一、充電樁概述

（一）充電樁誕生背景

隨著社會(huì)的進(jìn)步和人們生活質(zhì)量的提升，汽車已逐漸融入每個(gè)家庭的日常生活中。然而，汽車數(shù)量的激增也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，特別是尾氣排放。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，新能源汽車，尤其是電動(dòng)汽車，應(yīng)運(yùn)而生。電動(dòng)汽車依賴電能運(yùn)行，因此，在公共場(chǎng)所廣泛安裝充電樁以滿足其充電需求。

（二）充電樁觸摸屏的應(yīng)用

現(xiàn)在都流行手機(jī)APP操控，為什么要專門給充電樁做一塊屏幕？這是為了應(yīng)對(duì)一些信號(hào)不好的場(chǎng)景。例如，在一些信號(hào)不好的車庫，手機(jī)APP無法進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)操作，而加上一塊觸摸屏的交互設(shè)計(jì)可以有效防止這類尷尬的情況。

充電樁觸摸屏作為充電樁的重要組成部分，推動(dòng)著電動(dòng)汽車充電服務(wù)的智能化和人性化的發(fā)展，提升用戶的充電體驗(yàn)和充電效率，受到了人們的關(guān)注。目前，國內(nèi)充電樁觸摸屏采用的技術(shù)主要有電阻式觸摸屏和電容式觸摸屏。電阻式觸摸屏成本較為低廉，但是對(duì)于多點(diǎn)觸控支持較弱；而電容式觸摸屏則具有更好的多點(diǎn)觸控性能，且具備較強(qiáng)的抗強(qiáng)光干擾能力、抗損性。

因此，本文主要介紹啟明智顯基于工業(yè)級(jí)HMI芯片Model3A設(shè)計(jì)的7寸電容式觸摸屏應(yīng)用于充電樁的方案。

二、方案優(yōu)勢(shì)介紹

（一）適應(yīng)極端環(huán)境

暴露在地面的充電樁，夏季的中午溫度可以達(dá)到40攝氏度以上，冬季某些地區(qū)氣溫驟降到零下20攝氏度，極寒與極熱的天氣下，充電樁觸摸屏能夠穩(wěn)定工作嗎？啟明智顯選用國產(chǎn)工業(yè)級(jí)HMI芯片Model3A作為核心處理器，工業(yè)溫寬，工作溫度在-40到105度，完美適配極端工作環(huán)境。

（二）接口豐富，擴(kuò)展性強(qiáng)

7寸觸摸屏集成多種通信方式，不僅支持傳統(tǒng)的有線通信協(xié)議如CAN、RS485和串口，還提供了WIFI和藍(lán)牙等無線通信選項(xiàng)，充分支持外部監(jiān)測(cè)設(shè)備的連接，為工作人員提供了高效、便捷的監(jiān)測(cè)環(huán)境。

（三）UI組件豐富

觸摸屏界面的美觀度會(huì)影響到用戶的使用體驗(yàn)，炫酷的UI能夠給予用戶視覺上的享受。啟明智顯7寸觸摸屏配備2D加速，刷新率高達(dá)60FPS，支持炫酷UI設(shè)計(jì)；另外，此觸摸屏支持應(yīng)用LVGL開源圖形庫，擁有豐富的UI組件和靈活的界面設(shè)計(jì)，讓操作界面設(shè)計(jì)更加精美。

（四）SDK資料全開源

打造全開源生態(tài)是啟明智顯一貫的理念，提供屏幕開發(fā)完整SDK，如軟件源碼寄存器、系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)部（屏驅(qū)、CAN等接口驅(qū)動(dòng)等）、演示示例（包括UI LVGL應(yīng)用源碼）等，節(jié)省開發(fā)成本，提升開發(fā)效率。

三、方案介紹

（一）硬件選型

• 核心處理器：工業(yè)級(jí)HMI芯片Model3A，保證充電樁顯示屏能夠在極端環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，增強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性；
• 顯示器：?jiǎn)⒚髦秋@7寸觸摸屏，IPS全貼合技術(shù)，1024*600分辨率，支持PNG/JPEG解碼引擎，高清文字、圖片彩色顯示；
• I/O接口：SD卡、RS485\CAN\串口等通信接口，方便與充電樁觸摸屏其他組件進(jìn)行通信連接；

（二）軟件設(shè)計(jì)

• 操作界面：將充電樁的位置、充電方式、使用說明、充電匯率等信息集中顯示在觸摸屏上，用戶可以直接使用觸摸屏進(jìn)行充電服務(wù)，避免繁瑣的操作步驟；
• 控制系統(tǒng)：編寫充電樁專用程序進(jìn)行充電控制，自動(dòng)或手動(dòng)控制充電過程，開啟、中斷、繼續(xù)充電；
• 操作系統(tǒng)：基于開源的嵌入式系統(tǒng)，支持FreeRTOS或RT-Thread，提供穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境；
• 數(shù)據(jù)導(dǎo)出：插入SD卡下載歷史充電數(shù)據(jù)；

（三）7寸充電樁觸摸屏功能

• 身份驗(yàn)證：識(shí)別用戶IC卡信息、密碼輸入，確認(rèn)用戶及車輛身份；
• 充電控制：IC卡識(shí)別驗(yàn)證后，控制充電過程，如開始充電、中斷充電、結(jié)束充電等操作；
• 充電狀態(tài)：實(shí)時(shí)展示充電曲線、歷史記錄，包括起始時(shí)間、車牌號(hào)等詳細(xì)數(shù)據(jù)；
• 個(gè)性化設(shè)置：調(diào)整充電電壓、電流、時(shí)長(zhǎng)，以適配不同車型；
• 遠(yuǎn)程監(jiān)控：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池和充電設(shè)備狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)傳輸至中央監(jiān)控系統(tǒng)。

四、展望

隨著新能源汽車的廣泛應(yīng)用，對(duì)充電樁的需求不斷增加。充電樁與觸摸屏技術(shù)的巧妙結(jié)合進(jìn)一步提升了用戶體驗(yàn)，使得充電更加便捷。未來，我們可以期待更多的創(chuàng)新，例如智能預(yù)約充電、充電效率的優(yōu)化以及智能能源管理。

（二）充電樁觸摸屏的應(yīng)用

現(xiàn)在都流行手機(jī)APP操控，為什么要專門給充電樁做一塊屏幕？這是為了應(yīng)對(duì)一些信號(hào)不好的場(chǎng)景。例如，在一些信號(hào)不好的車庫，手機(jī)APP無法進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)操作，而加上一塊觸摸屏的交互設(shè)計(jì)可以有效防止這類尷尬的情況。

充電樁觸摸屏作為充電樁的重要組成部分，推動(dòng)著電動(dòng)汽車充電服務(wù)的智能化和人性化的發(fā)展，提升用戶的充電體驗(yàn)和充電效率，受到了人們的關(guān)注。目前，國內(nèi)充電樁觸摸屏采用的技術(shù)主要有電阻式觸摸屏和電容式觸摸屏。電阻式觸摸屏成本較為低廉，但是對(duì)于多點(diǎn)觸控支持較弱；而電容式觸摸屏則具有更好的多點(diǎn)觸控性能，且具備較強(qiáng)的抗強(qiáng)光干擾能力、抗損性。

因此，本文主要介紹啟明智顯基于工業(yè)級(jí)HMI芯片Model3A設(shè)計(jì)的7寸電容式觸摸屏應(yīng)用于充電樁的方案。

二、方案優(yōu)勢(shì)介紹

（一）適應(yīng)極端環(huán)境

暴露在地面的充電樁，夏季的中午溫度可以達(dá)到40攝氏度以上，冬季某些地區(qū)氣溫驟降到零下20攝氏度，極寒與極熱的天氣下，充電樁觸摸屏能夠穩(wěn)定工作嗎？啟明智顯選用國產(chǎn)工業(yè)級(jí)HMI芯片Model3A作為核心處理器，工業(yè)溫寬，工作溫度在-40到105度，完美適配極端工作環(huán)境。

（二）接口豐富，擴(kuò)展性強(qiáng)

7寸觸摸屏集成多種通信方式，不僅支持傳統(tǒng)的有線通信協(xié)議如CAN、RS485和串口，還提供了WIFI和藍(lán)牙等無線通信選項(xiàng)，充分支持外部監(jiān)測(cè)設(shè)備的連接，為工作人員提供了高效、便捷的監(jiān)測(cè)環(huán)境。

（三）UI組件豐富

觸摸屏界面的美觀度會(huì)影響到用戶的使用體驗(yàn)，炫酷的UI能夠給予用戶視覺上的享受。啟明智顯7寸觸摸屏配備2D加速，刷新率高達(dá)60FPS，支持炫酷UI設(shè)計(jì)；另外，此觸摸屏支持應(yīng)用LVGL開源圖形庫，擁有豐富的UI組件和靈活的界面設(shè)計(jì)，讓操作界面設(shè)計(jì)更加精美。

（四）SDK資料全開源

打造全開源生態(tài)是啟明智顯一貫的理念，提供屏幕開發(fā)完整SDK，如軟件源碼寄存器、系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)部（屏驅(qū)、CAN等接口驅(qū)動(dòng)等）、演示示例（包括UI LVGL應(yīng)用源碼）等，節(jié)省開發(fā)成本，提升開發(fā)效率。

三、方案介紹

（一）硬件選型

• 核心處理器：工業(yè)級(jí)HMI芯片Model3A，保證充電樁顯示屏能夠在極端環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，增強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性；
• 顯示器：?jiǎn)⒚髦秋@7寸觸摸屏，IPS全貼合技術(shù)，1024*600分辨率，支持PNG/JPEG解碼引擎，高清文字、圖片彩色顯示；
• I/O接口：SD卡、RS485\CAN\串口等通信接口，方便與充電樁觸摸屏其他組件進(jìn)行通信連接；

（二）軟件設(shè)計(jì)

• 操作界面：將充電樁的位置、充電方式、使用說明、充電匯率等信息集中顯示在觸摸屏上，用戶可以直接使用觸摸屏進(jìn)行充電服務(wù)，避免繁瑣的操作步驟；
• 控制系統(tǒng)：編寫充電樁專用程序進(jìn)行充電控制，自動(dòng)或手動(dòng)控制充電過程，開啟、中斷、繼續(xù)充電；
• 操作系統(tǒng)：基于開源的嵌入式系統(tǒng)，支持FreeRTOS或RT-Thread，提供穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境；
• 數(shù)據(jù)導(dǎo)出：插入SD卡下載歷史充電數(shù)據(jù)；

（三）7寸充電樁觸摸屏功能

• 身份驗(yàn)證：識(shí)別用戶IC卡信息、密碼輸入，確認(rèn)用戶及車輛身份；
• 充電控制：IC卡識(shí)別驗(yàn)證后，控制充電過程，如開始充電、中斷充電、結(jié)束充電等操作；
• 充電狀態(tài)：實(shí)時(shí)展示充電曲線、歷史記錄，包括起始時(shí)間、車牌號(hào)等詳細(xì)數(shù)據(jù)；
• 個(gè)性化設(shè)置：調(diào)整充電電壓、電流、時(shí)長(zhǎng)，以適配不同車型；
• 遠(yuǎn)程監(jiān)控：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池和充電設(shè)備狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)傳輸至中央監(jiān)控系統(tǒng)。

四、展望

隨著新能源汽車的廣泛應(yīng)用，對(duì)充電樁的需求不斷增加。充電樁與觸摸屏技術(shù)的巧妙結(jié)合進(jìn)一步提升了用戶體驗(yàn)，使得充電更加便捷。未來，我們可以期待更多的創(chuàng)新，例如智能預(yù)約充電、充電效率的優(yōu)化以及智能能源管理。