一种基于NB‑IOT技术的电动汽车电池无线管理系统及方法与流程

本发明属于信息技术领域，尤其涉及一种基于nb-iot技术的电动汽车电池无线管理系统及方法。

背景技术：

随着全球能源危机的不断加深，以及新能源动力技术的不断完善，纯电动汽车的使用逐渐成为了汽车行业发展的趋势。目前市面上的电动汽车电池多是固定在整车中，不可直接更换，且缺乏针对电池实时运行状态的监控体系，这极大限制了电动汽车电池的使用寿命，造成不必要的经济损失与安全隐患，同时也制约了电动汽车的推广和发展。

随着汽车制造技术以及电池技术的发展，流动性可更换电动汽车电池成为了发展新趋势，而流动性电池如果没有合理的地理布局、完善的电池状态监控体系，也将极大限制其推广与使用；随着具备低功率、广覆盖、强链接特性nb-iot技术逐渐成熟，降低了建立流动电动汽车电池物联网的难度，也使得建立电动汽车电池物理网管理系统成为可能。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于nb-iot技术的电动汽车电池无线管理系统及方法，通过车载电池终端与监控中心以及用户终端的nb-iot无线通讯，实现针对可流动电动汽车电池的远程状态监控与布局调度，同时实现针对电池使用的权限注册工作。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于nb-iot技术的电动汽车电池无线管理系统，该系统包括：

车载电池终端，每台电动汽车的电池上载有车载电池终端，用于实时采集电动汽车电池的运行数据，通过nb-iot网络与监控中心、用户终端进行信息交互以及用户认证；

用户终端，用户自有的具备无线通讯(nb-iot)功能的终端设备，用于向监控中心或车载电池终端发送服务请求并接收反馈结果，进而实现电动汽车电池实时数据的移动端监控以及电动汽车电池使用授权；

监控中心，用于汇总、存储监控区域内所有车载电池终端上送的电池运行信息，进而监控电动汽车电池信息、规划区域内流动电池的分配与充放电操作；同时监控中心根据用户终端上送权限注册请求信息反馈用户权限认证，进而实现电动汽车电池鉴权。

进一步地，所述车载电池终端包括主控单元、nb-iot无线通讯单元、信息采集单元、权限授权单元和存储单元；所述信息采集单元、存储单元和权限授权单元均与主控单元连接，信息采集单元连接车载电池终端内置传感器组，实时采集车载电池终端运行数据，并将数据传输到存储单元中，主控单元发送接收指令信号并控制相关车载电池功能模块进行响应；所述权限授权单元与nb-iot无线通讯单元连接，通过nb-iot信号向移动终端发出包含唯一电子识别码的权限注册请求，并接收相关指令执行权限操作。

进一步地，所述电动汽车的电池为可流动电池单元，且每个电池机械化连接配备唯一的车载电池终端，车载电池终端具备唯一电子识别码。

进一步地，所述车载电池终端实时监控电池电量、容量、使用寿命、充放电次数、地理位置等信息，进而通过nb-iot信号，经nb-iot蜂窝网络汇总到监控中心与用户终端。

进一步地，所述用户终端包括信息展示单元、权限注册单元、nb-iot无线通讯单元，信息展示单元接收来自监控中心的实时数据并展现在界面上，权限注册单元用于向监控中心发送权限注册请求并将结果反馈至车载电池终端。

进一步地，所述监控中心包括电池信息单元、电池调度单元以及权限管理单元，电池信息单元用于监控汇总区域内的电动汽车实时运行信息；电池调度单元根据收到的gps地理位置信息，合理调控可流动电池在区域内的流动与分布；权限管理单元用于接收并解析含有唯一电子识别码的权限注册请求，判断是否对车载电池终端进行权限注册，当车载电池终端电子识别码未被注册时，执行设备权限注册操作，当车载电池终端已被注册时，拒绝权限注册操作；并将授权结果返回至车载电池终端。

一种基于nb-iot技术的电动汽车电池无线管理方法，该方法包括以下步骤：

(1)车载电池终端通过nb-iot蜂窝基站与监控中心实现单向通讯连接，车载电池终端中的信息采集单元连接车载电池设备内置传感器组，实时采集电池地理位置、电池容量、电池电量、充放电次数等车载电池运行数据，并将数据存储至存储单元；主控单元将采集数据通过nb-iot无线通讯单元，经nb-iot蜂窝基站传送至远程监控中心，进而实现监控区域内电动汽车电池数据的周期性数据上传；

(2)监控中心的电池信息单元接收各个车载电池终端传来的数据，进行存储并将电池的实时数据分类展示于屏幕上，进而实现区域内电动汽车电池状况的实时监测；同时监控中心的电池调度单元结合电池实时信息以及gps地图，对区域内的电动汽车电池进行调度、维修、布置等决策；

(3)用户终端通过nb-iot信号与监控中心实现双向通讯连接，进而用户终端实时接收监控中心发来的区域内电动汽车电池运行数据，实现电池运行数据的移动监控；

(4)当用户发起电动汽车电池权限注册时，用户终端发起连接请求并通过nb-iot信号与车载电池终端实现双向通讯连接，车载电池终端的权限授权单元将含有电池设备唯一电子识别码的注册信息传送至用户终端，用户终端接收并将注册信息经nb-iot信号传送至监控中心。

(5)监控中心的权限管理单元接收并解析来自用户终端的含有唯一电子识别码的权限注册请求，判断是否对车载电池终端进行权限注册；当车载电池终端电子识别码未被注册时，执行设备权限注册操作，当车载电池终端已被注册时，拒绝权限注册操作；授权结果返回至用户终端并转发至车载电池终端，实现电动汽车电池的使用鉴权。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明通过使用低功率、广覆盖、强链接的nb-iot技术，解决了可流动电动汽车电池物联网系统建立的难题，实现了电动汽车电池信息的实时信息采集与远程监控，利于解决可流动充电电池的调度、分配等问题；并简化了电动汽车电池的权限注册流程，为可流动电动汽车电池的使用与发展奠定了技术基础。

附图说明

图1为本发明中用户终端、车载电池终端、nb-iot蜂窝基站以及监控中心信息交互流程框图；

图2为本发明中车载电池终端的原理框图。

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，以下结合附图以及具体实例对本发明进行进一步说明。

如图1所示，本发明提供的一种基于nb-iot技术的电动汽车电池无线管理系统，包括：

车载电池终端，每台电动汽车的电池上载有车载电池终端，用于实时采集电动汽车电池的运行数据，通过nb-iot网络与监控中心、用户终端进行信息交互以及用户认证；

用户终端，用户自有的具备无线通讯(nb-iot)功能的终端设备，用于向监控中心或车载电池终端发送服务请求并接收反馈结果，进而实现电动汽车电池实时数据的移动端监控以及电动汽车电池使用授权；

监控中心，用于汇总、存储监控区域内所有车载电池终端上送的电池运行信息，进而监控电动汽车电池信息、规划区域内流动电池的分配与充放电操作；同时监控中心根据用户终端上送权限注册请求信息反馈用户权限认证，进而实现电动汽车电池鉴权。

进一步地，所述车载电池终端包括主控单元、nb-iot无线通讯单元、信息采集单元、权限授权单元和存储单元；所述信息采集单元、存储单元和权限授权单元均与主控单元连接，信息采集单元连接车载电池终端内置传感器组，实时采集车载电池终端运行数据，并将数据传输到存储单元中，主控单元发送接收指令信号并控制相关车载电池功能模块进行响应；所述权限授权单元与nb-iot无线通讯单元连接，通过nb-iot信号向移动终端发出包含唯一电子识别码的权限注册请求，并接收相关指令执行权限操作。

进一步地，所述电动汽车的电池为可流动电池单元，且每个电池机械化连接配备唯一的车载电池终端，车载电池终端具备唯一电子识别码。

进一步地，所述车载移动终端实时监控电池电量、容量、使用寿命、充放电次数、地理位置等信息，进而通过nb-iot信号，经nb-iot蜂窝网络汇总到监控中心与用户终端。

进一步地，所述用户终端包括信息展示单元、权限注册单元、nb-iot无线通讯单元，信息展示单元接收来自监控中心的实时数据并展现在界面上，权限注册单元用于向监控中心发送权限注册请求并将结果反馈至车载电池终端。

进一步地，所述监控中心包括电池信息单元、电池调度单元以及权限管理单元，电池信息单元用于监控汇总区域内的电动汽车实时运行信息；电池调度单元根据收到的gps地理位置信息，合理调控可流动电池在区域内的流动与分布；权限管理单元用于接收并解析含有唯一电子识别码的权限注册请求，判断是否对车载电池终端进行权限注册，当车载电池终端电子识别码未被注册时，执行设备权限注册操作，当车载电池终端已被注册时，拒绝权限注册操作；并将授权结果返回至车载电池终端。

一种基于nb-iot技术的电动汽车电池无线管理方法，该方法包括以下步骤：

(1)车载电池终端通过nb-iot蜂窝基站与监控中心实现单向通讯连接，车载电池终端中的信息采集单元连接车载电池设备内置传感器组，实时采集电池地理位置、电池容量、电池电量、充放电次数等车载电池运行数据，并将数据存储至存储单元；主控单元将采集数据通过nb-iot无线通讯单元，经nb-iot蜂窝基站传送至远程监控中心，进而实现监控区域内电动汽车电池数据的周期性数据上传；

(2)监控中心的电池信息单元接收各个车载电池终端传来的数据，进行存储并将电池的实时数据分类展示于屏幕上，进而实现区域内电动汽车电池状况的实时监测；同时监控中心的电池调度单元结合电池实时信息以及gps地图，对区域内的电动汽车电池进行调度、维修、布置等决策；

(3)用户终端通过nb-iot信号与监控中心实现双向通讯连接，进而用户终端实时接收监控中心发来的区域内电动汽车电池运行数据，实现电池运行数据的移动监控；

(4)当用户发起电动汽车电池权限注册时，用户终端发起连接请求并通过nb-iot信号与车载电池终端实现双向通讯连接，车载电池终端的权限授权单元将含有电池设备唯一电子识别码的注册信息传送至用户终端，用户终端接收并将注册信息经nb-iot信号传送至监控中心。

(5)监控中心的权限管理单元接收并解析来自用户终端的含有唯一电子识别码的权限注册请求，判断是否对车载电池终端进行权限注册；当车载电池终端电子识别码未被注册时，执行设备权限注册操作，当车载电池终端已被注册时，拒绝权限注册操作；授权结果返回至用户终端并转发至车载电池终端，实现电动汽车电池的使用鉴权。

实施例1

车载电池终端中的信息采集单元实时采集监控区域内的各电动汽车电池的地理位置、电池容量、电池电量、充放电次数等信息，通过车载电池终端的nb-iot无线通信单元，经nb-iot蜂窝基站，将数据传输至监控中心。

监控中心的电池信息单元接收各个车载电池终端传来的数据，进行存储并将电池实时数据分类展示于屏幕上，并将信息转发至用户终端，进而实现电池信息监控；电池调度单元结合电池实时信息以及gps地图，对区域内的电动汽车电池进行调度、维修、布置等决策。

用户终端通过nb-iot网络与监控中心连接，接收区域内电动汽车电池运行信息并展示于用户终端的信息展示单元中，实现移动监控电池信息。

用户终端与车载电池终端通过nb-iot信号进行双向通信连接，用户终端发起连接请求与车载电池终端通信确定使用的电动汽车电池，并向监控中心发送包含电池唯一电子识别码的权限注册请求，监控中心根据电池是否已经注册返回权限注册结果至用户终端，用户终端将注册结果转发至车载电池终端，车载电池终端的权限授权单元根据权限注册返回结果判断是否解锁电池电子锁，进而实现个人用户对电动汽车电池的使用权限。

以上详细描述了本发明的一个较佳实施例。对本领域的专业技术人员来说，可以依据本发明的描述无需创造性的劳动就可以做出其它各种修改及变化，所有这些变化皆应在由权利要求书所确定的保护范围之内。