基于互联网的远程电源管理系统
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【摘 要】新能源汽车的普及促进了充电桩等电源系统也逐渐普及进入大众视野，电源工作状态的实时监控一直要投入不少的人力，在互联网的大背景下，远程监控管理就变得很有价值。为了解决充电看守等待等难题，本文提出了一种基于互联网的远程电源管理系统，此系统的实现可以大大节省人力成本，让今后的出行生活更加智能，试想，在电动汽车普及的时代，电动汽车的充电状态不用我们现场去关注，只需打开手机APP，即可获取充电开始时间、充电电压电流功率、结束时间预测与推送等信息，让生活更加智能化，当然还不仅限于此，只需简单的适配，各类用电设备的工作状态均可接入此远程监控管理系统。
【关键词】互联网;远程监控;电源管理
中图分类号： TP277 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）20-0242-002
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.20.113
0 引言
随着科技的发展与进步，新能源这个概念已经深入寻常百姓家，电动汽车也逐渐进入大众视野。当下在人们视线里相对遥远的“零排放”汽车，一夜之间向我们走来的脚步变得愈加急速了。电动车用的是电，不消耗汽油，单从排放的角度看无疑是最环保的，电动车也确实成为了各国政府鼓励的，且未来发展持续向好一条道理。另外电池技术趋于成熟，优秀产品层出不穷，全球范围内新能源车型和产能将迎来大爆发时期。
目前存在较大的争端主要为：污染转移问题、电池组寿命问题、充电桩普及度不足以及充电时的管理维护问题等。
电动汽车上市初期，国家以及地方部门都给予了很大程度上的补贴以及各类优惠措施，但有些人对大力推广电动汽车提出了较大的质疑，比如可以安装新能源汽车牌照，也就是我们常说的绿牌，不限行出行。但是新能源汽车真的环保吗？还是说这只是污染地转移了。他们认为，新能源汽车主要采用电力驱动的方式，那么这将会消耗大量的电能，目前主流的发电方式仍然还是依靠火力，这势必会造成用电量的急剧增加，火力发电带来的污染物并不比燃烧汽油带来的污染物少，这样仅仅是将污染排放处从城市转移到了偏远地区。
另一个质疑较大的问题就是电池组的寿命问题，目前多采用磷酸铁电池组，在使用了一定年限后，随着电池的衰减，续航里程逐渐下降，必须要更换电池组才能获得原有的动力及续航，而更换电池组的费用非常昂贵，高达数万元。
其次就是充电桩的普及程度极为不够，通常个人购买了纯电动汽车后，都需要在自家车位处安装充电桩才能满足正常的出行需求，但是一旦外出驾车远行，只依靠纯电动汽车就显得捉襟见肘，极少数的高速服务区安装充电桩，并且充电无法与加油相比，充电过程往往需要数小时才能完成，这些弊端都成为了目前亟待解决的问题。
1 理念与思路
为解决这些问题，汽车厂商以及各地方部门也在共同努力，虽然技术上仍未成熟，但电动汽车的普及也是大势所趋。
电动汽车技术发展成熟时，充电桩遍布各个停车位时，人们的生活将会有很大的改变，开车去加油站加油的场景将会转变为停到停车位中充电的过程。也许未来的电池技术可以实现几分钟即可实现充满电，但就目前的形势来看，使用交流电源进行充电完全充满需要6～8小时，使用快充充电时间需要2～3小时，如果需要等待充满后驾车外出，那么就需要隔段时间去查看一下充电电量的多少，这大大地约束了车主的自由，犹如一根无形的线将车主束缚在那里。
但如果有了本文中的设计，可以给车主带来极大的方便。只需要简单的在手机上观察充电电压、充电功率、充电剩余时间等，甚至可以根据车主的需求远程调整充电模式等，与现代化智能生活接轨。大大减少所需投入的人力成本。
2 实现方法
2.1 整体系统结构
整个系统主要分为隔离开关电源充电桩系统、主控制系统、远程服务器通信系统、同步整流输出系统等结构。相较于传统的充电桩系统，增加了智能DSP控制器和WIFI通信系统，用于实现各电路节点以及整体运行情况的远程监控与管理。
2.2 开关电源充电桩系统
在各类开关电源的拓扑结构中，较为常见的有正激、反激、半桥、全桥、LLC谐振等。本设计中采用了LLC结构，原因有如下几点：LLC可以做到更高的功率密度;LLC结构能够实现MOS管零电压的开通与关断;占空比固定，采用频率控制方式;输入电压范围较宽;无需输出电感，可以较小体积，降低系统成本等。
因此经过综合对比，整体系统中的隔离开关电源拓扑采用了LLC谐振的结构。
2.3 软件设计
软件部分包含了两大部分，其一为充电桩硬件结构中的软件控制，另一部分为远程服务器的搭建与手机客户端APP的设计，利用开源的MQTT服务程序Mosquitto搭建一个轻量级的MQTT服务器，实现远程消息的订阅和发布;使用开源的MQTT SDK开发包编写简单的APP实现远程监控与管理的目的。
3 结束语
借助于移动互联网的飞速发展，远程电源管理系统提出了一种更便捷的终端监管模式，不用再随时随地到现场观察，只需要一部能够联网的手机，即可实现远程的监控与管理工作，不仅限于此充电桩系统，在多种电力电子及自动化的场合均可加入此类远程系统。受限与目前现有条件的限制，本远程电源管理系统还存在一些需要进一步完善的地方，接下来将不断进行技术上的探索，来迎合这个智能化时代的发展。
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