综合控制智能计费管理单元及其充电费用数据上传方法与流程

本发明涉及充电桩的充电计费技术领域，特别是涉及一种综合控制智能计费管理单元及其充电费用数据上传方法。

背景技术：

充电桩由微电网或者国家电网提供电能为电动汽车、移动终端等充电。目前是通过综合控制智能计费管理单元(简称tcu)来对在充电桩充电的用户扣费。以充电桩为电动汽车充电为例说明，首先手机app通过充电平台发充电指令到充电桩和tcu，充电桩开始给电动汽车充电，充电桩通过电表开始统计电量，tcu利用其计费策略对电量计费，将充电费用通过物联网卡例如sim卡上传至充电平台，对电动汽车用户进行扣费。

如果物联网卡出现异常情况时，很可能会导致tcu无法将费用上传至充电平台进行扣费。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种综合控制智能计费管理单元及其充电费用数据上传方法。

一种综合控制智能计费管理单元的充电费用数据上传方法，所述综合控制智能计费管理单元包括核心板卡和两个以上物联网卡，所述核心板卡用于通过相应的物联网卡与充电平台通信，将充电费用数据上传至充电平台进行扣费，所述方法包括：

使用所述两个以上物联网卡中的一物联网卡上传充电费用数据并将该物联网卡定义为第一物联网卡，剩余的物联网卡均定义为第二物联网卡；

检测所述第一物联网卡的状态；

检测到所述第一物联网卡的状态异常时，并且检测到至少一张第二物联网卡的状态正常时，切换至利用一状态正常的第二物联网卡上传充电费用数据。

上述综合控制智能计费管理单元的充电费用数据上传方法，综合控制智能计费管理单元具备两个以上物联网卡，若检测到用于上传充电费用数据的第一物联网卡的状态异常时，切换至利用剩余的一状态正常的第二物联网卡上传充电费用数据至充电平台，可以大大降低单物联网卡出现异常情况时无法将费用上传至充电平台进行扣费的概率。

在其中一个实施例中，所述综合控制智能计费管理单元包括三个以上物联网卡；

若检测到剩余的各个第二物联网卡的状态均正常时，所述切换至利用一状态正常的第二物联网卡上传充电费用数据的步骤包括：

获取各个第二物联网卡的剩余数据流量，检测所述各个第二物联网卡上传测试数据的速度，检测所述各个第二物联网卡与相应卡槽的良好接触程度，检测所述各个第二物联网卡的物理故障情况；

将所述各个第二物联网卡的剩余数据流量、所述各个第二物联网卡上传测试数据的速度、所述各个第二物联网卡与相应卡槽的良好接触程度、所述各个第二物联网卡的物理故障情况输入预设计算模型，得到各个物联网卡的状态因子；其中，所述预设计算模型为：

zy＝a×wl+b×ws+c×wj+d×wg；

其中，a、b、c、d分别为相应的权重系数，a、b、c、d的值均大于0小于1，且a+b+c+d＝1；zy为所述各个第二物联网卡的状态因子，wl为所述各个第二物联网卡的剩余数据流量，ws为所述各个第二物联网卡的上传测试数据的速度,wj为所述各个第二物联网卡与相应卡槽的良好接触程度，wg为所述各个第二物联网卡的物理故障情况；

比较所述各个第二物联网卡的状态因子的大小，确定状态因子最大的第二物联网卡；

从利用所述第一物联网卡上传充电费用数据切换至利用状态因子最大的、并且状态正常第二物联网卡上传充电费用数据。

在其中一个实施例中，c＝d，且c>a，a>b。

若检测到第二物联网卡与相应卡槽接触良好，则将wj置为1，若检测到第二物联网卡与相应卡槽接触不良，则将wj置为0。

在其中一个实施例中，若检测到第二物联网卡发生物理故障，则将wg置为0，若检测到第二物联网卡物理情况正常，则将wg置为1。

在其中一个实施例中，所述检测所述第一物联网卡的状态的步骤包括检测所述第一物联网卡的剩余数据流量，检测所述第一物联网卡上传充电费用数据的速度，检测所述第一物联网卡与相应卡槽的良好接触程度，检测所述第一物联网卡的物理故障情况；

若所述第一物联网卡的剩余数据流量是否低于第一预设流量阈值，或者所述第一物联网卡上传充电费用数据的速度低于预设速度值，或者所述第一物联网卡与相应卡槽接触不良，或者所述第一物联网卡出现故障，则判定所述第一物联网卡的状态正常。

在其中一个实施例中，还包括：配置所述第一物联网卡的数据流量高于第二物联网卡，并且配置跟所述第一物联网卡通信的基站的通信速度，快于跟各个第二物联网卡通信的基站的通信速度的步骤；

所述在切换至利用一状态正常的第二物联网卡上传充电费用数据之后的步骤包括：检测所述第一物联网卡的状态，若检测到所述第一物联网卡的状态恢复正常，则从利用所述第二物联网卡上传充电费用数据切换回利用所述第一物联网卡上传充电费用数据。

在其中一个实施例中，所述切换回利用所述第一物联网卡上传充电费用数据之后的步骤包括：

检测第二物联网卡的剩余数据流量；

若所述第二物联网卡的剩余数据流量低于第二预设流量阈值，则为所述第二物联网卡配置数据流量直至达到设定流量值。

还提出一种综合控制智能计费管理单元，包括核心板卡和两个以上物联网卡；所述核心板卡用于通过相应的物联网卡与充电平台通信，将充电费用数据上传至充电平台进行扣费；

所述核心板卡用于使用所述两个以上物联网卡中的一物联网卡上传充电费用数据并将该物联网卡定义为第一物联网卡，剩余的物联网卡均定义为第二物联网卡；还用于检测所述第一物联网卡的状态；检测到所述第一物联网卡的状态异常时，并且检测到至少一张第二物联网卡的状态正常时，切换至利用一状态正常的第二物联网卡与充电平台通信，将充电费用数据上传至充电平台进行扣费。

在其中一个实施例中，还包括：无线通信模块以及切换电路，所述无线通信模块与所述核心板卡连接；所述切换电路分别与所述无线通信模块、核心板卡连接；

所述核心板卡用于控制所述切换电路将所述第一物联网卡与所述无线通信模块连接，切换所述第二物联网卡与所述无线通信模块连接，从而实现所述核心板卡利用所述第二物联网卡与充电平台通信。

附图说明

图1为一个实施例中的综合控制智能计费管理单元的充电费用数据上传方法的流程示意图；

图2为另一个实施例中的综合控制智能计费管理单元的充电费用数据上传方法的流程示意图；

图3为一个实施例中的综合控制智能计费管理单元的结构示意图；

图4为一个具体实施例中的综合控制智能计费管理单元的结构示意图；

图5为一个具体实施例中的型号为me3830的4g通信模块的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本申请提出了一种综合控制智能计费管理单元的充电费用数据上传方法。所述综合控制智能计费管理单元包括核心板卡和两个以上物联网卡，所述核心板卡用于通过相应的物联网卡与充电平台通信，将充电费用数据上传至充电平台进行扣费。图1为一个实施例中的综合控制智能计费管理单元的充电费用数据上传方法的流程示意图。请参阅图1，该方法包括步骤102至步骤106：

步骤102，使用所述两个以上物联网卡中的一物联网卡上传充电费用数据并将该物联网卡定义为第一物联网卡，剩余的物联网卡均定义为第二物联网卡。

步骤104，检测当前用于上传充电费用数据的第一物联网卡的状态。

在其中一个实施例中，所述检测第一物联网卡的状态的步骤包括检测所述第一物联网卡的剩余数据流量，检测所述第一物联网卡上传充电费用数据的速度，检测所述第一物联网卡与相应卡槽的良好接触程度，检测所述第一物联网卡的物理故障情况。

后续步骤中判定所述第一物联网卡的状态异常的步骤则包括：若所述第一物联网卡的剩余数据流量是否低于第一预设流量阈值，或者所述第一物联网卡上传充电费用数据的速度低于预设速度值，或者所述第一物联网卡与相应卡槽接触不良，或者所述第一物联网卡出现故障，则判定所述第一物联网卡的状态正常。本实施例，出现上述任何一种情况，均判定所述第一物联网卡状态异常。

步骤106，检测到所述第一物联网卡的状态异常时，并且检测到至少一张第二物联网卡的状态正常时，切换至利用一状态正常的第二物联网卡上传充电费用数据。

在其中一个实施例中，所述综合控制智能计费管理单元包括三个以上物联网卡；若检测到至少一张第二物联网卡的状态正常时，那么用来切换的第二物联网卡可以为任意一张状态正常的第二物联网卡。其他实施例中，所述检测到至少一张第二物联网卡的状态正常时，切换至利用一状态正常的第二物联网卡上传充电费用数据的步骤包括步骤202至步骤208：

步骤202，获取各个第二物联网卡的剩余数据流量，检测所述各个第二物联网卡上传测试数据的速度，检测所述各个第二物联网卡与相应卡槽的良好接触程度，检测所述各个第二物联网卡的物理故障情况。

其中一个实施例中，可以在检测到至少两个第二物联网卡状态都正常的情况下执行步骤202，那么步骤202中所指的各个第二物联网卡为状态均正常的各个第二物联网卡。其他实施例中，步骤202中所指的各个第二物联网卡可以是所有的第二物联网卡。

具体地，物联网卡的物理故障情况可以是物联网卡的损坏情况。

步骤204，将所述各个第二物联网卡的剩余数据流量、所述各个第二物联网卡上传测试数据的速度、所述各个第二物联网卡与相应卡槽的良好接触程度、所述各个第二物联网卡的物理故障情况输入预设计算模型，得到各个物联网卡的状态因子；其中，所述预设计算模型为：

zy＝a×wl+b×ws+c×wj+d×wg；

其中，a、b、c、d分别为相应的权重系数，a、b、c、d的值均大于0小于1，且a+b+c+d＝1；zy为所述各个第二物联网卡的状态因子，wl为所述各个第二物联网卡的剩余数据流量，ws为所述各个第二物联网卡的上传测试数据的速度,wj为所述各个第二物联网卡与相应卡槽的良好接触程度，wg为所述各个第二物联网卡的物理故障情况。

具体地，c＝d，且c>a，a>b。将各个第二物联网卡与相应卡槽的良好接触程度、所述各个第二物联网卡的物理故障情况的对应的权重系数设置较高些，可以提高充电费用数据上传的稳定性。

具体地，若检测到第二物联网卡与相应卡槽接触良好，则将wj置为1，若检测到第二物联网卡与相应卡槽接触不良，则将wj置为0。具体地，若检测到第二物联网卡发生物理故障，则将wg置为0，若检测到第二物联网卡物理情况正常，则将wg置为1。

步骤206，比较所述各个第二物联网卡的状态因子的大小，确定状态因子最大的第二物联网卡。

如果只有一张状态正常的第二物联卡，状态因子最大的第二物联网卡是该唯一的一张状态正常的第二物联卡。如果有两张以上状态正常的第二物联卡，状态因子最大的第二物联网卡则是状态都正常的第二物联网卡中状态因子最高的一张第二物联网卡。

步骤208，从利用所述第一物联网卡上传充电费用数据切换至利用状态因子最大的、并且状态正常第二物联网卡上传充电费用数据。

本实施例，剩余的第二物联网卡有两张以上时，尤其有两张以上状态正常的第二物联网卡时，利用上述预设计算模型选择一个状态因子相对较高的物联网卡来上传充电费用数据，有利于实现充电费用数据的稳定传输。

在其中一个实施例中，该综合控制智能计费管理单元的充电费用数据上传方法还包括配置所述第一物联网卡的数据流量高于剩余的各个第二物联网卡，并且配置跟所述第一物联网卡通信的基站的通信速度，快于跟剩余的各个第二物联网卡通信的基站的通信速度的步骤；所述在切换至利用一状态正常的第二物联网卡上传充电费用数据之后的步骤包括：检测所述第一物联网卡的状态，若检测到所述第一物联网卡的状态恢复正常，则从利用所述第二物联网卡上传充电费用数据切换回利用所述第一物联网卡上传充电费用数据。

例如，为第一物联网卡配置每月5t的数据流量，为剩余的各个第二物联网卡配置1t数据流量。例如，为第一物联网卡配置中国移动的通信基站，为第二物联网卡配置中国联通的通信基站。因为第一物联网卡显然强于第二物联网卡，故检测到第一物联网卡恢复正常时，切换回利用所述第一物联网卡上传充电费用数据，可以进一步提高充电费用数据上传的稳定性。

进一步地，在其中一个实施例中，所述切换回利用所述第一物联网卡上传充电费用数据之后的步骤包括：检测第二物联网卡的剩余数据流量；若所述第二物联网卡的剩余数据流量低于第二预设流量阈值，则为所述第二物联网卡配置数据流量直至达到设定流量值。

本实施例，用来切换的第二物联网卡从上传数据状态回到空闲状态后，需要将该第二物联网卡的数据流量配置到高于设定流量值，这样使得第二物联网卡有足够的数据流量，能够更好的保持备用状态，有利于第一物联网卡再次状态异常时的切换。

在其中一个实施例中，本申请如上任一实施例中的方法，均可由综合控制智能计费管理单元的核心板卡来执行。

上述综合控制智能计费管理单元的充电费用数据上传方法，综合控制智能计费管理单元具备两个以上物联网卡，若检测到第一物联网卡的状态异常时，切换至利用一正常状态的第二物联网卡上传充电费用数据至充电平台，可以大大降低单物联网卡出现异常情况时无法将费用上传至充电平台进行扣费的概率。

本申请实施例还提出一种综合控制智能计费管理单元。请参阅图3，该综合控制智能计费管理单元包括核心板卡10和两个以上物联网卡；所述核心板卡10用于通过相应的物联网卡40与充电平台通信，将充电费用数据上传至充电平台进行扣费。

所述核心板卡10用于使用所述两个以上物联网卡40中的一物联网卡40上传充电费用数据并将该物联网卡40定义为第一物联网卡，剩余的物联网卡40均定义为第二物联网卡；还用于检测第一物联网卡的状态；检测到所述第一物联网卡的状态异常时，并且检测到至少一张第二物联网卡的状态正常时，切换至利用一状态正常的第二物联网卡与充电平台通信，将充电费用数据上传至充电平台进行扣费。

具体地，核心板卡10可以是型号为som335x的核心板。具体地，各个物联网卡40均为sim卡。充电平台为充电站的一个收费后台系统。具体地，手机app通过充电扣费平台发充电指令到充电桩和综合控制智能计费管理单元，充电桩开始给电动汽车充电，充电桩通过电表计电量，综合控制智能计费管理单元利用其计费策略对电量计费，将费用通过物联网卡40例如sim卡上传至充电平台，完成扣费。

在其中一个实施例中，请参阅图3，该综合控制智能计费管理单元还包括：无线通信模块20以及切换电路30，所述无线通信模块20与所述核心板卡10连接；所述切换电路30分别与所述无线通信模块20、核心板卡10连接；

所述核心板卡10用于控制所述切换电路30将所述第一物联网卡与所述无线通信模块20连接，切换所述第二物联网卡与所述无线通信模块20连接，从而实现所述核心板卡10利用所述第二物联网卡与充电平台通信。

其中一个实施例中，所述sim卡的数量为两个，分别为第一sim卡和第二sim卡，第一sim卡和第二sim卡均包括：vcc引脚、gnd引脚、rst引脚、clk引脚、data引脚；请参阅图4，所述切换电路30包括：fsa2567mpx型号的模拟开关，fsa2567mpx型号的模拟开关具体是一款双向、低功耗、双通道双刀双掷的模拟开关。所述模拟开关与所述无线通信模块20连接；所述模拟开关包括第一vsim引脚(图4中vsim引脚)、第一rst引脚(图4中rst引脚)、第一clk引脚(图4中clk引脚)、第一data引脚(图4中dat引脚)、第二vsim引脚(图4中1vsim引脚)、第三vsim引脚(图4中2vsim引脚)、第二rst引脚(图4中1rst引脚)、第三rst引脚(图4中2rst引脚)、第二clk引脚(图4中1clk引脚)、第三clk引脚(图4中2clk引脚)、第二data引脚(图4中1dat输出引脚)、第三data引脚(图4中2dat引脚)以及选择引脚(图4中sel引脚)。

请参阅图4，所述第二vsim引脚与第一sim卡的vcc引脚连接，所述第三vsim引脚与第二sim卡的vcc引脚连接，所述第二rst引脚与第一sim卡的rst引脚连接，所述第三rst引脚与第二sim卡的rst引脚连接，所述第二clk引脚与第一sim卡的clk引脚连接，所述第三clk引脚与第二sim卡的clk引脚连接，所述第二data引脚与第一sim卡的data引脚连接，所述第三data引脚与第二sim卡的data引脚连接；所述选择引脚与所述核心板卡10连接，所述核心板卡10用于通过所述选择引脚向所述模拟开关传输控制信号，从而实现所述模拟开关在所述第一sim卡和第二sim卡切换连接。例如所述核心板卡10输出高电平信号时，模拟开关与第二sim卡连接，所述核心板卡10输出低电平信号时，模拟开关与第一sim卡连接。

其中一个实施例中，请参阅图5，所述无线通信模块20包括：型号为me3830的4g通信模块；请参阅图4和图5，所述4g通信模块的usim_vcc引脚与所述模拟开关的第一vsim引脚连接，所述4g通信模块的usim_data引脚与模拟开关的第一data引脚连接，所述4g通信模块的usim_clk引脚与所述模拟开关的第一clk引脚连接，所述4g通信模块的usim_rst引脚与模拟开关的第一rst引脚连接。

其中，所述第一vsim引脚与第二vsim引脚连接、第一rst引脚与第二clk引脚连接、第一clk引脚与第二clk引脚连接、data输入引脚与data1输出引脚连接时，所述4g通信模块与所述第一sim卡连接；所述第一vsim引脚与第三vsim引脚连接、第一rst引脚与第三clk引脚连接、第一clk引脚与第三clk引脚连接、data输入引脚与第三data引脚连接时，所述4g通信模块与所述第二sim卡连接。

其中一个实施例中，请参阅图4，所述切换电路30还包括：型号均为esd05v35t-4l的第一esd放电二极管以及第二esd放电二极管；所述第一esd放电二极管分别与连接第二vsim引脚和第一sim卡的vcc引脚的走线、连接第二rst引脚和第一sim卡的rst引脚的走线、连接第二clk引脚和第一sim卡的clk引脚的走线、连接所述第二data引脚和第一sim卡的data引脚的走线连接；所述第一esd放电二极管还接地。所述第二esd放电二极管分别与连接第三vsim引脚和第二sim卡的vcc引脚的走线、连接第三rst引脚和第二sim卡的rst引脚的走线、连接第三clk引脚和第二sim卡的clk引脚的走线、连接所述第三data引脚和第二sim卡的data引脚的走线连接；所述第二esd放电二极管还接地。

其中一个实施例中，请参阅图4，该切换电路30还包括电容c90；模拟开关的vcc引脚接入3.3v电压；模拟开关的vcc引脚通过电容c90接地。具体地，电容c90的电容值为0.1μf。

其中一个实施例中，请参阅图4，所述切换电路30还包括：电容c91、电容c92、电容c93、电容c100、电容c101以及电容c102、连接所述第三data引脚和第二sim卡的data引脚的走线通过电容c91接地，连接第三rst引脚和第二sim卡的rst引脚的走线通过电容c92接地，连接第三clk引脚和第二sim卡的clk引脚的走线通过电容c93接地，连接所述第二data引脚和第一sim卡的data引脚的走线通过电容c101接地，连接第二clk引脚和第一sim卡的clk引脚的走线通过电容c102接地，连接第二rst引脚和第一sim卡的rst引脚的走线通过电容c100接地。

具体地，如图4所示，该综合控制智能计费管理单元还包括两个型号为sim-8+1pin的usim接口以及两个usim卡槽，第一sim卡和第二sim卡均是通过usim卡槽以及型号为sim-8+1pin的usim接口与模拟开关的相应引脚连接。usim卡槽与usim接口的距离小于预设值，避免走线过长造成信号失真。

上述综合控制智能计费管理单元具备两个以上物联网卡40，若检测到当前用于上传充电费用数据的第一物联网卡的状态异常时，核心板卡10可以切换至利用一正常状态的第二物联网卡上传充电费用数据至充电平台，可以大大降低单物联网卡40出现异常情况时无法将费用上传至充电平台进行扣费的概率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。