CN105205929A - 一种网络异常时电动汽车充电计费的系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种网络异常时电动汽车充电计费的系统及其方法，在网络异常时，用户手持终端通过WiFi网络连接集控，并向集控提交用户的充电请求，集控获取车辆识别码后，与其存储的后置黑名单进行对比，若该车辆识别码不在黑名单中，集控通过充电模块启动充电枪对电动汽车进行充电计费，并存储充电信息和欠费数据，然后在网络恢复正常时上传到云服务器，并向云服务器请求最新的后置黑名单；云服务器收到集控上传的充电信息和欠费数据后，对用户发送欠费信息；云服务器整理出新的后置黑名单并发送到各充电站的集控；云服务器接收用户缴费信息，并更新黑名单。本发明通过局域网的访问，完成充电请求；通过获取车辆VIN来唯一定位车辆，辨识率高且可行性好。

Description

一种网络异常时电动汽车充电计费的系统及其方法

【技术领域】

本发明属于电动汽车充电技术领域，具体涉及一种网络异常时电动汽车充电计费的系统及其方法。

【背景技术】

随着社会的进步以及环保意识的增强，电动汽车由于以车载电源为动力，能够解决燃油汽车尾气排放污染环境，高能耗等问题而逐步受到青睐。

目前现有的电动汽车充电系统大部分都是基于充电桩，计费和控制系统通过网络同步到云服务器中，包括用户的管理，计费等。在这种情况下，当网络出现中断或者异常时，云服务器与充电设备之间的通信处于断开状态，需要对车辆进行充电的用户，无法通过现有的手机APP发起充电请求。当前的充电系统无法满足在网络异常情况下用户通过手机APP对车辆进行充电的要求，一般是采用发卡，但是容易被他人提前结束充电。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种网络异常时电动汽车充电计费的系统及其方法，在网络异常情况下充电系统能够正常运行，进行充电计费。

为了达到上述目的，本发明充电计费的方法采用如下技术方案：

包括以下步骤：

步骤一：在网络异常时，用户手持终端通过WiFi网络连接集控，并向集控提交用户的充电请求，集控获取用户的电动汽车车辆识别码后，与其存储的后置黑名单进行对比，若该车辆识别码不在后置黑名单中，集控通过充电模块启动充电枪对电动汽车进行充电计费，并存储充电信息和欠费数据；

步骤二：集控将存储的充电信息和欠费数据在网络恢复正常时上传到云服务器，并向云服务器请求最新的后置黑名单；

步骤三：云服务器收到集控上传的充电信息和欠费数据后，存储到前置黑名单，并对用户发送欠费信息；

步骤四：云服务器整理出新的后置黑名单并发送到各充电站的集控；

步骤五：云服务器接收用户缴费信息，并更新前置黑名单或后置黑名单。

进一步地，步骤一中，在网络异常时，用户先选择充电枪并连接电动汽车；发起的充电请求包括所选择的充电枪信息以及充电模式信息。

进一步地，步骤一中，如果用户选择充电枪连接电动汽车后，集控在t1时间内没有收到用户的充电请求，使用默认充电模式。

进一步地，步骤一中，用户手持终端的MAC地址与充电枪的MAC地址相同时，该用户能够提出提前结束充电请求。

进一步地，步骤二中集控将存储的充电信息和欠费数据在网络恢复正常时上传到云服务器，采用以下具体步骤：

步骤201：检测网络是否正常；

步骤202：如果网络不正常，停留t2时间后返回步骤201，直至得到网络正常的检测结果；如果正常，将集控中存储的充电信息和欠费数据上传给云服务器。

进一步地，步骤二中集控将存储的充电信息和欠费数据上传到云服务器后，在云服务器中查询，如果充电信息和欠费数据存在，删除集控中储存的数据；如果该充电信息和欠费数据不存在，停留t3时间后再返回步骤201。

进一步地，步骤三包括以下具体步骤：

步骤301：云端将集控上传的数据存储到前置黑名单；

步骤302：判断车辆识别码是否关联用户信息，如果已经关联，向用户发送欠费信息；如果没有关联，信息储存在前置黑名单中。

进一步地，步骤四包括以下具体步骤：

步骤401：每日遍历一次前置黑名单，判断是否有车辆识别码信息在云服务器上存储超过一周；

步骤402：如果有，则将该车辆识别码信息存入后置黑名单；如果没有超过一周，不做处理；

步骤403：将后置黑名单中的车辆识别码信息发送到所有充电站中的集控中。

进一步地，步骤五包括以下具体步骤：

云服务器接收到用户针对某车辆识别码的缴费信息，判断是否还清，如果还清了，云服务器将该车辆识别码信息立即从前置黑名单或后置黑名单中移除，并将消息下发到所有充电站的集控；如果没有还清，在前置黑名单或后置黑名单中记录缴费信息。

本发明充电计费的系统采用如下技术方案：包括云服务器、网络监控模块、WEB服务器、数据处理模块、WiFi模块、充电模块和充电枪，WEB服务器和数据处理模块相交互，数据处理模块和充电模块相交互，云服务器和网络监控模块、数据处理模块分别相连，其中：

网络监控模块用于监控网络的状态；

WiFi模块用于在网络不正常时，提供WiFi给用户连接；

Web服务器用于提供网页服务，并接收用户的充电请求；

数据处理模块用于存储后置黑名单，以及用于获取用户的充电请求和车辆识别码，在车辆识别码不在存储的后置黑名单中时下达充电指令，并存储该充电信息和欠费数据；

充电模块用于提供充电模式，并启动充电枪；

云服务器用于在网络正常时获取充电信息并存储，获取离线充电信息和欠费数据并存储前置黑名单和后置黑名单，将后置黑名单发送到数据处理模块；以及用于获取缴费信息。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供WiFi给用户连接，并由浏览器代替APP的功能，通过局域网的访问，完成充电请求；通过获取车辆识别码(VIN)来唯一定位车辆，数据的采集和计费都使用VIN作为唯一标识，辨识率高且可行性好；用户的车辆在充电设备上的充电过程被记录，当网络恢复正常后集控将充电记录上传到云服务器，通过云服务器平台完成后续的付费。同时，这些数据的采集，为以后的数据挖掘，如分析用户充电频率，充电地点的预测等提供强力支持。本发明适用于网络瘫痪、地下室没有手机信号以及网络中断等异常情况下。

进一步地，本发明用户手持终端的MAC地址与充电枪的MAC地址相同时，才能允许提前终止充电，防止其它用户干扰。

【附图说明】

图1是整个系统的原理框图。

图2是异常网络下进行充电的系统流程图。

图3是网络恢复正常后集控处理充电记录的流程图。

图4是云服务器接收离线充电记录流程图。

图5是云服务器检索黑名单的流程图。

图6是云服务器接收缴费流程图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

本发明中部分术语的含义如下：

本发明所指的黑名单包括前置黑名单和后置黑名单。

本发明所指的后置黑名单由云服务器下发，并在本地存储并记录欠费汽车的VIN信息，是用户欠费超过特定时间的记录。

本发明所指的前置黑名单是用来存放在特定时间内的用户欠费记录。

本发明所指的充电枪地址，是用来记录用户本次充电的地址。

本发明所指的充电开始时间与充电结束时间，与充电地址一起作为标识，记录一次充电信息。

本发明所指的充电电量，用于充电计费。

本发明所指的手持终端包括手机和平板电脑等，只要能够浏览网页以及连接无线网络的终端均可，以下以手机为例。

参见图1，本发明包括服务器、充电模块和集控，集控属于一个产品的实体模块，它包含了网络监控模块、WEBserver、数据处理模块和WiFi模块，其中WEBserver和数据处理模块相交互，数据处理模块和充电模块通过CAN相交互，服务器和网络监控模块、数据处理模块分别相连；其中

服务器为云服务器，用于在网络正常时获取充电信息并记录，并获取离线充电记录，整理出前置黑名单和后置黑名单，并获取缴费信息；

网络监控模块用于监控网络的状态；

Webserver是提供网页服务的模块，以便引导用户充电。将复杂的机器指令简化成直白的按钮，并且收集用户的充电需求。

数据处理模块是处理汽车的充电过程数据，服务器的控制命令，用户或管理员充电命令等数据的核心模块；

WiFi模块，在网络不正常时，提供WiFi给用户连接；

充电模块用于提供不同的充电模式，并启动充电枪。

参见图2，本发明在异常网络下进行充电的系统流程包括：

步骤101：开始，进行停车位选择，并在选择好之后，插入充电枪；

步骤102：在网络异常时下，用户无法使用手机APP连接到云服务器，导致云服务器无法通过集控下发充电信号；此时用户可以手机连接到与集控相连的WiFi网络，使用手机浏览器来访问Webserver的充电页面，在这个页面下用户可以选择与步骤一对应的充电枪，提交所选择的的充电枪信息，同时选择用户需求的充电模式(包含直流快充，约定充电时间段，智能充电等)发起充电请求；若是用户选择充电枪连接电动汽车后，WEBserver在t1时间内比如10min内没有收到用户充电请求，数据处理模块将下达指令使用默认充电模式。

步骤103：充电以及提前结束充电；

(a)充电模块与BMS进行数据交互，从相应的枪头读取BMS提供的VIN信息并传递给数据处理模块；在WEBserver收到用户的充电请求后，数据处理模块将充电模块获取的VIN与本地存储的后置黑名单对比，若不在后置黑名单中，则按照用户选择的充电模式或者数据处理模块推荐的充电模式进行充电，若VIN在本地后置黑名单中，提示用户该车已欠费，则不允许充电；

(b)针对集控无法读出VIN的用户，用户在登录页面时，得到提示不能识别车辆，只能向管理员请求充电。用户的提交按钮被修改为“请求”，用户提交后管理员在管理页面能得到用户的请求信息，管理员允许充电后开始充电计费，得到管理员允许充电的指令后的处理流程，与能读取到VIN的用户的流程一致。请求充电的用户拥有提前终止的权限，终止后管理员可以查看到终止信息；用户界面和管理页面同属WEBserver提供的两个界面。

(c)由于在异常网络下用户可能提前结束充电服务，但是不允许别人提前终止自己的充电服务。因此在系统中加入MAC(MediaAccessControl)地址对应表，这张表用来记录手机与充电枪的关系。当手机的MAC地址与充电枪对应/相同时，用户提出结束充电请求才能提前结束充电服务。

步骤105：充电结束后，集控存储本次的充电信息(充电枪地址、充电开始时间、充电结束时间)和欠费数据(由充电电量计算得出的)。

参见图3，集控将存储的充电信息和欠费数据在网络恢复正常时上传到云服务器，包括以下步骤：

步骤201：通过网络监控模块检测网络是否正常；

步骤202：如果网络不正常，停留t2时间比如十分钟后返回步骤201，直至得到网络正常的检测结果；如果正常，将集控中存储的充电信息和欠费数据上传给云服务器；

步骤203：在云服务器中查询，如果该记录存在，则表明上传成功，删除集控中储存的数据；如果集控给云服务器的数据上传不成功，停留十分钟后再返回步骤201；

步骤204：向云服务器请求最新的后置黑名单。

参见图4，云服务器收到集控上传的离线充电记录数据后并对用户发送消息，步骤如下：

步骤301：云端将集控上传的数据存储到前置黑名单。

步骤302：判断VIN是否关联用户信息，

(a)在云服务器上会将用户的所有充电记录与记录中的VIN关联，在数据库中存储。通过数据库中存储的信息，可以找到为某个VIN付过费的用户信息。已经关联用户，云服务器收集了所有的欠费信息后，根据后置黑名单记录通过手机短信或APP或其他方式(包括但不限于短信和APP)推送欠费信息(包括通过是手机银行进行付款的链接)到用户手机(这里的欠费是汽车在异常网络状况下充电未交的费用)。

若用户补交汽车的欠费后，云服务器将其在前置黑名单和后置黑名单中的记录移除，同时在用户对应的账号下添加相应的充电记录。同时将删除该VIN的消息发送到集控中，集控将本地存储的后置黑名单去除相应信息。

(b)如果没有关联用户，则信息储存在前置黑名单中。

参见图5，前置黑名单和后置黑名单的整理及后置黑名单发送到各充电站的集控包括：

步骤401：每日遍历一次前置黑名单，判断是否有VIN信息在云服务器上存储超过一周；

步骤402：如果有，则存入后置黑名单；如果没有超过一周，不做处理；

步骤403：将后置黑名单中的VIN发送到所有充电站中的集控中。

参见图6，云服务器接收缴费的流程包括：

步骤501：云服务器接收到用户支付的某VIN缴纳的欠费金额信息，判断是否还清；

(a)如果还清了，云服务器将该VIN信息立即从前置黑名单或后置黑名单中移除，如果是后置黑名单更新，则将消息下发到所有充电站的集控，进入步骤502；

在云服务器下发命令时，集控可能不在线，通过以上步骤201和步骤204，集控一旦恢复与云服务器的连接后就会立即更新后置黑名单，完成同步，

(b)如果没有还清，在前置黑名单或后置黑名单中记录缴费信息，进入步骤502；

步骤502：判断VIN是否关联用户信息；

(a)如果没有关联，在这个用户信息中添加这个VIN，进入步骤503；

(b)如果已经关联，直接进入步骤503；

步骤503：在云服务器的数据库中给对应该VIN的用户增加相应的充电记录，方便用户查阅自己汽车的充电记录。

本发明提供了一种网络异常时电动汽车充电计费的方法，在网络异常情况下充电系统能正常运行，能进行充电计费。

当出现网络异常时，用户手机可以通过集控中的WiFi模块建立的局域网连接到集控中的特定页面，在网页上提交用户的充电请求完成充电过程，本发明提供WiFi给用户连接，并由浏览器代替手机APP的功能，通过局域网的访问，可以完成充电请求。用户的车辆在充电设备上的充电过程被记录，当网络恢复正常后集控将充电记录上传到云服务器。其中，集控通过BMS系统获取车辆VIN(车辆识别码)来唯一定位车辆，在云服务器上将VIN与用户车辆进行关联，数据的采集和计费都使用VIN作为唯一标识，在网络恢复正常的情况下，VIN和充电的开始/结束时间作为唯一标识记录一次充电过程，充电量得出欠费信息，然后将这些费用消息发送到关联用户，有效解决在集控与云服务器不能正常通信的情况下数据如何进行校验问题。关联的用户收到信息后决定是否为这个车辆付费。当欠费的时间超过设定时间后，系统将VIN号存入后置黑名单并下发到所有集控，在这种情况下，用户的车辆VIN所对应的欠费只有被消除才能继续充电。针对集控无法读出VIN的用户，通过向管理员请求，可以完成充电。集控中将请求充电的手机MAC地址与充电枪绑定，只有手机MAC地址和充电枪头匹配，才能允许提前终止充电。

本发明解决了网络异常时用户无法通过手机APP进行充电的问题。将传统的校验用户名、密码和充电账户剩余金额方式改为校验VIN码，通过云服务器平台完成后续的付费。同时，这些数据的采集，为以后的数据挖掘，如分析用户充电频率，充电地点的预测等提供强力支持。本发明还具有如下优点：

1.在GB27930-2011中规定VIN作为可选项，所以通过CAN线得到BMS提供的VIN信息是可行的。VIN作为车辆的识别码，属性唯一，所以使用VIN作为识别充电的实体是可行的。

2.集控中同时集成TCP/IP和CAN两种协议，所以使用WiFi连接通过TCP/IP与集控通讯，并在集控中通过CAN总线下发到执行单元。流程与APP类似，用户的需求不经云服务器直接发送到集控中。

3.集控的充电记录存储在本地，只有在与云服务器通信恢复的情况下才能上传。上传成功后会删除本地存储，所以不会导致集控中充电记录数据过大。数据在被删除之前会在云服务器中查询，如果该记录存在，才会将集控中记录删除。这样的流程保证了数据的一致性。

4、云服务器中后置黑名单的同步过程中，对于缴费的用户将立即删除该欠费记录，并且下发到所有集控。在下发命令时，可能存在集控不在线状态，但是集控一旦恢复与云的连接后就会立即更新后置黑名单，完成同步。

Claims (10)

1.一种网络异常时电动汽车充电计费的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：在网络异常时，用户手持终端通过WiFi网络连接集控，并向集控提交用户的充电请求，集控获取用户的电动汽车车辆识别码后，与其存储的后置黑名单进行对比，若该车辆识别码不在后置黑名单中，集控通过充电模块启动充电枪对电动汽车进行充电计费，并存储充电信息和欠费数据；

步骤二：集控将存储的充电信息和欠费数据在网络恢复正常时上传到云服务器，并向云服务器请求最新的后置黑名单；

步骤三：云服务器收到集控上传的充电信息和欠费数据后，存储到前置黑名单，并对用户发送欠费信息；

步骤四：云服务器整理出新的后置黑名单并发送到各充电站的集控；

步骤五：云服务器接收用户缴费信息，并更新前置黑名单或后置黑名单。

2.根据权利要求1所述的一种网络异常时电动汽车充电计费的方法，其特征在于，步骤一中，在网络异常时，用户先选择充电枪并连接电动汽车；发起的充电请求包括所选择的充电枪信息以及充电模式信息。

3.根据权利要求2所述的一种网络异常时电动汽车充电计费的方法，其特征在于，步骤一中，如果用户选择充电枪连接电动汽车后，集控在t1时间内没有收到用户的充电请求，使用默认充电模式。

4.根据权利要求1所述的一种网络异常时电动汽车充电计费的方法，其特征在于，步骤一中，用户手持终端的MAC地址与充电枪的MAC地址相同时，该用户能够提出提前结束充电请求。

5.根据权利要求1所述的一种网络异常时电动汽车充电计费的方法，其特征在于，步骤二中集控将存储的充电信息和欠费数据在网络恢复正常时上传到云服务器，采用以下具体步骤：

步骤201：检测网络是否正常；

步骤202：如果网络不正常，停留t2时间后返回步骤201，直至得到网络正常的检测结果；如果正常，将集控中存储的充电信息和欠费数据上传给云服务器。

6.根据权利要求5所述的一种网络异常时电动汽车充电计费的方法，其特征在于，步骤二中集控将存储的充电信息和欠费数据上传到云服务器后，在云服务器中查询，如果充电信息和欠费数据存在，删除集控中储存的数据；如果该充电信息和欠费数据不存在，停留t3时间后再返回步骤201。

7.根据权利要求1所述的一种网络异常时电动汽车充电计费的方法，其特征在于，步骤三包括以下具体步骤：

步骤301：云端将集控上传的数据存储到前置黑名单；

步骤302：判断车辆识别码是否关联用户信息，如果已经关联，向用户发送欠费信息；如果没有关联，信息储存在前置黑名单中。

8.根据权利要求1或7所述的一种网络异常时电动汽车充电计费的方法，其特征在于，步骤四包括以下具体步骤：

步骤401：每日遍历一次前置黑名单，判断是否有车辆识别码信息在云服务器上存储超过一周；

步骤402：如果有，则将该车辆识别码信息存入后置黑名单；如果没有超过一周，不做处理；

步骤403：将后置黑名单中的车辆识别码信息发送到所有充电站中的集控中。

9.根据权利要求8所述的一种网络异常时电动汽车充电计费的方法，其特征在于，步骤五包括以下具体步骤：

云服务器接收到用户针对某车辆识别码的缴费信息，判断是否还清，如果还清了，云服务器将该车辆识别码信息立即从前置黑名单或后置黑名单中移除，并将消息下发到所有充电站的集控；如果没有还清，在前置黑名单或后置黑名单中记录缴费信息。

10.一种网络异常时电动汽车充电计费的系统，其特征在于，包括云服务器、网络监控模块、WEB服务器、数据处理模块、WiFi模块、充电模块和充电枪，WEB服务器和数据处理模块相交互，数据处理模块和充电模块相交互，云服务器和网络监控模块、数据处理模块分别相连，其中：

网络监控模块用于监控网络的状态；

WiFi模块用于在网络不正常时，提供WiFi给用户连接；

Web服务器用于提供网页服务，并接收用户的充电请求；

数据处理模块用于存储后置黑名单，以及用于获取用户的充电请求和车辆识别码，在车辆识别码不在存储的后置黑名单中时下达充电指令，并存储该充电信息和欠费数据；

充电模块用于提供充电模式，并启动充电枪；

云服务器用于在网络正常时获取充电信息并存储，获取离线充电信息和欠费数据并存储前置黑名单和后置黑名单，将后置黑名单发送到数据处理模块；以及用于获取缴费信息。