基于云計(jì)算平臺(tái)的電動(dòng)汽車充電樁設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉濟(jì)舟

摘 要：隨著信息化的發(fā)展，信息技術(shù)已經(jīng)在我國的各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中受到廣泛的重視。近年來，我國電動(dòng)汽車普遍受到推廣，電動(dòng)汽車的充電問題受到了人們的廣泛關(guān)注。因此，我國在云計(jì)算平臺(tái)的基礎(chǔ)之上加強(qiáng)了對(duì)于電動(dòng)汽車充電樁的設(shè)計(jì)。該文筆者通過對(duì)基于云計(jì)算平臺(tái)的電動(dòng)汽車充電樁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)地分析來探討基于云計(jì)算平臺(tái)的電動(dòng)汽車充電樁系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算 電動(dòng)汽車 充電樁 設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn)

中圖分類號(hào)：U469.72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）03（c）-0016-02

目前，隨著我國電動(dòng)汽車數(shù)量的增多，人們對(duì)于充電樁的需求也與日俱增。充電樁的增多直接影響到電網(wǎng)的安全性。因此，我國將更多的注意力集中在了充電樁的有效監(jiān)控和使用上?；谠朴?jì)算平臺(tái)的建立，我國電動(dòng)汽車充電樁將面臨一個(gè)全新的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。這種全新的設(shè)計(jì)降低了充電樁過多對(duì)于電網(wǎng)的影響，解決了我國電動(dòng)汽車充電的問題。

1 基于云計(jì)算平臺(tái)的電動(dòng)汽車充電樁系統(tǒng)的概述

基于云計(jì)算平臺(tái)的電動(dòng)汽車充電樁系統(tǒng)是指通過云計(jì)算平臺(tái)來對(duì)充電過程進(jìn)行有效地監(jiān)控、計(jì)費(fèi)和管理。該系統(tǒng)包含了云客戶端、通信模塊、監(jiān)控模塊和人家交互裝置4個(gè)方面，通過互聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)于充電的相關(guān)服務(wù)。

云客戶端實(shí)現(xiàn)了對(duì)于信息的記錄、監(jiān)控和控制。在系統(tǒng)的應(yīng)用中，客戶能夠通過云客戶端來查詢相關(guān)的充電信息和充電監(jiān)控視頻。通信模塊能夠通過GPRS、3/4G以及WIFI等網(wǎng)絡(luò)來將云服務(wù)器端的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換到云客戶端上，方便了客戶的查閱和了解。監(jiān)控模塊實(shí)現(xiàn)了對(duì)于充電過程中的數(shù)據(jù)的采集，并且能夠?qū)Τ潆姌对谶\(yùn)行過程中的各種信息加以控制。人機(jī)交換設(shè)備主要是指客戶在觸摸屏上輸入操作命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)于電動(dòng)汽車的充電，然后客戶通過打印機(jī)來打印發(fā)票，最后客戶在通過讀卡器來實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)據(jù)的讀寫。

2 基于云計(jì)算平臺(tái)的電動(dòng)汽車充電樁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)方案

基于云計(jì)算平臺(tái)的電動(dòng)汽車充電樁系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)于電動(dòng)汽車充電過程中的監(jiān)控、計(jì)費(fèi)和記錄數(shù)據(jù)的管理，降低了大量充電樁的使用對(duì)于電網(wǎng)造成的影響。這一設(shè)計(jì)方案使得電動(dòng)汽車的充電過程更加安全，方便了客戶對(duì)于電動(dòng)汽車的充電。另外，充電樁的維修和維護(hù)過程也更加方便和簡(jiǎn)捷。從總體上來說，基于云計(jì)算平臺(tái)的電動(dòng)汽車充電樁系統(tǒng)不僅使充電樁得到了很大優(yōu)化，還方便了客戶對(duì)于電動(dòng)汽車的充電。

2.2 云客戶端

云客戶端采用了Windows XP Embedded操作系統(tǒng)，使云客戶端的應(yīng)用程序能夠同時(shí)進(jìn)行操作，提高了云客戶端的處理能力。第一，客戶在充電樁中輸入操作命令之后，云客戶端能夠?qū)⒋嗣顐鬟_(dá)到云服務(wù)端。云服務(wù)端通過對(duì)所使用的充電樁的參數(shù)的分析來實(shí)現(xiàn)對(duì)于客戶的電動(dòng)汽車的充電。另外，云服務(wù)端能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于充電樁的規(guī)劃，使充電樁的充電過程得到有效管理。第二，云服務(wù)器端可以存儲(chǔ)關(guān)于充電樁的配置的信息。如果充電樁在后續(xù)的工作出現(xiàn)故障，那么維修人員可以從云服務(wù)器端下載相應(yīng)的信息來對(duì)充電樁進(jìn)行維修或者對(duì)充電樁的設(shè)備進(jìn)行更換。第三，云服務(wù)端能夠存儲(chǔ)云客戶端的充電監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息。在數(shù)據(jù)信息傳遞的過程中，云客戶端采用了端對(duì)端的通信模式。這種通信模式提高了數(shù)據(jù)信息的安全性，使得客戶的充電數(shù)據(jù)信息更加的安全。第四，客戶在充電完成之后，云客戶端可以將充電裝置所記得信息上傳到云服務(wù)器端。云服務(wù)器端通過對(duì)充電樁所處的位置以及客戶的充電時(shí)間和當(dāng)?shù)仉姷膬r(jià)格來對(duì)客戶所使用的電費(fèi)進(jìn)行計(jì)算。另外，云服務(wù)器端可以將費(fèi)用直接下發(fā)到充電樁的裝置上，使充電樁能夠自動(dòng)對(duì)客戶的讀卡器實(shí)現(xiàn)扣款。這一操作實(shí)現(xiàn)了充電樁的自動(dòng)化和信息化。

2.3 監(jiān)控模塊

基于云計(jì)算平臺(tái)的電動(dòng)汽車充電樁設(shè)計(jì)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)包含了監(jiān)控板、電池、充電和充電機(jī)等的監(jiān)控模塊。在RS485的作用下，監(jiān)控板和云客戶端進(jìn)行雙向的通信連接。監(jiān)控板中的模擬量、開關(guān)量和輸出控制能夠防止充電樁受到雷擊的威脅，抵抗其他物體對(duì)于充電樁的干擾，并且能夠時(shí)刻監(jiān)控充電樁上的開關(guān)量的信號(hào)。

在CAN總線的作用下，電池監(jiān)控模塊能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于客戶的電動(dòng)汽車電池?cái)?shù)據(jù)的讀取。CAN總線通過與云客戶端的連接，能夠監(jiān)測(cè)到客戶的充電電池的各個(gè)參數(shù)情況，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于充電的整個(gè)過程的控制管理。

CAN總線、RS485與云客戶端的連接能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于充電機(jī)上的數(shù)據(jù)的讀取。充電機(jī)上的各個(gè)參數(shù)也能夠通過這種連接被時(shí)刻的進(jìn)行監(jiān)測(cè)，提高了整個(gè)充電過程的可靠性和安全性。充電機(jī)監(jiān)控模塊能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于整個(gè)充電過程的控制管理。

監(jiān)控模塊的數(shù)字電表通過RS232和云客戶端進(jìn)行有效地連接。數(shù)字電表被安裝在充電樁的輸出端和充電機(jī)的中間。數(shù)字電表能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于客戶充電所耗費(fèi)的電能的記錄。這種設(shè)計(jì)的數(shù)字電表采用的是靜止式的交流電能，有效地記錄了充電所用的電能，提高了充電樁記錄電能的準(zhǔn)確性。

3 基于云計(jì)算平臺(tái)的電動(dòng)汽車充電樁系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

首先，基于云計(jì)算平臺(tái)的電動(dòng)汽車充電樁通過云服務(wù)器端來對(duì)客戶所用的充電樁進(jìn)行有效監(jiān)控。在實(shí)際應(yīng)用中，云服務(wù)器端能夠降低充電樁的大量使用對(duì)于電網(wǎng)所造成的影響，提高了充電過程的安全性。其次，基于云計(jì)算平臺(tái)的電動(dòng)汽車充電樁能夠?qū)⒖蛻舫潆姷臄?shù)據(jù)信息直接傳遞到云服務(wù)器端，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于客戶充電數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)和監(jiān)控，并且云服務(wù)器端能夠通過對(duì)客戶充電的地點(diǎn)、時(shí)間等多方面因素的分析來實(shí)現(xiàn)對(duì)于客戶充電費(fèi)用的計(jì)算。這樣能夠保證客戶在充電樁的充電費(fèi)用的準(zhǔn)確性。最后，基于云計(jì)算平臺(tái)的電動(dòng)汽車充電樁可以把充電樁的充電設(shè)備的配置信息通過云客戶端上傳導(dǎo)云服務(wù)器端進(jìn)行存儲(chǔ)。當(dāng)維修人員需要對(duì)充電樁進(jìn)行維修時(shí)，可以直接從云服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)對(duì)于配置信息的下載，不需要再對(duì)信息進(jìn)行重新配置。另外，基于云計(jì)算平臺(tái)的電動(dòng)汽車充電樁系統(tǒng)通過對(duì)于模塊化的使用使得系統(tǒng)具有一定的獨(dú)立性和靈活性。這在一定程度上有利于維修人員對(duì)于充電樁的維護(hù)并且能夠在后期實(shí)現(xiàn)對(duì)于充電樁的功能的增加和擴(kuò)展，使得人們對(duì)于充電樁的操作更加方便。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，云服務(wù)的應(yīng)用方便了人們的生活和工作?；谠朴?jì)算平臺(tái)的電動(dòng)汽車充電樁系統(tǒng)通過對(duì)云客戶端和監(jiān)控模塊的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了基于云計(jì)算平臺(tái)的電動(dòng)汽車充電樁系統(tǒng)在實(shí)際中的應(yīng)用。這種全新的充電系統(tǒng)一方面具有一定的安全性；另一方面也可以有效地解決了在大規(guī)模充電時(shí)設(shè)備中存在的故障，促進(jìn)了我國電動(dòng)汽車充電樁的發(fā)展，方便了人們的日常出行，也保障了人們?nèi)粘３鲂械陌踩?/p>

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