串口屏(又称UART屏、智能串口屏)因其开发简便、稳定性高、成本可控等特点,已成为充电桩人机交互界面(HMI)的主流选择。它不仅仅是简单的显示设备,更是连接用户、充电桩和后台系统的智能交互枢纽。
一、什么是串口屏?它为何适合充电桩?
串口屏是一种集成了显示面板(LCD)、触摸屏、处理器和Flash存储器的一体化智能显示模块。它的核心特点是:
- 二次开发简单:开发者无需关心底层驱动和复杂的图形处理,只需通过上位机软件(如串口屏厂商提供的工具)设计好界面,然后通过简单的串口(如UART、RS232、RS485)指令(如MODBUS RTU协议)即可控制屏幕显示内容、切换页面、读取触摸指令等。
- 高可靠性:工业级设计,宽温工作(-20℃ ~ 70℃),能适应户外恶劣环境(日晒、雨淋、高低温)。
- 成本效益高:将主控MCU从复杂的图形处理中解放出来,降低了主控的性能要求,从而降低了整体系统成本和开发难度。
这些特性完美契合了充电桩对稳定性、易开发、长生命周期和成本控制的严格要求。
二、串口屏在充电桩上的实际应用场景与功能
串口屏的应用贯穿于用户充电的全过程,主要分为两大场景:公共直流快充桩 和 交流慢充桩(含家用桩)。
1. 公共直流快充桩(高功率)的应用
直流桩的串口屏尺寸较大(通常7寸、10.1寸、15.6寸甚至更大),功能复杂,是交互的核心。
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引导与状态显示:
- 待机界面:显示二维码、充电桩编号、运营商Logo、空闲状态、收费标准等,吸引用户并引导扫码。
- 充电准备:引导用户连接枪线、确认车辆接口已插稳。
- 充电中进行中:这是最核心的界面,实时动态显示:
- 充电电压、电流、功率
- 已充电量(kWh)、已耗金额、充电时长
- 电池SOC(State of Charge,电量状态)百分比
- 剩余预计完成时间
- 充电曲线图(高级功能)
- 故障报警:以醒目的颜色和图标显示故障信息,如“急停按下”、“绝缘故障”、“连接器过温”等,并给出安全提示。
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用户交互与支付:
- 扫码支付:屏幕生成支付二维码,用户使用微信、支付宝等App扫描即可启动充电和支付。
- 屏幕触摸操作:提供虚拟按键,用户可以进行“开始充电”、“停止充电”、“结算账单”、“获取发票”等操作。
- 设置功能(对于运营人员):通过密码或后台授权进入管理菜单,进行设置电价、网络配置、系统升级、查询历史记录等操作。
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广告与信息发布:
- 在待机状态或充电过程中,可以穿插播放商业广告、政府公益宣传、新能源政策科普等视频或图片,创造额外收益。
2. 交流慢充桩(社区/家用)的应用
交流桩的屏幕尺寸较小(通常3.5寸、4.3寸、5.0寸),功能相对简单,更注重基础状态显示和便捷控制。
- 状态指示灯式显示:通过图标和文字清晰显示:
- 待机/就绪(绿灯)
- 充电中(蓝灯/呼吸灯效果)
- 故障(红灯)
- 网络连接状态(Wi-Fi/4G图标)
- 基本设置与控制:
- 用户可以通过屏幕预约充电时间(利用谷电价省钱)。
- 设置充电额度(充到80%或特定电量后停止)。
- 查看本次充电的电量和费用统计。
- 蓝牙/Wi-Fi配对:引导用户与充电桩进行蓝牙配对,以便通过手机App进行更详细的控制和监控。
三、串口屏方案的关键优势
- 稳定可靠,抗干扰能力强:基于串行通信,电路设计简单,不易受充电桩内部大功率模块(如继电器、电源模块)产生的电磁干扰影响。
- 开发周期极短:UI设计师直接使用工具设计界面,软件工程师调用简单的串口指令即可,前后端开发可以并行,大大缩短了产品上市时间。
- 降低主控MCU负担:主控MCU(通常是嵌入式Linux或RTOS系统)无需处理复杂的图形渲染,只需发送业务数据指令,节省了CPU和内存资源,使系统运行更流畅稳定。
- 维护和升级方便:
- UI升级:若需更新界面样式或增加新功能,只需将新的界面配置文件下载到串口屏的Flash中即可,无需改动主控程序。
- 故障排查:屏幕与主控通过协议通信,若屏幕无显示,可以快速判断是屏幕本身故障还是主控未发送数据,便于维修。
四、未来发展趋势
- 更高性能和智能化:
- 更高分辨率、更高亮度和宽视角的屏幕,提升户外可视性。
- 集成更强大的处理器,支持更复杂的动画和视频播放。
- 多功能集成:
- 屏内集成摄像头模块,支持扫码支付和视频监控一体化。
- 集成语音识别模块,支持语音交互,提升无障碍使用体验。
- 无线升级(OTA):通过网络或蓝牙直接对串口屏的固件和UI进行远程批量升级,极大降低运维成本。
总结
在充电桩行业中,串口屏绝不仅仅是一个“显示器”,它是一个功能强大、高度定制化的智能交互终端。它以其独特的优势,成功地解决了充电桩在复杂电磁环境下的稳定显示、快速开发、成本控制等核心问题,成为了当前市场中不可或缺的关键部件,极大地提升了用户的充电体验和运营商的管理效率。