本發(fā)明涉及技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種智能物聯(lián)充電方法和智能網(wǎng)關(guān)。

背景技術(shù)：

截至2016上半年，我國(guó)新能源汽車銷量達(dá)到17萬輛左右。但是隨著銷量的增長(zhǎng)，充電樁數(shù)量存在很大缺口，影響了用戶的充電需求，成為制約電動(dòng)汽車推廣的瓶頸。以充電接口與新能源汽車數(shù)量比例不低于1∶1這一標(biāo)準(zhǔn)來看，目前充電樁數(shù)量嚴(yán)重不足，存在著巨大的增量空間。而對(duì)于充電系統(tǒng)面臨的主要問題包括：

1、充電樁分布散，需要多種網(wǎng)絡(luò)接入方式聯(lián)網(wǎng)；

2、網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性差，用戶體驗(yàn)差；

3、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜；

4、充電樁建設(shè)位置信號(hào)差，包括地下停車場(chǎng)，高速公路都需要大量充電樁，難聯(lián)網(wǎng)；

5、單向網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程控制功能不完善不穩(wěn)定；

6、安全性差，無線數(shù)據(jù)容易被攔截和攻擊；

7、充電樁故障反饋和定位難；

8、聯(lián)網(wǎng)成本高，流量消耗快。

而目前的充電樁主要聯(lián)網(wǎng)方式有四種：

每個(gè)充電樁通過RJ45或者光纖分別接入因特網(wǎng)，連接充電站管理中心，再接入互聯(lián)網(wǎng)管理中心和數(shù)據(jù)庫。有線以太網(wǎng)主要優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸可靠、網(wǎng)絡(luò)容量大布線復(fù)雜、缺點(diǎn)是擴(kuò)展性差、施工成本高、靈活性差。

充電站內(nèi)部通過工業(yè)串行總線(RS485/RS232/CAN)接入現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集器，再由采集器通過RJ45或者光纖接入以太網(wǎng)或移動(dòng)數(shù)據(jù)接入服務(wù)連接服務(wù)管理平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫。優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸可靠，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是布網(wǎng)復(fù)雜、擴(kuò)展性差、施工成本高、靈活性差、通信容量低。

每臺(tái)充電樁用移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的蜂窩移動(dòng)數(shù)據(jù)接入服務(wù)連接因特網(wǎng)。優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單便捷，無需施工。缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸不可靠，采用移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需要將電動(dòng)汽車充電樁這一電網(wǎng)內(nèi)部設(shè)備接入移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，需要支付昂貴的月租和年費(fèi)，隨著充電樁數(shù)量的增加費(fèi)用將越來越大；同時(shí)數(shù)據(jù)的安全性和網(wǎng)絡(luò)的可靠性都受到移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的限制，不利于設(shè)備的安全運(yùn)行；其次，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的移動(dòng)接入帶寬屬共享帶寬，當(dāng)局部區(qū)域有大量設(shè)備接入時(shí)，其接入的可靠性和每個(gè)用戶的平均帶寬會(huì)惡化，不利于充電樁群的密集接入、大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)傳輸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種智能物聯(lián)充電方法和智能網(wǎng)關(guān)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)的充電樁的通信、監(jiān)控和管理，解決分散的充電樁難以管理的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種智能物聯(lián)充電方法，包括：

充電樁通過網(wǎng)絡(luò)連接智能網(wǎng)關(guān)，所述智能網(wǎng)關(guān)包括數(shù)據(jù)采集器，用戶手機(jī)發(fā)起請(qǐng)求到API服務(wù)器，所述API服務(wù)器將所述請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到中心云服務(wù)器，所述中心云服務(wù)器通過檢查數(shù)據(jù)庫內(nèi)記錄認(rèn)可充電權(quán)限后，中心云服務(wù)器通過MQTT消息推送或者VPN通道下達(dá)充電指令給智能網(wǎng)關(guān)，智能網(wǎng)關(guān)將所述充電指令發(fā)送給充電樁內(nèi)部的MCU以啟動(dòng)充電。

優(yōu)選地，所述智能網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)采集器通過VPN實(shí)時(shí)診斷故障，檢查日志輸出，接收到充電樁有故障發(fā)生時(shí)實(shí)時(shí)向中心云服務(wù)器發(fā)出該故障的報(bào)告。

優(yōu)選地，每間隔預(yù)定時(shí)間所述智能網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)采集器發(fā)送心跳包到中心云服務(wù)器，以顯示充電樁的狀態(tài)。

一種智能網(wǎng)關(guān)，其包括：當(dāng)用戶手機(jī)發(fā)起請(qǐng)求到API服務(wù)器、所述API服務(wù)器將所述請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到中心云服務(wù)器、所述中心云服務(wù)器通過檢查數(shù)據(jù)庫內(nèi)記錄認(rèn)可充電權(quán)限后，用于接收中心云服務(wù)器通過MQTT消息推送或者VPN通道下達(dá)充電指令；

將所述充電指令發(fā)送給充電樁內(nèi)部的MCU以啟動(dòng)充電。

優(yōu)選地，所述智能網(wǎng)關(guān)包括數(shù)據(jù)采集器，所述數(shù)據(jù)采集器通過VPN實(shí)時(shí)診斷故障，檢查日志輸出，接收到充電樁有故障發(fā)生時(shí)實(shí)時(shí)向中心云服務(wù)器發(fā)出該故障的報(bào)告。

優(yōu)選地，所述智能網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)采集器，用于每間隔預(yù)定時(shí)間發(fā)送心跳包到中心云服務(wù)器，以顯示充電樁的狀態(tài)。

通過實(shí)施以上技術(shù)方案，具有以下技術(shù)效果：本發(fā)明提供的智能網(wǎng)關(guān)支持WIFI(室內(nèi)局域網(wǎng))、Bluetooth(藍(lán)牙)、LORA(專用于遠(yuǎn)距離通信技術(shù))、以太網(wǎng)和3G/4G等多種通信接入方式，可實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)的充電樁的監(jiān)控和管理，解決分散的充電樁難以管理的問題。引入虛擬專用網(wǎng)絡(luò)，通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)跳點(diǎn)和路由的優(yōu)化選擇，避免了某些區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)高延時(shí)。同時(shí)虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(VPN)對(duì)上層屏蔽了充電樁聯(lián)網(wǎng)的復(fù)雜性，對(duì)于中心云服務(wù)器來說如同透明傳輸，透明計(jì)算。通過VPN(虛擬專用網(wǎng)絡(luò))和MQTT(消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸)協(xié)議的互相配合，可以做到雙向遠(yuǎn)程控制，同時(shí)還可以做到充電樁與充電樁之間互相溝通共享數(shù)據(jù)。通過智能網(wǎng)關(guān)的監(jiān)控平臺(tái)和日志記錄系統(tǒng)，可以使用虛擬專用網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程登錄進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)故障排查。對(duì)充電數(shù)據(jù)進(jìn)行邊緣計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算。經(jīng)過分析和篩選后上傳給后臺(tái)服務(wù)器，能有效節(jié)省數(shù)據(jù)流量消耗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的方法流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的智能物聯(lián)充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明提供的實(shí)施例。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種智能物聯(lián)充電方法，如圖1所示，該方法包括：

充電樁通過LORA，WIFI或者RJ45網(wǎng)絡(luò)連接智能網(wǎng)關(guān)，通過LORA增加網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的覆蓋范圍，所述智能網(wǎng)關(guān)包括數(shù)據(jù)采集器，步驟A：用戶手機(jī)發(fā)起請(qǐng)求到API(操作系統(tǒng)留給應(yīng)用程序的一個(gè)調(diào)用接口)服務(wù)器，所述API服務(wù)器將所述請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到中心云服務(wù)器；步驟B：所述中心云服務(wù)器通過檢查數(shù)據(jù)庫內(nèi)記錄認(rèn)可充電權(quán)限權(quán)限后，中心云服務(wù)器通過MQTT消息推送或者VPN通道下達(dá)充電指令給智能網(wǎng)關(guān)；步驟C：智能網(wǎng)關(guān)將所述充電指令發(fā)送給充電樁內(nèi)部的MCU以啟動(dòng)充電。

在其他實(shí)施例中，在上述實(shí)施例基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，該方法包括：

所述智能網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)采集器接收到充電樁有故障發(fā)生時(shí)實(shí)時(shí)向中心云服務(wù)器發(fā)出報(bào)告。

在其他實(shí)施例中，在上述實(shí)施例基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，該方法包括：

每間隔預(yù)定時(shí)間所述智能網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)采集器發(fā)送心跳包到中心云服務(wù)器，以顯示充電樁的狀態(tài)。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種智能網(wǎng)關(guān)，如圖2所示，該智能網(wǎng)關(guān)與API服務(wù)器、中心云服務(wù)器以及充電樁形成充電系統(tǒng)，該智能網(wǎng)關(guān)包括：當(dāng)用戶手機(jī)發(fā)起請(qǐng)求到手機(jī)API服務(wù)器、所述API服務(wù)器將所述請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到中心云服務(wù)器、所述中心云服務(wù)器通過檢查數(shù)據(jù)庫內(nèi)記錄認(rèn)可充電權(quán)限后，用于接收中心云服務(wù)器通過MQTT消息推送或者VPN通道下達(dá)充電指令；該智能網(wǎng)關(guān)發(fā)送所述充電指令給充電樁內(nèi)部MCU(微處理器)啟動(dòng)充電。

在其他實(shí)施例中，在上述各實(shí)施例基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，該智能網(wǎng)關(guān)還包括：

包括數(shù)據(jù)采集器，所述數(shù)據(jù)采集器接收到充電樁有故障發(fā)生時(shí)實(shí)時(shí)向中心云服務(wù)器發(fā)出報(bào)告。

在其他實(shí)施例中，在上述各實(shí)施例基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，該智能網(wǎng)關(guān)還包括：

所述智能網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)采集器，用于每間隔預(yù)定時(shí)間發(fā)送心跳包到中心云服務(wù)器，以顯示充電樁的狀態(tài)。

另外，該中心云服務(wù)器可以通過VPN的SSH(安全外殼協(xié)議)通道登錄到智能網(wǎng)關(guān)內(nèi)部，直接對(duì)充電樁發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行抓包分析。從充電樁開始，充電樁通過RJ45網(wǎng)線、WIFI、藍(lán)牙連接到智能網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)采集器。如果采集器和電樁間是通過網(wǎng)線或者WIFI連接，則充電樁每秒將自身狀況以TCP/IP(一種網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議)的形式上傳到數(shù)據(jù)采集器。若是通過藍(lán)牙連接，則通過數(shù)據(jù)采集器上的藍(lán)牙模塊接收充電樁的藍(lán)牙廣播包來搜集充電樁的信息，數(shù)據(jù)采集器也可以通過這幾種傳輸方式來下達(dá)開始充電、結(jié)束充電、更新固件和讀取電樁數(shù)據(jù)等命令給充電樁。

數(shù)據(jù)采集器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)分析和存儲(chǔ)。在有客戶使用和請(qǐng)求服務(wù)時(shí)采集器承擔(dān)后臺(tái)命令的中繼轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)。電樁有故障發(fā)生時(shí)實(shí)時(shí)向云服務(wù)器發(fā)出報(bào)告。此外，每三分鐘定時(shí)發(fā)送心跳包到后臺(tái)更新服務(wù)器顯示狀態(tài)。

數(shù)據(jù)采集器跟后臺(tái)的中心云服務(wù)器通過LORA和蜂窩移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接，有VPN、MQTT兩種加密的雙向信息傳輸通道?？梢詮暮笈_(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所有電樁和網(wǎng)關(guān)的狀態(tài)，并更新固件和發(fā)送命令。對(duì)用戶使用電量計(jì)費(fèi)，開展優(yōu)惠活動(dòng)等。

用戶手機(jī)發(fā)起請(qǐng)求到手機(jī)API服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)至中心云服務(wù)器，通過檢查數(shù)據(jù)庫內(nèi)記錄認(rèn)可充電權(quán)限后，云服務(wù)器通過MQTT消息推送或者VPN通道下達(dá)指令給智能網(wǎng)關(guān)路由器，智能網(wǎng)關(guān)通過RJ45網(wǎng)線、WIFI、藍(lán)牙等送指令給充電樁內(nèi)部MCU啟動(dòng)。

遠(yuǎn)程調(diào)試即通過VPN的SSH通道登錄到智能網(wǎng)關(guān)內(nèi)部，直接對(duì)電樁發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行抓包分析。因?yàn)槿绻屆颗_(tái)電樁直連后臺(tái)則GPRS網(wǎng)絡(luò)很不穩(wěn)定并且消耗太多流量。通過一個(gè)集成的中繼網(wǎng)關(guān)來保證數(shù)據(jù)傳輸并且減少流量。而流行的消息推送服務(wù)則做不到系統(tǒng)檢查和調(diào)試，因?yàn)闊o法得到系統(tǒng)權(quán)限。通過引入虛擬專用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入網(wǎng)關(guān)內(nèi)部分析實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可以盡快確定故障原因并維修。

以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種智能物聯(lián)充電方法及智能網(wǎng)關(guān)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。