[实用新型]充电桩设备与硬件设备的ESAM的通讯系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及通讯电路技术领域，具体涉及充电桩设备与硬件设备的ESAM的通讯系统。

背景技术

充电设备与后台通讯的过程中加密通常使用比较安全的非对称加密方式，产生密钥的方式一般使用软件生成或使用专用的外设芯片ESAM，而硬件连接上通常采用加密芯片和外设直接连接的方式。

充电桩tcu设备进行设备注册和日常结账时需要与后台进行加密的通讯，通常使用硬件设备ESAM来完成加解密工作，与ESAM通讯的过程会占用一定的片上资源，直接连接也会因ESAM的频率过高，ARM架构的CPU用GPIO模拟会出现不稳定问题，同时加大主cpu计算量，使芯片负担加重不能及时处理计量计费任务。

采用软件生成计算量较大，采用ESAM芯片和外设直接连接的方式占用了一定片上硬件资源，不利于片上资源的利用；主控芯片运行的操作系统是分时操作，存在实时性差的问题，使在与ESAM通讯中会有时序上的问题，使用直接连接因ESAM的频率过高，ARM架构的CPU用GPIO模拟会出现不稳定问题。

实用新型内容

为解决现有技术存在的不足，本实用新型公开了充电桩设备与硬件设备的ESAM的通讯系统，本发明的目的：在采用单片和硬件设备的ESAM进行直接的实时通讯后，提高了通讯的稳定性，可以提高ESAM加密解密的稳定性，同时能够利用单片机上的片上资源，可以方便扩展出更多的硬件接口。

为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：

充电桩设备与硬件设备的ESAM的通讯系统，包括控制芯片，所述控制芯片通过GPIO接口与ESAM芯片通讯，所述控制芯片通过UART接口与充电桩设备的计量计费终端进行通讯。

进一步的，所述计量计费终端通过串口给控制芯片即单片机下达读取ESAM中生成的公密钥和后台的公密钥的命令，以及将要通过ESAM加密和解密的净荷数据传递给单片机；单片机接收到指令和数据后，将净荷数据封装成ESAM协议的格式并通过GPIO模拟出ESAM通讯的时序，对ESAM进行读取和写入操作。

进一步的，所述单片机与单片机电源系统相连，所述单片机电源系统使用直流3V为单片机及单片机用到的串口、通用输入输出口进行供电，其中串口资源用于和计量计费终端进行通讯，通用输入输出口主要用于与ESAM进行通讯。

进一步的，所述ESAM芯片与ESAM供电系统相连，所述ESAM供电系统包括上电状态电源VDD_IO，所述上电状态电源VDD_IO通过模拟开关与ESAM电源+3VESAM相连，所述模拟开关与电阻R6的一端相连，所述电阻R6的另一端通过电阻R5与上电状态电源VDD_IO相连，ESAM电源+3VESAM对ESAM芯片供电。

进一步的，所述ESAM芯片的7816_CLK为时钟脉冲管脚，7816_IO为数据的输入输出口，7816_RST是ESAM的复位管脚，ESAM正常工作时，由单片机来控制7816_CLK为通讯过程提供时钟，在要求的时钟边沿处通过7816_IO口读入读出命令和数据，当需要复位时，通过置高7816_RST管脚来复位芯片。

进一步的，所述单片机使用串口与计量计费终端进行通讯，单片机串口管脚为SART2_RX和USART2_TX，当计量计费终端与单片机进行通讯时，数据被封装成串口格式，再到达单片机串口后，串口链路电路将检查数据格式和完整性，然后将数据交给单片机处理封装成和ESAM芯片进行通信的数据格式，再传给ESAM芯片，当ESAM芯片处理完后，再将数据按原路径返回。

本实用新型的有益效果：

本实用新型使用单片机与ESAM直接通讯，可以降低主芯片的处理量，扩展更多的端口，增强了跟ESAM的通讯实时性和通讯的可靠性，通过方便以后的软件升级。

附图说明

图1本实用新型的整体硬件框图；

图2单片机电源系统；

图3 ESAM供电系统；

图4 ESAM芯片的主要通讯管脚；

图5单片机主要使用的通讯管脚；

图6本实用新型的通讯系统工作流程图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型进行详细说明：

如图1所示，计量计费终端通过串口给单片机下达读取ESAM中生成的公密钥和后台的公密钥的命令，以及将要通过ESAM加密和解密的净荷数据传递给单片机。单片机接收到指令和数据后，将净荷数据封装成ESAM协议的格式并通过GPIO模拟出ESAM通讯的时序，对ESAM进行读取和写入操作。