电动汽车充电人机交互方法和系统与流程

本发明属于电动汽车充电技术领域，具体涉及电动汽车充电人机交互方法和系统。

背景技术：

目前的电动汽车充电设备领域，在人机交互系统方面，主要集中在通过人机交互系统实现对电动汽车的充电功能方面，对充电体验中的具体细节涉及较少，比如在充电开始前、充电中或充电结束后等全充电环节，由于网络故障、云平台问题、其他问题等因素造成远端云平台与充电设备的通信问题，目前的电动汽车充电人机交互系统，仅停留在人机交互系统的底层构建方面，并未涉及到在充电开始前、充电中、充电结束后等全充电环节，由于网络故障、云平台问题、其他问题等因素造成远端云平台与充电设备的通信问题，如不能建立通信连接，或者通信中断，通信故障等，将导致不能满足客户及时充电的需要或者无法完成正常充电过程的情况发生，大大降低了用户体验。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种电动汽车充电人机交互方法和系统，有效解决了充电设备与云平台无法通信带来的用户体验较差的问题，本发明有效地解决上述问题，提升了用户体验。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，电动汽车充电人机交互方法，手持客户端通过云平台与充电设备建立连接，当充电设备与云平台无法建立连接时，手持客户端与云平台进行通信，云平台将客户身份信息和充电启动授权信息下发到手持客户端，充电设备直接与手持客户端建立通信并获取手持客户端接收到的客户身份信息和充电启动授权信息，获取成功后，允许手持客户端发起启动充电请求，充电设备启动充电。

在充电过程中，当检测到电池充电溢出状态后，充电设备发出充电结束指令，结束充电；同时，将充电信息存储在充电设备内部的信息存储模块，在充电设备连接云平台成功后，将存储的充电信息上传云平台进行处理得到充电结算信息，并将充电结算信息下发给用户手持客户端进行用户充电结算确认，完成充电结算。

本发明的具体过程如下：

s1：充电开始前，手持客户端获取充电设备端口身份识别信息，此时进入s2流程；

s2：充电设备连接云平台，当连接不成功时，进入流程s3；

s3：充电设备连接云平台不成功后，通过手持客户端连接云平台，实现与云平台的通信，进入流程s5；

s5：手持客户端与云平台进行通信，云平台将客户身份信息和充电启动授权信息下发到手持客户端，完成后进入流程s6；

s6：充电设备中的对内确认模块读取手持客户端接收到的客户身份信息和充电启动授权信息，读取不成功进入流程s2，读取成功则允许手持客户端发起启动充电请求，进入流程s7；

s7：收到手持客户端发起的启动充电请求，启动充电设备，进入充电流程，进入流程s12；

s12：对电动汽车的电池进行检测，当检测到电池充电溢出状态后，充电设备进入充电结束流程；

s13：在进入充电结束流程后，将充电信息存储在充电设备内部的信息存储模块，进入流程s17；

s17：充电设备发出充电结束信息，进入流程s18；

s18：充电设备在接收到基于充电结束信息生成的充电结束指令后，停机，结束充电。

进一步的，还包括如下流程：

s19：在流程s18结束充电后，充电设备申请连接云平台，连接成功后，进入流程s20，连接不成功，循环流程s19；

s20：充电设备连接云平台成功后，将流程s13中存储的充电信息上传云平台，进入流程s21；

s21：云平台对充电信息进行处理，将充电结算信息下发给用户手持客户端；

s22：在收到s21流程下发的充电结算信息后，进行用户充电结算确认，完成充电结算。

在步骤s2中，当充电设备与云平台连接成功时，进入流程s4；

s4：充电设备连接云平台成功后，云平台下发充电设备启动命令；

s8：充电设备收到充电设备启动命令后，进入充电流程，进入流程s9；

s9：充电过程中，进行充电设备与云平台连接状态实时判定，当充电设备与云平台通信暂停，判定为离网时，进入流程s10；充电设备连接正常，进入流程s11；

s10：充电设备将当前充电时刻的充电信息暂存至信息存储模块，充电过程继续，等待通信正常后，将存储的充电信息传输给云平台；

s11：充电设备检测到电池充电溢出状态后，充电设备进入充电结束流程s14；

s14：在s11充电结束流程中，进行充电设备离网判断，当充电设备离网无法与云平台连接时，进入s15信息暂存流程；当充电设备联网与云平台连接正常时，则进入流程s16；

s15：设备离网，将充电信息在此流程中暂存至信息存储模块，等待充电设备与云平台通信恢复；

s16：充电设备将存储的充电信息传输给云平台，云平台进行信息处理，云平台下发充电结束指令，传输给充电设备，结束充电，用户进行费用结算，结束费用结算。

本发明还公开了一种电动汽车充电人机交互系统，包括手持客户端和充电设备，充电设备内设置有主控模块以及与主控模块通过通信总线连接的对内确认模块和信息存储模块，其中：

手持客户端通过云平台与充电设备的主控模块连接，根据用户操作产生操作请求发送到云平台，当云平台与充电设备的主控模块无法建立通信时，手持客户端用于接收云平台发送的客户身份信息和充电启动授权信息；

充电设备的主控模块用于连接云平台并接收云平台的指令，控制充电设备执行指令，当主控模块与云平台无法建立通信时，主控模块通过对内确认模块获取手持客户端接收到的客户身份信息和充电启动授权信息，启动充电流程，并在充电结束后发出充电结束信息终止充电设备的输出，主控模块还用于上传充电信息到云平台；

信息存储模块用于在主控模块与云平台无法建立通信时存储充电信息，包括充电流程中和充电结束流程中充电设备与云平台无法建立通信时的充电信息。

对内确认模块通过二维码扫描、红外扫描或蓝牙通信的方式与手持客户端建立连接，并获取手持客户端收到的身份信息和充电启动授权信息，发送给主控模块。

充电设备内还设置有与主控模块通过通信总线连接的对外识别模块，对外识别模块用于实现手持客户端与充电设备的通信连接，手持客户端通过对外识别模块获取充电设备的基本信息。

手持客户端还用于接收并显示充电设备的基本信息和充电信息，充电设备的基本信息包括充电设备的位置和充电设备的充电参数，充电信息包括充电速度、充电剩余时间、已充电量和充电费用。

手持客户端为安装有客户端软件的移动通讯设备，操作请求包括充电启动请求、充电停止请求和充电缴费请求。

还包括通过通信总线与主控模块连接的人机交互模块，人机交互模块用于接收用户的操作请求，并将其发送给主控模块，同时显示充电设备运行状态和充电过程运行数据，以及电动汽车soc和动力电池信息；其中，充电设备运行状态包括设备待机状态、设备充电状态和设备停机状态，设备充电状态包括充电中和充电结束，充电过程运行数据包括充电输出电压、充电输出电流、充电时间和充电费用。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果，通过充电设备的信息存储模块、对外识别模块和对内确认模块的硬件架构，在充电的各个时刻(包括充电开始前、充电中和充电结束后)，检测充电设备与云平台的通信状态，通过优化内部执行逻辑，通过充电信息暂存和充电设备与手持客户端暂时通信两种方式，有效解决电动汽车充电设备在充电开始前、充电中、充电结束后等全充电环节，由于网络故障、云平台问题、其他问题等因素造成远端云平台与充电设备的通信问题，造成了用户体验较差的问题，本发明有效地解决上述问题，提升用户体验。

本发明所述的电动汽车充电人机交互系统，通过对内确认模块和对外识别模块实现了双向识别的功能，在充电设备不能与云平台通信时，通过手持客户端连接云平台获取授权信息从而启动充电，有效解决充电交互系统在充电开始前、充电中、充电结束后等环节，由于通信问题造成的充电故障，如无法进行充电识别、缴费、结束等问题，保证了充电设备离网的状态下，用户也能及时进行电动汽车充电的相应操作，本发明还通过信息存储模块实现了高效存储，信息延时处理的功能，为用户提供了更好的体验。

附图说明

图1是本发明的硬件系统架构图；

图2是本发明的软件流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明电动汽车充电人机交互系统，包括：手持客户端和充电设备，充电设备包括主控模块以及通过通信总线与主控模块连接的人机交互模块、对内确认模块、对外识别模块、信息存储模块、通信模块，其中：

手持客户端为安装有客户端软件的移动通讯终端，如安装有客户端app的手机，通过手机app的方式，用户可以进行启动充电、结束充电和充电缴费操作，且在手持客户端上显示电动汽车充电信息，充电信息包括充电速度、充电剩余时间和充电费用；手持客户端通过云平台与充电设备的主控模块连接，根据用户操作产生操作请求发送到云平台，当云平台与充电设备的主控模块无法建立通信时，手持客户端用于接收云平台发送的身份信息和充电启动授权信息，充电设备通过对内确认模块直接与手持客户端建立通信，并获取手持客户端接收到的客户身份信息和充电启动授权信息，手持客户端还用于接收并显示充电设备的基本信息和充电信息，充电设备的基本信息包括充电设备的位置和充电设备的充电参数，充电信息包括充电速度、充电剩余时间、已充电量和充电费用；

充电设备用于将电网的电能转换成电动汽车需要的交流或直流电能，当电动汽车与充电设备连接成功后，充电设备给电动汽车充电提供电能量；对于直流充电接口的电动汽车，通过充电设备给电动汽车bms提供12vdc或24vdc辅助电源，然后与电动汽车建立通信连接，主控模块获取电动汽车充电需求后，按照需求给电动汽车充电；

充电设备的主控模块用于连接云平台并接收云平台的指令，控制充电设备执行指令，当充主控模块无法与云平台建立通信时，主控模块通过对内确认模块获取手持客户端收到的身份信息和充电启动授权信息，启动充电流程，并在充电结束后发出充电结束信息终止充电设备的输出，主控模块还用于上传充电信息到云平台；即主控模块负责接收各个单元信息，协调各功能单元，下发具体指令，实现电动汽车智慧充电；

对内确认模块通过二维码扫描、红外扫描或蓝牙通信的方式与手持客户端建立连接，并获取手持客户端收到的身份信息和充电启动授权信息，并发送给主控模块；

对外识别模块用于实现手持客户端与充电设备建立连接，手持客户端通过对外识别模块获取充电设备的基本信息；可选地，对外识别模块为设置在充电设备上的二维码，手持客户端通过扫描二维码，识别充电设备的基本信息(如充电设备的位置，充电设备的充电参数)。之后，手持客户端通过网络与云平台建立联系，且当手持客户端与云平台成功建立通信后，手持客户端发送用户的操作请求至云平台，当云平台与充电设备通信正常时，云平台根据操作请求下发充电指令给充电设备，并从充电设备获取充电信息，将充电信息发送给手持客户端，在手持客户端上显示。

人机交互模块用于接收用户的操作请求，并将其发送给主控模块，同时显示充电设备运行状态和充电过程运行数据，以及电动汽车soc和动力电池信息；其中，充电设备运行状态包括设备待机状态、设备充电状态和设备停机状态，设备充电状态包括充电中和充电结束，充电过程运行数据包括充电输出电压、充电输出电流、充电时间和充电费用。

信息存储模块用于在主控模块与云平台无法建立通信时，存储充电信息，包括充电流程中和充电结束流程中充电设备与云平台无法建立通信时的充电信息。

通信模块用于实现充电设备与云平台服务器的网络连接。

本发明的人机交互方法如图2所示，主要包括充电开始前充电设备与云平台连接不成功的处理流程、充电过程中充电设备断网时的处理流程、充电结束后充电设备断网的处理流程，具体过程如下：

s1：充电开始前，手持客户端获取充电设备端口身份识别信息，此时进入s2流程；充电设备端口身份识别信息即为对外识别模块，在本发明的优选实施例中，对外识别模块(充电设备端口身份识别信息)为二维码或端口编号；用户利用手持客户端扫描二维码，或者在手持客户端输入端口编号，通过这两种方式得到充电设备的基本信息；

s2：充电设备连接云平台，连接成功，进入流程s4；连接不成功，进入流程s3；

当充电设备连接云平台不成功时：

s3：充电设备连接云平台不成功后，通过手持客户端连接云平台，实现与云平台的通信功能，进入流程s5；

s5：在s5过程中，手持客户端与云平台进行通信，云平台将客户身份信息和充电启动授权信息下发到手持客户端，完成后，进入流程s6；

s6：充电设备中的对内确认模块读取手持客户端接收到的客户身份信息和充电启动授权信息，读取不成功进入流程s2，读取成功则允许手持客户端发起充电请求，进入流程s7；在本发明优选实施例中，对内确认模块通过红外扫描、蓝牙通信或近场nfc的方式与手持客户端建立连接，读取手持客户端中的数据(即客户身份信息和充电启动授权信息)；

s7：收到手持客户端发起的充电请求，启动充电设备，进入充电流程；进入流程s12；

s12：对电动汽车的电池进行检测，当检测到电池充电溢出状态后，充电设备进入充电结束流程；

s13：在进入充电结束流程后，将充电信息存储在充电设备内部的信息存储模块，进入流程s17；

s17：充电设备发出充电结束信息，此步骤中，充电设备无法连接云平台，此时充电结束指令是充电设备自己控制的，即只要检测到充电设备的输出电压、电流达到关机条件，此时进入s18；

s18：充电设备在接收到基于充电结束信息生成的充电结束指令后，停机，结束充电，此时，用户未进行费用的结算，可以先拔枪离开，避免充电设备无法联网造成用户等待时间过长；

s19：在流程s18结束充电后，充电设备申请连接云平台，连接成功后，进入流程s20，连接不成功，在此流程中进行循环等待；

s20：充电设备连接云平台成功后，将流程s13中存储的充电信息上传云平台，进入流程s21；

s21：云平台对充电信息进行处理生成充电结算信息，并将充电结算信息下发给用户手持客户端；

s22：在收到s21流程下发的充电结算信息后，用户进行充电结算确认，结束费用结算。

当充电设备连接云平台成功时：

s4：进入信息流程，即充电设备连接云平台成功后，在此流程中进行充电启动过程信息处理，云平台下发充电设备启动命令；

s8：充电设备收到充电设备启动命令后，进入充电系统充电流程，进入流程s9；

s9：充电过程中，进行充电设备与云平台连接状态实时判定，当充电设备与云平台通信暂停，判定为离网时，进入流程s10；充电设备连接正常，进入流程s11；

s10：充电设备将当前充电时刻的充电信息暂存至信息存储模块，即此时设备将实时数据信息暂存，充电工程继续，等待通信正常后，将存储的充电信息传输给云平台；

s11：充电设备检测到电池充电溢出状态后，充电设备进入充电结束流程s14；

s14：在s11充电结束流程中，进行充电设备离网判断，当充电设备离网(即充电设备与云平台无法连接)，则进入s15信息暂存流程；当充电设备联网(充电设备与云平台连接正常)，则进入流程s16；

s15：设备离网，将充电信息在此流程中暂存信息存储模块，等待设备网络恢复；

s16：设备将存储的充电信息传输给远端云平台，在云平台侧进行相关信息处理，云平台下发充电结束指令，传输给充电设备，结束充电，用户进行费用结算，结束费用结算。

本发明的主旨在于通过充电设备的信息存储模块、对外识别模块对内确认模块的硬件架构，在充电的各个时刻，检测充电设备与云平台的通信状态，通过优化内部执行逻辑，通过充电信息暂存和充电设备与手持客户端暂时通信两种方式，有效解决充电设备暂时离网时对充电设备正常使用的问题，从而达到有效地提高客户体验的目的。