一种基于移动终端的电动汽车充电监控系统的制作方法

本发明涉及新能源汽车充电服务技术领域，特别是一种基于移动终端的电动汽车充电监控系统。

背景技术：

全球能源危机的不断加深，石油资源的日益枯竭以及大气污染、全球气温上升的危害加剧，各国政府和汽车企业普遍认识到节能和减排是汽车行业发展的方向，发展电动汽车是解决这两个难题的最佳途径，也成为世界汽车工业发展的必然趋势。但电动汽车持续里程短，在长途行驶过程中，需要中途充电，那么电动汽车充电桩、充电站等基础设施建设是一个关键性问题。截止2016年7月，国内共建设有充电桩约6.3万根，主要分布在北京、上海、深圳等新能源汽车重点推广的城市，距离2020年480万根的规划目标差距甚远。因此为了推动充电设施建设加速，中央政府层面从顶层设计到具体支持政策已陆续出台，近期多地也开始发布地方的具体支持政策，涵盖土地支持、财政补贴(充电设备总金额的30％左右)等多方面。同时新能源汽车数量持续增加，充电需求持续提升，政策支持与需求增加将带动充电设施建设迎来加速期。

充电桩因为其方便和快捷的特性已成为动力电池补充能量的最佳方式，近年来得到了迅速发展，但是在发展过程中同样也遇到许多问题。其中一个比较突出的问题是由于充电时间较长，因此用户在充电期间很可能离开充电桩，无法实时掌控自己车辆的充电状态信息以做出相应的举措，这给充电用户带来了不好的使用体验。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有良好兼容性与扩展性的基于移动终端的电动汽车充电监控系统，通过移动终端实时监控用户电动汽车的充电状态。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于移动终端的电动汽车充电监控系统，包括客户端、服务器端和充电桩端，其中：

客户端，获取用户的操作请求，传送至后台的服务器端进行处理，并接收服务器端的处理结果；

服务器端，处理来自充电桩端的请求，将充电桩端上传的数据写入到数据库中，并处理来自客户端的请求，读取数据库中的数据传送到客户端；

充电桩端，采集充电桩状态数据并上传至服务器端，并接收服务器端下发的控制指令。

进一步地，所述的充电桩端包括充电桩端数据采集与下发模块和充电桩通信模块，其中：

充电桩端数据采集与下发模块，设置有MCU控制器，该控制器的数据采集与下发端通过CAN总线或RS485分别与电动汽车的BMS系统、触摸屏模块和电表模块连接，并且通过RS485串口通信与充电桩通信模块连接；

充电桩通信模块，设置有GPRS DTU无线传输模块，该模块通过Socket技术与服务器端建立TCP长连接，进行数据传输。

进一步地，所述的客户端基于Android系统移动终端，包括UI模块和客户端通信模块：

UI模块，获取用户请求，并将后台服务器端处理完的数据显示到前台客户端界面；

客户端通信模块，基于C/S架构通过HttpClient以AsyncTask异步方式与系统服务器端进行交互。

进一步地，所述服务器端基于MVC分层设计模式，采用SSH即Spring+Struts2+Hibernate开发框架实现；Struts2作为系统整体基础架构，负责分离MVC；Hibernate框架支持持久层；Spring框架支持业务层；所述服务器端包括服务器通信模块、客户端管理模块和数据处理模块：

服务器通信模块，用于服务器端与充电桩端之间、服务器端与客户端之间的通信，服务器端与充电桩端之间的通信通过在服务器端配置一个Socket端口监听来实现；服务器端与客户端之间使用Http协议进行通信；

客户端管理模块，管理客户端身份信息和通信信息，形成客户端会话池；

数据处理模块，对客户端提交的请求进行总体调度，同时对所有任务的数据进行运算、转发、存储操作。

进一步地，所述服务器端基于线程池技术实现并发性能；服务器端预先创建子线程，在服务器端接收到请求时，预先创建的子线程来响应请求，服务器端对这些子线程进行维护。

进一步地，所述客户端、服务器端和充电桩端内的各模块之间均以XML作为数据传输格式，数据的封装与解析通过Dom4JAPI实现。

进一步地，所述服务器端的数据库采用基于MySql关系型数据库。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：(1)在充电监控功能模块中加入结束充电功能，可实现用户在移动端结束充电，用户更加自由掌控充电时间；(2)充电桩通信模块是采用GPRS DTU模块实现，无需复杂的布线、灵活性强、施工成本低；穿透性及传输距离不受地理环境限制；(3)GPRS DTU模块采用Socket技术与服务器端建立TCP长连接，服务器端通过线程池技术维护一定数量的线程，减少了服务器的资源消耗，提高系统的整体性能；(4)后台数据服务基于MySql关系型数据库，通过合理的数据表设计和数据库连接池技术大大提高了数据库访问性能，且整个系统安全可靠。

附图说明

图1是本发明基于移动终端的电动汽车充电监控系统的结构示意图。

图2是本发明基于移动终端的电动汽车充电监控系统软件框图。

图3是本发明中服务器端线程池工作流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细描述。

客户端通过HttpClient以AsyncTask异步方式与系统服务器进行交互，以XML作为数据传输格式；服务器端采用Tomcat服务器；充电桩端采用GPRS DTU组网模块与服务器通讯，将充电状态信息上传至服务器，并从服务器接收控制指令。

本发明基于当前广泛流行开发的Android系统设计移动终端，服务器采用MySql关系型数据库，系统具备良好的兼容性与可扩展性，通过移动终端实时监控用户电动汽车充电状态信息。

结合图1，本发明基于移动终端的电动汽车充电监控系统，包括客户端、服务器端和充电桩端，其中：

客户端，获取用户的操作请求，传送至后台的服务器端进行处理，并接收服务器端的处理结果；

服务器端，处理来自充电桩端的请求，将充电桩端上传的数据写入到数据库中，并处理来自客户端的请求，读取数据库中的数据传送到客户端；

充电桩端，采集充电桩状态数据并上传至服务器端，并接收服务器端下发的控制指令。

进一步地，所述的充电桩端包括充电桩端数据采集与下发模块和充电桩通信模块，其中：

充电桩端数据采集与下发模块，设置有MCU控制器，该控制器的数据采集与下发端通过CAN总线或RS485分别与电动汽车的BMS系统、触摸屏模块和电表模块连接，并且通过RS485串口通信与充电桩通信模块连接；

充电桩通信模块，设置有GPRS DTU无线传输模块，该模块通过Socket技术与服务器端建立TCP长连接，进行数据传输。

进一步地，所述的客户端基于Android系统移动终端，包括UI模块和客户端通信模块：

UI模块，获取用户请求，并将后台服务器端处理完的数据显示到前台客户端界面；

客户端通信模块，基于C/S架构通过HttpClient以AsyncTask异步方式与系统服务器端进行交互。

进一步地，所述服务器端基于MVC分层设计模式，采用SSH即Spring+Struts2+Hibernate开发框架实现；Struts2作为系统整体基础架构，负责分离MVC；Hibernate框架支持持久层；Spring框架支持业务层；所述服务器端包括服务器通信模块、客户端管理模块和数据处理模块：

服务器通信模块，用于服务器端与充电桩端之间、服务器端与客户端之间的通信，服务器端与充电桩端之间的通信通过在服务器端配置一个Socket端口监听来实现；服务器端与客户端之间使用Http协议进行通信；

客户端管理模块，管理客户端身份信息和通信信息，形成客户端会话池；

数据处理模块，对客户端提交的请求进行总体调度，同时对所有任务的数据进行运算、转发、存储操作。

进一步地，所述服务器端基于线程池技术实现并发性能；服务器端预先创建子线程，在服务器端接收到请求时，预先创建的子线程来响应请求，服务器端对这些子线程进行维护。

进一步地，所述客户端、服务器端和充电桩端内的各模块之间均以XML作为数据传输格式，数据的封装与解析通过Dom4JAPI实现。

进一步地，所述服务器端的数据库采用基于MySql关系型数据库。

实施例1

结合图1，本发明一种基于移动终端的电动汽车充电监控系统，包括移动客户端、后台服务器端和充电桩端，其中：

一、所述充电桩端，采集充电桩状态数据并上传至服务器，并接收服务器下发的控制指令；

具体地，所述的充电桩端包括充电桩桩数据采集与下发模块和充电桩通信模块，其中：

充电桩端数据采集与下发模块，设置有MCU控制器，该控制器的数据采集与下发端通过CAN总线或RS485分别与电动汽车BMS系统、触摸屏模块和电表模块连接，并且通过RS485串口通信与充电桩通信模块连接；

充电桩通信模块，设置有GPRS DTU无线传输模块，该模块通过Socket技术与服务器建立TCP长连接，进行数据传输。

二、所述移动客户端，获取用户的操作请求，传送至后台服务器端进行处理，并接收处理结果；

具体地，所述的客户端包括UI模块和客户端通信模块，其中：

UI模块，获取用户请求，并将后台处理完的数据显示到前台界面；

客户端通信模块，基于C/S架构通过HttpClient以AsyncTask异步方式与系统服务器进行交互。

三、所述后台服务器端，处理来自充电桩端的请求，将充电桩端上传的数据写入到数据库中，并处理来自移动客户端的请求，读取数据库中的数据传送到移动客户端；

具体地，所述服务器端基于MVC分层设计模式，采用SSH(Spring+Struts2+Hibernate)开发框架实现；Struts2作为系统整体基础架构，负责分离MVC，Hibernate框架支持持久层，Spring框架支持业务层；所述服务器端包括服务器通信模块、客户端管理模块和数据处理模块，其中：

服务器通信模块，用于服务器端与充电桩端和服务器端与移动客户端之间的通信，服务器端与充电桩端之间的通信通过在服务器端配置一个Socket端口监听来实现；服务器端与移动客户端之间使用Http协议进行通信；

客户端管理模块，管理客户端身份信息和通信信息，形成客户端会话池；

数据处理模块，对客户端提交的请求进行总体调度，同时对所有任务的数据进行运算、转发、存储操作。

结合图1，本发明一种基于移动终端的电动汽车充电监控系统，各模块之间以XML作为数据传输格式，数据的封装与解析通过Dom4JAPI实现。

结合图2，本发明一种基于移动终端的电动汽车充电监控系统，实现对充电桩充电状态的实时监控，以便于用户实时掌握自己电动汽车的充电状态信息，从而做出相应的操作，并且移动终端设置有结束充电的功能，让用户更加方便的使用充电服务。

具体地，移动客户端的请求是通过异步的方式发送到服务器，服务器端Struts2拦截移动客户端请求，执行相应的操作，去数据库的表中查找电桩状态数据并返回到移动客户端。服务器端开启一个端口监听充电桩端上传的BMS状态数据，持续更新数据表，以保证用户获取的数据实时有效。

结合图3，本发明一种基于移动终端的电动汽车充电监控系统，服务器的并发性通过线程池技术来实现。具体地，服务器端在移动客户端的请求到来之前预先创建的子线程。当服务器端接收到客户桩端的请求时，利用预先创建的线程来响应这些请求，服务器端维护这些线程；使用线程池来控制系统中的线程数量，当线程池中出现空闲线程时，让其执行下一个队列任务；如果池中没有空闲线程，整个线程池资源即处在等待状态。