安科瑞 徐浩竣

江蘇安科瑞電器制造有限公司

18706168062

一、引言

隨著全球能源危機的加劇，電動汽車作為一種清潔、高效的交通工具，逐漸受到人們的青睞。然而，電動汽車的普及仍面臨著充電設(shè)施不足、充電不便等問題。為了提高電動汽車的使用體驗和充電效率，設(shè)計一種集中監(jiān)控平臺來監(jiān)測和管理電動汽車充電樁顯得尤為重要。本文將介紹一種電動汽車充電樁集中監(jiān)控平臺的設(shè)計與實現(xiàn)方法。

在國內(nèi)外相關(guān)研究中，針對電動汽車充電樁的監(jiān)控平臺發(fā)展迅速，但仍存在一些問題。如缺乏統(tǒng)一的監(jiān)控標準，導(dǎo)致不同廠商的充電樁難以互聯(lián)互通；監(jiān)控平臺功能單一，無法滿足多樣化的充電需求；此外，現(xiàn)有平臺普遍存在數(shù)據(jù)安全和隱私保護隱患。本文旨在設(shè)計一種功能全面、安全可靠的充電樁集中監(jiān)控平臺。

二、實現(xiàn)方案

本文設(shè)計的電動汽車充電樁集中監(jiān)控平臺包括硬件和軟件兩部分。硬件部分由數(shù)據(jù)采集器、通信模塊、主控制器和顯示屏組成；軟件部分包括數(shù)據(jù)采集與處理模塊、遠程監(jiān)控模塊、用戶管理模塊和能源管理模塊。具體實現(xiàn)方案如下：

1. 數(shù)據(jù)采集器：負責監(jiān)測充電樁的工作狀態(tài)、充電電流、電壓等信息，并將數(shù)據(jù)傳輸至主控制器。

2. 通信模塊：利用無線通信技術(shù)將充電樁數(shù)據(jù)發(fā)送至云平臺，實現(xiàn)遠程監(jiān)控和管理。

3. 主控制器：作為整個系統(tǒng)的核心，負責數(shù)據(jù)處理、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)。

4. 顯示屏：用于展示充電樁的工作狀態(tài)和充電信息，方便用戶查看。

在軟件設(shè)計方面，采用模塊化思想，對數(shù)據(jù)采集與處理、遠程監(jiān)控、用戶管理和能源管理等功能進行細分。數(shù)據(jù)采集與處理模塊負責收集充電樁的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)并進行處理；遠程監(jiān)控模塊可實時查看充電樁的工作狀況，實現(xiàn)遠程控制；用戶管理模塊用于管理平臺用戶信息，設(shè)置不同權(quán)限；能源管理模塊則負責對平臺能耗進行管理，節(jié)能減排。

在系統(tǒng)實現(xiàn)過程中，首先進行硬件設(shè)備的選型和調(diào)試，確保各設(shè)備之間的通信暢通；然后，利用相關(guān)開發(fā)工具編寫軟件程序，實現(xiàn)各個模塊的功能；最后，進行系統(tǒng)測試，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

為驗證充電樁集中監(jiān)控平臺的性能，我們設(shè)計了一套測試方案。該方案包括功能測試、性能測試、安全測試和用戶體驗測試四個方面。通過測試，我們發(fā)現(xiàn)該平臺在功能、性能和安全性方面均表現(xiàn)出色，用戶評價也較高。

三、創(chuàng)新與優(yōu)勢

本文設(shè)計的電動汽車充電樁集中監(jiān)控平臺具有以下創(chuàng)新點和優(yōu)勢：

1. 統(tǒng)一的監(jiān)控標準：本文設(shè)計的監(jiān)控平臺遵循國際充電設(shè)施監(jiān)控標準，可實現(xiàn)不同廠商的充電樁互聯(lián)互通，提高充電設(shè)施的利用率。

2. 多樣化的功能：相比傳統(tǒng)監(jiān)控平臺，本文設(shè)計的平臺功能更加全面，支持多種充電模式和預(yù)約功能，滿足用戶多樣化的充電需求。

3. 強大的數(shù)據(jù)處理能力：采用大數(shù)據(jù)技術(shù)對充電樁運行數(shù)據(jù)進行處理和分析，為管理部門提供決策依據(jù)，提高充電設(shè)施的運行效率。

4. 高效的數(shù)據(jù)傳輸：利用先進的通信技術(shù)，實現(xiàn)充電樁數(shù)據(jù)的高速傳輸和實時監(jiān)測，提高監(jiān)控平臺的響應(yīng)速度。

5. 可靠的安全保障：平臺采用多層安全機制，保護用戶隱私和數(shù)據(jù)安全，使用戶無需擔心個人信息泄露和數(shù)據(jù)安全問題。

四、安科瑞充電樁運營管理平臺

1、系統(tǒng)架構(gòu)

安科瑞Acrelcloud-充電樁收費運營云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統(tǒng)的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預(yù)警；用戶通過微信小程序掃描二維碼，進行支付后，系統(tǒng)發(fā)起充電請求，控制二維碼對應(yīng)的充電樁完成電動汽車的充電過程。

充電樁可選配WIFI模塊或GPRS模塊接入互聯(lián)網(wǎng)，配合加密技術(shù)和秘鑰分發(fā)技術(shù)，基于TCP/IP的數(shù)據(jù)交互協(xié)議，與云端進行直連。云平臺包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，具體功能如下：

資源管理：充電站檔案管理，充電樁檔案管理，用戶檔案管理，充電樁運行監(jiān)測，充電樁異常交易監(jiān)測。

交易結(jié)算：充電價格策略管理，預(yù)收費管理，賬單管理，營收和財務(wù)相關(guān)報表

用戶管理：用戶注冊，用戶登錄，用戶帳戶管理，消息管理

充電服務(wù)：充電設(shè)施搜索，充電設(shè)施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結(jié)算，導(dǎo)航等

微信小程序：掃碼充電，賬單支付等功能

數(shù)據(jù)服務(wù)：數(shù)據(jù)采集，****提醒，數(shù)據(jù)存儲和解析

變壓器監(jiān)控：監(jiān)控充電站變壓器負荷，每個充電站配備一塊ARCM300T無線表，超負荷時系統(tǒng)自動對充電樁的進行調(diào)度管理，即當負荷超過百分之五十時，系統(tǒng)會限制新增開始充電的充電樁的功率，降為百分之五十，當變壓器負荷超過百分之八十時，系統(tǒng)將不允許新增充電樁開始充電，直到負荷下降為止。

2、平臺功能

2.1平臺登錄

在瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權(quán)限密碼，進行登錄，防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息。

2.2平臺首頁

平臺首頁總覽每天的開戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時長，累計的開戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時長，以及相應(yīng)的環(huán)比增長和同比增長以及樁、站分布地圖導(dǎo)航、本月充電統(tǒng)計。

2.3實時監(jiān)控

?充電站監(jiān)控

充電站監(jiān)控頁面監(jiān)視用戶充電槍總數(shù)、正在充電的槍數(shù)、空閑槍數(shù)、插槍數(shù)量、故障槍數(shù)量等，匯總了用戶擁有各樁的當日充電總次數(shù)、總電量、總時長，進行負荷限制、故障查詢。

?充電槍監(jiān)控

充電樁監(jiān)控頁面充電槍的基本信息、今日充電電量、今日充電次數(shù)、今日充電時長和累計充電電量、累計充電次數(shù)、累計充電時長等、充電電壓電流等參數(shù)。

2.4微信小程序

?搜索與使用

微信小程序可以通過掃描二維碼和微信文字搜索找到，點擊后可以加入到小程序列表，如下圖所示

?授權(quán)登錄界面

用戶通過搜索或者掃碼等途徑初次打開小程序時，會進入這個頁面，需要用戶授權(quán)登錄才可以進入小程序主功能頁面，如圖所示：

?主功能頁

初次進入主功能頁時需要授權(quán)定位才可以使用地圖相關(guān)功能，在地圖上查看到當前所在區(qū)域的充電站，查看充電站信息，可以進行掃碼充電操作，地圖導(dǎo)航等。

?充電

掃描充電槍上的二維碼，如果當前充電樁可用即可進入充電選擇頁面，可以查看到當前的充電站名稱、充電槍名稱，以及當前的賬戶余額，電價和預(yù)計可充電量等數(shù)據(jù)，還可以查看當前賬戶的歷史充電記錄。充電方式分為按時間充電、按金額充電、按電量充電這三種方式。充電結(jié)束可以進進行評價。

?個人信息

個人信息可以顯示當前登錄賬號的昵稱和余額，同時包括、充值、充值記錄查詢、賬單查詢、充電記錄查詢、設(shè)置支付密碼等功能

五、結(jié)論

總之，本文設(shè)計的電動汽車充電樁集中監(jiān)控平臺具有功能全面、安全可靠、使用方便等優(yōu)點，可有效解決電動汽車充電設(shè)施面臨的難題，提高充電設(shè)施的利用率和運行效率，推動電動汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。