本發(fā)明涉及新能源汽車充電服務(wù)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于移動終端的電動汽車充電監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

全球能源危機(jī)的不斷加深，石油資源的日益枯竭以及大氣污染、全球氣溫上升的危害加劇，各國政府和汽車企業(yè)普遍認(rèn)識到節(jié)能和減排是汽車行業(yè)發(fā)展的方向，發(fā)展電動汽車是解決這兩個難題的最佳途徑，也成為世界汽車工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。但電動汽車持續(xù)里程短，在長途行駛過程中，需要中途充電，那么電動汽車充電樁、充電站等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是一個關(guān)鍵性問題。截止2016年7月，國內(nèi)共建設(shè)有充電樁約6.3萬根，主要分布在北京、上海、深圳等新能源汽車重點推廣的城市，距離2020年480萬根的規(guī)劃目標(biāo)差距甚遠(yuǎn)。因此為了推動充電設(shè)施建設(shè)加速，中央政府層面從頂層設(shè)計到具體支持政策已陸續(xù)出臺，近期多地也開始發(fā)布地方的具體支持政策，涵蓋土地支持、財政補(bǔ)貼(充電設(shè)備總金額的30％左右)等多方面。同時新能源汽車數(shù)量持續(xù)增加，充電需求持續(xù)提升，政策支持與需求增加將帶動充電設(shè)施建設(shè)迎來加速期。

充電樁因為其方便和快捷的特性已成為動力電池補(bǔ)充能量的最佳方式，近年來得到了迅速發(fā)展，但是在發(fā)展過程中同樣也遇到許多問題。其中一個比較突出的問題是由于充電時間較長，因此用戶在充電期間很可能離開充電樁，無法實時掌控自己車輛的充電狀態(tài)信息以做出相應(yīng)的舉措，這給充電用戶帶來了不好的使用體驗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種具有良好兼容性與擴(kuò)展性的基于移動終端的電動汽車充電監(jiān)控系統(tǒng)，通過移動終端實時監(jiān)控用戶電動汽車的充電狀態(tài)。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種基于移動終端的電動汽車充電監(jiān)控系統(tǒng)，包括客戶端、服務(wù)器端和充電樁端，其中：

客戶端，獲取用戶的操作請求，傳送至后臺的服務(wù)器端進(jìn)行處理，并接收服務(wù)器端的處理結(jié)果；

服務(wù)器端，處理來自充電樁端的請求，將充電樁端上傳的數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)庫中，并處理來自客戶端的請求，讀取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)傳送到客戶端；

充電樁端，采集充電樁狀態(tài)數(shù)據(jù)并上傳至服務(wù)器端，并接收服務(wù)器端下發(fā)的控制指令。

進(jìn)一步地，所述的充電樁端包括充電樁端數(shù)據(jù)采集與下發(fā)模塊和充電樁通信模塊，其中：

充電樁端數(shù)據(jù)采集與下發(fā)模塊，設(shè)置有MCU控制器，該控制器的數(shù)據(jù)采集與下發(fā)端通過CAN總線或RS485分別與電動汽車的BMS系統(tǒng)、觸摸屏模塊和電表模塊連接，并且通過RS485串口通信與充電樁通信模塊連接；

充電樁通信模塊，設(shè)置有GPRS DTU無線傳輸模塊，該模塊通過Socket技術(shù)與服務(wù)器端建立TCP長連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

進(jìn)一步地，所述的客戶端基于Android系統(tǒng)移動終端，包括UI模塊和客戶端通信模塊：

UI模塊，獲取用戶請求，并將后臺服務(wù)器端處理完的數(shù)據(jù)顯示到前臺客戶端界面；

客戶端通信模塊，基于C/S架構(gòu)通過HttpClient以AsyncTask異步方式與系統(tǒng)服務(wù)器端進(jìn)行交互。

進(jìn)一步地，所述服務(wù)器端基于MVC分層設(shè)計模式，采用SSH即Spring+Struts2+Hibernate開發(fā)框架實現(xiàn)；Struts2作為系統(tǒng)整體基礎(chǔ)架構(gòu)，負(fù)責(zé)分離MVC；Hibernate框架支持持久層；Spring框架支持業(yè)務(wù)層；所述服務(wù)器端包括服務(wù)器通信模塊、客戶端管理模塊和數(shù)據(jù)處理模塊：

服務(wù)器通信模塊，用于服務(wù)器端與充電樁端之間、服務(wù)器端與客戶端之間的通信，服務(wù)器端與充電樁端之間的通信通過在服務(wù)器端配置一個Socket端口監(jiān)聽來實現(xiàn)；服務(wù)器端與客戶端之間使用Http協(xié)議進(jìn)行通信；

客戶端管理模塊，管理客戶端身份信息和通信信息，形成客戶端會話池；

數(shù)據(jù)處理模塊，對客戶端提交的請求進(jìn)行總體調(diào)度，同時對所有任務(wù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算、轉(zhuǎn)發(fā)、存儲操作。

進(jìn)一步地，所述服務(wù)器端基于線程池技術(shù)實現(xiàn)并發(fā)性能；服務(wù)器端預(yù)先創(chuàng)建子線程，在服務(wù)器端接收到請求時，預(yù)先創(chuàng)建的子線程來響應(yīng)請求，服務(wù)器端對這些子線程進(jìn)行維護(hù)。

進(jìn)一步地，所述客戶端、服務(wù)器端和充電樁端內(nèi)的各模塊之間均以XML作為數(shù)據(jù)傳輸格式，數(shù)據(jù)的封裝與解析通過Dom4JAPI實現(xiàn)。

進(jìn)一步地，所述服務(wù)器端的數(shù)據(jù)庫采用基于MySql關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點是：(1)在充電監(jiān)控功能模塊中加入結(jié)束充電功能，可實現(xiàn)用戶在移動端結(jié)束充電，用戶更加自由掌控充電時間；(2)充電樁通信模塊是采用GPRS DTU模塊實現(xiàn)，無需復(fù)雜的布線、靈活性強(qiáng)、施工成本低；穿透性及傳輸距離不受地理環(huán)境限制；(3)GPRS DTU模塊采用Socket技術(shù)與服務(wù)器端建立TCP長連接，服務(wù)器端通過線程池技術(shù)維護(hù)一定數(shù)量的線程，減少了服務(wù)器的資源消耗，提高系統(tǒng)的整體性能；(4)后臺數(shù)據(jù)服務(wù)基于MySql關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，通過合理的數(shù)據(jù)表設(shè)計和數(shù)據(jù)庫連接池技術(shù)大大提高了數(shù)據(jù)庫訪問性能，且整個系統(tǒng)安全可靠。

附圖說明

圖1是本發(fā)明基于移動終端的電動汽車充電監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明基于移動終端的電動汽車充電監(jiān)控系統(tǒng)軟件框圖。

圖3是本發(fā)明中服務(wù)器端線程池工作流程圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。

客戶端通過HttpClient以AsyncTask異步方式與系統(tǒng)服務(wù)器進(jìn)行交互，以XML作為數(shù)據(jù)傳輸格式；服務(wù)器端采用Tomcat服務(wù)器；充電樁端采用GPRS DTU組網(wǎng)模塊與服務(wù)器通訊，將充電狀態(tài)信息上傳至服務(wù)器，并從服務(wù)器接收控制指令。

本發(fā)明基于當(dāng)前廣泛流行開發(fā)的Android系統(tǒng)設(shè)計移動終端，服務(wù)器采用MySql關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)具備良好的兼容性與可擴(kuò)展性，通過移動終端實時監(jiān)控用戶電動汽車充電狀態(tài)信息。

結(jié)合圖1，本發(fā)明基于移動終端的電動汽車充電監(jiān)控系統(tǒng)，包括客戶端、服務(wù)器端和充電樁端，其中：

客戶端，獲取用戶的操作請求，傳送至后臺的服務(wù)器端進(jìn)行處理，并接收服務(wù)器端的處理結(jié)果；

服務(wù)器端，處理來自充電樁端的請求，將充電樁端上傳的數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)庫中，并處理來自客戶端的請求，讀取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)傳送到客戶端；

充電樁端，采集充電樁狀態(tài)數(shù)據(jù)并上傳至服務(wù)器端，并接收服務(wù)器端下發(fā)的控制指令。

進(jìn)一步地，所述的充電樁端包括充電樁端數(shù)據(jù)采集與下發(fā)模塊和充電樁通信模塊，其中：

充電樁端數(shù)據(jù)采集與下發(fā)模塊，設(shè)置有MCU控制器，該控制器的數(shù)據(jù)采集與下發(fā)端通過CAN總線或RS485分別與電動汽車的BMS系統(tǒng)、觸摸屏模塊和電表模塊連接，并且通過RS485串口通信與充電樁通信模塊連接；

充電樁通信模塊，設(shè)置有GPRS DTU無線傳輸模塊，該模塊通過Socket技術(shù)與服務(wù)器端建立TCP長連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

進(jìn)一步地，所述的客戶端基于Android系統(tǒng)移動終端，包括UI模塊和客戶端通信模塊：

UI模塊，獲取用戶請求，并將后臺服務(wù)器端處理完的數(shù)據(jù)顯示到前臺客戶端界面；

客戶端通信模塊，基于C/S架構(gòu)通過HttpClient以AsyncTask異步方式與系統(tǒng)服務(wù)器端進(jìn)行交互。

進(jìn)一步地，所述服務(wù)器端基于MVC分層設(shè)計模式，采用SSH即Spring+Struts2+Hibernate開發(fā)框架實現(xiàn)；Struts2作為系統(tǒng)整體基礎(chǔ)架構(gòu)，負(fù)責(zé)分離MVC；Hibernate框架支持持久層；Spring框架支持業(yè)務(wù)層；所述服務(wù)器端包括服務(wù)器通信模塊、客戶端管理模塊和數(shù)據(jù)處理模塊：

服務(wù)器通信模塊，用于服務(wù)器端與充電樁端之間、服務(wù)器端與客戶端之間的通信，服務(wù)器端與充電樁端之間的通信通過在服務(wù)器端配置一個Socket端口監(jiān)聽來實現(xiàn)；服務(wù)器端與客戶端之間使用Http協(xié)議進(jìn)行通信；

客戶端管理模塊，管理客戶端身份信息和通信信息，形成客戶端會話池；

數(shù)據(jù)處理模塊，對客戶端提交的請求進(jìn)行總體調(diào)度，同時對所有任務(wù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算、轉(zhuǎn)發(fā)、存儲操作。

進(jìn)一步地，所述服務(wù)器端基于線程池技術(shù)實現(xiàn)并發(fā)性能；服務(wù)器端預(yù)先創(chuàng)建子線程，在服務(wù)器端接收到請求時，預(yù)先創(chuàng)建的子線程來響應(yīng)請求，服務(wù)器端對這些子線程進(jìn)行維護(hù)。

進(jìn)一步地，所述客戶端、服務(wù)器端和充電樁端內(nèi)的各模塊之間均以XML作為數(shù)據(jù)傳輸格式，數(shù)據(jù)的封裝與解析通過Dom4JAPI實現(xiàn)。

進(jìn)一步地，所述服務(wù)器端的數(shù)據(jù)庫采用基于MySql關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。

實施例1

結(jié)合圖1，本發(fā)明一種基于移動終端的電動汽車充電監(jiān)控系統(tǒng)，包括移動客戶端、后臺服務(wù)器端和充電樁端，其中：

一、所述充電樁端，采集充電樁狀態(tài)數(shù)據(jù)并上傳至服務(wù)器，并接收服務(wù)器下發(fā)的控制指令；

具體地，所述的充電樁端包括充電樁樁數(shù)據(jù)采集與下發(fā)模塊和充電樁通信模塊，其中：

充電樁端數(shù)據(jù)采集與下發(fā)模塊，設(shè)置有MCU控制器，該控制器的數(shù)據(jù)采集與下發(fā)端通過CAN總線或RS485分別與電動汽車BMS系統(tǒng)、觸摸屏模塊和電表模塊連接，并且通過RS485串口通信與充電樁通信模塊連接；

充電樁通信模塊，設(shè)置有GPRS DTU無線傳輸模塊，該模塊通過Socket技術(shù)與服務(wù)器建立TCP長連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

二、所述移動客戶端，獲取用戶的操作請求，傳送至后臺服務(wù)器端進(jìn)行處理，并接收處理結(jié)果；

具體地，所述的客戶端包括UI模塊和客戶端通信模塊，其中：

UI模塊，獲取用戶請求，并將后臺處理完的數(shù)據(jù)顯示到前臺界面；

客戶端通信模塊，基于C/S架構(gòu)通過HttpClient以AsyncTask異步方式與系統(tǒng)服務(wù)器進(jìn)行交互。

三、所述后臺服務(wù)器端，處理來自充電樁端的請求，將充電樁端上傳的數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)庫中，并處理來自移動客戶端的請求，讀取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)傳送到移動客戶端；

具體地，所述服務(wù)器端基于MVC分層設(shè)計模式，采用SSH(Spring+Struts2+Hibernate)開發(fā)框架實現(xiàn)；Struts2作為系統(tǒng)整體基礎(chǔ)架構(gòu)，負(fù)責(zé)分離MVC，Hibernate框架支持持久層，Spring框架支持業(yè)務(wù)層；所述服務(wù)器端包括服務(wù)器通信模塊、客戶端管理模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，其中：

服務(wù)器通信模塊，用于服務(wù)器端與充電樁端和服務(wù)器端與移動客戶端之間的通信，服務(wù)器端與充電樁端之間的通信通過在服務(wù)器端配置一個Socket端口監(jiān)聽來實現(xiàn)；服務(wù)器端與移動客戶端之間使用Http協(xié)議進(jìn)行通信；

客戶端管理模塊，管理客戶端身份信息和通信信息，形成客戶端會話池；

數(shù)據(jù)處理模塊，對客戶端提交的請求進(jìn)行總體調(diào)度，同時對所有任務(wù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算、轉(zhuǎn)發(fā)、存儲操作。

結(jié)合圖1，本發(fā)明一種基于移動終端的電動汽車充電監(jiān)控系統(tǒng)，各模塊之間以XML作為數(shù)據(jù)傳輸格式，數(shù)據(jù)的封裝與解析通過Dom4JAPI實現(xiàn)。

結(jié)合圖2，本發(fā)明一種基于移動終端的電動汽車充電監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對充電樁充電狀態(tài)的實時監(jiān)控，以便于用戶實時掌握自己電動汽車的充電狀態(tài)信息，從而做出相應(yīng)的操作，并且移動終端設(shè)置有結(jié)束充電的功能，讓用戶更加方便的使用充電服務(wù)。

具體地，移動客戶端的請求是通過異步的方式發(fā)送到服務(wù)器，服務(wù)器端Struts2攔截移動客戶端請求，執(zhí)行相應(yīng)的操作，去數(shù)據(jù)庫的表中查找電樁狀態(tài)數(shù)據(jù)并返回到移動客戶端。服務(wù)器端開啟一個端口監(jiān)聽充電樁端上傳的BMS狀態(tài)數(shù)據(jù)，持續(xù)更新數(shù)據(jù)表，以保證用戶獲取的數(shù)據(jù)實時有效。

結(jié)合圖3，本發(fā)明一種基于移動終端的電動汽車充電監(jiān)控系統(tǒng)，服務(wù)器的并發(fā)性通過線程池技術(shù)來實現(xiàn)。具體地，服務(wù)器端在移動客戶端的請求到來之前預(yù)先創(chuàng)建的子線程。當(dāng)服務(wù)器端接收到客戶樁端的請求時，利用預(yù)先創(chuàng)建的線程來響應(yīng)這些請求，服務(wù)器端維護(hù)這些線程；使用線程池來控制系統(tǒng)中的線程數(shù)量，當(dāng)線程池中出現(xiàn)空閑線程時，讓其執(zhí)行下一個隊列任務(wù)；如果池中沒有空閑線程，整個線程池資源即處在等待狀態(tài)。