基于STM32的充电桩控制器设计（有完整资料）
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编号：
T4532205M
设计简介：
本设计是基于单片机的充电桩控制器设计，主要实现以下功能：
1、RFID可以注册卡以及删除卡，并且可以充值
2、充电桩带有温度检测，当温度过高，自动断电
3、开始充电时，显示模块开始计时和显示当前充电费用，充电结束自动扣费，当充电完成后自动断电
4、充电检测电压以及充电的电量
5、电压超过阈值会报警以及断电
6、采用WiFi模块将设备是否处于充电状态进行上传，并远程设置每5分钟的充电费用，用来进行计费
标签：STM32单片机、OLED12864、18650、RFID、继电器、DS18B20、WIFI模块、充放电模块
题目扩展：停车场计费系统、车流量统计系统
基于STM32的充电桩控制器设计：中控部分、输入部分和输出部分。下面分别对这三部分进行概述：
中控部分
概述：
中控部分是充电桩控制器的核心，负责接收输入数据，进行逻辑处理，并根据处理结果控制输出设备。
简要描述：
- 核心控制器：采用STM32F103单片机，负责数据的接收、处理和输出控制。
- 数据处理：单片机对输入的数据（如RFID卡号、温度值、按键操作等）进行解析和处理，根据预设的逻辑判断执行相应的操作。
- 控制逻辑：根据处理结果，单片机控制输出设备（如显示屏、继电器、蜂鸣器、WIFI模块）实现充电桩的各项功能。
输入部分
- RFID模块：用于识别用户持有的卡片，获取卡片信息以便进行身份验证和费用结算。
- DS18B20温度采集模块：实时监测充电桩或电池的温度，确保充电过程在安全温度范围内进行。
- 独立按键：提供用户交互界面，用于切换显示界面、对卡片进行操作（如充值、开始/停止充电）、设置温度/电压阈值等。
- 供电电路：为整个充电桩控制器系统提供稳定的电源。
- 电池：作为被充电对象，其状态（如电量、电压）可通过输入部分进行监测。
输出部分
- OLED显示屏：实时显示充电状态、充电时长、电池电压和电量、费用、温度等信息，方便用户随时了解充电情况。
- 继电器控制输出：通过控制继电器的开关状态，实现充电桩的充电/断电功能。
- 蜂鸣器：当检测到温度过高或电压过高时，蜂鸣器发出报警声，提醒用户注意安全隐患。
- WIFI模块：实现充电桩与手机的远程通信，上传充电状态、电压、电量等信息至手机APP，同时允许用户通过手机APP进行设置（如每5分钟充电费用等）。
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
首先将电路焊接在集成板上，共有以下部分，第一部分是电源模块，将电源插座、电源开关、10k电阻和一个指示灯依次焊接，焊接好之后插入电源，指示灯点亮，电源模块测试正常。第二部分是显示模块，排针焊接好后，将OLED12864显示屏插入排针。第三部分是单片机模块，本次课题使用的是STM32F103C8T6单片机。第四部分是独立按键模块。第五部分为温度传感器，第六部分为开关继电器，第七部分是蜂鸣器，第八部分为充放电模块以及电池的底座，第九部分为RFID模块，提供补光光源，第十部分是WIFI模块。下图5-1为焊接完整实物图：
图5-1电路焊接总图
5.2 充电桩控制器实物测试
如图5-2所示，下图为上电后，此时显示屏显示充电桩控制器的基本情况。
图5-2充电桩控制器
5.3 写卡测试
如图5-3所示，此设计中设置写入卡片。
图5-3设置写卡实物图
5.4WIFI测试
如图5-4所示，我们通过手机APP与WIFI模块进行连接，实现了用云平台远程监控与控制充电桩控制器。
图5-4 WIFI测试实物图
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
如图5-5所示，仿真部分包含STM32F103C8T6最小系统板、OLED12864显示屏、DS18B20测温模块、独立按键、蜂鸣器、继电器、RFID模块传感器以及电压调节AD转换模块。
图5-5 充电桩控制器仿真图
6.2按键调节阈值测试
如图5-6所示，此设计中通过按键设置温度阈值为40℃。
图5-7 按键设置阈值仿真图
6.3温度检测测试
如图5-8所示，设置温度为24摄氏度。
图5-8设置温度仿真图
设计说明书部分资料如下
设计摘要：
本论文基于单片机设计了一种充电桩控制器，实现了RFID卡管理、温度检测、计时计费、电压检测和远程控制等多项功能。通过该设计，可以提高充电桩的安全性和智能化程度，满足用户对充电桩的需求。
在RFID卡管理功能方面，用户可以通过注册卡、删除卡和充值等操作来管理自己的充电卡。这样可以有效地管理充电桩的使用权，防止非法使用和滥用。
为了保证充电桩的安全运行，本设计在充电桩上加装了温度检测模块。当温度超过设定的阈值时，充电桩会自动断电，以防止温度过高引发火灾等安全问题。
本设计实现了充电桩的计时计费功能。当用户开始充电时，显示模块会开始计时，并显示当前充电费用。充电结束后，系统会自动扣费，并断电。这样可以方便用户了解充电费用，并确保充电结束后及时停止供电。
为了保护充电桩和用户设备的安全，本设计引入了电压检测功能。当充电桩检测到电压超过设定的阈值时，会报警并断电，以避免电压过高对设备造成损坏或危险。
本设计采用WiFi模块实现了充电桩的远程控制功能。通过WiFi连接，可以将充电桩的充电状态上传至服务器，实现远程监控和管理。同时，服务器还可以远程设置每5分钟的充电费用，用于计费和收入统计。
综上所述，本论文设计的基于单片机的充电桩控制器具备了RFID卡管理、温度检测、计时计费、电压检测和远程控制等功能。通过该设计，可以提高充电桩的安全性和智能化程度，满足用户对充电桩的需求。未来可以进一步优化该设计，提高充电桩的性能和可靠性。
关键词：单片机、充电桩控制器、RFID卡管理、温度检测、计时计费
字数：10000+
目录：
摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 温度检测方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STM32F103C8T6单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.4 DS18B20传感器检测温度模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 显示函数流程设计
4.5 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 充电桩控制器实物测试
5.3 写卡测试
5.4WIFI测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2按键调节阈值测试
6.3温度检测测试
结 论
参考文献
致 谢