本發(fā)明涉及電動汽車充電領(lǐng)域，具體涉及一種分層分布式電動汽車充電服務系統(tǒng)和控制方法。

背景技術(shù)：

云技術(shù)是一種廣泛運用的把大量信息和處理資源集中在一起，協(xié)同工作的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)模式?；ヂ?lián)網(wǎng)+是互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)深度融合下的創(chuàng)新發(fā)展模式。

隨著電動汽車的迅猛發(fā)展，電動汽車充電服務也迎來了發(fā)展高峰，特別是在互聯(lián)網(wǎng)+的理念下，創(chuàng)新電動汽車充電服務更是充電市場的發(fā)展要求。采用云數(shù)據(jù)模型構(gòu)建的電動汽車充電服務系統(tǒng)，能用用戶帶來便捷、安全、智能的充電服務。但是，現(xiàn)在的基于云服務的智能充電系統(tǒng)并沒有一種完善的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)能為用戶帶來良好的用戶體驗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

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

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

所述第一通訊隔離區(qū)、第二通訊隔離區(qū)和第三通訊隔離區(qū)之間通過通訊網(wǎng)絡連接；

第一通訊隔離區(qū)包括應用服務器和web服務器，web服務器用于接入inter網(wǎng)絡和手機網(wǎng)絡，應用服務器用于協(xié)調(diào)、管理第一通訊隔離區(qū)、第二通訊隔離區(qū)和第三通訊隔離區(qū)的數(shù)據(jù)，應用服務器中存儲有統(tǒng)計實時庫，用于存儲充電設(shè)備的歷史信息；

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

第三通訊隔離區(qū)包括通訊服務器和數(shù)據(jù)服務器；通訊服務器用于管理通訊，數(shù)據(jù)服務器用于存儲運營數(shù)據(jù)庫；通訊服務器通過通訊前置機獲取充電設(shè)備的信息，匯聚在數(shù)據(jù)服務器中。

進一步的，在第一通訊隔離區(qū)設(shè)有web負載均衡器，在第二通訊隔離區(qū)設(shè)有通訊負載均衡器。

進一步的，在第一通訊隔離區(qū)、第二通訊隔離區(qū)和第三通訊隔離區(qū)均設(shè)有的交換機。

進一步的，所述第一通訊隔離區(qū)的第一通訊隔離區(qū)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(qū)的第二通訊隔離區(qū)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(tǒng)的控制方法，包括如下步驟：

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

(2)第一通訊隔離區(qū)接收到充電請求后，向第二通訊隔離區(qū)發(fā)送充電請求；

(3)第二通訊隔離區(qū)查詢充電設(shè)備的狀態(tài)，發(fā)送給第一通訊隔離區(qū)；

(4)第一隔離區(qū)通過web服務器將充電設(shè)備的狀態(tài)通過手機網(wǎng)絡或inter網(wǎng)絡發(fā)送給用戶。

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

進一步的，當電動汽車充電服務系統(tǒng)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(shù)，o、p、q為隨機數(shù)，m是加權(quán)因子，來自于平臺預先設(shè)定的模型參數(shù)；

(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(shù)；CR∈[0,1]是變異概率。

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

充電查詢?yōu)橛脩籼峁┝藢崟r監(jiān)控充電狀態(tài)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(tǒng)更加智能化。

附圖說明

圖1是分層分布式充電網(wǎng)絡框架圖；

圖2是充電服務網(wǎng)絡模型應用圖；

圖3是充電服務網(wǎng)絡功能組件圖；

圖4是充電服務網(wǎng)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(tǒng)，包括第一通訊隔離區(qū)、第二通訊隔離區(qū)和第三通訊隔離區(qū)，三者之間通過通訊網(wǎng)絡連接。

第一通訊隔離區(qū)包括web負載均衡器、第一通訊隔離區(qū)交換機應用服務器和web服務器；第二通訊隔離區(qū)包括通訊前置機、通訊負載均衡器和第二通訊隔離區(qū)交換機；第三隔離區(qū)包括通訊服務器、數(shù)據(jù)服務器和第三通訊隔離區(qū)交換機。所述第一通訊隔離區(qū)、第二通訊隔離區(qū)和第三通訊隔離區(qū)之間通過通訊網(wǎng)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(tǒng)網(wǎng)絡模型如圖2所示，第一通訊隔離區(qū)的web服務器用于接入inter網(wǎng)絡和手機網(wǎng)絡，應用服務器用于協(xié)調(diào)、管理第一通訊隔離區(qū)、第二通訊隔離區(qū)和第三通訊隔離區(qū)的數(shù)據(jù)，應用服務器中存儲有統(tǒng)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(shè)備，并設(shè)有前置實時庫，用于存儲充電設(shè)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(shè)備的歷史信息，匯聚在數(shù)據(jù)服務器中。

在應用服務器上，采用多數(shù)據(jù)源動態(tài)切換技術(shù)建立消息隊列，對通訊前置實時庫和應用統(tǒng)計實時庫進行管理，對充電服務系統(tǒng)的支撐服務、數(shù)據(jù)服務、通訊服務進行統(tǒng)一結(jié)合的交互管理，從而實現(xiàn)對應用服務的交互，協(xié)議轉(zhuǎn)換、安全策略和路由機制的有效控制。

多數(shù)據(jù)源動態(tài)切換技術(shù)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(tǒng)一管理，同時協(xié)調(diào)聯(lián)系數(shù)據(jù)總線和服務總線，并且集中管控協(xié)調(diào)通訊和應用服務兩總線。其中數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)信息、管理控制域和業(yè)務數(shù)據(jù)處理單元聯(lián)系起來；服務總線將通訊、短信、業(yè)務流程等平臺引擎和具體訪問業(yè)務聯(lián)系，其具有會話控制，權(quán)限認證，狀態(tài)通知，數(shù)據(jù)交換等功能。

充電系統(tǒng)通過前置匯聚通訊技術(shù)開展分層分布式通訊網(wǎng)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(xié)議進行信息交互。協(xié)議規(guī)定報文格式，接收多個相鄰通信節(jié)點的數(shù)據(jù)，報文格式幀耦合第一個通信節(jié)點和相鄰通信節(jié)點的狀態(tài)確定一個校驗控制幀，用來確保充電數(shù)據(jù)優(yōu)先傳輸性。

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

(2)其中多個通訊前置機統(tǒng)一部署在第二通訊隔離區(qū)，通訊服務器部署于第三通訊隔離區(qū)，中間通過防火墻進行策略部署后實現(xiàn)交互，實現(xiàn)網(wǎng)絡架構(gòu)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(tǒng)功能組件如圖3所示，以一則報警來說明充電服務網(wǎng)絡的功能實現(xiàn)，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(shù)據(jù)開展各類業(yè)務的算法優(yōu)化處理，消息隊列集中管控，適時依據(jù)報警級別插入高級別報警，主業(yè)務程序判斷后，確認告警信息，寫入實時庫、歷史庫，并發(fā)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(zhuǎn)發(fā)、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(wǎng)絡開發(fā)新的電動汽車充電生態(tài)圈其他增值服務提供了數(shù)據(jù)支撐，實現(xiàn)對協(xié)議轉(zhuǎn)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(tǒng)的控制方法，如圖4所示，包括如下步驟：

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

(2)第一通訊隔離區(qū)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(shù)，o、p、q為隨機數(shù)，m是加權(quán)因子，來自于平臺預先設(shè)定的模型參數(shù)；

(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(shù)；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(fā)生操作的概率，比如rad(j)產(chǎn)生一個數(shù)，假設(shè)數(shù)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(fā)生相應的變異了。

(4)第二通訊隔離區(qū)查詢充電設(shè)備的狀態(tài)，發(fā)送給第一通訊隔離區(qū)；

(5)第一隔離區(qū)通過web服務器將充電設(shè)備的狀態(tài)通過手機網(wǎng)絡或inter網(wǎng)絡發(fā)送給用戶；

(6)在充電過程中，當用戶通過手機網(wǎng)絡或者inter網(wǎng)絡向第一隔離區(qū)發(fā)送查詢充電請求時，第一通訊隔離區(qū)向第二通訊隔離區(qū)發(fā)送充電查詢請求；第二通訊隔離區(qū)的通訊前置機查詢得到相應的充電信息后，發(fā)送給第一通訊隔離區(qū)，第一通訊隔離區(qū)的web服務器把充電信息通過手機網(wǎng)絡或者inter網(wǎng)絡發(fā)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(xié)調(diào)第一通訊隔離區(qū)和第二通訊隔離區(qū)設(shè)備的負載，作為其他實施方式，比如當?shù)谝煌ㄓ嵏綦x區(qū)或第二通訊隔離區(qū)的設(shè)備比較少時，可以不設(shè)置web負載均衡器或通訊負載均衡器。

充電查詢?yōu)橛脩籼峁┝藢崟r監(jiān)控充電狀態(tài)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(shè)置充電查詢服務或充電徐系列進化算法。

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