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

背景技術(shù)：

云技術(shù)是一種廣泛運(yùn)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。互聯(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(dòng)汽車的迅猛發(fā)展，電動(dòng)汽車充電服務(wù)也迎來(lái)了發(fā)展高峰，特別是在互聯(lián)網(wǎng)+的理念下，創(chuàng)新電動(dòng)汽車充電服務(wù)更是充電市場(chǎng)的發(fā)展要求。采用云數(shù)據(jù)模型構(gòu)建的電動(dòng)汽車充電服務(wù)系統(tǒng)，能用用戶帶來(lái)便捷、安全、智能的充電服務(wù)。但是，現(xiàn)在的基于云服務(wù)的智能充電系統(tǒng)并沒(méi)有一種完善的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)能為用戶帶來(lái)良好的用戶體驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

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

一種分層分布式電動(dòng)汽車充電服務(wù)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(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)連接；

第一通訊隔離區(qū)包括應(yīng)用服務(wù)器和web服務(wù)器，web服務(wù)器用于接入inter網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用服務(wù)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(yīng)用服務(wù)器中存儲(chǔ)有統(tǒng)計(jì)實(shí)時(shí)庫(kù)，用于存儲(chǔ)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(jī)，通訊前置機(jī)用于接入充電設(shè)備，并設(shè)有前置實(shí)時(shí)庫(kù)，用于存儲(chǔ)充電設(shè)備的實(shí)時(shí)信息；

第三通訊隔離區(qū)包括通訊服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器；通訊服務(wù)器用于管理通訊，數(shù)據(jù)服務(wù)器用于存儲(chǔ)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)庫(kù)；通訊服務(wù)器通過(guò)通訊前置機(jī)獲取充電設(shè)備的信息，匯聚在數(shù)據(jù)服務(wù)器中。

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

進(jìn)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(jī)。

進(jìn)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(jī)連接web負(fù)載均衡器、應(yīng)用服務(wù)器和web服務(wù)器；所述第二通訊隔離區(qū)的第二通訊隔離區(qū)交換機(jī)連接通訊前置交換機(jī)和通訊負(fù)載均衡器。

一種分層分布式電動(dòng)汽車充電服務(wù)系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟：

(1)接收通過(guò)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)或者inter網(wǎng)絡(luò)向第一通訊隔離區(qū)發(fā)送充電請(qǐng)求，包括充電號(hào)、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(qǐng)求后，向第二通訊隔離區(qū)發(fā)送充電請(qǐng)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(guò)web服務(wù)器將充電設(shè)備的狀態(tài)通過(guò)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)或inter網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給用戶。

進(jìn)一步的，在充電過(guò)程中，當(dāng)用戶通過(guò)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)或者inter網(wǎng)絡(luò)向第一隔離區(qū)發(fā)送查詢充電請(qǐng)求時(shí)，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(qǐng)求；第二通訊隔離區(qū)的通訊前置機(jī)查詢得到相應(yīng)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(wù)器把充電信息通過(guò)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)或者inter網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給用戶。

進(jìn)一步的，當(dāng)電動(dòng)汽車充電服務(wù)系統(tǒng)接收到充電請(qǐng)求后，采用電序列群進(jìn)化算法為用戶定位出最佳的充電服務(wù)點(diǎn)；

所述充電序列進(jìn)化算法包括以下步驟：

(1)通過(guò)公式x_i＝x_o+m×(x_p-x_q)遍歷充電服務(wù)群，定位滿足充電要求的當(dāng)屬前置機(jī)充電服務(wù)點(diǎn)x_i；

其中x_i是原始群，i是群數(shù)，o、p、q為隨機(jī)數(shù)，m是加權(quán)因子，來(lái)自于平臺(tái)預(yù)先設(shè)定的模型參數(shù)；

(2)通過(guò)公式定位出前置機(jī)x_i下最佳的充電服務(wù)點(diǎn)x_ij'；

其中v_i是隨機(jī)向量，rad(j)∈[0,1]，是第j個(gè)隨機(jī)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(dòng)汽車充電服務(wù)系統(tǒng)和控制方法，將系統(tǒng)分為三個(gè)通訊隔離區(qū)，構(gòu)建完整的充電服務(wù)系統(tǒng)，即可以實(shí)時(shí)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(yàn)，解決了智能充電系統(tǒng)不完善的問(wèn)題。

充電查詢?yōu)橛脩籼峁┝藢?shí)時(shí)監(jiān)控充電狀態(tài)的平臺(tái)，充電序列進(jìn)化算法為用戶制定了最佳的充電方案，使分層分布式電動(dòng)汽車充電服務(wù)系統(tǒng)更加智能化。

附圖說(shuō)明

圖1是分層分布式充電網(wǎng)絡(luò)框架圖；

圖2是充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模型應(yīng)用圖；

圖3是充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)功能組件圖；

圖4是充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)典型通訊交互流程圖。

具體實(shí)施方式

一種分層分布式電動(dòng)汽車充電服務(wù)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(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)連接。

第一通訊隔離區(qū)包括web負(fù)載均衡器、第一通訊隔離區(qū)交換機(jī)應(yīng)用服務(wù)器和web服務(wù)器；第二通訊隔離區(qū)包括通訊前置機(jī)、通訊負(fù)載均衡器和第二通訊隔離區(qū)交換機(jī)；第三隔離區(qū)包括通訊服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器和第三通訊隔離區(qū)交換機(jī)。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(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)連接。

本實(shí)施例提供的分層分布式電動(dòng)汽車充電服務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模型如圖2所示，第一通訊隔離區(qū)的web服務(wù)器用于接入inter網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用服務(wù)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(yīng)用服務(wù)器中存儲(chǔ)有統(tǒng)計(jì)實(shí)時(shí)庫(kù)，用于存儲(chǔ)充電信息和用戶信息。通訊前置機(jī)用于接入充電設(shè)備，并設(shè)有前置實(shí)時(shí)庫(kù)，用于存儲(chǔ)充電設(shè)備的實(shí)時(shí)氣信息。通訊服務(wù)器用于管理通訊，通訊服務(wù)器通過(guò)通訊前置機(jī)獲取充電設(shè)備的歷史信息，匯聚在數(shù)據(jù)服務(wù)器中。

在應(yīng)用服務(wù)器上，采用多數(shù)據(jù)源動(dòng)態(tài)切換技術(shù)建立消息隊(duì)列，對(duì)通訊前置實(shí)時(shí)庫(kù)和應(yīng)用統(tǒng)計(jì)實(shí)時(shí)庫(kù)進(jìn)行管理，對(duì)充電服務(wù)系統(tǒng)的支撐服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)、通訊服務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一結(jié)合的交互管理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用服務(wù)的交互，協(xié)議轉(zhuǎn)換、安全策略和路由機(jī)制的有效控制。

多數(shù)據(jù)源動(dòng)態(tài)切換技術(shù)建立了信息隊(duì)列管理機(jī)制，對(duì)前置通訊機(jī)和通訊服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)一管理，同時(shí)協(xié)調(diào)聯(lián)系數(shù)據(jù)總線和服務(wù)總線，并且集中管控協(xié)調(diào)通訊和應(yīng)用服務(wù)兩總線。其中數(shù)據(jù)總線通過(guò)透明的信息定制、通知、提交、讀寫等操作接口，將云存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息、管理控制域和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理單元聯(lián)系起來(lái)；服務(wù)總線將通訊、短信、業(yè)務(wù)流程等平臺(tái)引擎和具體訪問(wèn)業(yè)務(wù)聯(lián)系，其具有會(huì)話控制，權(quán)限認(rèn)證，狀態(tài)通知，數(shù)據(jù)交換等功能。

充電系統(tǒng)通過(guò)前置匯聚通訊技術(shù)開展分層分布式通訊網(wǎng)絡(luò)部署，通訊前置機(jī)和通訊服務(wù)器之間通過(guò)電動(dòng)汽車開放互動(dòng)協(xié)議進(jìn)行信息交互。協(xié)議規(guī)定報(bào)文格式，接收多個(gè)相鄰?fù)ㄐ殴?jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，報(bào)文格式幀耦合第一個(gè)通信節(jié)點(diǎn)和相鄰?fù)ㄐ殴?jié)點(diǎn)的狀態(tài)確定一個(gè)校驗(yàn)控制幀，用來(lái)確保充電數(shù)據(jù)優(yōu)先傳輸性。

(1)分層分布式充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，大量的離散充電設(shè)施接入不同的前置機(jī)，其中前置機(jī)根據(jù)壓力測(cè)試情況確定可接入數(shù)據(jù)源容量。多個(gè)前置機(jī)通過(guò)電動(dòng)汽車開放互動(dòng)協(xié)議心跳控制邏輯經(jīng)由通訊負(fù)載均衡器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的匯聚、處理等操作，最終提交服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器做進(jìn)一步業(yè)務(wù)處理。

(2)其中多個(gè)通訊前置機(jī)統(tǒng)一部署在第二通訊隔離區(qū)，通訊服務(wù)器部署于第三通訊隔離區(qū)，中間通過(guò)防火墻進(jìn)行策略部署后實(shí)現(xiàn)交互，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的分層分布式部署的適用性和安全性。

本實(shí)施例提供的分層分布式電動(dòng)汽車充電服務(wù)系統(tǒng)功能組件如圖3所示，以一則報(bào)警來(lái)說(shuō)明充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的功能實(shí)現(xiàn)，首先是各個(gè)通訊前置通訊的前置實(shí)時(shí)庫(kù)和通訊服務(wù)器交互實(shí)時(shí)傳遞充電站點(diǎn)信息，云計(jì)算模型部署的服務(wù)器端數(shù)據(jù)開展各類業(yè)務(wù)的算法優(yōu)化處理，消息隊(duì)列集中管控，適時(shí)依據(jù)報(bào)警級(jí)別插入高級(jí)別報(bào)警，主業(yè)務(wù)程序判斷后，確認(rèn)告警信息，寫入實(shí)時(shí)庫(kù)、歷史庫(kù)，并發(fā)送給終端客戶。

在這個(gè)過(guò)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(yīng)用功能，完成應(yīng)用服務(wù)組件式功能的實(shí)施，并為云計(jì)算搭建的充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)開發(fā)新的電動(dòng)汽車充電生態(tài)圈其他增值服務(wù)提供了數(shù)據(jù)支撐，實(shí)現(xiàn)對(duì)協(xié)議轉(zhuǎn)換、安全策略和路由機(jī)制的有效控制。

本實(shí)施例提供一種上述分層分布式電動(dòng)汽車充電服務(wù)系統(tǒng)的控制方法，如圖4所示，包括如下步驟：

(1)用戶通過(guò)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)或者inter網(wǎng)絡(luò)向第一通訊隔離區(qū)發(fā)送充電請(qǐng)求，包括充電號(hào)、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(qǐng)求后，通過(guò)公式x_i＝x_o+m×(x_p-x_q)遍歷充電服務(wù)群，定位滿足充電要求的當(dāng)屬前置機(jī)充電服務(wù)點(diǎn)Xi；

其中x_i是原始群，i是群數(shù)，o、p、q為隨機(jī)數(shù)，m是加權(quán)因子，來(lái)自于平臺(tái)預(yù)先設(shè)定的模型參數(shù)；

(3)通過(guò)公式定位出前置機(jī)x_i下最佳的充電服務(wù)點(diǎn)x_ij'；

其中v_i是隨機(jī)向量，rad(j)∈[0,1]，是第j個(gè)隨機(jī)數(shù)；CR∈[0,1]是變異概率；

所述變異概率CR用來(lái)說(shuō)明充電服務(wù)點(diǎn)群會(huì)發(fā)生操作的概率，比如rad(j)產(chǎn)生一個(gè)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(gè)條件，就可以發(fā)生相應(yīng)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(guò)web服務(wù)器將充電設(shè)備的狀態(tài)通過(guò)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)或inter網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給用戶；

(6)在充電過(guò)程中，當(dāng)用戶通過(guò)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)或者inter網(wǎng)絡(luò)向第一隔離區(qū)發(fā)送查詢充電請(qǐng)求時(shí)，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(qǐng)求；第二通訊隔離區(qū)的通訊前置機(jī)查詢得到相應(yīng)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(wù)器把充電信息通過(guò)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)或者inter網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給用戶。

在本實(shí)施例中，web負(fù)載均衡器和通訊負(fù)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(fù)載，作為其他實(shí)施方式，比如當(dāng)?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(shí)，可以不設(shè)置web負(fù)載均衡器或通訊負(fù)載均衡器。

充電查詢?yōu)橛脩籼峁┝藢?shí)時(shí)監(jiān)控充電狀態(tài)的平臺(tái)，充電序列進(jìn)化算法為用戶制定了最佳的充電方案。作為其他的實(shí)施方式，也可以不設(shè)置充電查詢服務(wù)或充電徐系列進(jìn)化算法。

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