电动汽车分时租赁系统硬件负载均衡方法与流程

本发明涉及一种汽车租赁系统，尤其涉及一种电动汽车分时租赁系统硬件负载均衡方法。

背景技术：

目前成熟的汽车租赁系统一般采用记账式方案，运营过程中每单租赁的租车、还车、记录、记账、收费等都需要人工参与才能完成，无法实现自助的租赁模式，费时费力，还易出错。租车、还车、记录、记账、收费等都能以自助方式完成的电动汽车分时租赁系统，省时省力，还不易出错，为数以万计的会员提供电动汽车租车服务，但不断增长的会员会对系统造成越来越重的访问压力，是确保电动汽车分时租赁系统顺利实施迫切需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明为了解决上述技术问题，提供一种电动汽车分时租赁系统硬件负载均衡方法，通过负载均衡的方式把会员访问的压力分担到不同的APP服务器，达到负载均衡和通讯故障转移的目的，提高系统可靠性，满足向数以万计的会员提供电动汽车租车服务的需要。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明的电动汽车分时租赁系统包括APP服务器、负载均衡器、会员登录状态数据库、安装有电动汽车租赁APP的用户手持终端、连接互联网的WEB用户端和配设在每一辆电动汽车上并安装有电动汽车租赁APP的分时租赁装置，本发明的电动汽车分时租赁系统硬件负载均衡方法包括下列步骤：

①.所述的用户手持终端、分时租赁装置及WEB用户端只需访问所述的负载均衡器的地址；

②.所述的负载均衡器接收用户手持终端、分时租赁装置及WEB用户端的HTTP连接请求，检测各APP服务器的状态，按照负载均衡策略决定选择哪个APP服务器为本次请求服务；

③.负载均衡器把用户请求转发给选出的APP服务器，接收APP服务器应答数据并返回给发出请求的用户手持终端、分时租赁装置及WEB用户端；

④.会员初次登录时，经负载均衡器和APP服务器向会员登录状态数据库写入会员数据，会员数据包括会员地址、会话密钥、最后访问时间及所连APP服务器的地址，APP服务器均通过会员地址从会员登录状态数据库获取会员数据。

负载均衡器根据各APP服务器的温度、电压、维护时间、使用年限及连续工作时间进行综合分析，作出负载均衡策略，对APP服务器进行最安全分配，最后决定将用户请求转发给哪个APP服务器。用户手持终端、分时租赁装置及WEB用户端均通过HTTP协议访问APP服务器集群，以获取后台提供的服务。用户手持终端、分时租赁装置及WEB用户端访问负载均衡器和直接访问APP服务器所起到的效果是一样的，而且不需要知道连接的是哪个APP服务器。本技术方案能够通过增加APP服务器的方法，提高系统整体的负载能力。引入会员登录状态数据库实现会员数据共享。会员登录状态数据库采用高速缓存数据库，提高系统性能。对于同一个用户发出的请求，可能由A服务器提供服务，也可能由B服务器提供服务，为了在这种情况下能在不同服务器中获取相同的会员数据，通过引入会员登录状态数据库实现会员数据共享。本发明达到负载均衡和通讯故障转移的目的，减小系统访问压力，提高系统可靠性，满足向数以万 计的会员提供电动汽车租车服务的需要。

作为优选，所述的负载均衡器检测发出请求的用户地址，相同用户地址的请求转发到同一台APP服务器。节约处理时间，通讯更快速，节约资源。

作为优选，所述的负载均衡器能对各APP服务器进行自动故障检测，当某个APP服务器出现宕机时，负载均衡器自动把用户请求转发给其他正常运转的APP服务器。确保系统的正常运转。

作为优选，所述的电动汽车分时租赁系统的电动汽车分时租赁方法包括用户账户管理方法、租还车方法以及充电管理方法；用户账户管理方法包括用户的注册、注销和同步；租还车方法包括：APP服务器接收控制信号并执行相应步骤，当APP服务器接收租车还车信号时执行租车还车步骤，当APP服务器接收预约租车信号时执行预约租车步骤，当APP服务器接收预约充电信号时执行预约充电步骤，当APP服务器接收异地租车信号时执行异地租车步骤；充电管理方法包括：汽车充电桩获取当前停车的电动车信息并发送至APP服务器，APP服务器根据电动车当前车辆状态和环境参数进行电量计算并下达分时充电控制命令，汽车充电桩对当前停车的电动车进行分时充电。通过用户手持终端上的电动汽车租赁APP、安装在电动汽车上的分时租赁装置中的电动汽车租赁APP及WEB用户端上的电动汽车租赁软件，实现与用户互动的多样性，增强用户体验。通过用户手持终端上的电动汽车租赁APP账号和会员卡号的绑定，实现可通过会员卡和APP账号两种方式进行租车，并可交叉使用，实现联动。通过将用户数据注册到车辆GPRS模块中，实现本地车辆控制、后台计费的模式，既增强了车辆端的响应速度，又可确保计费数据的稳定性。通过汽车充电桩的管理，实现汽车充电桩与车的绑定、汽车充电桩状态管理及控制。通过将整个租赁系统细分为业务系统、通讯系统及各个子资源管理系统，实现系统的稳定、可靠、 安全性及业务流畅性，提升处理效率。电动汽车分时租赁系统的租车、还车、记录、记账、收费等都以用户自助方式完成，省时省力，调度和分配的智能化程度高，不易出错。

作为优选，所述的用户的注册为将用户ID输入至用户手持终端及分时租赁装置的GPRS终端或GPRS模块中，用户的注销为将输入至用户手持终端及分时租赁装置的GPRS终端或GPRS模块中的用户ID删除，用户的同步为APP服务器定时将所有GPRS终端或GPRS模块中的用户ID进行同步。用户注册系统设计上是将用户的ID刷进GPRS终端的存储芯片中，用户租车时校验用户ID实现租车业务，保证用户租车时刷卡没有延迟感，用户注销与用户注册恰恰相反，针对退出或因其他原因取消分时租赁业务的会员，系统需要将存储在充电桩及车辆GPRS终端的ID注销。然后执行用户同步，系统具备定时同步数据的的功能，确保车辆及充电桩GPRS终端的ID为最新状态。

作为优选，所述的分时租赁装置包括GPRS模块、用于车辆信息采集和处理的智能控制设备、用于身份验证的RFID读卡器和对车门和动力进行控制的车辆控制模块，所述RFID读卡器、车辆控制模块和GPRS模块均与所述的智能控制设备连接，所述智能控制设备通过GPRS模块与APP服务器通信连接；

所述租车还车步骤包括：

RFID读卡器读卡，智能控制设备判断当前车辆状态，若当前车辆状态不符合开启条件则车辆控制模块拒绝开启车门，租车结束；

若当前车辆状态符合开启条件则由车辆控制模块解锁车门，用户进入车内，同时，智能控制设备传输当前读卡数据至APP服务器，APP服务器返回用户账户信息至GPRS模块，若APP服务器返回用户账户信息为余额不足，车辆控制模块关闭车辆动力电源，智能控制设备提示后结束租车；

若APP服务器返回用户账户信息为余额充足，车辆控制模块开启车辆动力电源，则由使用者进行租车使用；

当使用者停车后，智能控制设备显示选择信息，若使用者为临时停车则使用者刷卡或使用用户手持终端对车辆控制模块发送命令进行车门操作，若使用者为还车操作，则使用者在智能控制设备选择还车命令并在汽车充电桩处刷卡，汽车充电桩与车辆绑定，使用者还车。

本技术方案中，租车还车业务逻辑/流程是整个系统的核心，本发明具备会员卡校验的功能，必须确保只有车辆及汽车充电桩GPRS终端中预存的用户才能租车，系统根据实际需求支持用户租多辆车或限制用户只租一辆车，用户还车时通过车与汽车充电桩的通信实现车辆和汽车充电桩的绑定。

作为优选，所述的预约租车步骤为：使用者通过用户手持终端或WEB用户端查找空闲车辆，发送预约租车的预约租车信号至APP服务器，所述APP服务器发送预约租车信号至指定车辆，并同步发送预约租车信号至车辆绑定的汽车充电桩；若在设定的预约时间内，使用者未能执行租车还车步骤或在非指定车辆上执行租车还车步骤则发出取消预约租车信号至指定车辆。

作为优选，所述的异地租车步骤为：在用户的注册、注销和同步中加入地区码；相应汽车充电桩和分时租赁装置也均设置有地区码，当使用者通过用户手持终端或WEB用户端向APP服务器提出异地租车申请后，APP服务器解析目标地址的地区码然后将提出异地租车申请的用户ID输入至目标地址的GPRS终端或GPRS模块中并执行同步步骤。本发明采用了限制地区借车的方法，确定了借车范围，防止了大范围用车导致的核定区域用车紧张情况的产生。

作为优选，所述的预约充电步骤包括：使用者通过用户手持终端或WEB用户端查找空闲车辆及相应车辆的电量，发送预约时间要求预约充电的预约信号 至APP服务器，所述APP服务器发送预约充电信号至指定车辆，并同步发送预约充电信号至车辆绑定的汽车充电桩，若在设定的预约时间内，使用者未能执行租车还车步骤或在非指定车辆上执行租车还车步骤则发出取消预约充电信号至指定车辆。本发明实现了预约优先原则，车辆经预约后锁定预约用户，其他用户无法再租赁此车辆，预约的时间有限定。同时如果用户预约超时或预约后租赁了其他车辆，预约自动取消。汽车充电桩也可以支持同样的预约策略。

作为优选，若有若干辆车辆停车的距离在200米之内，则比较相邻车辆的当前电量值，APP服务器在判定为需要充电的车辆中以电量从高到低的顺序依次通过汽车充电桩给车辆充电。本技术方案尽可能地保证了有车辆快速完成充电可以使用，同时也合理规划了充电时间，节约了成本。

本发明的有益效果是：电动汽车分时租赁系统的租车、还车、记录、记账、收费等都以自助方式完成，省时省力，分配和调度合理，智能化程度高，不易出错。通过负载均衡器把会员访问的压力分担到不同的APP服务器，达到负载均衡和通讯故障转移的目的，减小系统访问压力，提高系统可靠性，满足向数以万计的会员提供电动汽车租车服务的需要。

附图说明

图1是本发明的一种系统连接结构框图。

图2是本发明中分时租赁装置的一种连接结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的电动汽车分时租赁系统硬件负载均衡方法，如图1所示，电动汽车分时租赁系统包括APP服务器1、负载均衡器2、会员登录状态数 据库6、安装有电动汽车租赁APP的用户手持终端3、连接互联网的WEB用户端4和配设在每一辆电动汽车上并安装有电动汽车租赁APP的分时租赁装置5，用户手持终端3、分时租赁装置5及WEB用户端4均能通过网络和负载均衡器2实现通讯连接，负载均衡器2和各APP服务器1实现通讯连接，APP服务器1和会员登录状态数据库6通讯相连。WEB用户端4上安装有信息管理模块、用户账号管理模块及业务办理和租赁业务布模块。各APP服务器1和中心服务器相连，中心服务器上安装有租赁业务逻辑及业务行为模块、车辆信息管理模块及带有会员信息管理双向交互数据接口的会员管理模块，中心服务器通过网络连接有WEB管理员端，中心服务器也通过网络和各汽车充电桩相连。WEB管理员端安装有充电桩维护模块、计费设置模块、车辆维护模块、信息发布模块和车辆状态监控及阈值设定模块。如图2所示，分时租赁装置5包括GPRS模块51、用于车辆信息采集和处理的智能控制设备52、用于身份验证的RFID读卡器53、对车门和动力进行控制的车辆控制模块54及指示灯提示装置55，RFID读卡器、车辆控制模块和GPRS模块均与智能控制设备连接，智能控制设备通过GPRS模块与APP服务器通信连接。智能控制设备上安装有包括电动汽车租赁APP的信息处理模块及和信息处理模块相连的租赁业务模块、充电桩查询预约模块、还车模块、信息交互模块与车辆查询预约模块，安装在电动汽车上的电动汽车租赁APP包括车辆位置功能模块、车辆状态信息功能模块和业务信息双向通讯接口。

电动汽车分时租赁系统硬件负载均衡方法包括下列步骤：

①.用户手持终端、分时租赁装置及WEB用户端只需访问负载均衡器的地址；

②.负载均衡器接收用户手持终端、分时租赁装置及WEB用户端的HTTP连接请求，检测各APP服务器的状态，按照负载均衡策略决定选择哪个APP服务器为本次请求服务；

③.负载均衡器把用户请求转发给选出的APP服务器，接收APP服务器应答数据并返回给发出请求的用户手持终端、分时租赁装置及WEB用户端；

④.会员初次登录时，经负载均衡器和APP服务器向会员登录状态数据库写入会员数据，会员数据包括会员地址、会话密钥、最后访问时间及所连APP服务器的地址，APP服务器均通过会员地址从会员登录状态数据库获取会员数据。

负载均衡器检测发出请求的用户地址，相同用户地址的请求转发到同一台APP服务器。

负载均衡器能对各APP服务器进行自动故障检测，当某个APP服务器出现宕机时，负载均衡器自动把用户请求转发给其他正常运转的APP服务器。

电动汽车分时租赁系统的电动汽车分时租赁方法包括用户账户管理方法、租还车方法以及充电管理方法；用户账户管理方法包括用户的注册、注销和同步；租还车方法包括：APP服务器接收控制信号并执行相应步骤，当APP服务器接收租车还车信号时执行租车还车步骤，当APP服务器接收预约租车信号时执行预约租车步骤，当APP服务器接收预约充电信号时执行预约充电步骤，当APP服务器接收异地租车信号时执行异地租车步骤；充电管理方法包括：汽车充电桩获取当前停车的电动车信息并发送至APP服务器，APP服务器根据电动车当前车辆状态和环境参数进行电量计算并下达分时充电控制命令，汽车充电桩对当前停车的电动车进行分时充电。

用户的注册为将用户ID输入至用户手持终端及分时租赁装置的GPRS终端或GPRS模块中，用户的注销为将输入至用户手持终端及分时租赁装置的GPRS终端或GPRS模块中的用户ID删除，用户的同步为APP服务器定时将所有GPRS终端或GPRS模块中的用户ID进行同步。

租车还车步骤包括：

RFID读卡器读卡，智能控制设备判断当前车辆状态，若当前车辆状态不符合开启条件则车辆控制模块拒绝开启车门，租车结束；

若当前车辆状态符合开启条件则由车辆控制模块解锁车门，用户进入车内，同时，智能控制设备传输当前读卡数据至APP服务器，APP服务器返回用户账户信息至GPRS模块，若APP服务器返回用户账户信息为余额不足，车辆控制模块关闭车辆动力电源，智能控制设备提示后结束租车；

若APP服务器返回用户账户信息为余额充足，车辆控制模块开启车辆动力电源，则由使用者进行租车使用；

当使用者停车后，智能控制设备显示选择信息，若使用者为临时停车则使用者刷卡或使用用户手持终端对车辆控制模块发送命令进行车门操作，若使用者为还车操作，则使用者在智能控制设备选择还车命令并在汽车充电桩处刷卡，汽车充电桩与车辆绑定，使用者还车。

预约租车步骤为：使用者通过用户手持终端或WEB用户端查找空闲车辆，发送预约租车的预约租车信号至APP服务器，所述APP服务器发送预约租车信号至指定车辆，并同步发送预约租车信号至车辆绑定的汽车充电桩；若在设定的预约时间内，使用者未能执行租车还车步骤或在非指定车辆上执行租车还车步骤则发出取消预约租车信号至指定车辆。

异地租车步骤为：在用户的注册、注销和同步中加入地区码；相应汽车充电桩和分时租赁装置也均设置有地区码，当使用者通过用户手持终端或WEB用户端向APP服务器提出异地租车申请后，APP服务器解析目标地址的地区码然后将提出异地租车申请的用户ID输入至目标地址的GPRS终端或GPRS模块中并执行同步步骤。

预约充电步骤包括：使用者通过用户手持终端或WEB用户端查找空闲车辆及相应车辆的电量，发送预约时间要求预约充电的预约信号至APP服务器，所述APP服务器发送预约充电信号至指定车辆，并同步发送预约充电信号至车辆绑定的汽车充电桩，若在设定的预约时间内，使用者未能执行租车还车步骤或在非指定车辆上执行租车还车步骤则发出取消预约充电信号至指定车辆。

若有若干辆车辆停车的距离在200米之内，则比较相邻车辆的当前电量值，APP服务器在判定为需要充电的车辆中以电量从高到低的顺序依次通过汽车充电桩给车辆充电。

在充电管理方法中，充电桩为使用峰谷电计费充电桩，若当前时间处于谷电计费时间内，充电桩对电动汽车进行充电；

若当前时间处于峰电计费时间内，则中心服务器根据充电桩当前绑定的车辆中车载信息平台上传的车辆状态信息对充电桩进行操作，若当前绑定车辆经过充电判断，判定为需要充电则充电桩对电动汽车进行充电，若判定为禁止充电则充电桩停止对电动汽车进行充电；

充电判断步骤包括以下子步骤：

充电判断子步骤一，中心服务器对每个充电桩的赋值一个基础电量阈值和一个基础电量系数值，基础电量阈值和基础电量系数值均由人工或中心服务器计算设定；

充电判断子步骤二，中心服务器读取当前时间、谷电计费时间开启时间和当前车辆的电池电量值，中心服务器计算当前时间与谷电计费时间开启时间的差值得出时间差值；

充电判断子步骤三，基础电量系数值除以时间差值后所得出的数值加上当前车辆的电池电量值大于或者等于所述的基础电量阈值则判定为禁止充电，若 基础电量系数值除以时间差值后所得出的数值加上当前车辆的电池电量值小于所述基础电量阈值则判定为需要充电。

在充电判断子步骤中，充电桩上个统计周期中对应日期的平均借车次数乘以给定百分比系数得出电量修正值，基础电量阈值由基础电量值加上电量修正值得出，基础电量值为统一数值。

本发明的动汽车分时租赁系统的租车、还车、记录、记账、收费等都以自助方式完成，省时省力，分配和调度合理，智能化程度高，不易出错。通过负载均衡器合理分配APP服务器，达到负载均衡和通讯故障转移的目的，减小通讯压力，提高系统可靠性，满足向数以万计的会员提供电动汽车租车服务的需要。

本发明的动汽车分时租赁系统采用分时租赁的方法，采用积极的分时充电租赁方法，结合当地峰谷电电价和用电策略，在不妨碍正常租车还车的同时，大量降低了用电成本。具备会员卡校验的功能，必须确保只有车辆及充电桩GPRS终端中预存的用户才能租车。系统根据实际需求支持用户租多辆车或限制用户只租一辆车，用户还车时通过车与充电桩的通信实现车辆和充电桩的绑定。实现预约优先原则，车辆经预约后锁定预约用户，其他用户无法再租赁此车辆，预约的时间有限定。同时如果用户预约超时或预约后租赁了其他车辆，预约自动取消。采用限制地区借车的方法，确定了借车范围，防止了大范围用车导致的核定区域用车紧张情况的产生。达到了不同地区对应不同的借车基础电量阈值，也就是让借车频率较大的充电桩充电较多，尽可能多的保持电量，使得大多数人能够尽可能地借车，既考虑到了车辆电量的需求，又考虑到了车辆使用的需求，满足的经济成本和使用成本的双重要求。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形 式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。