均在满足相应安全级别的情况下才能执行，而安全级别仅在相应的密钥认证之后才进行跳转；从而可防止一般性误操作或恶意篡改，保证各级文件、操作应用的安全，实现对卡片的安全管理功能。
对于文件结构中的文件和其操作，设计了如表1表2安全机制： 4.密钥的安全机制及CPU卡发卡系统设计 4.1 密钥的安全机制 由于每种密钥只能为其特定功能服务，涉及到对应功能的安全，密钥的生成和存储也需具备一定的安全性。
PBOC《中国金融集成电路（IC）卡规范》规定了保存在IC卡中的密钥和用来产生、派生、传输这些密钥的密钥的使用规范。
首先密钥在IC卡中禁止对其进行读操作，只能由COS调用访问，其更新须在主控密钥和上级密钥的控制下进行。
其次密钥需保证在保密、安全的环境下按照一定的算法生成，按照规范要求秘密传输与保存。
最后，因为密钥决定了对应的权限验证，每一种密钥都必须是唯一且保密的，以保证对应功能的安全性，因此在生成密钥时要测验其保密强度。
4.2 CPU卡发卡系统设计 主要内容包括对CPU卡的密钥管理、发卡机的硬件和软件设计。
4.2.1 密钥管理 包括密钥生成、装入、传递、存储、恢复、销毁等流程。
其中涉及的密钥包括管理过程中使用的密钥和专属于交易过程的密钥。
密钥管理的主要任务是保证密钥产生过程的安全性和机密性。
密钥的生成由密钥生成模块完成。
首先需要两个完全保密的数字序列A和B，与系统产生的随机数一起生成两张不同的母卡A和母卡B，必须同时持有两张母卡才可导出本系统的主密-51-/2012.06//2012.06/图1 卡片文件系统图表1 文件结构的操作权限设置文件 操作读权限改权限个人信息文件0f1f金额文件1f2f 交易明细文件0f2f个人PIN文件1f2f备注：0f的含义——当前卡片状态（状态机）为x，如要进行个人信息文件的读操作，需满足0《x 《f；卡片状态可通过对相应密钥文件验证跳转。
表2 密钥文件的权限验证设置密钥文件验证后安全状态对应权限可满足的操作密钥10通过外部认证基本查询密钥21个人查询权限涉及金额与密码的查询个人Pin 2金融权限涉及金额与密码的修改图2 发卡系统的密钥卡发卡示意图钥。
主密钥包括外部认证密钥、交易密钥、应用维护密钥等；主密钥封存在发卡母卡和控制卡中，为接下来的密钥传递及用户卡发卡服务。
密钥的传递由发卡母卡和控制卡完成，通过发卡母卡向用户卡中注入消费需要的子密钥，向发卡终端模块LSAM和POS 机消费模块PSAM注入消费与更改个人密码所需要的主密钥，以配合用户卡子密钥的应用，发卡系统的密钥卡发卡示意图见图2。
4.2.2 发卡机的硬件环境搭建 对CPU卡进行用户卡发卡时，需要硬件环境搭建如下：一台PC机(可与读卡器进行串口通讯)，内置PSAM模块，CPU卡读卡器以及数张要发用户卡的CPU卡。
在PC机上需要开发相应的CPU卡读写卡程序以及用户卡发卡程序，实现以下功能： PC机通过读卡器向CPU卡发送指令； CPU卡接收指令并在内部进行处理，并返回处理结果； 通过PSAM模块向CPU卡中灌入外部认证密钥、应用维护密钥和消费子密钥； 在PC机上录入用户个人信息以及初始密码； 在PC机的数据库中将卡号和个人信息唯一对应； 完成卡片初始化并对其进行功能测试。
4.2.3 发卡机的软件设计 发卡机的软件主体功能设计如下： 在读卡器提供的接口函数的基础上进行CPU卡读写程序的开发，根据已经确定的卡上文件系统结构初始化CPU卡； 已经初始化的用户CPU卡在母卡的控制下输入各级密钥； 测试用户卡的操作安全性是否满足数据传输和信息更改的安全要求； 采用面向对象的C#语言开发用户信息管理系统，完成用户信息录入、存档并写入CPU卡相关卡号、金额与个人密码； 除此之外，发卡机应具备附加的用户卡维护功能，如用户的个人信息、个人密码的更改，用户卡充值、注销、挂失、补卡等。
5.充电桩上刷卡消费的硬件平台和软件设计 充电桩构建为嵌入式LINUX系统，硬件平台选择了英贝德的EAC-0923工控板作为核心控制器。
在硬件连接时，核心控制板以一个RS232串口连接读卡模块。
主控板在开发读卡模块之前要进行操作系统的移植：在其Norflash上，首先需要装载Bootloader、移植内核，然后移植自己制作的根文件系统，用以支持上层应用程序；应用程序使用API(用户编程接口)函数负责整个函数中和串口等各个部分的通信。
读卡模块的开发需依据用户刷卡消费的实际情况，设计出程序流程图()，读写卡的程序编写即要完成该流程的功能。
图3 消费程序流程图-52-一种PFM电荷泵充放电系统的驱动电路设计湖南工业大学电气学院 高 峰 谭传武 张昌凡【摘要】采用PWM调制设计了一种电荷泵充放电系统的驱动电路，它的工作电压为5V，该驱动电路具有结构简单、功耗低等优点，仿真结果表明该电路满足设计要求。
【关键词】电荷泵；驱动电路；充放电 1.引言 随着信息技术的发展，电源管理已经广泛应用于各类电子产品，因此电源管理芯片尤其重要。
而电源管理芯片的驱动电路随着应用产品的不同而不同的变化，如采用额外的专用驱动芯片来驱动产品，不仅占用更多的系统资源，而且成本过高，这在应用到许多消费类电子产品中是难以接受的。
本文讨论的是一款普通消费类电子芯片的驱动电路，从降低成本考虑，芯片采用BiCmos 0.6 um制造工艺，从降低功耗考虑，芯片采用5V 电源供电，内置电源络压电路，将驱动电路集成在电源芯片中。
2.充放电系统调制方式 充放电系统对开关基本的控制方法有两种，分别是脉冲宽度调制(PWM)；脉冲频率调制(PFM)。
PWM是开关频率恒定，通过调节脉冲宽度来改变占空比，实现充电时间的控制；PFM是脉冲宽度恒定，通过调节开关频率来改变开关通断比，从而实现充电放电时间的控制。
PWM调制是DC-DC转换器中很常用的调制方式，通过负载反馈信号与内部产生的锯齿波信号进行比较，然后得到频率恒定而脉冲宽度不同的方波信号，用这些信号控制开关管从而稳定输出电压，其波形如图1所示。
从图可以看出，反馈信号与锯齿波相交，反馈信号大于锯齿波时，PWM控制信号输出高电平；当反馈信号小于锯齿波时，PWM信号输出低电平，PWM控制方式在轻负载时效率不高。
PFM在需要向负载传递电荷的时候才启动电荷泵工作，当输出电压高于5V的时候，电荷泵转换器停止工作，而当输出电压低于5V的时候电荷泵启动，直到输出电压升到目标电压。
由图2可得，反馈信号低于比较信号时，PFM等脉宽工作，而反馈信号高于目标调制电压时，PFM信号频率为0，电荷泵停止工作，等到放电使得输出电压降低后，电荷泵继续启动，周而复始，系统提供稳定的输出电压。
相对于PWM调制而言，PFM在峰值相当的情况下，PFM的效率远远高于PWM，当轻载时，电荷泵处于低工作电流的空闲状态。