Sviluppo di applicazione per smartphone con NFC per la ricarica di veicoli elettrici

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Sviluppo di applicazione per smartphone con NFC per la ricarica di veicoli elettrici

  1. 1. UNIVERSITA’ POLITECNICA DELLE MARCHE FACOLTA’ DI INGEGNERIA Corso di Laurea in Ingegneria ElettronicaSviluppo di applicazione su smartphone con NFC per la ricarica di veicoli elettrici Relatore: Laureando: Prof. Chia.mo Gianluca Ritrovati Massimo Conti
  2. 2. Scenario• Diffusione di veicoli elettrici plug-in• Distribuzione capillare di punti di ricarica (abitazioni, parcheggi, luoghi di lavoro, centri commerciali, ecc..)
  3. 3. ScenarioEffetto della diffusione dei PEV sulla rete urbana didistribuzione*, nel caso di ricarica non controllata*Fonte: Enea Ricerca sul Sistema Elettrico, «Valutazioni dell’impatto dell’inserimento diveicoli elettrici stradali plug-in sulla rete di distribuzione»
  4. 4. Stato dell’arteISO/IEC 15118 : comunicazione bidirezionale traveicolo e stazione di carica ISO/IEC 15118EV EVSE Funzionalità previste: • Autenticazione al servizio • Fatturazione • Verifica disponibilità energia da rete • Verifica compatibilità fornitura con EV • Altri servizi a pagamento (internet, informazioni ecc.)
  5. 5. Obiettivi • Velocizzare il setup di una sessione • Migliorare l’interazione cliente – veicolo – stazione • Sviluppare un sistema rapido per micro-pagamenti • Controllare in remoto lo stato di carica
  6. 6. Soluzione proposta EVSE Bluetooth EV • Autenticazione • Pagamento • Scelta dei parametri di carica • Controllo remoto della carica • Servizi aggiuntivi (Internet,Gps,ecc.)
  7. 7. Hardware  Samsung Galaxy Nexus • Android Jelly Bean 4.2 • NFC • Bluetooth  2 x PC Intel Core 2 Duo • Windows 7 64 bit  Readerwriter NFC SCL3711 • Compatibilità multi-protocollo • Basato su modulo NXP PN533 • Comunicazione NFC peer-to-peer
  8. 8. Hardware Emulatore Emulatore Stazione (EVSE) Veicolo (EV) Smartphone Reader NFC
  9. 9. Protocollo dicomunicazione ISO/IEC 15118
  10. 10. Protocollo ridefinito Modifiche apportate rispetto a ISO 15118:• Fase di autenticazione• Fase di set parametri
  11. 11. Messaggi del protocolloIl protocollo ISO utilizza messaggi XML composti daun Header e un Body
  12. 12. Near Field CommunicationTecnologia di comunicazione a corto raggio Basato su tecnologia RFID a 13,56 MHz Velocità di trasmissione di 424 kbps Distanza operativa circa 5 cm Uso nel progetto: • Velocizzare connessione Bluetooth • Autenticazione al servizio Modalità Peer To Peer • Pagamento del servizio
  13. 13. Protocollo Peer To Peer NFC Cooperazione di più protocolli definiti da NFC Forum NFC Data Exchange Protocol NDEF Formato dati scambiati via NFC Simple Ndef Exchange Protocol SNEP Frammentazione di messaggi troppo lunghi per LLCP Logical Link Control Protocol LLCP Trasporto orientato alla connessione (controllo, garanzia di ricezione, re-invio) ISO 18092 (NFC-DEP) Comunicazione RFID tra dispositivi Livello crescente della comunicazione
  14. 14. Peer To Peer NFCAndroid Windows Android API NDEF LLCPManager SNEP (VB.NET) Android O.S. LLCP ISO 18092 (Istruzioni PN53x) Libnfc (C++)
  15. 15. Peer To Peer NFCRicezione messaggio NDEF frammentato p2p NFC
  16. 16. Peer To Peer NFCInvio messaggio NDEF frammentato p2p NFC
  17. 17. Software sviluppato o Ambiente Eclipse 3.7 o Android SDK 15 • Applicazione Android (Client): o Gestione dati NFC o Servizio di connessione Bluetooth o Interfacce utente o Macchina a stati o Parsing messaggi V2G
  18. 18. Software sviluppato o Visual Basic 2010 o Visual C++ (per Libnfc) • Emulatore EVSE (Server): o Implementazione p2p NFC o Macchina a stati o Gestione database o Parsing messaggi V2G
  19. 19. Software sviluppato o Visual Basic 2010 • Emulatore EV (Client): o Macchina a stati o Parsing messaggi V2G
  20. 20. Sessione di carica Setup connessione Bluetooth EVSE EV Messaggio NFC:  MAC address smartphone  Evitata fase di Discovery  UUID applicazione  Accoppiamento Just Work  MAC address veicolo
  21. 21. Sessione di carica Authentication and authorization EVSE EV Avvio sessione Inserimento password
  22. 22. Sessione di carica Authentication and authorization EVSE EV Messaggio NFC  Username  Verifica dati autenticazione  Password su database centrale  Credit Card details  Verifica dati pagamento presso istituto di credito
  23. 23. Sessione di carica Target setting and charge scheduling EVSE EV Stato batteria  Stato batteria Lista dei piani di  Parametri elettrici carica compatibili supportati
  24. 24. Sessione di carica Target setting and charge scheduling Setting options • Piani di carica • Autonomia (GPS) • Ora di termine carica • Livello carica
  25. 25. Sessione di carica Target setting and charge scheduling EVSE EV Piano di carica scelto I dettagli della sessione Quantità di carica vengono registrati nel database centrale
  26. 26. Sessione di carica Charge control EVSE EV  Misura ciclica di carica erogata (EVSE) e carica acquisita (EV)
  27. 27. Sessione di carica End of charging process EVSE EV  Carica desiderata raggiunta
  28. 28. Un esempiodi applicazioneCon questa applicazione:• Avvicinando lo smartphone alla colonnina viene abilitato l’accesso al servizio e il pagamento• Il processo di carica potrà essere seguito in remoto
  29. 29. Sviluppi futuri• Aggiornamento con i nuovi rilasci della specifica ISO• Implementazione di servizi aggiuntivi (carica differita, GPS, CAN bus…)• Accoppiamento Bluetooth OOB per maggiore sicurezza• Possibilità di seguire il processo una volta lasciata la rete Bluetooth, mediante servizio web-based
  30. 30. Grazie per l’attenzione!

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