小區(qū)電動車智能充電APP設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院 劉文欣 程 珍

1 引言

電動車作為新型交通工具，相比于摩托車（燃油車）來說，其更加節(jié)能環(huán)保，故現(xiàn)今電動車的使用愈發(fā)普及。日益增長的電動車數(shù)量需要對小區(qū)電動車充電管理系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，當(dāng)下我國各地小區(qū)內(nèi)的電動車充電形式以在停車棚統(tǒng)一充電居多,但其設(shè)備均未聯(lián)網(wǎng)，并且很多電動車充電車棚存在電源設(shè)置不合理、充電不方便、不安全、費(fèi)用繳納明細(xì)不清晰等問題。隨著數(shù)字化城市建設(shè)的推進(jìn)，移動互聯(lián)網(wǎng)終端的普及，在小區(qū)內(nèi)設(shè)置聯(lián)網(wǎng)電動車充電點(diǎn)顯得十分便捷，住戶可使用APP通過掃描二維碼付款、對個(gè)人賬戶進(jìn)行管理并實(shí)時(shí)查詢周邊充電點(diǎn)使用狀態(tài)，充電點(diǎn)實(shí)現(xiàn)電瓶質(zhì)量檢測功能后還可以生成檢測報(bào)告發(fā)送到APP，方便使用者了解電瓶狀態(tài)并注意維修。

2 需求分析

2.1 功能需求分析

（1）每個(gè)用戶都擁有自己的登錄賬號，用戶可向賬戶錢包里充值，以方便支付。同時(shí)也可以使用APP查詢賬戶錢包余額，賬單等。

（2）用戶可以在APP上提前支付預(yù)定某個(gè)充電點(diǎn)的某個(gè)時(shí)段的使用權(quán)，預(yù)定成功后會生成對應(yīng)的交易二維碼。到達(dá)充電點(diǎn)后出示該二維碼，經(jīng)充電點(diǎn)的掃描設(shè)備自動掃描確定預(yù)約情況后便可充電。

（3）各充電點(diǎn)設(shè)備擁有其唯一的二維碼，用手機(jī)APP掃描二維碼后可以查看該充電點(diǎn)的預(yù)約情況，選擇確定空閑時(shí)段后直接支付，便可以進(jìn)行充電。

（4） 使用手機(jī)APP也可以查看附近充電點(diǎn)的預(yù)約情況，方便用戶選擇合適的充電點(diǎn)。同時(shí)該APP不僅僅局限于本小區(qū)，用戶在行駛路途中若是遇到突發(fā)情況可以打開APP查詢附近的充電點(diǎn)，選擇導(dǎo)航去往附近的充電點(diǎn)后APP會自動打開地圖標(biāo)明行駛路線，方便解決行駛中電動車沒電等突發(fā)情況。

（5）技術(shù)支持后在充電點(diǎn)設(shè)置一個(gè)檢測電瓶的裝置，用戶可使用該裝置檢測電瓶車的電瓶，并形成檢測報(bào)告發(fā)送至手機(jī)APP。用戶可以在APP端查看電瓶的壽命、使用情況等。在檢測報(bào)告上能夠給出該電瓶的狀態(tài)是優(yōu)、良或不合格，提醒使用者就近維修做詳細(xì)檢查同時(shí)給出日常維護(hù)電瓶的一些方法，用戶亦可通過APP查詢附近的電動車維修店地址或聯(lián)系方式。

2.2 性能需求分析

（1）流量消耗應(yīng)盡可能少，可通過減少數(shù)據(jù)量的發(fā)送以實(shí)現(xiàn)流量的減少。

（2）APP應(yīng)減少內(nèi)存的占用，可將資源的消耗多集中于服務(wù)器端。

（3）APP使用過程中應(yīng)減少對手機(jī)的電量消耗。

（4）啟動速度、界面切換速度、與服務(wù)器交互的網(wǎng)絡(luò)速度都要做到盡可能的快。

（5）可擴(kuò)展性強(qiáng)，以便日后添加功能。

（6）兼容性強(qiáng)，使APP能夠在不同配置、不同分辨率的終端都可以運(yùn)行。

3 相關(guān)技術(shù)

3.1 Ios系統(tǒng)以及Android系統(tǒng)

用戶使用時(shí)通過手機(jī)系統(tǒng)所安裝的小區(qū)電動車智能充電APP進(jìn)行相關(guān)操作，對于手機(jī)系統(tǒng)不同的用戶需要不同的App 開發(fā)來適應(yīng)要求，由于Ios 和Android 作為用戶量最大的兩個(gè)系統(tǒng)，其普及性和可操作性較強(qiáng)，所以本產(chǎn)品主要開發(fā)Ios 和Android 系統(tǒng)下的軟件。

3.2 與手機(jī)地圖對接

小區(qū)電動車智能充電APP需要與手機(jī)地圖的相關(guān)作用結(jié)合，比如實(shí)現(xiàn)GPS定位以獲取周邊充電點(diǎn)的使用狀況，導(dǎo)航去選中充電點(diǎn)或電動車維修店。為了使用戶有更好的使用環(huán)境須具備以下條件：界面友好，界面設(shè)計(jì)簡單，操作方便，地圖能夠?qū)崿F(xiàn)隨意縮放切換；響應(yīng)迅速，軟件在需要使用地圖以及退出地圖界面時(shí)要求能夠快速切換；定位精準(zhǔn)，要求地圖能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確的對用戶定位，充電點(diǎn)和維修店的位置也要求精準(zhǔn)。

3.3 二維碼

用戶每次繳費(fèi)時(shí)都可以通過掃描充電點(diǎn)二維碼來實(shí)現(xiàn)，每個(gè)充電點(diǎn)的二維碼都是唯一的，用戶使用前掃描二維碼確定機(jī)器號后，付款購買充電時(shí)長成功后便可以使用該充電點(diǎn)充電；用戶使用APP預(yù)定充電時(shí)也會生成一個(gè)專屬二維碼，用戶到達(dá)充電點(diǎn)后通過出示二維碼，機(jī)器掃描認(rèn)證成功后便可充電。

4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件開發(fā)整體架構(gòu)選用C/S架構(gòu)，即客戶機(jī)和服務(wù)器架構(gòu)，通過它可以充分利用兩端硬件環(huán)境的優(yōu)勢，將任務(wù)合理分配到Client端和Server端來實(shí)現(xiàn)，降低了系統(tǒng)的通訊開銷。本系統(tǒng)的所有功能都以Web Service的形式實(shí)現(xiàn)。Web service是一個(gè)平臺獨(dú)立的，低耦合的，自包含的、基于可編程的web的應(yīng)用程序，可使用開放的XML（標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語言下的一個(gè)子集）標(biāo)準(zhǔn)來描述、發(fā)布、發(fā)現(xiàn)、協(xié)調(diào)和配置這些應(yīng)用程序，用于開發(fā)分布式的互操作的應(yīng)用程序。

4.2 功能模塊設(shè)計(jì)

根據(jù)前面系統(tǒng)總體的分析設(shè)計(jì)，系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的功能從總體上分為兩部分，第一部分為手機(jī)終端APP，第二部分為后臺系統(tǒng)管理模塊。用戶可通過手機(jī)終端APP進(jìn)行登錄，在APP上管理個(gè)人賬戶，充值、查詢賬單等；并可以掃描二維碼付款；還可以查詢周邊充電點(diǎn)情況或預(yù)約充電點(diǎn)；充電點(diǎn)實(shí)現(xiàn)電瓶檢測功能后手機(jī)APP可以負(fù)責(zé)接收電動車電瓶檢測報(bào)告；同時(shí)可以使用手機(jī)地圖以導(dǎo)航去相應(yīng)充電點(diǎn)或維修店。后臺系統(tǒng)管理模塊主要體現(xiàn)在APP服務(wù)器端，該服務(wù)器包括管理員的相應(yīng)處理以及手機(jī)端相應(yīng)請求的API接口。

4.3 API模塊設(shè)計(jì)

API（Application Programming Interface,應(yīng)用程序編程接口）是一些預(yù)先定義的函數(shù)，目的是提供應(yīng)用程序與開發(fā)人員基于某軟件或硬件得以訪問一組例程的能力，而又無需訪問源碼，或理解內(nèi)部工作機(jī)制的細(xì)節(jié)。設(shè)計(jì)編寫服務(wù)器各個(gè)接口程序，API接口收到移動終端的請求后，對應(yīng)接口程序響應(yīng)請求，調(diào)用響應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)。

4.4 后臺數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是管理信息系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)等各類信息系統(tǒng)的核心部分，是進(jìn)行科學(xué)研究和決策管理的重要技術(shù)手段。App一般都會有一個(gè)運(yùn)行在互聯(lián)網(wǎng)上的后臺程序，保證為APP提供登錄，查詢，記錄等數(shù)據(jù)服務(wù)，后臺可以用Mysql、Oracle等去存儲，在App與數(shù)據(jù)庫間還需要有一層通訊服務(wù)，可以是Http，Socket等，為APP與數(shù)據(jù)庫間建立聯(lián)系。

首先根據(jù)APP需求以及功能來進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，通常是建立ER圖，可以使用微軟的VISIO畫圖軟件繪制；待ER圖完善后進(jìn)行邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。我們將數(shù)據(jù)庫分為以下幾個(gè)表：（1）用戶信息表；（2）管理員表；（3）繳費(fèi)記錄表；（4）充電點(diǎn)情況表；（5）用戶賬戶余額表；（6）充電點(diǎn)預(yù)約表。以上六個(gè)表是根據(jù)APP功能進(jìn)行建立的相關(guān)表，在此基礎(chǔ)上在利用觸發(fā)器等操作進(jìn)行進(jìn)一步的完善。此外建立數(shù)據(jù)庫的軟件有：Sql Server、Oracle、MySQL等等。

用戶信息表包含的主要數(shù)據(jù)項(xiàng)有：姓名、性別、民族、身份證號、家庭住址、郵箱、電話，此表用來保存用戶注冊時(shí)所填寫的個(gè)人信息，方便對用戶進(jìn)行管理。管理員表主要包含的數(shù)據(jù)項(xiàng)有：姓名、性別、民族、身份證號、工作單位、電話、權(quán)限，管理員表里保存了不同權(quán)限的管理員信息，分為超級管理員和一般管理員，超級管理員具有最高權(quán)限，可以更改系統(tǒng)目錄的權(quán)限和管理注冊用戶，一般管理員負(fù)責(zé)一定的軟件維護(hù)和管理更新賬號。繳費(fèi)記錄表是方便用于查詢繳費(fèi)信息，用戶賬戶余額表是方便用于保存用戶賬戶里的當(dāng)前余額，在這里單獨(dú)建了這兩張表是為了使查詢更快捷。充電點(diǎn)情況表是用于記錄各充電點(diǎn)當(dāng)前的預(yù)約狀態(tài)。充電點(diǎn)預(yù)約表是用于記錄用戶預(yù)約的充電點(diǎn)地址和時(shí)間等相關(guān)信息。

5 結(jié)束語

本文從需求分析入手，對系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、功能模塊、API模塊和后臺數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述。小區(qū)內(nèi)電動車充電點(diǎn)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)后，通過APP實(shí)現(xiàn)規(guī)范化管理，更加有助于實(shí)現(xiàn)生活智能化，順應(yīng)數(shù)字化的潮流。

[1]王珊,薩師煊.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第五版)[M].高等教育出版社.

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[3]容煜倫.智能停車場預(yù)定系統(tǒng)App研究[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊,2016(22).