CN105897898B - 租车用户获取车桩信息的系统及负载均衡方法及租车方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种租车用户获取车桩信息的系统及负载均衡方法及租车方法。租车用户获取车桩信息的系统包括租车会员终端、网络管理平台和子服务模块，租车会员终端包括手机租赁APP和安装有租车系统的PC电脑端，网络管理平台包括会员认证服务模块、心跳及消息推送服务模块、APP服务器群和会员登录状态数据库，子服务模块包括由子服务负载均衡器和多个子服务器构成的子服务器群及车桩状态数据库。本发明通过子服务负载均衡器及APP服务负载均衡器把会员、车辆及充电桩的访问压力分担到不同的APP服务器和子服务器，达到负载均衡和通讯故障转移的目的，减小系统访问压力。租车、还车、记录、记账、收费等都以自助方式完成，省时省力，分配和调度合理。

Description

租车用户获取车桩信息的系统及负载均衡方法及租车方法

技术领域

本发明涉及一种汽车分时租赁系统，尤其涉及一种租车用户获取车桩信息的系统及负载均衡方法及租车方法。

背景技术

目前成熟的汽车租赁系统一般采用记账式方案，运营过程中每单租赁的租车、还车、记录、记账、收费等都需要人工参与才能完成，无法实现自助的租赁模式，费时费力，还易出错。租车、还车、记录、记账、收费等都能以自助方式完成的电动汽车分时租赁系统，省时省力，还不易出错，为数以万计的会员提供电动汽车租车服务，但不断增长的会员会对系统造成越来越重的访问压力，众多的用户如何获取众多的电动汽车及众多的充电桩的信息，是确保电动汽车分时租赁系统顺利实施迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供一种租车用户获取车桩信息的系统及负载均衡方法及租车方法，网络管理平台根据负载自动分配子服务，通过对子服务器群的管理，实现电动汽车、充电桩及子服务的自由扩展，通过负载均衡的方式把电动汽车、充电桩及会员访问的压力分担到不同的服务器，达到负载均衡和通讯故障转移的目的，提高系统可靠性，满足向数以万计的会员提供电动汽车租车服务的需要。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明的租车用户获取车桩信息的系统，包括租车会员终端、网络管理平台和子服务模块，租车会员终端包括手机租赁APP和安装有租车系统的PC电脑端，网络管理平台包括会员认证服务模块、心跳及消息推送服务模块、APP服务器群和会员登录状态数据库，子服务模块包括由子服务负载均衡器和多个子服务器构成的子服务器群及车桩状态数据库，APP服务器群和子服务器群都连接有数据缓存集群；

手机租赁APP或PC电脑端向会员认证服务模块发起登录请求并且校验通过后方可进行其他操作；手机租赁APP或PC电脑端向APP服务器群发起请求并获取数据；手机租赁APP定时向心跳及消息推送服务模块发起请求，把手机租赁APP上的状态通知给网络管理平台；手机租赁APP退出时，向会员认证服务模块发起退出请求；

会员认证服务模块接收手机租赁APP或PC电脑端发起的登录请求，并校验会员的用户名和密码是否合法；校验通过后，会员认证服务模块把本次登录的会话数据保存到会员登录状态数据库；

心跳及消息推送服务模块接收手机租赁APP的心跳包，并把手机租赁APP的状态保存到会员登录状态数据库，并将需要推送的消息发送到手机租赁APP；

APP服务器群接收到手机租赁APP或PC电脑端发起的请求后，发起Tcp长连接给子服务器群中的子服务器，再由子服务器经子服务负载均衡器分别发送给电动汽车分时租赁系统中的电动汽车终端控制器和充电桩终端控制器；

电动汽车终端控制器及充电桩终端控制器接收到信息请求信号后，发起Tcp长连接给子服务负载均衡器，由子服务负载均衡器选择出某个子服务器后，电动汽车终端控制器及充电桩终端控制器分别将各自的信息经子服务负载均衡器和选择出的子服务器通过Tcp长连接发送给APP服务器群，再由APP服务器群发送给发出请求的手机租赁APP或PC电脑端。

网络管理平台根据负载自动分配子服务器，通过对子服务器群的管理，实现电动汽车、充电桩及子服务器的自由扩展，通过负载均衡的方式把电动汽车、充电桩及会员访问的压力分担到不同的服务器，提高系统可靠性，满足向数以万计的会员提供电动汽车租车服务的需要，手机租赁APP和安装有租车系统的PC电脑端通过APP服务器群和子服务器群发送信息给电动汽车和充电桩，从电动汽车终端控制器和充电桩终端控制器获取车辆信息和充电桩信息。引入会员登录状态数据库实现会员数据共享，会员登录状态数据库采用高速缓存数据库，提高系统性能。

作为优选，所述的APP服务器群包括APP服务负载均衡器和多个APP服务器，所述的手机租赁APP、PC电脑端分别和APP服务负载均衡器相连，APP服务负载均衡器再分别和所述的多个APP服务器相连，APP服务器通过所述的Tcp长连接和所述的子服务器相连；

所述的手机租赁APP或PC电脑端发出信息请求给所述的APP服务负载均衡器，由APP服务负载均衡器选择出某个APP服务器后，手机租赁APP或PC电脑端发出的信息请求经APP服务负载均衡器和选择出的APP服务器通过Tcp长连接发送给所述的子服务器群中的子服务器。

手机租赁APP、PC电脑端均通过HTTP协议访问APP服务器集群，以获取后台提供的服务。手机租赁APP、PC电脑端访问APP服务负载均衡器和直接访问APP服务器所起到的效果是一样的，而且不需要知道连接的是哪个APP服务器。本技术方案能够通过增加APP服务器的方法，提高系统整体的负载能力。本技术方案在APP服务器端和子服务器端均采用负载均衡器，以达到更好的负载均衡效果，减小系统访问压力，提高系统可靠性，满足向数以万计的会员提供电动汽车租车服务的需要。

作为优选，所述的网络管理平台还包括消息队列模块、扣费服务模块和短信服务模块，消息队列模块用于消息的存储和分发，所述的电动汽车终端控制器需要进行租车扣费或充电桩终端控制器需要进行充电扣费时，通过所述的子服务器群向所述的网络管理平台发送需要进行扣费的消息，则网络管理平台向消息队列模块写入消息，扣费服务模块读取消息队列模块中的扣费消息，然后进行扣费运算；扣费服务模块需要发送短信时，向消息队列模块写入消息；短信服务模块读取消息队列模块中的短信消息，通过短信网关发送短信给租车用户。本技术方案采用消息异步通信的方式，将各设备和模块进行连接，简化操作。

本发明的租车用户获取车桩信息的系统的负载均衡方法为，子服务负载均衡器采用的负载均衡方法包括下列步骤：所述的电动汽车终端控制器及充电桩终端控制器只需访问所述的子服务负载均衡器的地址；所述的子服务负载均衡器接收电动汽车终端控制器及充电桩终端控制器的HTTP连接请求，检测各子服务器的状态，根据各子服务器的温度、电压、维护时间、使用年限及连续工作时间进行综合分析，作出负载均衡策略，对子服务器进行最安全分配，最后决定选择哪个子服务器为本次请求服务；子服务负载均衡器把请求转发给选出的子服务器，接收子服务器应答数据并返回给发出请求的电动汽车终端控制器及充电桩终端控制器。本发明达到负载均衡和通讯故障转移的目的，减小系统访问压力，提高系统可靠性，满足向数以万计的会员提供电动汽车租车服务的需要。子服务负载均衡器检测发出请求的电动汽车及充电桩的地址，相同地址的请求转发到同一个子服务器。节约处理时间，通讯更快速，节约资源。

作为优选，所述的APP服务器群包括APP服务负载均衡器和多个APP服务器，所述的手机租赁APP、PC电脑端分别和APP服务负载均衡器相连，APP服务负载均衡器再分别和所述的多个APP服务器相连，APP服务器通过所述的Tcp长连接和所述的子服务器相连；

所述的APP服务负载均衡器采用的负载均衡方法包括如下步骤：所述的手机租赁APP、PC电脑端均通过HTTP协议访问所述的APP服务器群时，首先访问所述的APP服务负载均衡器；APP服务负载均衡器接收手机租赁APP及PC电脑端的HTTP连接请求，检测各APP服务器的状态及负载情况，根据用户数量、请求内容、发出请求的手机租赁APP及PC电脑端和APP服务器之间的距离及APP服务器状态和繁忙程度进行优先级排序，最终选出一个优先级高的APP服务器为本次请求服务；APP服务负载均衡器把用户请求转发给选出的APP服务器，接收APP服务器应答数据并返回给发出请求的手机租赁APP及PC电脑端；APP服务负载均衡器检测发出请求的用户地址，相同用户地址的请求转发到同一个APP服务器。

负载均衡策略有各种方案，可根据用户数量、请求内容、发出请求的手机租赁APP及PC电脑端和子服务器之间的距离及APP服务器状态和繁忙程度进行优先级排序，最终选出一个优先级高的APP服务器，将用户请求转发给这个APP服务器。或者对同时发生的多个用户请求进行排序，然后决定先连接并转发哪个用户的请求，等等。APP服务负载均衡器是一台服务器，安装有负载均衡软件，通过负载均衡软件对系统负载进行合理分配，提高系统负载能力。手机租赁APP及PC电脑端均通过HTTP协议访问APP服务器群，以获取后台提供的服务。手机租赁APP及PC电脑端访问APP服务负载均衡器和直接访问APP服务器所起到的效果是一样的，而且不需要知道连接的是哪个APP服务器。本技术方案能够通过增加APP服务器的方法，提高系统整体的负载能力。

作为优选，所述的子服务负载均衡器能对各子服务器进行自动故障检测，所述的APP服务负载均衡器能对各APP服务器进行自动故障检测，当某个子服务器或APP服务器出现宕机时，相应的子服务负载均衡器或APP服务负载均衡器自动把请求转发给其他正常运转的子服务器或APP服务器。确保系统的正常运转。

本发明的租车方法包括用户账户管理方法、租还车方法以及充电管理方法；用户账户管理方法包括用户的注册、注销和同步；租还车方法包括：APP服务器群接收控制信号并执行相应步骤，当APP服务器群接收租车还车信号时执行租车还车步骤，当APP服务器群接收预约租车信号时执行预约租车步骤，当APP服务器群接收预约充电信号时执行预约充电步骤，当APP服务器群接收异地租车信号时执行异地租车步骤；充电管理方法包括：充电桩获取当前停车的电动汽车信息并发送至子服务器群，子服务器群根据电动汽车当前车辆状态和环境参数进行电量计算并下达分时充电控制命令，充电桩对当前停车的电动汽车进行分时充电。通过手机租赁APP账号和会员卡号的绑定，实现可通过会员卡和APP账号两种方式进行租车，并可交叉使用，实现联动。通过将用户数据注册到车辆GPRS模块中，实现本地车辆控制、后台计费的模式，既增强了车辆端的响应速度，又可确保计费数据的稳定性。通过汽车充电桩的管理，实现汽车充电桩与车的绑定、汽车充电桩状态管理及控制。通过将整个租赁系统细分为业务系统、通讯系统及各个子资源管理系统，实现系统的稳定、可靠、安全性及业务流畅性，提升处理效率。电动汽车分时租赁系统的租车、还车、记录、记账、收费等都以用户自助方式完成，省时省力，调度和分配的智能化程度高，不易出错。

作为优选，所述的用户的注册为将用户ID输入至用户手持终端及分时租赁装置的GPRS终端或GPRS模块中，用户的注销为将输入至用户手持终端及分时租赁装置的GPRS终端或GPRS模块中的用户ID删除，用户的同步为APP服务器定时将所有GPRS终端或GPRS模块中的用户ID进行同步。用户注册系统设计上是将用户的ID刷进GPRS终端的存储芯片中，用户租车时校验用户ID实现租车业务，保证用户租车时刷卡没有延迟感，用户注销与用户注册恰恰相反，针对退出或因其他原因取消分时租赁业务的会员，系统需要将存储在充电桩及车辆GPRS终端的ID注销。然后执行用户同步，系统具备定时同步数据的的功能，确保车辆及充电桩GPRS终端的ID为最新状态。

作为优选，所述的电动汽车上安装有分时租赁装置，分时租赁装置包括GPRS模块、用于车辆信息采集和处理的电动汽车终端控制器、用于身份验证的RFID读卡器及对车门和动力进行控制的车辆控制模块，所述RFID读卡器、车辆控制模块和GPRS模块均与所述的电动汽车终端控制器连接，所述电动汽车终端控制器通过GPRS模块与子服务器群通信连接；

所述的租车还车步骤包括：

RFID读卡器读卡，电动汽车终端控制器判断当前车辆状态，若当前车辆状态不符合开启条件则车辆控制模块拒绝开启车门，租车结束；

若当前车辆状态符合开启条件则由车辆控制模块解锁车门，用户进入车内，同时，电动汽车终端控制器传输当前读卡数据至子服务器群，子服务器群返回用户账户信息至GPRS模块，若子服务器群返回用户账户信息为余额不足，车辆控制模块关闭车辆动力电源，电动汽车终端控制器提示后结束租车；

若子服务器群返回用户账户信息为余额充足，车辆控制模块开启车辆动力电源，则由使用者进行租车使用；

当使用者停车后，电动汽车终端控制器显示选择信息，若使用者为临时停车则使用者刷卡或使用用户手持终端对车辆控制模块发送命令进行车门操作，若使用者为还车操作，则使用者在电动汽车终端控制器选择还车命令并在汽车充电桩处刷卡，汽车充电桩与车辆绑定，使用者还车。

本技术方案中，租车还车业务逻辑/流程是整个系统的核心，本发明具备会员卡校验的功能，必须确保只有车辆及汽车充电桩GPRS模块中预存的用户才能租车，系统根据实际需求支持用户租多辆车或限制用户只租一辆车，用户还车时通过车与汽车充电桩的通信实现车辆和汽车充电桩的绑定。

作为优选，所述的预约租车步骤为：使用者通过所述的手机租赁APP和PC电脑端查找空闲车辆，发送预约租车信号至APP服务器群，所述APP服务器群发送预约租车信号经所述的子服务器群至指定车辆，并同步发送预约租车信号至车辆绑定的充电桩；若在设定的预约时间内，使用者未能执行租车还车步骤或在非指定车辆上执行租车还车步骤则发出取消预约租车信号至指定车辆；所述的异地租车步骤为：在用户的注册、注销和同步中加入地区码；相应充电桩和电动汽车也均设置有地区码，当使用者通过手机租赁APP和PC电脑端向APP服务器群提出异地租车申请后，APP服务器群解析目标地址的地区码然后将提出异地租车申请的用户ID输入至目标地址的GPRS模块中并执行同步步骤。本发明实现了预约优先原则，车辆经预约后锁定预约用户，其他用户无法再租赁此车辆，预约的时间有限定。同时如果用户预约超时或预约后租赁了其他车辆，预约自动取消。包括充电桩也可以支持同样的预约策略。本发明采用了限制地区借车的方法，确定了借车范围，防止了大范围用车导致的核定区域用车紧张情况的产生。

作为优选，所述的预约充电步骤包括：使用者通过手机租赁APP和PC电脑端查找空闲车辆及相应车辆的电量，发送预约时间要求预约充电的预约信号至APP服务器群，所述APP服务器群发送预约充电信号经子服务器群至指定车辆，并同步发送预约充电信号至车辆绑定的充电桩，若在设定的预约时间内，使用者未能执行租车还车步骤或在非指定车辆上执行租车还车步骤则发出取消预约充电信号至指定车辆。本发明实现了预约优先原则，车辆经预约后锁定预约用户，其他用户无法再租赁此车辆，预约的时间有限定。同时如果用户预约超时或预约后租赁了其他车辆，预约自动取消。汽车充电桩也可以支持同样的预约策略。

作为优选，若有若干辆车辆停车的距离在200米之内，则比较相邻车辆的当前电量值，APP服务器在判定为需要充电的车辆中以电量从高到低的顺序依次通过汽车充电桩给车辆充电。本技术方案尽可能地保证了有车辆快速完成充电可以使用，同时也合理规划了充电时间，节约了成本。

本发明的有益效果是：电动汽车分时租赁系统的租车、还车、记录、记账、收费等都以自助方式完成，省时省力，分配和调度合理，智能化程度高，不易出错。通过子服务负载均衡器及APP服务负载均衡器把会员、车辆及充电桩的访问压力分担到不同的APP服务器和子服务器，达到负载均衡和通讯故障转移的目的，减小系统访问压力，网络管理平台根据负载自动分配子服务器，通过对子服务器群的管理，实现电动汽车、充电桩及子服务器的自由扩展，提高系统可靠性，满足向数以万计的会员提供电动汽车租车服务的需要。

附图说明

图1是本发明租车用户获取车桩信息的系统的一种系统连接结构框图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的租车用户获取车桩信息的系统，如图1所示，包括租车会员终端1、网络管理平台2和子服务模块3，租车会员终端1包括手机租赁APP11和安装有租车系统的PC电脑端12，网络管理平台2包括会员认证服务模块21、心跳及消息推送服务模块22、APP服务器群23和会员登录状态数据库24，子服务模块3包括由子服务负载均衡器311和多个子服务器312构成的子服务器群31及车桩状态数据库32，APP服务器群23和子服务器群31都连接有数据缓存集群4。APP服务器群23包括APP服务负载均衡器231和多个APP服务器232，手机租赁APP11、PC电脑端12分别和APP服务负载均衡器231相连，APP服务负载均衡器231再分别和多个APP服务器232相连，APP服务器232通过Tcp长连接和子服务器312相连。

手机租赁APP或PC电脑端向会员认证服务模块发起登录请求并且校验通过后方可进行其他操作；手机租赁APP或PC电脑端向APP服务器群发起请求并获取数据；手机租赁APP定时向心跳及消息推送服务模块发起请求，把手机租赁APP上的状态通知给网络管理平台；手机租赁APP退出时，向会员认证服务模块发起退出请求；

会员认证服务模块接收手机租赁APP或PC电脑端发起的登录请求，并校验会员的用户名和密码是否合法；校验通过后，会员认证服务模块把本次登录的会话数据保存到会员登录状态数据库；

心跳及消息推送服务模块接收手机租赁APP的心跳包，并把手机租赁APP的状态保存到会员登录状态数据库，并将需要推送的消息发送到手机租赁APP；

APP服务器群接收到手机租赁APP或PC电脑端发起的请求后，发起Tcp长连接给子服务器群中的子服务器，再由子服务器经子服务负载均衡器分别发送给电动汽车分时租赁系统中的电动汽车终端控制器5和充电桩终端控制器6；

电动汽车终端控制器及充电桩终端控制器接收到信息请求信号后，发起Tcp长连接给子服务负载均衡器，由子服务负载均衡器选择出某个子服务器后，电动汽车终端控制器及充电桩终端控制器分别将各自的信息经子服务负载均衡器和选择出的子服务器通过Tcp长连接发送给APP服务器群，再由APP服务器群发送给发出请求的手机租赁APP或PC电脑端。

手机租赁APP或PC电脑端发出信息请求给APP服务负载均衡器，由APP服务负载均衡器选择出某个APP服务器后，手机租赁APP或PC电脑端发出的信息请求经APP服务负载均衡器和选择出的APP服务器通过Tcp长连接发送给子服务器群中的子服务器。

网络管理平台2还包括消息队列模块25、扣费服务模块26和短信服务模块27，消息队列模块用于消息的存储和分发，电动汽车终端控制器需要进行租车扣费或充电桩终端控制器需要进行充电扣费时，通过子服务器群向网络管理平台发送需要进行扣费的消息，则网络管理平台向消息队列模块写入消息，扣费服务模块读取消息队列模块中的扣费消息，然后进行扣费运算；扣费服务模块需要发送短信时，向消息队列模块写入消息；短信服务模块读取消息队列模块中的短信消息，通过短信网关发送短信给租车用户。

上述租车用户获取车桩信息的系统中的子服务负载均衡器采用的负载均衡方法包括下列步骤：电动汽车终端控制器及充电桩终端控制器只需访问子服务负载均衡器的地址；子服务负载均衡器接收电动汽车终端控制器及充电桩终端控制器的HTTP连接请求，检测各子服务器的状态，根据各子服务器的温度、电压、维护时间、使用年限及连续工作时间进行综合分析，作出负载均衡策略，对子服务器进行最安全分配，最后决定选择哪个子服务器为本次请求服务；子服务负载均衡器把请求转发给选出的子服务器，接收子服务器应答数据并返回给发出请求的电动汽车终端控制器及充电桩终端控制器。

APP服务负载均衡器采用的负载均衡方法包括如下步骤：手机租赁APP、PC电脑端均通过HTTP协议访问APP服务器群时，首先访问APP服务负载均衡器；APP服务负载均衡器接收手机租赁APP及PC电脑端的HTTP连接请求，检测各APP服务器的状态及负载情况，根据用户数量、请求内容、发出请求的手机租赁APP及PC电脑端和APP服务器之间的距离及APP服务器状态和繁忙程度进行优先级排序，最终选出一个优先级高的APP服务器为本次请求服务；APP服务负载均衡器把用户请求转发给选出的APP服务器，接收APP服务器应答数据并返回给发出请求的手机租赁APP及PC电脑端；APP服务负载均衡器检测发出请求的用户地址，相同用户地址的请求转发到同一个APP服务器。

子服务负载均衡器能对各子服务器进行自动故障检测，APP服务负载均衡器能对各APP服务器进行自动故障检测，当某个子服务器或APP服务器出现宕机时，相应的子服务负载均衡器或APP服务负载均衡器自动把请求转发给其他正常运转的子服务器或APP服务器。

上述租车用户获取车桩信息的系统的租车方法，包括用户账户管理方法、租还车方法以及充电管理方法；用户账户管理方法包括用户的注册、注销和同步；租还车方法包括：APP服务器群接收控制信号并执行相应步骤，当APP服务器群接收租车还车信号时执行租车还车步骤，当APP服务器群接收预约租车信号时执行预约租车步骤，当APP服务器群接收预约充电信号时执行预约充电步骤，当APP服务器群接收异地租车信号时执行异地租车步骤；充电管理方法包括：充电桩获取当前停车的电动汽车信息并发送至子服务器群，子服务器群根据电动汽车当前车辆状态和环境参数进行电量计算并下达分时充电控制命令，充电桩对当前停车的电动汽车进行分时充电。

用户的注册为将用户ID输入至用户手持终端及分时租赁装置的GPRS终端或GPRS模块中，用户的注销为将输入至用户手持终端及分时租赁装置的GPRS终端或GPRS模块中的用户ID删除，用户的同步为APP服务器定时将所有GPRS终端或GPRS模块中的用户ID进行同步。

电动汽车上安装有分时租赁装置，分时租赁装置包括GPRS模块、用于车辆信息采集和处理的电动汽车终端控制器、用于身份验证的RFID读卡器及对车门和动力进行控制的车辆控制模块，所述RFID读卡器、车辆控制模块和GPRS模块均与所述的电动汽车终端控制器连接，所述电动汽车终端控制器通过GPRS模块与子服务器群通信连接；所述的租车还车步骤包括：RFID读卡器读卡，电动汽车终端控制器判断当前车辆状态，若当前车辆状态不符合开启条件则车辆控制模块拒绝开启车门，租车结束；若当前车辆状态符合开启条件则由车辆控制模块解锁车门，用户进入车内，同时，电动汽车终端控制器传输当前读卡数据至子服务器群，子服务器群返回用户账户信息至GPRS模块，若子服务器群返回用户账户信息为余额不足，车辆控制模块关闭车辆动力电源，电动汽车终端控制器提示后结束租车；若子服务器群返回用户账户信息为余额充足，车辆控制模块开启车辆动力电源，则由使用者进行租车使用；当使用者停车后，电动汽车终端控制器显示选择信息，若使用者为临时停车则使用者刷卡或使用用户手持终端对车辆控制模块发送命令进行车门操作，若使用者为还车操作，则使用者在电动汽车终端控制器选择还车命令并在汽车充电桩处刷卡，汽车充电桩与车辆绑定，使用者还车。

预约租车步骤为：使用者通过所述的手机租赁APP和PC电脑端查找空闲车辆，发送预约租车信号至APP服务器群，所述APP服务器群发送预约租车信号经所述的子服务器群至指定车辆，并同步发送预约租车信号至车辆绑定的充电桩；若在设定的预约时间内，使用者未能执行租车还车步骤或在非指定车辆上执行租车还车步骤则发出取消预约租车信号至指定车辆；所述的异地租车步骤为：在用户的注册、注销和同步中加入地区码；相应充电桩和电动汽车也均设置有地区码，当使用者通过手机租赁APP和PC电脑端向APP服务器群提出异地租车申请后，APP服务器群解析目标地址的地区码然后将提出异地租车申请的用户ID输入至目标地址的GPRS模块中并执行同步步骤。

预约充电步骤包括：使用者通过手机租赁APP和PC电脑端查找空闲车辆及相应车辆的电量，发送预约时间要求预约充电的预约信号至APP服务器群，所述APP服务器群发送预约充电信号经子服务器群至指定车辆，并同步发送预约充电信号至车辆绑定的充电桩，若在设定的预约时间内，使用者未能执行租车还车步骤或在非指定车辆上执行租车还车步骤则发出取消预约充电信号至指定车辆。

若有若干辆车辆停车的距离在200米之内，则比较相邻车辆的当前电量值，APP服务器在判定为需要充电的车辆中以电量从高到低的顺序依次通过汽车充电桩给车辆充电。

在充电管理方法中，充电桩为使用峰谷电计费充电桩，若当前时间处于谷电计费时间内，充电桩对电动汽车进行充电；若当前时间处于峰电计费时间内，则中心服务器根据充电桩当前绑定的车辆中车载信息平台上传的车辆状态信息对充电桩进行操作，若当前绑定车辆经过充电判断，判定为需要充电则充电桩对电动汽车进行充电，若判定为禁止充电则充电桩停止对电动汽车进行充电；

充电判断步骤包括以下子步骤：

充电判断子步骤一，中心服务器对每个充电桩的赋值一个基础电量阈值和一个基础电量系数值，基础电量阈值和基础电量系数值均由人工或中心服务器计算设定；

充电判断子步骤二，中心服务器读取当前时间、谷电计费时间开启时间和当前车辆的电池电量值，中心服务器计算当前时间与谷电计费时间开启时间的差值得出时间差值；

充电判断子步骤三，基础电量系数值除以时间差值后所得出的数值加上当前车辆的电池电量值大于或者等于所述的基础电量阈值则判定为禁止充电，若基础电量系数值除以时间差值后所得出的数值加上当前车辆的电池电量值小于所述基础电量阈值则判定为需要充电。

在充电判断子步骤中，充电桩上个统计周期中对应日期的平均借车次数乘以给定百分比系数得出电量修正值，基础电量阈值由基础电量值加上电量修正值得出，基础电量值为统一数值。

本发明通过在车上预装可实现远程通讯及车辆控制的车载信息系统及GPRS模块，实现整个分时租赁系统的联动。通过充电桩的管理，实现充电桩与车的绑定、充电桩状态管理及控制。通过将整个租赁系统细分为业务系统、通讯系统及各个子资源管理系统，实现系统的稳定、可靠、安全性及业务流畅性，提升处理效率。车内租赁业务逻辑的处理通过GPRS模块进行处理，通过嵌入式软件实现，可靠、稳定。通过手机租赁APP、车载信息系统的租赁APP，实现与用户互动的多样性，增强用户体验。通过手机租赁APP账号和会员卡号的绑定，实现可通过会员卡和手机租赁APP两种方式进行租车，并可交叉使用，实现联动。通过将用户数据注册到GPRS模块中，实现本地车辆控制，后台计费的模式，既增强了车辆端的响应速度，又可确保计费数据的稳定性。

本发明的租车、还车、记录、记账、收费等都以自助方式完成，省时省力，分配和调度合理，智能化程度高，不易出错。通过APP服务负载均衡器及子服务负载均衡器合理分配APP服务器和子服务器，达到负载均衡和通讯故障转移的目的，减小通讯压力，网络管理平台根据负载自动分配子服务器，通过对子服务器群的管理，实现电动汽车、充电桩及子服务器的自由扩展，提高系统可靠性，满足向数以万计的会员提供电动汽车租车服务的需要。

本发明的电动汽车租赁方法，采用积极的分时充电租赁方法，结合当地峰谷电电价和用电策略，在不妨碍正常租车还车的同时，大量降低了用电成本。具备会员卡校验的功能，必须确保只有车辆及充电桩GPRS终端中预存的用户才能租车。系统根据实际需求支持用户租多辆车或限制用户只租一辆车，用户还车时通过车与充电桩的通信实现车辆和充电桩的绑定。实现预约优先原则，车辆经预约后锁定预约用户，其他用户无法再租赁此车辆，预约的时间有限定。同时如果用户预约超时或预约后租赁了其他车辆，预约自动取消。采用限制地区借车的方法，确定了借车范围，防止了大范围用车导致的核定区域用车紧张情况的产生。达到了不同地区对应不同的借车基础电量阈值，也就是让借车频率较大的充电桩充电较多，尽可能多的保持电量，使得大多数人能够尽可能地借车，既考虑到了车辆电量的需求，又考虑到了车辆使用的需求，满足经济成本和使用成本的双重要求。

Claims (10)

1.一种租车用户获取车桩信息的系统，其特征在于包括租车会员终端、网络管理平台和子服务模块，租车会员终端包括手机租赁APP和安装有租车系统的PC电脑端，网络管理平台包括会员认证服务模块、心跳及消息推送服务模块、APP服务器群和会员登录状态数据库，子服务模块包括由子服务负载均衡器和多个子服务器构成的子服务器群及车桩状态数据库，APP服务器群和子服务器群都连接有数据缓存集群；

手机租赁APP或PC电脑端向会员认证服务模块发起登录请求并且校验通过后方可进行其他操作；手机租赁APP或PC电脑端向APP服务器群发起请求并获取数据；手机租赁APP定时向心跳及消息推送服务模块发起请求，把手机租赁APP上的状态通知给网络管理平台；手机租赁APP退出时，向会员认证服务模块发起退出请求；

会员认证服务模块接收手机租赁APP或PC电脑端发起的登录请求，并校验会员的用户名和密码是否合法；校验通过后，会员认证服务模块把本次登录的会话数据保存到会员登录状态数据库；

心跳及消息推送服务模块接收手机租赁APP的心跳包，并把手机租赁APP的状态保存到会员登录状态数据库，并将需要推送的消息发送到手机租赁APP；

APP服务器群接收到手机租赁APP或PC电脑端发起的请求后，发起Tcp长连接给子服务器群中的子服务器，再由子服务器经子服务负载均衡器分别发送给电动汽车分时租赁系统中的电动汽车终端控制器和充电桩终端控制器；

电动汽车终端控制器及充电桩终端控制器接收到信息请求信号后，发起Tcp长连接给子服务负载均衡器，由子服务负载均衡器选择出某个子服务器后，电动汽车终端控制器及充电桩终端控制器分别将各自的信息经子服务负载均衡器和选择出的子服务器通过Tcp长连接发送给APP服务器群，再由APP服务器群发送给发出请求的手机租赁APP或PC电脑端。

2.根据权利要求1所述的租车用户获取车桩信息的系统，其特征在于所述的APP服务器群包括APP服务负载均衡器和多个APP服务器，所述的手机租赁APP、PC电脑端分别和APP服务负载均衡器相连，APP服务负载均衡器再分别和所述的多个APP服务器相连，APP服务器通过所述的Tcp长连接和所述的子服务器相连；

所述的手机租赁APP或PC电脑端发出信息请求给所述的APP服务负载均衡器，由APP服务负载均衡器选择出某个APP服务器后，手机租赁APP或PC电脑端发出的信息请求经APP服务负载均衡器和选择出的APP服务器通过Tcp长连接发送给所述的子服务器群中的子服务器。

3.根据权利要求1或2所述的租车用户获取车桩信息的系统，其特征在于所述的网络管理平台还包括消息队列模块、扣费服务模块和短信服务模块，消息队列模块用于消息的存储和分发，所述的电动汽车终端控制器需要进行租车扣费或充电桩终端控制器需要进行充电扣费时，通过所述的子服务器群向所述的网络管理平台发送需要进行扣费的消息，则网络管理平台向消息队列模块写入消息，扣费服务模块读取消息队列模块中的扣费消息，然后进行扣费运算；扣费服务模块需要发送短信时，向消息队列模块写入消息；短信服务模块读取消息队列模块中的短信消息，通过短信网关发送短信给租车用户。

4.一种如权利要求1所述的租车用户获取车桩信息的系统的负载均衡方法，其特征在于所述的子服务负载均衡器采用的负载均衡方法包括下列步骤：所述的电动汽车终端控制器及充电桩终端控制器只需访问所述的子服务负载均衡器的地址；所述的子服务负载均衡器接收电动汽车终端控制器及充电桩终端控制器的HTTP连接请求，检测各子服务器的状态，根据各子服务器的温度、电压、维护时间、使用年限及连续工作时间进行综合分析，作出负载均衡策略，对子服务器进行最安全分配，最后决定选择哪个子服务器为本次请求服务；子服务负载均衡器把请求转发给选出的子服务器，接收子服务器应答数据并返回给发出请求的电动汽车终端控制器及充电桩终端控制器。

5.根据权利要求4所述的负载均衡方法，其特征在于所述的APP服务器群包括APP服务负载均衡器和多个APP服务器，所述的手机租赁APP、PC电脑端分别和APP服务负载均衡器相连，APP服务负载均衡器再分别和所述的多个APP服务器相连，APP服务器通过所述的Tcp长连接和所述的子服务器相连；

所述的APP服务负载均衡器采用的负载均衡方法包括如下步骤：所述的手机租赁APP、PC电脑端均通过HTTP协议访问所述的APP服务器群时，首先访问所述的APP服务负载均衡器；APP服务负载均衡器接收手机租赁APP及PC电脑端的HTTP连接请求，检测各APP服务器的状态及负载情况，根据用户数量、请求内容、发出请求的手机租赁APP及PC电脑端和APP服务器之间的距离及APP服务器状态和繁忙程度进行优先级排序，最终选出一个优先级高的APP服务器为本次请求服务；APP服务负载均衡器把用户请求转发给选出的APP服务器，接收APP服务器应答数据并返回给发出请求的手机租赁APP及PC电脑端；APP服务负载均衡器检测发出请求的用户地址，相同用户地址的请求转发到同一个APP服务器。

6.根据权利要求5所述的负载均衡方法，其特征在于所述的子服务负载均衡器能对各子服务器进行自动故障检测，所述的APP服务负载均衡器能对各APP服务器进行自动故障检测，当某个子服务器或APP服务器出现宕机时，相应的子服务负载均衡器或APP服务负载均衡器自动把请求转发给其他正常运转的子服务器或APP服务器。

7.一种如权利要求1所述的租车用户获取车桩信息的系统的租车方法，其特征在于租车方法包括用户账户管理方法、租还车方法以及充电管理方法；用户账户管理方法包括用户的注册、注销和同步；租还车方法包括：APP服务器群接收控制信号并执行相应步骤，当APP服务器群接收租车还车信号时执行租车还车步骤，当APP服务器群接收预约租车信号时执行预约租车步骤，当APP服务器群接收预约充电信号时执行预约充电步骤，当APP服务器群接收异地租车信号时执行异地租车步骤；充电管理方法包括：充电桩获取当前停车的电动汽车信息并发送至子服务器群，子服务器群根据电动汽车当前车辆状态和环境参数进行电量计算并下达分时充电控制命令，充电桩对当前停车的电动汽车进行分时充电。

8.根据权利要求7所述的租车方法，其特征在于所述的电动汽车上安装有分时租赁装置，分时租赁装置包括GPRS模块、用于车辆信息采集和处理的电动汽车终端控制器、用于身份验证的RFID读卡器及对车门和动力进行控制的车辆控制模块，所述RFID读卡器、车辆控制模块和GPRS模块均与所述的电动汽车终端控制器连接，所述电动汽车终端控制器通过GPRS模块与子服务器群通信连接；

所述的租车还车步骤包括：

RFID读卡器读卡，电动汽车终端控制器判断当前车辆状态，若当前车辆状态不符合开启条件则车辆控制模块拒绝开启车门，租车结束；

若当前车辆状态符合开启条件则由车辆控制模块解锁车门，用户进入车内，同时，电动汽车终端控制器传输当前读卡数据至子服务器群，子服务器群返回用户账户信息至GPRS模块，若子服务器群返回用户账户信息为余额不足，车辆控制模块关闭车辆动力电源，电动汽车终端控制器提示后结束租车；

若子服务器群返回用户账户信息为余额充足，车辆控制模块开启车辆动力电源，则由使用者进行租车使用；

当使用者停车后，电动汽车终端控制器显示选择信息，若使用者为临时停车则使用者刷卡或使用用户手持终端对车辆控制模块发送命令进行车门操作，若使用者为还车操作，则使用者在电动汽车终端控制器选择还车命令并在汽车充电桩处刷卡，汽车充电桩与车辆绑定，使用者还车。

9.根据权利要求7或8所述的租车方法，其特征在于所述的预约租车步骤为：使用者通过所述的手机租赁APP和PC电脑端查找空闲车辆，发送预约租车信号至APP服务器群，所述APP服务器群发送预约租车信号经所述的子服务器群至指定车辆，并同步发送预约租车信号至车辆绑定的充电桩；若在设定的预约时间内，使用者未能执行租车还车步骤或在非指定车辆上执行租车还车步骤则发出取消预约租车信号至指定车辆；所述的异地租车步骤为：在用户的注册、注销和同步中加入地区码；相应充电桩和电动汽车也均设置有地区码，当使用者通过手机租赁APP和PC电脑端向APP服务器群提出异地租车申请后，APP服务器群解析目标地址的地区码然后将提出异地租车申请的用户ID输入至目标地址的GPRS模块中并执行同步步骤。

10.根据权利要求7或8所述的租车方法，其特征在于所述的预约充电步骤包括：使用者通过手机租赁APP和PC电脑端查找空闲车辆及相应车辆的电量，发送预约时间要求预约充电的预约信号至APP服务器群，所述APP服务器群发送预约充电信号经子服务器群至指定车辆，并同步发送预约充电信号至车辆绑定的充电桩，若在设定的预约时间内，使用者未能执行租车还车步骤或在非指定车辆上执行租车还车步骤则发出取消预约充电信号至指定车辆。