電動汽車分時租賃系統硬件負載均衡方法與流程

本發明涉及一種汽車租賃系統，尤其涉及一種電動汽車分時租賃系統硬件負載均衡方法。

背景技術：

目前成熟的汽車租賃系統一般采用記賬式方案，運營過程中每單租賃的租車、還車、記錄、記賬、收費等都需要人工參與才能完成，無法實現自助的租賃模式，費時費力，還易出錯。租車、還車、記錄、記賬、收費等都能以自助方式完成的電動汽車分時租賃系統，省時省力，還不易出錯，為數以萬計的會員提供電動汽車租車服務，但不斷增長的會員會對系統造成越來越重的訪問壓力，是確保電動汽車分時租賃系統順利實施迫切需要解決的問題。

技術實現要素：

本發明為了解決上述技術問題，提供一種電動汽車分時租賃系統硬件負載均衡方法，通過負載均衡的方式把會員訪問的壓力分擔到不同的APP服務器，達到負載均衡和通訊故障轉移的目的，提高系統可靠性，滿足向數以萬計的會員提供電動汽車租車服務的需要。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：本發明的電動汽車分時租賃系統包括APP服務器、負載均衡器、會員登錄狀態數據庫、安裝有電動汽車租賃APP的用戶手持終端、連接互聯網的WEB用戶端和配設在每一輛電動汽車上并安裝有電動汽車租賃APP的分時租賃裝置，本發明的電動汽車分時租賃系統硬件負載均衡方法包括下列步驟：

①.所述的用戶手持終端、分時租賃裝置及WEB用戶端只需訪問所述的負載均衡器的地址；

②.所述的負載均衡器接收用戶手持終端、分時租賃裝置及WEB用戶端的HTTP連接請求，檢測各APP服務器的狀態，按照負載均衡策略決定選擇哪個APP服務器為本次請求服務；

③.負載均衡器把用戶請求轉發給選出的APP服務器，接收APP服務器應答數據并返回給發出請求的用戶手持終端、分時租賃裝置及WEB用戶端；

④.會員初次登錄時，經負載均衡器和APP服務器向會員登錄狀態數據庫寫入會員數據，會員數據包括會員地址、會話密鑰、最后訪問時間及所連APP服務器的地址，APP服務器均通過會員地址從會員登錄狀態數據庫獲取會員數據。

負載均衡器根據各APP服務器的溫度、電壓、維護時間、使用年限及連續工作時間進行綜合分析，作出負載均衡策略，對APP服務器進行最安全分配，最后決定將用戶請求轉發給哪個APP服務器。用戶手持終端、分時租賃裝置及WEB用戶端均通過HTTP協議訪問APP服務器集群，以獲取后臺提供的服務。用戶手持終端、分時租賃裝置及WEB用戶端訪問負載均衡器和直接訪問APP服務器所起到的效果是一樣的，而且不需要知道連接的是哪個APP服務器。本技術方案能夠通過增加APP服務器的方法，提高系統整體的負載能力。引入會員登錄狀態數據庫實現會員數據共享。會員登錄狀態數據庫采用高速緩存數據庫，提高系統性能。對于同一個用戶發出的請求，可能由A服務器提供服務，也可能由B服務器提供服務，為了在這種情況下能在不同服務器中獲取相同的會員數據，通過引入會員登錄狀態數據庫實現會員數據共享。本發明達到負載均衡和通訊故障轉移的目的，減小系統訪問壓力，提高系統可靠性，滿足向數以萬 計的會員提供電動汽車租車服務的需要。

作為優選，所述的負載均衡器檢測發出請求的用戶地址，相同用戶地址的請求轉發到同一臺APP服務器。節約處理時間，通訊更快速，節約資源。

作為優選，所述的負載均衡器能對各APP服務器進行自動故障檢測，當某個APP服務器出現宕機時，負載均衡器自動把用戶請求轉發給其他正常運轉的APP服務器。確保系統的正常運轉。

作為優選，所述的電動汽車分時租賃系統的電動汽車分時租賃方法包括用戶賬戶管理方法、租還車方法以及充電管理方法；用戶賬戶管理方法包括用戶的注冊、注銷和同步；租還車方法包括：APP服務器接收控制信號并執行相應步驟，當APP服務器接收租車還車信號時執行租車還車步驟，當APP服務器接收預約租車信號時執行預約租車步驟，當APP服務器接收預約充電信號時執行預約充電步驟，當APP服務器接收異地租車信號時執行異地租車步驟；充電管理方法包括：汽車充電樁獲取當前停車的電動車信息并發送至APP服務器，APP服務器根據電動車當前車輛狀態和環境參數進行電量計算并下達分時充電控制命令，汽車充電樁對當前停車的電動車進行分時充電。通過用戶手持終端上的電動汽車租賃APP、安裝在電動汽車上的分時租賃裝置中的電動汽車租賃APP及WEB用戶端上的電動汽車租賃軟件，實現與用戶互動的多樣性，增強用戶體驗。通過用戶手持終端上的電動汽車租賃APP賬號和會員卡號的綁定，實現可通過會員卡和APP賬號兩種方式進行租車，并可交叉使用，實現聯動。通過將用戶數據注冊到車輛GPRS模塊中，實現本地車輛控制、后臺計費的模式，既增強了車輛端的響應速度，又可確保計費數據的穩定性。通過汽車充電樁的管理，實現汽車充電樁與車的綁定、汽車充電樁狀態管理及控制。通過將整個租賃系統細分為業務系統、通訊系統及各個子資源管理系統，實現系統的穩定、可靠、 安全性及業務流暢性，提升處理效率。電動汽車分時租賃系統的租車、還車、記錄、記賬、收費等都以用戶自助方式完成，省時省力，調度和分配的智能化程度高，不易出錯。

作為優選，所述的用戶的注冊為將用戶ID輸入至用戶手持終端及分時租賃裝置的GPRS終端或GPRS模塊中，用戶的注銷為將輸入至用戶手持終端及分時租賃裝置的GPRS終端或GPRS模塊中的用戶ID刪除，用戶的同步為APP服務器定時將所有GPRS終端或GPRS模塊中的用戶ID進行同步。用戶注冊系統設計上是將用戶的ID刷進GPRS終端的存儲芯片中，用戶租車時校驗用戶ID實現租車業務，保證用戶租車時刷卡沒有延遲感，用戶注銷與用戶注冊恰恰相反，針對退出或因其他原因取消分時租賃業務的會員，系統需要將存儲在充電樁及車輛GPRS終端的ID注銷。然后執行用戶同步，系統具備定時同步數據的的功能，確保車輛及充電樁GPRS終端的ID為最新狀態。

作為優選，所述的分時租賃裝置包括GPRS模塊、用于車輛信息采集和處理的智能控制設備、用于身份驗證的RFID讀卡器和對車門和動力進行控制的車輛控制模塊，所述RFID讀卡器、車輛控制模塊和GPRS模塊均與所述的智能控制設備連接，所述智能控制設備通過GPRS模塊與APP服務器通信連接；

所述租車還車步驟包括：

RFID讀卡器讀卡，智能控制設備判斷當前車輛狀態，若當前車輛狀態不符合開啟條件則車輛控制模塊拒絕開啟車門，租車結束；

若當前車輛狀態符合開啟條件則由車輛控制模塊解鎖車門，用戶進入車內，同時，智能控制設備傳輸當前讀卡數據至APP服務器，APP服務器返回用戶賬戶信息至GPRS模塊，若APP服務器返回用戶賬戶信息為余額不足，車輛控制模塊關閉車輛動力電源，智能控制設備提示后結束租車；

若APP服務器返回用戶賬戶信息為余額充足，車輛控制模塊開啟車輛動力電源，則由使用者進行租車使用；

當使用者停車后，智能控制設備顯示選擇信息，若使用者為臨時停車則使用者刷卡或使用用戶手持終端對車輛控制模塊發送命令進行車門操作，若使用者為還車操作，則使用者在智能控制設備選擇還車命令并在汽車充電樁處刷卡，汽車充電樁與車輛綁定，使用者還車。

本技術方案中，租車還車業務邏輯/流程是整個系統的核心，本發明具備會員卡校驗的功能，必須確保只有車輛及汽車充電樁GPRS終端中預存的用戶才能租車，系統根據實際需求支持用戶租多輛車或限制用戶只租一輛車，用戶還車時通過車與汽車充電樁的通信實現車輛和汽車充電樁的綁定。

作為優選，所述的預約租車步驟為：使用者通過用戶手持終端或WEB用戶端查找空閑車輛，發送預約租車的預約租車信號至APP服務器，所述APP服務器發送預約租車信號至指定車輛，并同步發送預約租車信號至車輛綁定的汽車充電樁；若在設定的預約時間內，使用者未能執行租車還車步驟或在非指定車輛上執行租車還車步驟則發出取消預約租車信號至指定車輛。

作為優選，所述的異地租車步驟為：在用戶的注冊、注銷和同步中加入地區碼；相應汽車充電樁和分時租賃裝置也均設置有地區碼，當使用者通過用戶手持終端或WEB用戶端向APP服務器提出異地租車申請后，APP服務器解析目標地址的地區碼然后將提出異地租車申請的用戶ID輸入至目標地址的GPRS終端或GPRS模塊中并執行同步步驟。本發明采用了限制地區借車的方法，確定了借車范圍，防止了大范圍用車導致的核定區域用車緊張情況的產生。

作為優選，所述的預約充電步驟包括：使用者通過用戶手持終端或WEB用戶端查找空閑車輛及相應車輛的電量，發送預約時間要求預約充電的預約信號 至APP服務器，所述APP服務器發送預約充電信號至指定車輛，并同步發送預約充電信號至車輛綁定的汽車充電樁，若在設定的預約時間內，使用者未能執行租車還車步驟或在非指定車輛上執行租車還車步驟則發出取消預約充電信號至指定車輛。本發明實現了預約優先原則，車輛經預約后鎖定預約用戶，其他用戶無法再租賃此車輛，預約的時間有限定。同時如果用戶預約超時或預約后租賃了其他車輛，預約自動取消。汽車充電樁也可以支持同樣的預約策略。

作為優選，若有若干輛車輛停車的距離在200米之內，則比較相鄰車輛的當前電量值，APP服務器在判定為需要充電的車輛中以電量從高到低的順序依次通過汽車充電樁給車輛充電。本技術方案盡可能地保證了有車輛快速完成充電可以使用，同時也合理規劃了充電時間，節約了成本。

本發明的有益效果是：電動汽車分時租賃系統的租車、還車、記錄、記賬、收費等都以自助方式完成，省時省力，分配和調度合理，智能化程度高，不易出錯。通過負載均衡器把會員訪問的壓力分擔到不同的APP服務器，達到負載均衡和通訊故障轉移的目的，減小系統訪問壓力，提高系統可靠性，滿足向數以萬計的會員提供電動汽車租車服務的需要。

附圖說明

圖1是本發明的一種系統連接結構框圖。

圖2是本發明中分時租賃裝置的一種連接結構示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例，并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。

實施例：本實施例的電動汽車分時租賃系統硬件負載均衡方法，如圖1所示，電動汽車分時租賃系統包括APP服務器1、負載均衡器2、會員登錄狀態數 據庫6、安裝有電動汽車租賃APP的用戶手持終端3、連接互聯網的WEB用戶端4和配設在每一輛電動汽車上并安裝有電動汽車租賃APP的分時租賃裝置5，用戶手持終端3、分時租賃裝置5及WEB用戶端4均能通過網絡和負載均衡器2實現通訊連接，負載均衡器2和各APP服務器1實現通訊連接，APP服務器1和會員登錄狀態數據庫6通訊相連。WEB用戶端4上安裝有信息管理模塊、用戶賬號管理模塊及業務辦理和租賃業務布模塊。各APP服務器1和中心服務器相連，中心服務器上安裝有租賃業務邏輯及業務行為模塊、車輛信息管理模塊及帶有會員信息管理雙向交互數據接口的會員管理模塊，中心服務器通過網絡連接有WEB管理員端，中心服務器也通過網絡和各汽車充電樁相連。WEB管理員端安裝有充電樁維護模塊、計費設置模塊、車輛維護模塊、信息發布模塊和車輛狀態監控及閾值設定模塊。如圖2所示，分時租賃裝置5包括GPRS模塊51、用于車輛信息采集和處理的智能控制設備52、用于身份驗證的RFID讀卡器53、對車門和動力進行控制的車輛控制模塊54及指示燈提示裝置55，RFID讀卡器、車輛控制模塊和GPRS模塊均與智能控制設備連接，智能控制設備通過GPRS模塊與APP服務器通信連接。智能控制設備上安裝有包括電動汽車租賃APP的信息處理模塊及和信息處理模塊相連的租賃業務模塊、充電樁查詢預約模塊、還車模塊、信息交互模塊與車輛查詢預約模塊，安裝在電動汽車上的電動汽車租賃APP包括車輛位置功能模塊、車輛狀態信息功能模塊和業務信息雙向通訊接口。

電動汽車分時租賃系統硬件負載均衡方法包括下列步驟：

①.用戶手持終端、分時租賃裝置及WEB用戶端只需訪問負載均衡器的地址；

②.負載均衡器接收用戶手持終端、分時租賃裝置及WEB用戶端的HTTP連接請求，檢測各APP服務器的狀態，按照負載均衡策略決定選擇哪個APP服務器為本次請求服務；

③.負載均衡器把用戶請求轉發給選出的APP服務器，接收APP服務器應答數據并返回給發出請求的用戶手持終端、分時租賃裝置及WEB用戶端；

④.會員初次登錄時，經負載均衡器和APP服務器向會員登錄狀態數據庫寫入會員數據，會員數據包括會員地址、會話密鑰、最后訪問時間及所連APP服務器的地址，APP服務器均通過會員地址從會員登錄狀態數據庫獲取會員數據。

負載均衡器檢測發出請求的用戶地址，相同用戶地址的請求轉發到同一臺APP服務器。

負載均衡器能對各APP服務器進行自動故障檢測，當某個APP服務器出現宕機時，負載均衡器自動把用戶請求轉發給其他正常運轉的APP服務器。

電動汽車分時租賃系統的電動汽車分時租賃方法包括用戶賬戶管理方法、租還車方法以及充電管理方法；用戶賬戶管理方法包括用戶的注冊、注銷和同步；租還車方法包括：APP服務器接收控制信號并執行相應步驟，當APP服務器接收租車還車信號時執行租車還車步驟，當APP服務器接收預約租車信號時執行預約租車步驟，當APP服務器接收預約充電信號時執行預約充電步驟，當APP服務器接收異地租車信號時執行異地租車步驟；充電管理方法包括：汽車充電樁獲取當前停車的電動車信息并發送至APP服務器，APP服務器根據電動車當前車輛狀態和環境參數進行電量計算并下達分時充電控制命令，汽車充電樁對當前停車的電動車進行分時充電。

用戶的注冊為將用戶ID輸入至用戶手持終端及分時租賃裝置的GPRS終端或GPRS模塊中，用戶的注銷為將輸入至用戶手持終端及分時租賃裝置的GPRS終端或GPRS模塊中的用戶ID刪除，用戶的同步為APP服務器定時將所有GPRS終端或GPRS模塊中的用戶ID進行同步。

租車還車步驟包括：

RFID讀卡器讀卡，智能控制設備判斷當前車輛狀態，若當前車輛狀態不符合開啟條件則車輛控制模塊拒絕開啟車門，租車結束；

若當前車輛狀態符合開啟條件則由車輛控制模塊解鎖車門，用戶進入車內，同時，智能控制設備傳輸當前讀卡數據至APP服務器，APP服務器返回用戶賬戶信息至GPRS模塊，若APP服務器返回用戶賬戶信息為余額不足，車輛控制模塊關閉車輛動力電源，智能控制設備提示后結束租車；

若APP服務器返回用戶賬戶信息為余額充足，車輛控制模塊開啟車輛動力電源，則由使用者進行租車使用；

當使用者停車后，智能控制設備顯示選擇信息，若使用者為臨時停車則使用者刷卡或使用用戶手持終端對車輛控制模塊發送命令進行車門操作，若使用者為還車操作，則使用者在智能控制設備選擇還車命令并在汽車充電樁處刷卡，汽車充電樁與車輛綁定，使用者還車。

預約租車步驟為：使用者通過用戶手持終端或WEB用戶端查找空閑車輛，發送預約租車的預約租車信號至APP服務器，所述APP服務器發送預約租車信號至指定車輛，并同步發送預約租車信號至車輛綁定的汽車充電樁；若在設定的預約時間內，使用者未能執行租車還車步驟或在非指定車輛上執行租車還車步驟則發出取消預約租車信號至指定車輛。

異地租車步驟為：在用戶的注冊、注銷和同步中加入地區碼；相應汽車充電樁和分時租賃裝置也均設置有地區碼，當使用者通過用戶手持終端或WEB用戶端向APP服務器提出異地租車申請后，APP服務器解析目標地址的地區碼然后將提出異地租車申請的用戶ID輸入至目標地址的GPRS終端或GPRS模塊中并執行同步步驟。

預約充電步驟包括：使用者通過用戶手持終端或WEB用戶端查找空閑車輛及相應車輛的電量，發送預約時間要求預約充電的預約信號至APP服務器，所述APP服務器發送預約充電信號至指定車輛，并同步發送預約充電信號至車輛綁定的汽車充電樁，若在設定的預約時間內，使用者未能執行租車還車步驟或在非指定車輛上執行租車還車步驟則發出取消預約充電信號至指定車輛。

若有若干輛車輛停車的距離在200米之內，則比較相鄰車輛的當前電量值，APP服務器在判定為需要充電的車輛中以電量從高到低的順序依次通過汽車充電樁給車輛充電。

在充電管理方法中，充電樁為使用峰谷電計費充電樁，若當前時間處于谷電計費時間內，充電樁對電動汽車進行充電；

若當前時間處于峰電計費時間內，則中心服務器根據充電樁當前綁定的車輛中車載信息平臺上傳的車輛狀態信息對充電樁進行操作，若當前綁定車輛經過充電判斷，判定為需要充電則充電樁對電動汽車進行充電，若判定為禁止充電則充電樁停止對電動汽車進行充電；

充電判斷步驟包括以下子步驟：

充電判斷子步驟一，中心服務器對每個充電樁的賦值一個基礎電量閾值和一個基礎電量系數值，基礎電量閾值和基礎電量系數值均由人工或中心服務器計算設定；

充電判斷子步驟二，中心服務器讀取當前時間、谷電計費時間開啟時間和當前車輛的電池電量值，中心服務器計算當前時間與谷電計費時間開啟時間的差值得出時間差值；

充電判斷子步驟三，基礎電量系數值除以時間差值后所得出的數值加上當前車輛的電池電量值大于或者等于所述的基礎電量閾值則判定為禁止充電，若 基礎電量系數值除以時間差值后所得出的數值加上當前車輛的電池電量值小于所述基礎電量閾值則判定為需要充電。

在充電判斷子步驟中，充電樁上個統計周期中對應日期的平均借車次數乘以給定百分比系數得出電量修正值，基礎電量閾值由基礎電量值加上電量修正值得出，基礎電量值為統一數值。

本發明的動汽車分時租賃系統的租車、還車、記錄、記賬、收費等都以自助方式完成，省時省力，分配和調度合理，智能化程度高，不易出錯。通過負載均衡器合理分配APP服務器，達到負載均衡和通訊故障轉移的目的，減小通訊壓力，提高系統可靠性，滿足向數以萬計的會員提供電動汽車租車服務的需要。

本發明的動汽車分時租賃系統采用分時租賃的方法，采用積極的分時充電租賃方法，結合當地峰谷電電價和用電策略，在不妨礙正常租車還車的同時，大量降低了用電成本。具備會員卡校驗的功能，必須確保只有車輛及充電樁GPRS終端中預存的用戶才能租車。系統根據實際需求支持用戶租多輛車或限制用戶只租一輛車，用戶還車時通過車與充電樁的通信實現車輛和充電樁的綁定。實現預約優先原則，車輛經預約后鎖定預約用戶，其他用戶無法再租賃此車輛，預約的時間有限定。同時如果用戶預約超時或預約后租賃了其他車輛，預約自動取消。采用限制地區借車的方法，確定了借車范圍，防止了大范圍用車導致的核定區域用車緊張情況的產生。達到了不同地區對應不同的借車基礎電量閾值，也就是讓借車頻率較大的充電樁充電較多，盡可能多的保持電量，使得大多數人能夠盡可能地借車，既考慮到了車輛電量的需求，又考慮到了車輛使用的需求，滿足的經濟成本和使用成本的雙重要求。

以上所述的實施例只是本發明的一種較佳的方案，并非對本發明作任何形 式上的限制，在不超出權利要求所記載的技術方案的前提下還有其它的變體及改型。