CN106970784B - 基于用户可编程的高可复用性充换电设施系统 - Google Patents

基于用户可编程的高可复用性充换电设施系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于用户可编程的高可复用性充换电设施系统，包括充换电装置和管理系统，管理系统包括数据层、数据传输层、业务管理层、接口层，业务管理层包括用于电动汽车充换电业务监测和控制的可视单元组态系统，可视单元组态系统包括功能模块工具箱、界面生成模块；功能模块工具箱包含业务子模块和基本门逻辑，业务子模块为充换电业务流程按功能切割后形成的功能模块；界面生成模块通过可视化界面，按照业务需求选取功能模块工具箱中业务子模块和基本门逻辑构建充换电设施系统并运行。本发明通过功能模块的可视化组合方式，增强了软件的可扩展性，减少因为需求变更或业务拓展带来的软件开发工作，减少开发成本，增加软件的升级和维护效率。

Description

基于用户可编程的高可复用性充换电设施系统
技术领域
本发明涉及电动汽车充电领域，具体提供一种基于用户可编程的高可复用性充换电设施系统。
背景技术
目前，电动汽车充换电设施技术研究及产业发展十分迅速，快速充电站及换电站项目建设加速。当前，行业的快速发展，企业产品的快速开发和产品的可扩展性、可维护性之间的矛盾成为充换电设施研发的主要矛盾。
大量的公司以不同的技术平台，不同的开发方式来实现快速开发，以满足市场对充换电产品的需求。缺乏可扩展性和可维护性的软件架构导致系统的升级在未来将投入大量的成本。
如何设计充换电设施的管理系统以快速适应不断变化的业务逻辑，成为软件设计过程中所迫切需要解决的关键问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种基于用户可编程的高可复用性充换电设施系统，减少因为需求变更或业务拓展带来的软件开发工作，减少开发成本，实现了业务子模块的高可复用性。
本发明提出的一种基于用户可编程的高可复用性充换电设施系统，包括充换电装置和管理系统，所述的管理系统包括数据层、数据传输层、业务管理层、接口层，其特征在于，所述的业务管理层包括用于电动汽车充换电业务监测和控制的可视单元组态系统，所述的可视单元组态系统包括功能模块工具箱、界面生成模块；
所述的功能模块工具箱包含业务子模块和基本门逻辑，所述的业务子模块为充换电业务流程按功能切割后形成的功能模块；
所述的界面生成模块通过可视化界面，按照业务需求选取功能模块工具箱中业务子模块和基本门逻辑构建充换电设施系统并运行。
优选的，所述功能模块包括输入单元、运算单元、输出单元；
输入单元与数据层连接和/或通过数据传输层与其他功能模块的输出单元相连接和/或通过接口层与充换电装置连接，用于获取对应功能模块的运算单元所需要的数据；
所述运算单元用于对输入单元获取的信号进行分析和处理，生成输出数据；
输出单元通过接口层与充换电装置连接和/或通过数据传输层与其他功能模块的输入单元相连接。
优选的，所述的业务子模块包括全自动换电模块、半自动换电模块、充电报警组合、充电算法模块。
优选的，所述的基本门逻辑包括与、或、非、异或。
优选的，所述的功能模块工具箱还包括功能单元，所述的功能单元依据所述功能模块中各细分功能生成。
优选的，所述的功能模块工具箱还包括功能模块生成的功能，通过不同功能单元进行组合生成新的功能模块并存储。
优选的，所述的可视单元组态系统为图形组态系统。
优选的，自动换电模块对应的功能单元包括自动换电开始、车辆水平定位、车辆抬升、车辆换新电池、旧电池处理、换电流程结束。
优选的，充电报警组合对应的功能单元包括装置自检失败判断、车辆自检失败判断、换电人员权限失败判断、报警总体状态、或门。
本发明的有益效果如下：
(1)具有高效性：业务逻辑可图形组态，减少因为需求变更或业务拓展带来的软件开发工作，减少开发成本，增加软件的升级和维护效率；
(2)高可复用性：所有业务子模块可复用。不同的产品线，如果具有相似的业务模型，业务子模块可以直接利用图形组态软件来复用开发过的业务子模块；
(3)可扩展性：当所有已开发的业务子模块不足以实现新的业务时，扩展业务子模块库，增加新的业务子模块，增强了软件的可扩展性。
附图说明
图1是本发明框架示意图；
图2是搭建的具有报警检测的自动换电系统示意图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明的一种基于用户可编程的高可复用性充换电设施系统，包括充换电装置和管理系统；所述的管理系统包括数据层、数据传输层、业务管理层、接口层。数据层管理所有类型数据的存储，包括实时数据、参数数据等；数据传输层管理所有类型数据的传输，类似于软件总线；业务管理层主要体现充换电业务，该层的设计思想是通过组态软件实现充换电业务模块的可配置、可修改和可扩展，一套软硬件平台能适应绝大多数充换电业务；接口层主要包含所有的用户界面(User Interface，UI)和通信规约模块。
业务管理层包括用于电动汽车充换电业务监测和控制的可视单元组态系统；可视单元组态系统主要功能为充换电设施系统控制策略组态，包括功能模块工具箱、界面生成模块。本实施例的可视单元组态系统为图形组态系统。
功能模块工具箱包含业务子模块和基本门逻辑，所述的业务子模块为充换电业务流程按功能切割后形成的功能模块。
界面生成模块通过可视化界面，按照业务需求选取功能模块工具箱中业务子模块和基本门逻辑构建充换电设施系统并运行。
可视单元组态系统实现控制策略组态的流程具体描述为：利用功能模块工具箱中存储或构建的功能模块，结合管理任务和管理要求，在界面生成模块中组建管理系统的控制策略。
本实施例中，功能模块工具箱中还包括显示模块，利用显示模块可以有效地进行充换电设施系统监控画面的组态，具体为：利用显示模块,可以组态控制策略运行后的监控画面，通过监控画面,能够对控制系统实时监控。同时，当控制系统运行状况发生异常时，监控画面可以实时报警。
本实施例中，功能模块工具箱中还包括运行模块，利用运行模块可以有效地进行充换电设施系统中管理系统运行，具体为：通过运行模块，利用组态过程中生成的组态数据库,分析控制策略的控制回路，确定功能模块的运行次序；同时，利用各功能模块对应的控制子程序，运行组态出的监控系统。
本实施例中，功能模块包括输入单元、运算单元、输出单元。输入单元与数据层连接和/或通过数据传输层与其他功能模块的输出单元相连接和/或通过接口层与充换电装置连接，用于获取对应功能模块的运算单元所需要的数据；运算单元用于对输入单元获取的信号进行分析和处理，生成输出数据；输出单元通过接口层与充换电装置连接和/或通过数据传输层与其他功能模块的输入单元相连接。
本实施例中，核心的业务子模块包括全自动换电模块、半自动换电模块、充电报警组合、充电算法模块；基本门逻辑包括与、或、非、异或。
为了实现管理系统对充换电装置的高扩展性，本实施例中功能模块工具箱还包括功能单元，所述的功能单元依据所述功能模块中各细分功能生成，分为功能模块专有功能单元和通用功能单元；功能模块工具箱还包括功能模块生成的功能，按照不同的需求，利用基本门逻辑，通过不同功能单元进行组合生成新的功能模块并存储。
如图2所示构成的系统，包括自动换电模块和充电报警组合；自动换电模块由自动换电开始、车辆水平定位、车辆抬升、车辆换新电池、旧电池处理、换电流程结束等功能单元构成；充电报警组合由装置自检失败判断、车辆自检失败判断、换电人员权限失败判断、报警总体状态等功能单元通过或门进行组合。
本实施例的充换电设施为充换电站，也可以为移动充电车等其他充换电设施。
本实施例和现有充换电设施系统对比，具有如下有益效果：
(1)具有高效性：业务逻辑可图形组态，减少因为需求变更或业务拓展带来的软件开发工作，减少开发成本，增加软件的升级和维护效率；
(2)高可复用性：所有业务子模块可复用。不同的产品线，如果具有相似的业务模型，业务子模块可以直接利用图形组态软件来复用开发过的业务子模块；
(3)可扩展性：当所有已开发的业务子模块不足以实现新的业务时，扩展业务子模块库，增加新的业务子模块，增强了软件的可扩展性。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于用户可编程的高可复用性充换电设施系统，包括充换电装置和管理系统，所述的管理系统包括数据层、数据传输层、业务管理层、接口层，其特征在于，所述的业务管理层包括用于电动汽车充换电业务监测和控制的可视单元组态系统，所述可视单元组态系统被配置成充换电设施系统的控制策略组态，所述的可视单元组态系统包括功能模块工具箱、界面生成模块；
所述的功能模块工具箱包含运行模块、业务子模块和基本门逻辑，所述的业务子模块为充换电业务流程按功能切割后形成的功能模块；所述运行模块被配置成利用组态过程中生成的组态数据库，分析控制策略的控制回路，确定功能模块的运行次序，并且利用各功能模块对应的控制子程序，运行组态中的监控系统；
所述的界面生成模块通过可视化界面，按照业务需求选取功能模块工具箱中的业务子模块和基本门逻辑构建充换电设施系统并运行；
其中，所述按照业务需求选取的业务子模块包括所述功能模块工具箱中预先设置好的业务子模块以及利用所述基本门逻辑并且根据所述业务需求与所述预先设置好的业务子模块生成的新的业务子模块。
2.根据权利要求1所述的充换电设施系统，其特征在于，所述功能模块包括输入单元、运算单元、输出单元；
输入单元与数据层连接和/或通过数据传输层与其他功能模块的输出单元相连接和/或通过接口层与充换电装置连接，用于获取对应功能模块的运算单元所需要的数据；
所述运算单元用于对输入单元获取的信号进行分析和处理，生成输出数据；
输出单元通过接口层与充换电装置连接和/或通过数据传输层与其他功能模块的输入单元相连接。
3.根据权利要求2所述的充换电设施系统，其特征在于，所述的业务子模块包括全自动换电模块、半自动换电模块、充电报警组合、充电算法模块。
4.根据权利要求2所述的充换电设施系统，其特征在于，所述的基本门逻辑包括与、或、非、异或。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的充换电设施系统，其特征在于，所述的功能模块工具箱还包括功能单元，所述的功能单元依据所述功能模块中各细分功能生成。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的充换电设施系统，其特征在于，所述的功能模块工具箱还包括功能模块生成的功能，通过不同功能单元进行组合生成新的功能模块并存储。
7.根据权利要求1~4中任一项所述的充换电设施系统，其特征在于，所述的可视单元组态系统为图形组态系统。
8.根据引用权利要求3的权利要求5所述的充换电设施系统，其特征在于，对应的功能单元包括自动换电开始、车辆水平定位、车辆抬升、车辆换新电池、旧电池处理、换电流程结束。
9.根据引用权利要求3的权利要求5所述的充换电设施系统，其特征在于，充电报警组合由装置自检失败判断的功能单元、车辆自检失败判断的功能单元、换电人员权限失败判断的功能单元和报警总体状态的功能单元通过或门进行组合。
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