基于云端优化匹配的电动汽车社区自动充电集群系统的制作方法

本申请涉及基于互联网云技术领域，尤其涉及一种基于云端优化匹配的电动汽车社区自动充电系统集群

背景技术：

社区是人类聚集生存的空间，城市中居民的非工作时间大部分是在社区当中度过的，同时，社区也是为居民提供多方面服务的场所。特别是随着物联网、大数据、智能终端等信息技术的成熟，以信息交互为基础的智能化社区服务不断普及，使得传统社区日益过渡为智慧社区。

随着我国城乡居民汽车保有量的持续增加，对车辆的相关服务在社区规划、建设、运营当中占据着不容忽视的地位。因而，提供高度信息化、智能化、便利化的车辆服务，也已经成为智慧社区的一个重要发展方向。

随着技术进步、政策扶持以及企业投入增加，我国的新能源汽车产业规模越来越大，对于治理环境污染和减少尾气排放相当有利。其中，新能源电动汽车的充电问题影响着新能源电动汽车的发展，除了在城区和高速公路设立的少量大型快速充电站以外，在城乡广大社区的停车位所部署的小型低速充电桩，也对新能源汽车的电量补充发挥着不可或缺的作用，例如对于家用新能源汽车来说，利用每天回家后在社区停靠的时间补充电能是保证车辆续航的重要一环。

但是，目前社区停车位安装的充电桩受制于场地和技术条件的限制，完全依赖于用户的手工操作，使用很不方便，在充电桩的预约、人机交互、计费、状态监控等方面也缺乏有效的管理模式，与智慧社区的服务标准相去甚远。另外，目前社区停车场中仅有一部分停车位配置充电桩，安装充电桩会涉及到不菲的改造施工和设备成本，还占据了一定停车空间，如果不考虑使用效率而一味增多充电桩数量，会带来不必要的浪费，如何通过优化提升充电桩集群的效率，实现停车场充电桩的总体低成本配置，是一个需要研究的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提出一种基于云端优化匹配的电动汽车社区自动充电集群系统，实现了基于云端服务器建立用户终端与自动充电设备集群的信息交互枢纽，通过云端服务器实现了物理界面的隔离，提升了自动充电设备集群与外部接口的兼容性，将具有低速自动泊车功能的用户车辆与自动充电设备集群依据优化的调度算法进行最佳匹配，从而提升了自动充电设备集群的整体充电效率和最佳用户体验。

基于上述目的，本申请提出了一种基于云端优化匹配的电动汽车社区自动充电集群系统，包括：自动充电设备集群、云端服务器和终端；其中，所述自动充电设备集群包括多个自动充电设备，用于执行接收到的充电任务；每一所述多个充电设备实时向所述云端服务器发送状态数据；

所述终端用于，获取用户预约的充电任务并将其发送至所述云端服务器；所述云端服务器至少适配为接收所述充电任务，调度所述充电设备集群以完成用户预约的充电任务。

在一些实施例中，所述集群中的每一充电设备均设置通信模块，所述充电设备通过所述通信模块向所述云端服务器实时发送所述状态数据，所述数据至少包括正在充电车辆的当前电量、正在充电车辆的剩余充电时间和/或充电完成的提示和/或所述充电设备当前处于待机状态。

在一些实施例中，所述终端将用户预约的充电任务信息发送至所述云端服务器，所述充电任务信息至少包括用户预约的充电时长和/或用户的当前电量以及预约的目标电量和/或用户预约的充电时间点和/或用户预约的用车时间。

在一些实施例中，所述云端服务器确定用户预约的充电任务，并将所述充电任务下发至所述充电设备集群。

在一些实施例中，所述云端服务器按照等待时间最短原则将所述充电任务下发至所述充电设备集群，具体包括：所述云端服务器直接将所述充电任务发送给所述充电设备集群中处于待机状态的充电设备；若无待机的充电设备，所述云端服务器则根据接收到的实时状态数据，挑选出剩余充电时间最少的充电设备，并将所述充电任务下发给被选中的充电设备。

在一些实施例中，所述云端服务器在确定多个预约充电任务后，按照预约时间的先后顺序依次下发所述充电任务。

在一些实施例中，所述终端包括紧急预约单元，用于在无充电设备待机的情况下，向用户提供紧急预约服务并将紧急用户的订单数据作为充电任务发送至所述云端服务器，所述订单数据至少包括用户的预约用车时间和/或预约的充电时长。

在一些实施例中，所述云端服务器按紧急优先的原则将所述紧急用户的订单下发至所述充电设备集群，具体包括：

在不影响正在充电用户的正常使用下，所述云端服务器从所述状态数据中筛选出正在充电车辆的电量充满时间相比预约用车时间的提前时间量大于所述订单数据的预约充电时长的充电设备，作为满足所述紧急用户订单的充电设备，并控制所述充电设备优先执行所述紧急用户订单。

在一些实施例中，所述云端服务器按照预约充电时长的匹配原则将所述充电任务下发至所述充电设备集群，具体包括：

所述云端服务器根据接收到的实时状态数据，挑选出剩余充电时长与紧急预约充电时长相近的充电设备，并将所述充电任务下发给被选中设备。

在一些实施例中，若紧急预约车辆的优先级相同，所述云端服务器则根据所述终端提供的状态数据，优先选择当前电量较多的用户进行充电。

在一些实施例中，所述云端服务器还包括控制模块，所述控制模块用于调度待充电车辆进入预设位置进行充电；以及向充电设备集群中的所述充电设备发送指令以完成自动充电。

在一些实施例中，所述云端服务器还包括发送模块，用于将每一自动充电设备的工作数据实时地发送至与该充电设备充电车辆对应的所述终端并向用户对应输出，以便于所述用户及时掌握车辆的当前充电状态，所述工作数据至少包括正在充电车辆的当前电量、正在充电车辆的剩余充电时间和/或充电已完成。

在一些实施例中，所述系统还包括车辆传感器，用于在待充电车辆到达预设位置后，向所述云端传感器发送车辆就绪信息。

在一些实施例中，所述云端服务器采用http或ftp协议通过联网方式与所述终端、所述充电设备集群进行信息的通讯，所述联网方式包括但不限于2g、3g、4g、5g以及wifi、nb-iot。

在一些实施例中，所述终端可应用于用户手机、笔记本、平板电脑。

本申请提供了一种基于云端优化匹配的电动汽车社区自动充电集群系统，包括自动充电设备集群、云端服务器和终端；所述自动充电设备集群包括多个自动充电设备，用于执行接收到的充电任务；每一所述多个充电设备实时向所述云端服务器发送状态数据；所述终端用于，获取用户预约的充电任务并将其发送至所述云端服务器；所述云端服务器至少适配为接收所述充电任务，管理所述充电设备集群以完成用户预约的充电任务。本申请提供的调度系统通过预设模式将充电任务分配给充电集群中的每一充电设备，所述设备通过通信模块与云端服务器进行数据传送。所述云端服务器还包括控制模块，所述控制模块可调度装载有低速泊车系统的用户车辆，控制所述车辆自动到达预设充电位置，然后启动充电设备对所述车辆进行充电，提升了用户体验。

本申请提供的基于云端优化匹配的电动汽车社区自动充电集群系统，将云端服务器作为联结用户端和充电设备的枢纽，并根据用户不同的充电需求来调度集群内的每一充电设备，实现自动化充电作业。云端服务器依据不同的预设原则来分配用户的充电任务，并通过控制模块对装载有自动泊车系统的用户车辆进行调度，增强了用户体验，优化了充电效率。每一充电设备配置有通信模块，将充电车辆的实时数据传送至云端服务器，以便于云端服务器及时根据集群的工作状态来分配用户的充电任务。本发明实现了对装载有自动泊车系统的车辆的自动调度，极大地提升了用户体验；通过预设的调度原则实现了自动充电集群的充电效率；云端服务器将用户端和充电设备连接起来，优化了充电系统，实现了用户端与自动充电集群的物理界面的隔离，提升了自动充电集群与外部接口的兼容性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本申请实施例一的基于云端的自动充电集群的调度系统的结构框图。

图2是本申请实施例二的基于云端的自动充电集群的调度系统的结构示意图；

图3是本申请实施例二的基于云端的自动充电集群的调度系统的另一方式结构示意图；

图4是本申请实施例二的基于云端的自动充电集群的调度系统的充电头及引导装置结构示意图；

图5是本申请实施例二的基于云端的自动充电集群的调度系统的主机内部电缆绕线结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

如图1所示，是本申请实施例的结构框图。本实施例提供的基于云端优化匹配的电动汽车社区自动充电集群系统，包括自动充电设备集群、云端服务器和终端；所述终端用于获取用户下达的充电任务，并将其发送至所述云端服务器；所述自动充电设备集群包括多个可为新能源汽车自动充电的自动充电设备，用于执行接收到的充电任务，且每一所述充电设备实时向所述云端服务器发送状态数据；所述云端服务器至少适配为接收所述充电任务，调度所述充电设备集群以完成用户预约的充电任务。

具体地，所述充电设备集群中的每一所述充电设备均设置有通信模块，所述充电设备通过所述通信模块向所述云端服务器实时发送所述状态数据，如果所述充电设备处于工作状态，所述状态数据则包括正在充电车辆的当前电量以及正在充电车辆的剩余充电时间；如果所述充电设备处于待机状态，所述状态数据则包括所述充电设备处于待机状态。

所述终端将用户预约的充电任务发送至所述云端服务器，所述云端服务器在接收所述充电任务后，分析充电任务信息后将所述充电任务按照预设原则下发给所述充电设备集群。在应用例中，所述充电任务信息包括用户预约的充电时长和/或用户的当前电量以及预约的目标电量和/或用户预约的充电时间点和/或用户预约的用车时间。

具体地，所述云端服务器还包括发送模块和控制模块，所述云端服务器通过所述发送模块将每一充电设备的工作数据实时地发送至当前充电车辆对应的所述终端并向用户对应输出，以便于所述用户及时掌握自己车辆的当前充电状态，所述工作数据至少包括当前车辆的电量、剩余充电时长和/或充电已完成，以提示用户；所述云端服务器通过控制模块调度待充电车辆进入预设位置进行充电，以及向充电设备集群中的所述充电设备发送携带所述充电任务的指令以完成自动充电。

本申请实施例中，云端服务器作为联结用户端和充电设备的枢纽，完成了用户端和充电设备之间的信息相互。云端服务器能够根据用户不同的充电需求来调度集群内的每一充电设备，实现了自动化充电作业。通过预设的调度原则实现了自动充电集群的充电效率；通过云端服务器将用户端和充电设备连接起来，优化了充电系统，实现了用户端与自动充电集群的物理界面的隔离，提升了自动充电集群与外部接口的兼容性。

实施例2

本实施例提供的基于云端的自动充电集群的调度系统包括自动充电设备集群a-n、云端服务器10和终端20、30。如图2所示，是本实施例的结构示意图。所述终端用于获取用户的充电任务，并将其发送至所述云端服务器，具体地，所述终端可以搭载于用户的手机20或pc终端30；所述自动充电设备集群包括多个自动充电的充电设备，用于执行接收到的充电任务，且每一所述充电设备实时向所述云端服务器发送状态数据；所述云端服务器至少适配为接收所述充电任务，调度所述充电设备集群以完成用户预约的充电任务。

具体地，所述云端服务器、用户终端与自动充电设备可通过2g、3g、4g、5g以及wifi、nb-iot等无线协议进行信息的传送。将本实施例提供的基于云端的自动充电集群的调度系统应用于智慧社区内，如图2所示，数字1—i代表停车位，字母a—n代表自动充电设备，所述设备的安装位置不做具体限定，只要便于为对应停车位上的车辆进行充电即可。

如图2所示，停车位与自动充电设备实现一一绑定。或者，如图3所示，本发明可以实现一个自动充电设备与多个停车位绑定，即可以为多个停车位停放的车辆轮流充电；例如，图3的自动充电设备a与停车位1-3绑定，而自动充电设备b与停车位3-5绑定。如图4所示，自动充电设备的充电头p可以通过一根长度若干米的电缆l连接到充电设备主机m，从而充电头p的充电范围可以覆盖若干个停车位；并且可以具有一个自动移动并引导该充电头p到达各个停车位停放车辆的充电口处的引导装置g，实现对多个停车位上停放车辆的充电。引导装置g的底盘通过全向轴头安装4个轮子，且底盘具有电动机以及传动机构；并且引导装置g的底盘之上设置升降座u，通过升降座u调节充电头p的高度，使其与不同款式新能源汽车的充电口高度相匹配。并且引导装置g通过前后移动使得充电头p与新能源汽车的充电口对齐，进而充电头p的伸缩枪h可伸出插入该充电口之内，并且在充电完成后伸缩枪h从中抽出。充电头p之上安装至少一个摄像头，所述摄像头用于在引导装置g行进过程中拍摄引导装置g前方画面，从画面中提取停车位的标识白线，进而根据标识白线的延伸方向设定引导装置的行进路径，使引导装置g沿着停车位之间的间隙区域行进到需要充电的新能源汽车的侧面。进而，该摄像头调整方向，拍摄停车位停放的车辆的画面，并且利用图像识别从所拍摄的画面中提取充电口的区域，从而定位充电口的高度与位置。如图5所示，主机m内部设有电机j驱动的绕线轮r，随着引导装置g行进，充电头p与主机m的距离发生变化，相应地电机j驱动绕线轮r通过转动实现电缆l的放线和回收，从而避免电缆l延伸过长造成与引导装置g以及车辆发生缠绕或者影响引导装置g行进。电机j内部设置转矩保持电路，保持电机j向绕线轮r输出固定值的转矩；当引导装置g拉伸电缆l的力牵引绕线轮r，使得电机j输出转矩大于该固定值，则电机j带动绕线轮r进行放线，从而延长伸出主机m的电缆l，使得绕线轮r受到电缆l的牵引力变小，直至转矩下降至该固定值。反之，电缆l伸出主机m的长度过长，电缆l给绕线轮r施加的牵引力变小，从而电机j的输出固定值转矩使得绕线轮r旋转实现电缆l的收线。

并且，当自动充电设备对应多个停车位时，可以开辟其中一个停车位作为机动充电位，机动充电位不用于分配常规的充电任务，而只用于满足后续介绍的紧急预约充电服务。

每一所述自动充电设备均装载有通信模块，所述充电设备通过所述通信模块实时向所述云端服务器10传送状态数据，所述服务器在接收到状态数据后，可将自动充电集群中每一充电设备的工作状态发送至该充电设备充电车辆对应的终端并输出。

具体地，在一应用例中，用户甲通过手机终端20来使用自动充电设备。在其第一次使用终端时需要提交个人信息及车辆信息，后续则不需要。用户甲在完善信息后即可下单充电，当下单时用户甲通过手机终端20填写充电任务信息，和/或由手机终端20通过与车辆搭载操作系统的交互自动获取充电任务信息，所述充电任务信息包括需要的充电时长或者当前用户剩余的电量和需要达到的最终电量。

在用户甲预约下单充电任务之后，终端将所述充电任务传送至所述云端服务器10，所述云端服务器在接收所述充电任务后，依据集群中的每台自动充电设备上传的所述状态数据，来判断自动充电设备集群当前的工作状态，按照等待时间最短原则，观察当前集群中是否有处于待机状态的自动充电设备，如有，便直接将所述充电任务下发给符合条件的自动充电设备；若无，则根据实时的状态数据筛选出剩余充电时间最短的自动充电设备。

具体地，若当前集群中2号车位是处于待机状态，所述云端服务器便直接将所述充电任务下发给2号车位旁的自动充电设备b；同时，将2号车位的分配提示信息经由所述终端向用户显示输出，以便用户甲可以驾驶车辆驶入2号车位。当2号车位配置的车辆传感器检测到用户甲已将车辆停在2号车位后，则向所述云端服务器发送车辆就绪信息。在接收所述车辆就绪信息之后，所述云端服务器通过控制模块启动自动充电设备b开始充电。所述自动充电设备b通过通信模块向所述云端服务器实时发送当前充电车辆的电量以及剩余充电时长的信息，所述云端接收到所述信息后，可通过发送模块将其发送至用户甲对应的终端并输出，以便于用户甲实时掌握车辆的充电状态。当所述云端服务器获取车辆充满信息后，则通过控制模块关闭自动充电设备，停止充电；同时将车辆已充满的提示经由所述终端向用户甲输出。

具体地，若所述云端服务器接收到两个或两个以上用户的充电任务，则按照预约时间的先后顺序依次下发所述充电任务。

实施例3

本实施例提供的调度系统包括自动充电设备集群a-n、云端服务器10和终端20、30。所述云端服务器通过控制模块自动调度待充电车辆进入车位并调度所述自动充电设备集群完成充电任务；所述终端用于获取用户的充电任务并将其发送至所述云端服务器；所述自动充电设备集群包括多个自动充电设备，每一所述自动充电设备均配置通信模块，可实时地将状态数据传送至所述云端服务器。

具体地，云端服务器10采用http(或ftp)协议通过4g网络与用户的终端20、30和各个自动充电设备a-n联网通讯。在一应用例中，装载有自动泊车系统的车辆可以由所述云端服务器自动调度进入车位以提升用户体验，即不需要用户乙的驾驶操作，车辆将根据云端服务器下发的行驶指令驶入分配给该车辆的车位。若用户乙的车辆已装载自动泊车系统，在用户乙通过手机终端下单充电时，需完善个人信息以及车辆信息，并授予所述云端服务器调度车辆的权限。首次下单需要用户乙填写相关信息，后续则不再需要。所述终端将用户乙的车辆信息和充电任务发送至所述云端服务器；所述云端服务器接收到后，首先根据实时的状态数据判断是否有自动充电设备处于待机状态。如有，便直接将所述充电任务下发给符合条件的自动充电设备；若无，则根据实时的状态数据筛选出剩余充电时间最短的自动充电设备。

具体地，若自动充电设备a处于待机状态，则所述云端服务器需要自动调度用户乙的车辆进入车位1以便于完成充电任务。具体步骤包括：由所述云端服务器10的控制模块通过低速自动泊车方式向该车辆下达行驶指令，调度车辆进入车位1，当所述云端服务器10通过车位配置的车辆传感器接收到车辆就绪信息后，则发送打开充电口小门指令给车辆，控制车辆打开车身的充电口小门；然后再发送插枪指令给所述自动充电设备a，使得自动充电设备a的充电头自动插入车辆的充电口；当获取车辆充满信息后，再通过http协议发送关闭充电口小门指令给车辆，然后再发送拔枪指令给自动充电设备a；同时将车辆已充满的提示经由所述终端向用户乙输出。

具体地，若所述云端服务器接收到两个或两个以上用户的充电任务，则按照预约时间的先后顺序依次调度车辆以完成所述充电任务。

本实施例提供的调度系统，实现了对装载有自动泊车系统的车辆的自动泊车以及泊车后的自动充电作业，极大地提升了用户体验；通过预设的调度原则实现了自动充电集群的充电效率；云端服务器将用户端和充电设备连接起来，优化了充电系统，实现了用户端与自动充电集群的物理界面的隔离，提升了自动充电集群与外部接口的兼容性。

实施例4

本实施例提供的自动充电集群的调度系统，包括自动充电设备集群a-n、云端服务器10和终端20、30。所述终端20、30包括紧急预约单元，用于在无充电设备待机的情况下，向用户提供紧急预约服务并将紧急用户的订单数据作为充电任务发送至所述云端服务器，所述订单数据至少包括用户的预约用车时间和/或预约的充电时长。

所述云端服务器在不影响现有车辆充电的情况下，按照紧急优先的原则处理紧急预约的订单。在一应用例中，用户丙于下午15时通过终端紧急预约下单，其订单数据显示为预约用车的时间为当日下午15时30分。在所述云端服务器接收到所述订单数据后，从每一自动充电设备发送的实时状态数据中，筛选出车位3上的车辆预约用车时间为当日下午16时，而该车辆还有20分钟即充电完成。具体地，所述云端服务器将用户丙的紧急充电任务下发给车位3旁的自动充电设备c，先暂停车位3上的车辆充电，优先给用户丙的车辆充电，待用户丙于15时30分开走车辆后，所述云端服务器则继续控制自动充电设备c给原来暂停的车辆充电，而该车辆还剩20分钟即可充满，也不会耽误该车辆用户于预约用车时间16时的正常使用。通过这种的调度方式，充电效率得到了极大的优化。具体来说，云端服务器可以向用户丙的终端发送指示自动充电设备c的分配提示信息，以提示用户丙驶入自动充电设备c对应的机动充电位进行充电。当用户丙的车辆具有自动泊车功能的时候，由所述云端服务器10的控制模块通过低速自动泊车方式向该车辆下达行驶指令，调度该车辆进入自动充电设备c对应的机动充电位。

具体地，如果云端服务器接收到两个及两个以上的紧急预约订单，它们的预约用车时间相同或者预约充电时长相同，所述云端服务器优先执行剩余电量较多的用户订单，以尽可能地提升充电设备的利用率，缩短用户的等待时间，从用户紧急度和车辆剩余电量这两个因素进行综合优化，提升自动充电设备集群的调度效率，增强用户体验。

具体地，如果紧急用户的车辆装载有自动泊车技术，可由云端服务器完成自动调度用户车辆进入车位以待自动充电，具体方式可见具体实施例3，这里不再赘述。

本实施例提供的调度系统，通过紧急预约单元向用户提供紧急服务，增强了用户体验以及更加人性化。在不影响在正充电用户的利益下，优先执行紧急预约订单，提高了资源配置效率，达到了资源的充分利用，提升了对自动充电设备集群的整体调度。在紧急调度的过程中，从用车紧急度和车辆剩余电量这两个因素进行综合优化，增强了调度系统的可适性，也进一步提升了调度系统的整体调度力。

实施例5

本实施例提供的自动充电集群的调度系统，包括自动充电设备集群a-n、云端服务器10和终端20、30。所述终端包括紧急预约单元，用于在无充电设备待机的情况下，向用户提供紧急预约服务并将紧急用户的订单数据发送至所述云端服务器，所述订单数据至少包括用户的预约用车时间和/或预约的充电时长。

所述云端服务器在不影响现有车辆充电的情况下，按照紧急优先的原则处理紧急预约的订单。在一应用例中，用户丁通过终端紧急预约下单，其订单数据显示为紧急预约充电时长为5分钟。在所述云端服务器接收到所述订单数据后，从每一自动充电设备发送的实时状态数据中，判断出车位1上的车辆还剩余5分钟即充电完成。具体地，所述云端服务器将用户丁的紧急充电任务下发给车位1旁的自动充电设备a，待车位1上的车辆充电完成，所述云端服务器则控制所述自动充电设备a执行用户丁的紧急订单。通过这种调度方式，填补了充电设备的待机时间，使自动充电设备得到了充分的利用，从整体上优化了自动充电设备集群的效率。

具体地，如果云端服务器接收到两个及两个以上的紧急预约订单，它们的预约充电时长相同，所述云端服务器则下单的时间顺序依次下发用户订单。具体地，如果紧急用户的车辆装载有自动泊车技术，可由云端服务器完成自动调度用户车辆进入车位以待自动充电，具体方式可见具体实施例3，这里不再赘述。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。