一种分层分布式电动汽车充电服务系统和控制方法与流程

本发明涉及电动汽车充电领域，具体涉及一种分层分布式电动汽车充电服务系统和控制方法。

背景技术：

云技术是一种广泛运用的把大量信息和处理资源集中在一起，协同工作的互联网基础架构模式。互联网+是互联网与传统行业深度融合下的创新发展模式。

随着电动汽车的迅猛发展，电动汽车充电服务也迎来了发展高峰，特别是在互联网+的理念下，创新电动汽车充电服务更是充电市场的发展要求。采用云数据模型构建的电动汽车充电服务系统，能用用户带来便捷、安全、智能的充电服务。但是，现在的基于云服务的智能充电系统并没有一种完善的系统结构能为用户带来良好的用户体验。

技术实现要素：

本发明提供一种分层分布式电动汽车充电服务系统和控制方法，用于解决智能充电系统不完善的问题。

一种分层分布式电动汽车充电服务系统，包括第一通讯隔离区、第二通讯隔离区和第三通讯隔离区；

所述第一通讯隔离区、第二通讯隔离区和第三通讯隔离区之间通过通讯网络连接；

第一通讯隔离区包括应用服务器和web服务器，web服务器用于接入inter网络和手机网络，应用服务器用于协调、管理第一通讯隔离区、第二通讯隔离区和第三通讯隔离区的数据，应用服务器中存储有统计实时库，用于存储充电设备的历史信息；

第二通讯隔离区包括通讯前置机，通讯前置机用于接入充电设备，并设有前置实时库，用于存储充电设备的实时信息；

第三通讯隔离区包括通讯服务器和数据服务器；通讯服务器用于管理通讯，数据服务器用于存储运营数据库；通讯服务器通过通讯前置机获取充电设备的信息，汇聚在数据服务器中。

进一步的，在第一通讯隔离区设有web负载均衡器，在第二通讯隔离区设有通讯负载均衡器。

进一步的，在第一通讯隔离区、第二通讯隔离区和第三通讯隔离区均设有的交换机。

进一步的，所述第一通讯隔离区的第一通讯隔离区交换机连接web负载均衡器、应用服务器和web服务器；所述第二通讯隔离区的第二通讯隔离区交换机连接通讯前置交换机和通讯负载均衡器。

一种分层分布式电动汽车充电服务系统的控制方法，包括如下步骤：

(1)接收通过手机网络或者inter网络向第一通讯隔离区发送充电请求，包括充电号、充电方式和充电参数；

(2)第一通讯隔离区接收到充电请求后，向第二通讯隔离区发送充电请求；

(3)第二通讯隔离区查询充电设备的状态，发送给第一通讯隔离区；

(4)第一隔离区通过web服务器将充电设备的状态通过手机网络或inter网络发送给用户。

进一步的，在充电过程中，当用户通过手机网络或者inter网络向第一隔离区发送查询充电请求时，第一通讯隔离区向第二通讯隔离区发送充电查询请求；第二通讯隔离区的通讯前置机查询得到相应的充电信息后，发送给第一通讯隔离区，第一通讯隔离区的web服务器把充电信息通过手机网络或者inter网络发送给用户。

进一步的，当电动汽车充电服务系统接收到充电请求后，采用电序列群进化算法为用户定位出最佳的充电服务点；

所述充电序列进化算法包括以下步骤：

(1)通过公式x_i＝x_o+m×(x_p-x_q)遍历充电服务群，定位满足充电要求的当属前置机充电服务点x_i；

其中x_i是原始群，i是群数，o、p、q为随机数，m是加权因子，来自于平台预先设定的模型参数；

(2)通过公式定位出前置机x_i下最佳的充电服务点x_ij'；

其中v_i是随机向量，rad(j)∈[0,1]，是第j个随机数；CR∈[0,1]是变异概率。

本发明提供的一种分层分布式电动汽车充电服务系统和控制方法，将系统分为三个通讯隔离区，构建完整的充电服务系统，即可以实时监控充电设备的充电状态和电气状态，还可以为用户提供良好的智能体验，解决了智能充电系统不完善的问题。

充电查询为用户提供了实时监控充电状态的平台，充电序列进化算法为用户制定了最佳的充电方案，使分层分布式电动汽车充电服务系统更加智能化。

附图说明

图1是分层分布式充电网络框架图；

图2是充电服务网络模型应用图；

图3是充电服务网络功能组件图；

图4是充电服务网络典型通讯交互流程图。

具体实施方式

一种分层分布式电动汽车充电服务系统，包括第一通讯隔离区、第二通讯隔离区和第三通讯隔离区，三者之间通过通讯网络连接。

第一通讯隔离区包括web负载均衡器、第一通讯隔离区交换机应用服务器和web服务器；第二通讯隔离区包括通讯前置机、通讯负载均衡器和第二通讯隔离区交换机；第三隔离区包括通讯服务器、数据服务器和第三通讯隔离区交换机。所述第一通讯隔离区、第二通讯隔离区和第三通讯隔离区之间通过通讯网络连接。

本实施例提供的分层分布式电动汽车充电服务系统网络模型如图2所示，第一通讯隔离区的web服务器用于接入inter网络和手机网络，应用服务器用于协调、管理第一通讯隔离区、第二通讯隔离区和第三通讯隔离区的数据，应用服务器中存储有统计实时库，用于存储充电信息和用户信息。通讯前置机用于接入充电设备，并设有前置实时库，用于存储充电设备的实时气信息。通讯服务器用于管理通讯，通讯服务器通过通讯前置机获取充电设备的历史信息，汇聚在数据服务器中。

在应用服务器上，采用多数据源动态切换技术建立消息队列，对通讯前置实时库和应用统计实时库进行管理，对充电服务系统的支撑服务、数据服务、通讯服务进行统一结合的交互管理，从而实现对应用服务的交互，协议转换、安全策略和路由机制的有效控制。

多数据源动态切换技术建立了信息队列管理机制，对前置通讯机和通讯服务器进行统一管理，同时协调联系数据总线和服务总线，并且集中管控协调通讯和应用服务两总线。其中数据总线通过透明的信息定制、通知、提交、读写等操作接口，将云存储的数据信息、管理控制域和业务数据处理单元联系起来；服务总线将通讯、短信、业务流程等平台引擎和具体访问业务联系，其具有会话控制，权限认证，状态通知，数据交换等功能。

充电系统通过前置汇聚通讯技术开展分层分布式通讯网络部署，通讯前置机和通讯服务器之间通过电动汽车开放互动协议进行信息交互。协议规定报文格式，接收多个相邻通信节点的数据，报文格式帧耦合第一个通信节点和相邻通信节点的状态确定一个校验控制帧，用来确保充电数据优先传输性。

(1)分层分布式充电服务网络，大量的离散充电设施接入不同的前置机，其中前置机根据压力测试情况确定可接入数据源容量。多个前置机通过电动汽车开放互动协议心跳控制逻辑经由通讯负载均衡器实现数据的汇聚、处理等操作，最终提交服务平台数据服务器做进一步业务处理。

(2)其中多个通讯前置机统一部署在第二通讯隔离区，通讯服务器部署于第三通讯隔离区，中间通过防火墙进行策略部署后实现交互，实现网络架构的分层分布式部署的适用性和安全性。

本实施例提供的分层分布式电动汽车充电服务系统功能组件如图3所示，以一则报警来说明充电服务网络的功能实现，首先是各个通讯前置通讯的前置实时库和通讯服务器交互实时传递充电站点信息，云计算模型部署的服务器端数据开展各类业务的算法优化处理，消息队列集中管控，适时依据报警级别插入高级别报警，主业务程序判断后，确认告警信息，写入实时库、历史库，并发送给终端客户。

在这个过程中，信息定制、信息通知、信息提交、消息转发、信息读写等应用功能，完成应用服务组件式功能的实施，并为云计算搭建的充电服务网络开发新的电动汽车充电生态圈其他增值服务提供了数据支撑，实现对协议转换、安全策略和路由机制的有效控制。

本实施例提供一种上述分层分布式电动汽车充电服务系统的控制方法，如图4所示，包括如下步骤：

(1)用户通过手机网络或者inter网络向第一通讯隔离区发送充电请求，包括充电号、充电方式和充电参数；

(2)第一通讯隔离区接收到充电请求后，通过公式x_i＝x_o+m×(x_p-x_q)遍历充电服务群，定位满足充电要求的当属前置机充电服务点Xi；

其中x_i是原始群，i是群数，o、p、q为随机数，m是加权因子，来自于平台预先设定的模型参数；

(3)通过公式定位出前置机x_i下最佳的充电服务点x_ij'；

其中v_i是随机向量，rad(j)∈[0,1]，是第j个随机数；CR∈[0,1]是变异概率；

所述变异概率CR用来说明充电服务点群会发生操作的概率，比如rad(j)产生一个数，假设数字为0.6，那么就有60％的概率小于0.6，40％的概率大于0.6，满足这个条件，就可以发生相应的变异了。

(4)第二通讯隔离区查询充电设备的状态，发送给第一通讯隔离区；

(5)第一隔离区通过web服务器将充电设备的状态通过手机网络或inter网络发送给用户；

(6)在充电过程中，当用户通过手机网络或者inter网络向第一隔离区发送查询充电请求时，第一通讯隔离区向第二通讯隔离区发送充电查询请求；第二通讯隔离区的通讯前置机查询得到相应的充电信息后，发送给第一通讯隔离区，第一通讯隔离区的web服务器把充电信息通过手机网络或者inter网络发送给用户。

在本实施例中，web负载均衡器和通讯负载均衡器的作用是分别协调第一通讯隔离区和第二通讯隔离区设备的负载，作为其他实施方式，比如当第一通讯隔离区或第二通讯隔离区的设备比较少时，可以不设置web负载均衡器或通讯负载均衡器。

充电查询为用户提供了实时监控充电状态的平台，充电序列进化算法为用户制定了最佳的充电方案。作为其他的实施方式，也可以不设置充电查询服务或充电徐系列进化算法。

以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。