一種分層分布式電動汽車充電服務系統和控制方法與流程

本發明涉及電動汽車充電領域，具體涉及一種分層分布式電動汽車充電服務系統和控制方法。

背景技術：

云技術是一種廣泛運用的把大量信息和處理資源集中在一起，協同工作的互聯網基礎架構模式。互聯網+是互聯網與傳統行業深度融合下的創新發展模式。

隨著電動汽車的迅猛發展，電動汽車充電服務也迎來了發展高峰，特別是在互聯網+的理念下，創新電動汽車充電服務更是充電市場的發展要求。采用云數據模型構建的電動汽車充電服務系統，能用用戶帶來便捷、安全、智能的充電服務。但是，現在的基于云服務的智能充電系統并沒有一種完善的系統結構能為用戶帶來良好的用戶體驗。

技術實現要素：

本發明提供一種分層分布式電動汽車充電服務系統和控制方法，用于解決智能充電系統不完善的問題。

一種分層分布式電動汽車充電服務系統，包括第一通訊隔離區、第二通訊隔離區和第三通訊隔離區；

所述第一通訊隔離區、第二通訊隔離區和第三通訊隔離區之間通過通訊網絡連接；

第一通訊隔離區包括應用服務器和web服務器，web服務器用于接入inter網絡和手機網絡，應用服務器用于協調、管理第一通訊隔離區、第二通訊隔離區和第三通訊隔離區的數據，應用服務器中存儲有統計實時庫，用于存儲充電設備的歷史信息；

第二通訊隔離區包括通訊前置機，通訊前置機用于接入充電設備，并設有前置實時庫，用于存儲充電設備的實時信息；

第三通訊隔離區包括通訊服務器和數據服務器；通訊服務器用于管理通訊，數據服務器用于存儲運營數據庫；通訊服務器通過通訊前置機獲取充電設備的信息，匯聚在數據服務器中。

進一步的，在第一通訊隔離區設有web負載均衡器，在第二通訊隔離區設有通訊負載均衡器。

進一步的，在第一通訊隔離區、第二通訊隔離區和第三通訊隔離區均設有的交換機。

進一步的，所述第一通訊隔離區的第一通訊隔離區交換機連接web負載均衡器、應用服務器和web服務器；所述第二通訊隔離區的第二通訊隔離區交換機連接通訊前置交換機和通訊負載均衡器。

一種分層分布式電動汽車充電服務系統的控制方法，包括如下步驟：

(1)接收通過手機網絡或者inter網絡向第一通訊隔離區發送充電請求，包括充電號、充電方式和充電參數；

(2)第一通訊隔離區接收到充電請求后，向第二通訊隔離區發送充電請求；

(3)第二通訊隔離區查詢充電設備的狀態，發送給第一通訊隔離區；

(4)第一隔離區通過web服務器將充電設備的狀態通過手機網絡或inter網絡發送給用戶。

進一步的，在充電過程中，當用戶通過手機網絡或者inter網絡向第一隔離區發送查詢充電請求時，第一通訊隔離區向第二通訊隔離區發送充電查詢請求；第二通訊隔離區的通訊前置機查詢得到相應的充電信息后，發送給第一通訊隔離區，第一通訊隔離區的web服務器把充電信息通過手機網絡或者inter網絡發送給用戶。

進一步的，當電動汽車充電服務系統接收到充電請求后，采用電序列群進化算法為用戶定位出最佳的充電服務點；

所述充電序列進化算法包括以下步驟：

(1)通過公式x_i＝x_o+m×(x_p-x_q)遍歷充電服務群，定位滿足充電要求的當屬前置機充電服務點x_i；

其中x_i是原始群，i是群數，o、p、q為隨機數，m是加權因子，來自于平臺預先設定的模型參數；

(2)通過公式定位出前置機x_i下最佳的充電服務點x_ij'；

其中v_i是隨機向量，rad(j)∈[0,1]，是第j個隨機數；CR∈[0,1]是變異概率。

本發明提供的一種分層分布式電動汽車充電服務系統和控制方法，將系統分為三個通訊隔離區，構建完整的充電服務系統，即可以實時監控充電設備的充電狀態和電氣狀態，還可以為用戶提供良好的智能體驗，解決了智能充電系統不完善的問題。

充電查詢為用戶提供了實時監控充電狀態的平臺，充電序列進化算法為用戶制定了最佳的充電方案，使分層分布式電動汽車充電服務系統更加智能化。

附圖說明

圖1是分層分布式充電網絡框架圖；

圖2是充電服務網絡模型應用圖；

圖3是充電服務網絡功能組件圖；

圖4是充電服務網絡典型通訊交互流程圖。

具體實施方式

一種分層分布式電動汽車充電服務系統，包括第一通訊隔離區、第二通訊隔離區和第三通訊隔離區，三者之間通過通訊網絡連接。

第一通訊隔離區包括web負載均衡器、第一通訊隔離區交換機應用服務器和web服務器；第二通訊隔離區包括通訊前置機、通訊負載均衡器和第二通訊隔離區交換機；第三隔離區包括通訊服務器、數據服務器和第三通訊隔離區交換機。所述第一通訊隔離區、第二通訊隔離區和第三通訊隔離區之間通過通訊網絡連接。

本實施例提供的分層分布式電動汽車充電服務系統網絡模型如圖2所示，第一通訊隔離區的web服務器用于接入inter網絡和手機網絡，應用服務器用于協調、管理第一通訊隔離區、第二通訊隔離區和第三通訊隔離區的數據，應用服務器中存儲有統計實時庫，用于存儲充電信息和用戶信息。通訊前置機用于接入充電設備，并設有前置實時庫，用于存儲充電設備的實時氣信息。通訊服務器用于管理通訊，通訊服務器通過通訊前置機獲取充電設備的歷史信息，匯聚在數據服務器中。

在應用服務器上，采用多數據源動態切換技術建立消息隊列，對通訊前置實時庫和應用統計實時庫進行管理，對充電服務系統的支撐服務、數據服務、通訊服務進行統一結合的交互管理，從而實現對應用服務的交互，協議轉換、安全策略和路由機制的有效控制。

多數據源動態切換技術建立了信息隊列管理機制，對前置通訊機和通訊服務器進行統一管理，同時協調聯系數據總線和服務總線，并且集中管控協調通訊和應用服務兩總線。其中數據總線通過透明的信息定制、通知、提交、讀寫等操作接口，將云存儲的數據信息、管理控制域和業務數據處理單元聯系起來；服務總線將通訊、短信、業務流程等平臺引擎和具體訪問業務聯系，其具有會話控制，權限認證，狀態通知，數據交換等功能。

充電系統通過前置匯聚通訊技術開展分層分布式通訊網絡部署，通訊前置機和通訊服務器之間通過電動汽車開放互動協議進行信息交互。協議規定報文格式，接收多個相鄰通信節點的數據，報文格式幀耦合第一個通信節點和相鄰通信節點的狀態確定一個校驗控制幀，用來確保充電數據優先傳輸性。

(1)分層分布式充電服務網絡，大量的離散充電設施接入不同的前置機，其中前置機根據壓力測試情況確定可接入數據源容量。多個前置機通過電動汽車開放互動協議心跳控制邏輯經由通訊負載均衡器實現數據的匯聚、處理等操作，最終提交服務平臺數據服務器做進一步業務處理。

(2)其中多個通訊前置機統一部署在第二通訊隔離區，通訊服務器部署于第三通訊隔離區，中間通過防火墻進行策略部署后實現交互，實現網絡架構的分層分布式部署的適用性和安全性。

本實施例提供的分層分布式電動汽車充電服務系統功能組件如圖3所示，以一則報警來說明充電服務網絡的功能實現，首先是各個通訊前置通訊的前置實時庫和通訊服務器交互實時傳遞充電站點信息，云計算模型部署的服務器端數據開展各類業務的算法優化處理，消息隊列集中管控，適時依據報警級別插入高級別報警，主業務程序判斷后，確認告警信息，寫入實時庫、歷史庫，并發送給終端客戶。

在這個過程中，信息定制、信息通知、信息提交、消息轉發、信息讀寫等應用功能，完成應用服務組件式功能的實施，并為云計算搭建的充電服務網絡開發新的電動汽車充電生態圈其他增值服務提供了數據支撐，實現對協議轉換、安全策略和路由機制的有效控制。

本實施例提供一種上述分層分布式電動汽車充電服務系統的控制方法，如圖4所示，包括如下步驟：

(1)用戶通過手機網絡或者inter網絡向第一通訊隔離區發送充電請求，包括充電號、充電方式和充電參數；

(2)第一通訊隔離區接收到充電請求后，通過公式x_i＝x_o+m×(x_p-x_q)遍歷充電服務群，定位滿足充電要求的當屬前置機充電服務點Xi；

其中x_i是原始群，i是群數，o、p、q為隨機數，m是加權因子，來自于平臺預先設定的模型參數；

(3)通過公式定位出前置機x_i下最佳的充電服務點x_ij'；

其中v_i是隨機向量，rad(j)∈[0,1]，是第j個隨機數；CR∈[0,1]是變異概率；

所述變異概率CR用來說明充電服務點群會發生操作的概率，比如rad(j)產生一個數，假設數字為0.6，那么就有60％的概率小于0.6，40％的概率大于0.6，滿足這個條件，就可以發生相應的變異了。

(4)第二通訊隔離區查詢充電設備的狀態，發送給第一通訊隔離區；

(5)第一隔離區通過web服務器將充電設備的狀態通過手機網絡或inter網絡發送給用戶；

(6)在充電過程中，當用戶通過手機網絡或者inter網絡向第一隔離區發送查詢充電請求時，第一通訊隔離區向第二通訊隔離區發送充電查詢請求；第二通訊隔離區的通訊前置機查詢得到相應的充電信息后，發送給第一通訊隔離區，第一通訊隔離區的web服務器把充電信息通過手機網絡或者inter網絡發送給用戶。

在本實施例中，web負載均衡器和通訊負載均衡器的作用是分別協調第一通訊隔離區和第二通訊隔離區設備的負載，作為其他實施方式，比如當第一通訊隔離區或第二通訊隔離區的設備比較少時，可以不設置web負載均衡器或通訊負載均衡器。

充電查詢為用戶提供了實時監控充電狀態的平臺，充電序列進化算法為用戶制定了最佳的充電方案。作為其他的實施方式，也可以不設置充電查詢服務或充電徐系列進化算法。

以上給出了本發明涉及的具體實施方式，但本發明不局限于所描述的實施方式。在本發明給出的思路下，采用對本領域技術人員而言容易想到的方式對上述實施例中的技術手段進行變換、替換、修改，并且起到的作用與本發明中的相應技術手段基本相同、實現的發明目的也基本相同，這樣形成的技術方案是對上述實施例進行微調形成的，這種技術方案仍落入本發明的保護范圍內。