CN107305372B - 云计算网络架构的远程监控的电动汽车能源监控和补给网 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种云计算网络架构的远程监控的电动汽车能源监控和补给网，该网的多个客户端应用子系统之间的通信架构成了电动汽车能源监控和补给网的远程系统，远程监控中心通过远程系统与电动汽车远程系统接口和电池更换系统连接，用远程监控中心的计算机控制电动汽车更换电池的各个步骤和实时监控电池组，降低了整个电动汽车换电系统和单个电动汽车换电池站的成本保障了电动汽车续航里程，为大规模普及电动汽车换电池模式提供了技术支持。

Description

云计算网络架构的远程监控的电动汽车能源监控和补给网

技术领域

本发明涉及一种云计算网络架构的远程监控的电动汽车能源监控和更换网，尤其是一种融合大数据与云计算技术、物联网技术、视频识别技术和多类型监测系统架构的远程监控的电动汽车能源监控和补给网。

背景技术

随着全球能源危机的不断加深和日益严重的环境污染，全球各大汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向。其中，电动汽车作为新一代的交通工具，由于其在节能减排、减少人类对传统化石资源的依赖方面具备传统汽车不可比拟的优势，越来越得到传统汽车领域的青睐，尤其是在电动汽车安全运行和监管的问题上，受到广泛关注，因此，用远程监控中心监控和更换电动汽车电池组成为电动汽车安全运行的重要组成部分。电动汽车大规模普及后，70％-80％的电动汽车将采用更换电池的方式补充能量。

本发明借鉴了以下专利或专利申请的优点克服了不足：

1.CN201510330809.5数字智能粮库综合管理系统；

2.CN201410053423.X计算机互联网多个机器人组成的电池组更换系统；

3.CN201510478027.6物联网控制的电动汽车底盘上的电池包更换和防暴系统；

4.CN201510520012.1一种用于电动汽车电池管理系统的远程监控；

5、CN201310549529.4机场运行指挥模拟训练系统及其模拟训练方法；

6、CN201510503916.3一种电动汽车远程监控方法。

发明内容

为了克服现有技术中不能远程监督和更换电动汽车动力电池，造成电动汽车续航里程短的缺陷，本发明提供了一种融合大数据与云计算技术、物联网技术、视频识别技术和多类型监测系统架构的远程监控的电动汽车能源监控和补给网。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：远程监控中心通过远程系统包括的无线电塔、GPS导航和其它卫星、蜂窝通信塔、无线路由器、无线路由器包括WiFi、IEEE802.11和IEEE802.15、有能力的远程设备、具有无线数据连接的远程计算机系统和服务器经由远程系统接口无线通信地与电动汽车连接,远程监控中心与电动汽车的数据远程传输终端模块通过GPRS进行双向通信，数据远程传输终端模块通过CAN总线与电池管理系统、通信子模块、GPRS子模块、供电子模块和微处理器进行双向通信，实时获取电池管理系统的数据，电池管理系统与多个电池组连接，实时获取多个电池组的运行状态参数。

电池更换系统包括的第一监控工作站、第二监控工作站、第三监控工作站、第一码垛机器人、第二码垛机器人、摆渡机器人、四柱举升机、钢轨、第一输送线和第二输送线通过本地工业以太网和有线无线网络连接，智能通信终端整合调度软件，调度软件和智能通信终端之间通过数字通信链路连接，前置服务器、数据服务器、打印机、配电系统通信管理机和用电信息采集终端通过本地工业以太网与电池更换系统的第一网络交换机和第二网络交换机连接，第一网络交换机和第二网络交换机通过本地工业以太网与上级系统的通信网关连接，电池更换系统的智能通信终端、第一网络交换机和第二网络交换机通过本地工业以太网与通信网关连接，电池更换系统的智能通信终端通过本地工业以太网与第一网络交换机和第二网络交换机连接，智能通信终端和电池更换系统之间通过CAN总线连接，以上设备内置的PLC(Programmable logicController，可编程序控制器)程序，能够控制电动汽车第一电池包和第二电池包的整个更换过程，故障信号、电机工作状态、温度、故障信号、功率、电压、电流、电池组温度、SOC、端电压、电流、电池连接状态和电池故障信号通过智能通信终端上传至调度软件，视频监控系统的视频服务器通过本地工业以太网与上级系统的通信网关连接，其中数据服务器能够存储监控系统历史数据，前置服务器能够采集和解析相关实时数据并转发给计算机，安防监控工作站用于视频监控系统的监视和控制，通信网关能够实现CAN总线和本地工业以太网之间的转换，网络交换机有24口，能够划分VLAN(Virtual Local Area Network)，虚拟局域网，实现客户端应用子系统、后台管理子系统、数据传输网络子系统和前端数据采集与控制子系统之间的通信，第一监控工作站、第二监控工作站和第三监控工作站是在远程监控中心出现失误后的应急备用系统。

本发明的有益效果是，本发明的多个客户端应用子系统之间的通信架构成了电动汽车能源监控和补给网的远程系统，远程监控中心通过远程系统与电动汽车远程系统接口和电池更换系统连接，用远程监控中心的计算机控制电动汽车更换电池的各个步骤和实时监控电池组，降低了整个电动汽车换电系统和单个电动汽车换电池站的成本保障了电动汽车续航里程，为大规模普及电动汽车换电池模式提供了技术支持。

附图说明

图1是本发明云计算网络架构的远程监控的电动汽车能源监控和补给网的系统框图；

图2是本发明的电动汽车电池更换站的系统框图；

图3是本发明的远程监控中心的系统框图；

图4是本发明的远程监控中心的系统席位构成的框图；

图5是本发明的远程监控中心的满电电池供应计划编辑器框图；

图6是本发明的远程监控中心的数据和语音终端的框图；

图7是本发明的控制中心的框图；

图8是本发明的远程监控中心的换电站操作员控制系统的结构图；

图9是本发明的电动汽车内部主显示屏的示意图；

图10是本发明的配置在主显示器显现的用户界面的控制系统的框图；

图11是本发明的在主显示屏上显现的设置图标的框图；

图12是本发明的电动汽车远程监控方法的结构示意图；

图13、图14和图15是本发明的数据远程传输终端模块和BMS主控制器的框图；

图16和图17是本发明的第一、二电池包的框图；

图18是本发明的电动汽车底盘上的电池包更换系统的剖视图；

图19是本发明的控制第一、二电池包机器人系统的框图；

图20和图21是本发明的电池更换系统硬件连接示意图；

图22是本发明的码垛机器人的俯视图；

图23是本发明的摆渡机器人的系统机构的左视图；

图24是本发明的摆渡机器人的系统机构的主视图；

图25是本发明的摆渡机器人控制系统的框图；

图26和图27是本发明的自动调平液压举升机的结构示意图；

图28是本发明的码垛机器人主视图；

图29是本发明的码垛机器人抓手结构示意图。

具体实施方式

在图1中，第一互联网5通过第一防火墙7与云服务器9连接，云服务器9与数据库8连接，云服务器9与云主机10连接，云服务器9通过第二防火墙11与第二互联网13连接，第二互联网13与有线、无线混合组网14连接，有线、无线混合组网14与前端数据处理与存储器16连接，前端数据处理与存储器16通过中继20与电池更换系统19连接，前端数据处理与存储器16通过中继20与视频服务器21连接。

客户端应用子系统4包括远程监控中心1、电动汽车3和电动汽车远程控制接受信号系统和计算机终端及应用软件，远程监控中心1和电动汽车远程控制接受信号系统和计算机终端及应用软件提供包括实时/定时监控、记录查询、数据分析与打印、视频显示与回放在内的综合服务功能。

后台管理子系统12的数据库8、云主机10、第一防火墙7和第二防火墙11与云服务器9连接并提供云计算、云管理和云存储服务对各类终端采集的数据进行自动分析并根据分析结果自动发送调节现场控制设备的指令，为跨平台的电动汽车3用户提供客户端接入服务并及时响应授权用户的监控需求，并将电动汽车电池更换站42的数据及处理结果反馈到用户端，后台管理子系统12实时对视频数据进行自动分析，若发现异常行为，后台管理子系统12及时通过客户端应用子系统4向电动汽车3用户发送预警和报警信号。

数据传输网络子系统18融合了有线/无线局域网、3G/4G移动互联网、宽带互联网的网络与通信协议的综合系统，采用Protobuf规范定义电动汽车电池更换站42全部设备与管理平台之间所交换数据、指令的格式和标准，按照上层业务协议将3G模块和管理平台之间传输的数据封装成UDP和TCP数据包，并采用数据奇偶校验与消息丢失重发机制确保数据通信可靠；在电动汽车电池更换站42全部设备与管理平台的通信过程中采用基于TCP协议的传输算法。

在图1和图2中，前端数据采集与控制子系统由前端控制器、前端数据处理与存储器16、监控主机、监控分机以及分布在监控现场的监控终端构成。

监控主机和监控分机以及分布在监控现场的安装监控终端的有第一码垛机器人43、第二码垛机器人44、摆渡机器人45、四柱举升机341、钢轨230、第一输送线342和第二输送线343，前端控制器和前端数据处理与存储器16在接收到操控命令后，协调监控主机、监控分机和监控终端完成数据的采集、简单处理和存储功能，并及时上传数据，监控分机装配16路数据接口和控制接口，完成对16路现场数据的采集和回送控制信号调节现场设备，每路标准测控接口提供电源、地、数据三类标准总线；监控终端采用全景高点智能监控，全景高点智能监控采用全景摄像机与跟踪抓拍摄像机联动方式，在实现宏观大场景监视的同时，对监控范围内多个目标进行持续跟踪和细节信息捕捉，并能够抓拍、保存特征图片，系统能够自定义警戒区域并对进出警戒区域的运动目标数进行统计，同时对越过警戒区的物体进行实时报警，在电动汽车电池更换站42的出入区域安装摄像机，摄像机对进出的电动汽车3进行拍摄，拍摄图像保存为24位真彩色图像，格式为JPEG压缩格式；图像保存采用循环覆盖方式，车牌号码为系统进行自动图像识别的结果，所有电动汽车3的信息包括图像路径均保存在数据库8中。

在图2中，电动汽车3车载装置主控制器23包括CAN总线通信模块28、3G/4G无线通信模块26、GPS数据接收处理模块25和用户交互模块22，CAN总线通信模块28通过SPI总线与主载装置主控制器23双向连接，3G/4G无线通信模块26、GPS数据接收处理模块25和用户交互模块均通过串口与车载装置主控制器23双向连接。

在图3～图7中，远程监控中心1包括大屏液晶显示屏47、大屏显示控制主机49、网络交换机50、图形拼接控制器48、图形工作站46、图形工作站组控制主机53、主服务器54、二级服务器55、数据和语音终端56，大屏液晶显示屏47与大屏显示控制主机49电通信连接，大屏显示控制主机49内部安装有控制大屏液晶显示屏显示是否、显示内容、显示区域的显示控制模块，大屏液晶显示屏47和大屏显示控制主机49分别与图形拼接控制器48电通信连接，图形拼接控制器48与图形工作站46电通信连接，图形拼接控制器48内部具有从图形工作站46中调取图形、视频和音频并完成组合和拼接的调取拼接模块，网络交换机50分别与图形工作站46、图形拼接控制器48、图形工作站组控制主机53、主服务器54、二级服务器55、数据和语音终端56一一对应电通信连接，图形工作站组控制主机53分别与图形工作站46、主服务器54、二级服务器55、数据和语音终端56一一对应电通信连接，图形工作站组控制主机53内部安装有控制图形工作站中图形、视频和音频的存储、移动、显示和删除的图形控制模块，图形工作站组控制主机53内部还安装有从主服务器54、二级服务器55、数据和语音终端56中收集图形、视频和音频的图形收集模块，图形收集模块电通信连接摄像头，主服务器54和二级服务器55能够处理数据和语音终端56中的语音和数据信息。

在图4中，远程监控中心1由多个席位构成，每个席位都运行相同的软件，包括有：

一、电池更换协调监控席位58：通过显示软件和计划调度软件对电动汽车3更换电池的进度进行监视和控制。

二、电池计划席位59：主要为电动汽车电池更换站42指挥系统处理相关电池需要信息，发布电池供应计划并协助协调电池供应状态。

三、电池运输管理席位60：以软件的方式对电池分配以及电池运输车辆的调度，达到电池按计划运到各个电动汽车电池更换站42。

四、应急救援指挥席位61：以换电站三维网格化的资源配置图的方式给指挥员提供换电车辆资源分配情况数据，指挥员根据展现的换电车辆分配数据协调相关的部门和单位对电动汽车电池更换站42运行时需要的换电车辆进行调度。

五、换电站操作员席位62：主要具体操作电动汽车电池更换站42电池更换过程。

在图5中，满电电池供应计划编辑器84用于对电池供应计划的制作，电池供应分配软件以甘特图的方式为各个电动汽车电池更换站42分配电池，并以图形的方式表现各个电动汽车电池更换站42的电池供应占用情况，电动汽车电池亏电报警自动处理软件94模块为软件模块，该软件用于接收处理电动汽车3亏电报警信息，更新电池的状态，电话软件99为软件模块，该软件用于整套系统的电话协调，满电电池分配软件64为软件模块，该软件以网格化的方式表现满电电池资源分配情况，为特殊情况的处理提供资源和方案信息，数据服务器软件模块用于该系统中相关数据的分发处理，还具有该系统中所有软件的数据管理功能。

在图6中，端组中的各个席位按照该席位相应的权限和工作要求、制定计划发布控制指令，包括图形和电话音频指令的控制指令数据传输至网络交换机50，网络交换机50将控制指令数据传输至主服务器54和二级服务器55，经过主服务器54和二级服务器55的逻辑处理，然后将处理后的数据传输至图形拼接控制器48上，图形拼接控制器48智能化地实现各种数据的拼接、组合等操作，最后在大屏液晶显示屏47中显示出来，PDA控制器52发布包括图形和电话音频控制指令传输到网络交换机50，网络交换机50将控制指令数据传输至主服务器54和二级服务器55，经过主服务器54和二级服务器55的逻辑处理，然后将处理后的数据传输至图形拼接控制器48上，图形拼接控制器48智能化地实现各种数据的拼接和组合操作，最后在大屏液晶显示屏47中显示出来，在大屏液晶显示屏47能够及时地显示出各种终端以及摄像头的数据信息，便于终端各个席位的操作人员得到电动汽车电池更换站42的信息数据后，进行操作。

远程监控中心1有数据终端、语音终端、图形工作站46、PDA控制器52，大屏显示控制主机49的显示控制模块具有16种显示控制模式，通过图形拼接控制器48实现大屏液晶显示屏47的16种显示模式的选取和切换，大屏液晶显示屏47为大屏幕显示器，远程监控中心1包括大屏液晶显示屏47、大屏显示控制主机49、网络交换机50、图形拼接控制器48、图形工作站46、图形工作站组控制主机53、主服务器54、二级服务器55、数据和语音终端56，网络交换机50分别与图形工作站46、图形拼接控制器48、图形工作站组控制主机53、主服务器54、二级服务器55、数据和语音终端56一一对应电通信连接；大屏液晶显示屏47用于显示图形拼接控制器48拼接后的图形、视频和音频资料，图形拼接控制器48用于从图形工作站46中调取图形、视频和音频并完成组合和拼接工作，图形工作站组控制主机53用于控制图形工作站46中图形、视频和音频的存储、移动、显示和删除操作；网络交换机50与图形工作站46、图形拼接控制器48、图形工作站组控制主机53、主服务器54、二级服务器55、数据和语音终端56之间对应的数据通讯；服务器由主服务器54和二级服务器55构成，终端由数据和语音终端56构成，主服务器54用于接收和控制数据终端的数据信息，二级服务器55用于接收和控制语音终端的语音信息；大屏显示控制主机49电通信连接有无线接收器51，无线接收器51通过无线通讯方式通信与PDA控制器52连接，数据终端发出的数据指令信息通过网络交换机50传输给主服务器54，通过主服务器54进行逻辑运算处理，将数据信息和处理结果通过大屏液晶显示屏47和数据终端的液晶显示屏显示出来，语音终端发出的语音指令信息通过网络交换机50传输给二级服务器55，通过二级服务器55进行逻辑运算处理，将语音信息和处理结果通过大屏液晶显示屏47和语音终端的液晶显示屏显示出来，PDA控制器52发出的数据、语音指令信息通过无线通讯方式传输给无线接收器51，无线接收器51将数据、语音信息通过大屏显示器控制主机49传输给图形拼接控制器48，通过主服务器54、二级服务器55的逻辑运算处理，将数据、语音信息和处理结果通过大屏液晶显示屏47和PDA控制器52的液晶显示屏显示出来，图形工作站组控制主机53通过网络交换机50将数据信息传输给主服务器54，通过主服务器54进行逻辑运算处理，将数据信息和处理结果通过大屏液晶显示屏47显示出来。

在图7中，换电站操作员席位62为计算机，换电站操作员席位62内部安装有控制中心105，控制中心105与电池供应计划编辑器106、电池资源分配显示软件模块107、电动汽车电池亏电报警自动处理软件模块108、电话软件模块109、电池计划调度软件模块110和数据服务器软件模块111电连接。

在图8中，远程监控中心1的电池更换协调监控席位58、电池计划席位59、电池运输管理席位60、应急救援指挥席位61和换电站操作员席位62构成如下：支撑杆113为一体化设计的弧形结构，该弧形结构从座椅115的背后搭建，向座椅前方延伸，支撑杆113的顶部为横向部112，横向部112趋于水平；视觉感知单元114与横向部112伸缩性连接，视觉感知单元114能够实现伸缩调节，支撑杆113与支撑底座119之间通过铰链铰接和通过铰轴连接，从而使得支撑杆113能够调整倾斜角度；换电站操作员可根据自身需求调节支撑杆113向前倾斜和向后倾斜；在支撑底座119上还设计有第一导轨118、第二导轨121、第三导轨120；辅助单元116与支撑底座119之间的支撑点落在第一导轨118上，使得操作单元116能够沿着第一导轨118前后移动；座椅115与支撑底座119之间的支撑点落在第三导轨120上，使得座椅115能够沿着第三导轨120前后移动，视觉感知单元114和操作单元116与各个席位运行的软件相同。

在图9～图11中，远程监控中心1通过远程系统与电动汽车3连接监控电池组164，远程监控中心1通过远程系统包括的无线电塔、GPS导航和其它卫星、蜂窝通信塔2、无线路由器、无线路由器包括WiFi、IEEE802.11和IEEE802.15、有能力的远程设备、具有无线数据连接的远程计算机系统和服务器经由远程系统接口134无线通信地与电动汽车3连接,监控电池组164。

主显示器123在电动汽车3的内部驾驶员座椅和前乘客座椅上的用户可访问的中心控制台122的一部分，主显示器123用于显现视觉信息和从电动汽车3内的一个和多个用户接收用户输入的用户界面设备，当电动汽车3进入远程系统的通信范围时建立与远程系统的通信链路，确定用于与远程系统交互的一个和多个选项，以及响应于电动汽车3进入通信范围而在触敏主显示器123上显示一个和多个可选择的图标，选择所显示的图标可发起用于与远程系统交互的一个和多个选项，车辆远程系统345包括控制换电池请求136、卸载第一电池包137、卸载第二电池包144、安装第一电池包138、安装第二电池包145、监控电动汽车和电池包139、监控第一电池包140、监控第二电池包146、第一电池包温度显示141和第二电池包温度显示147。

在图10中，用户界面简直系统124包括用户界面设备130、通信接口132和处理电路125，处理电路125包括处理器126和存储器127，用户界面设备130包括主显示器131，主显示器131用于显现应用并提供用于与一个和多个本地和远程系统交互的详细信息和选项，主显示器131是触敏显示器，主显示器131包括能够检测基于触摸的用户输入的触敏用户输入设备，主显示器131包括多个旋钮、按钮和触觉用户输入，主显示器131由液晶显示器(LCD)、等离子体、薄膜晶体管(TFT)和阴极射线管(CRT)中任何技术构成，主显示器131是嵌入式显示器、独立显示器、便携式显示器和安装在可移动臂上的显示器。

用户界面简直系统124包括通信接口132，通信接口132包括车辆系统接口133、远程系统接口134和移动设备接口135，远程系统接口134连接用户界面简直系统124和电动汽车各个系统之间的通信，远程系统接口134允许户界面简直系统124与车辆系统的GPS导航系统、引擎控制系统、传输控制系统、HVAC系统、电池监控系统、定时系统、速度控制系统和防锁制动系统通信，远程系统接口134是对电动汽车部件进行互联的电子通信网络，经由远程系统接口134连接的电动汽车车辆系统344从电动汽车传感器的速度传感器、电池温度传感器和压力传感器以及远程传感器和设备的GPS卫星和无线电塔接收输入，由电动汽车车辆系统344接收的输入经由远程系统接口134传递到户界面简直系统124，经由远程系统接口134接收的输入由上下文模块128建立电动汽车上下文，远程系统接口134能够使用USB技术、IEEE1394技术、光学技术、串行、并行端口技术和有线链路来建立有线通信链路,远程系统接口134包括配置成控制和促进车辆系统通信活动的硬件接口、收发机、总线控制器、硬件控制器和软件控制器，远程系统接口134是互联网络、控制器区域网、CAN总线、LIN总线、FlexRay总线、面向媒体的系统传输、关键字协议2000总线、串行总线、并行总线、车辆区域网、DC-BUS、IDB-1394总线、SMARTwireX总线、MOST总线、GA-NET总线和IE总线。远程系统接口134使用多个无线通信协议建立用户界面简直系统124与车辆系统344和硬件部件之间的无线通信链路，远程系统接口134经由蓝牙通信协议、IEEE802.11协议、IEEE802.15协议、IEEE802.16协议、蜂窝信号、共享无线访问协议-绳访问(SWAP-CA)协议、无线USB协议、红外协议和无线技术支持通信，

用户界面简直系统124配置成经由远程系统接口134在两个和多个车辆系统344之间对信息进行路由，用户界面简直系统124经由车辆系统接口133和远程系统接口134在车辆系统344和远程系统之间对信息进行路由，用户界面简直系统124经由车辆系统接口133和移动设备接口135在车辆系统和移动设备之间对信息进行路由。

通信接口132包括远程系统接口134，远程系统接口134在用户界面简直系统124和远程系统之间通信，通过远程系统与远程监控中心1之间的通信，远程系统是在电动汽车3外部能够经由远程系统接口134与用户界面简直系统124交互的系统和设备，远程系统包括无线电塔、GPS导航和其它卫星、蜂窝通信塔2、无线路由器、无线路由器包括WiFi、IEEE802.11和IEEE802.15、有能力的远程设备、具有无线数据连接的远程计算机系统和服务器、能够经由远程系统接口134无线通信的远程系统，远程系统能够在其本身当中经由远程系统接口134交换数据。

用户界面简直系统124包括处理电路125、处理器126和存储器127，处理器126为通用处理器、专用集成电路(ASIC)、一个和多个现场可编程门阵列(FPGA)、CPU、GPU、一组处理部件、适当的电子处理部件，存储器127包括用于存储用于完成和促进各种过程、以及包括RAM、ROM、闪存、硬盘存储器的模块的数据和计算机代码的一个和多个设备，存储器127包括易失性存储器和非易失性存储器，存储器127包括数据库部件、对象代码部件、脚本部件，存储器127经由处理电路125通信连接到处理器126，用于执行一个和多个过程的计算机代码。

在图12中，电动汽车3的车载智能终端实时采集电动汽车3的信息，电动汽车3的实时状态、告警信息，并将该信息通过网络通信传输给远程控制中心1，采集的电动汽车3的信息包括电动汽车3的BMS、VCU、电表信息和告警信息，数据网络通讯方式包括GPRS无线传输方式，远程控制中心1从车载智能终端上获取电动汽车3的GPS信息，远程控制中心1获取电动汽车3的GPS信息能够配合车辆地图服务模块153，结合车载智能终端上传的GPS信息，获取电动汽车3运行时的实时地理位置信息，通过电动汽车3的位置定位，观测电动汽车3运行的路况，以及周边的环境，距离目的地的远近程度和周边是否有电动汽车电池更换站42，从而根据告警阈值分析，择优选择电动汽车3进行处理。

远程控制中心1和与车通讯互动模块156连接并获取电动汽车3的信息，结合对应的电动汽车3的配置参数、告警阈值通过远程控制中心1进行分析，形成下发给电动汽车3的指令，电动汽车3的智能终端能够直接把电动汽车3的信息数据传输给远程控制中心1，车辆前置通讯服务模块150接受来自电动汽车3的基本信息的数据，存入电动汽车3的车辆前置通讯服务模块150中的前置实时库，通过电动汽车3的车辆前置通讯服务模块150中的数据监视工具，对存入的信息进行实时监测，利用数据告警服务能够根据实际需求生成智能告警信息，电动汽车3的车辆前置通讯服务模块150中的数据迁移服务将电动汽车3的数据发送给数据迁移服务模块149进而发送给远程控制中心1，远程控制中心1接受来自上级车辆运营监控系统152对电动汽车3下发相应的远程提示和告警指令是：需要换电池、延时下降功率和需要停车。

远程控制中心1对新加入的电动汽车3的信息进行分析，通过上级车辆运营监控系统152对新加入的电动汽车3下发指令，决定新电动汽车3能否入网运行，远程控制中心对告警信息进行分析，通过分析告警信息的严重程度，上级车辆运营监控系统152会依据其严重程度，对新电动汽车3下发不同的指令，决定新电动汽车3是否需要优先处理，从而保证电动汽车3的运行安全，除了对电动汽车3下发相应的指令，还能够配合电动汽车公共服务互动平台148，通过数据转发服务模块151利用以太网、RS485、CAN、GPRS等通讯方式，从远程控制中心1获取电动汽车的信息的数据，远程控制中心1与电动汽车3再次建立通讯连接，将各个指令通过网络通讯方式，传输给对各电动汽车3的车载智能终端，用户按照车载智能终端获取的指令对电动汽车3进行处理。

在图13中，数据远程传输终端模块158包括供电子模块159、电池监控系统160、通信子模块161、微处理器162、GPRS子模块163、多个电池组164和电池管理系统165，供电子模块159同时和通信子模块161、微处理器162和GPRS子模块163连接，通信子模块161和微处理器162连接，微处理器162和GPRS子模块163连接，电池监控系统160和GPRS子模块163连接，电池管理系统165与多个电池组164连接，多个电池组164给电动汽车3供电，电池管理系统165用于获取多个电池组164的运行状态参数，多个电池组164的运行状态参数包括电池单体电压、多个电池组164总电压、多个电池组164充放电电流、电池温度，多个电池组164的运行状态参数用于判断电池的热电状态时否正常，这些参数被作为输入量用于多个电池组164的综合状态分析和分析SOC和SOH。

供电子模块159分别与通信子模块161、微处理器162和GPRS子模块163连接，用于给通信子模块161、GPRS子模块163和微处理器162供电，供电子模块159为车载24V电源，在供电时，需要将24V直流电源进行转换后再供电，微处理器162是整个数据远程传输终端模块158的监控中心，由其完成GPRS子模块163的配置和对电池管理系统165上传数据的预处理，远程监控中心1通过GPRS子模块163与数据远程传输终端模块158进行双向通信，远程监控中心1与GPRS子模块进行双向通信，远程监控中心1在实时获取电池管理系统165数据的同时，对数据进行协议解析，直观显示给用户并提供数据的分析和回放功能。

数据远程传输终端模块158采用GPRS DTU，GPRS DTU作为车载数据远程传输终端模块158搭载在BMS内部CAN网络上，数据远程传输终端模块158通过CAN总线与电池管理系统165双向通信，数据远程传输终端模块158包括通信子模块161、GPRS子模块163、供电子模块159和微处理器162，通信子模161包括一个CAN接口和至少两个串口，通信子模块161通过CAN接口与电池管理系统165通信，接收电池管理系统165上传的CAN报文信息，通信子模块161通过串口与GPRS子模块163通信，通信子模块161预留RS232接口，PC机通过该接口配置GPRS DTU，GPRS子模块163采用GPRS通信方式与远程监控中心1进行通信，通信协议采用TCP/IP协议，GPRS子模块选取SIM900A芯片实现GPRS功能。

在图14和图13中，电池管理系统165包括BMS主控器166，电流采集子模块167用于采集多个电池组164的充放电电流，电压采集子模块168用于采集电池单体电压和多个电池组164的总电压，温度测量子模块169用于测量电池温度，SOC估算子模块170用于估算电池的剩余电量，保证合理地使用电池防止电池过放和过充延长电池的使用寿命，显示子模块171为触摸屏用于显示电动汽车3的运行状态参数和运行情况，充放电管理子模块172根据实际需要合理管理充放电过程，保证充放电过程的安全性，数据通信子模块173用于实现电动汽车3与车载数据远程传输终端模块158和人机交互界面的数据交换与共享，电池均衡子模块174用于判断电池单体电压是否一致，出现电池的不均衡状态时候自动进行均衡处理，电池故障诊断子模块175用于在电池发生过充和过放意外情况时提醒用户故障位置，避免更大事故和安全问题的发生，上述各个子模块单独供电，并通过系统内部CAN总线进行信息交互，电池管理系统165的BMS主控器166作为系统主节点通过内部CAN总线与电流采集子模块167、电压采集子模块168、温度测量子模块169、SOC估算子模块170、显示子模块171、充放电管理子模块172、数据通信子模块173、电池均衡子模块174和电池故障诊断子模块175进行通信，并获取电池运行状态参数的数据。

在图15中，内部包括存储器179、GSM基带180、GSM射频181，外部设置有天线接口176、视频接口177、电源接口178、UART接口182、LCD接口183、SIM接口184和GPIO/键接口185。

在图18、图1和图13中，远程监控中心1对电池的监控和紧急情况的处理：电动汽车3在运行时，远程监控中心1与数据远程传输终端模块158通过GPRS进行双向通信，电池管理系统165与多个电池组164连接，实时获取多个电池组164的运行状态参数，数据远程传输终端模块158通过CAN总线与电池管理系统165、通信子模块161、GPRS子模块163、供电子模块159和微处理器162进行双向通信，在实时获取电池管理系统165数据的同时，对数据进行协议解析，直观显示给用户，并提供数据的分析和回放功能，第一电池包186突然达到预警温度时，远程监控中心1马上通知用户在车载电池更换系统196上进行运行切换，由第一电池包186切换到第二电池包189，第一电池包186温度超过预警温度还在升高，远程监控中心1马上通知用户配合后，启动控制第一电池包机器人系统193开始工作，在动力装置的带动下第二机械手连杆202下端安装的第一托架203随第二机械手连杆202一起做脱离第一电池包186的移动，第一托架203上的第一承重平台210逐渐脱离第一电池包第二固定平台187，第一托架203与第一电池包186脱离，第一电池包186自动脱落离开电动汽车底盘掉到路面上，第二电池包189突然达到预警温度150°时，马上进行运行切换，由第二电池包189切换到第一电池包186，第二电池包189温度超过预警温度还在升高，远程监控中心1马上通知用户配合后，立即启动控制第二电池包机器人系统199开始工作，在动力装置的带动下第二机械手连杆197下端安装的第二托架206随第二机械手连杆197一起做脱离第二电池包189的移动，第二托架206上的第二承重平台214逐渐脱离第二电池包第二固定平台192，第二托架206与第二电池包189脱离，第二电池包189自动脱落离开电动汽车底盘掉到路面上，第一电池包186和第二电池包189同时达到预警温度150°温度还在在升高并且无法控制，远程监控中心1马上通知用户配合后，同时启动控制第一电池包机器人系统193做脱离第一电池包186的移动和第二电池包机器人系统199做脱离第二电池包189的移动，同时抛掉第一电池包186和第二电池包189。

在图20、图21、图22、图1和图2中，电池更换系统19包括的第一监控工作站29、第二监控工作站30、第三监控工作站27、第一码垛机器人43、第二码垛机器人44、摆渡机器人45、四柱举升机341、钢轨230、第一输送线342和第二输送线343通过本地工业以太网和有线无线网络连接，智能通信终端41整合调度软件，调度软件和智能通信终端41之间通过数字通信链路连接，前置服务器34、数据服务器35、打印机31、配电系统通信管理机37和用电信息采集终端38通过本地工业以太网与电池更换系统19的第一网络交换机40和第二网络交换机36连接，第一网络交换机40和第二网络交换机36通过本地工业以太网与上级系统33的通信网关32连接，电池更换系统19的智能通信终端41、第一网络交换机40和第二网络交换机36通过本地工业以太网与通信网关32连接，电池更换系统19的智能通信终端41通过本地工业以太网与第一网络交换机40和第二网络交换机36连接，智能通信终端41和电池更换系统19之间通过CAN总线连接，以上设备内置的PLC(Programmable logicController，可编程序控制器)程序，能够控制电动汽车3第一电池包186和第二电池包189的整个更换过程，故障信号、电机工作状态、温度、故障信号、功率、电压、电流、电池组温度、SOC、端电压、电流、电池连接状态和电池故障信号通过智能通信终端41上传至调度软件，视频监控系统39的视频服务器21通过本地工业以太网与上级系统33的通信网关32连接，其中数据服务器35能够存储监控系统历史数据，前置服务器34能够采集和解析相关实时数据并转发给计算机，安防监控工作站用于视频监控系统39的监视和控制，通信网关32能够实现CAN总线和本地工业以太网之间的转换，网络交换机有24口，能够划分VLAN(Virtual Local Area Network)，虚拟局域网，实现客户端应用子系统4、后台管理子系统12、数据传输网络子系统18和前端数据采集与控制子系统16之间的通信，第一监控工作站29、第二监控工作站30和第三监控工作站27是在远程监控中心1出现失误后的应急备用系统。

在图18～图19中，在车载电池更换系统196中，控制第一电池包机器人系统193和控制第二电池包机器人系统199包括的总控制器224、液压控制器220和伺服电机控制器225，液压控制器220和伺服电机控制器225与总控制器224连接，液压控制器220与多路减压放大器221连接，多路减压放大器221与电液比例阀222连接，电液比例阀222与带动第二机械手连杆197上下移动的油缸223连接，伺服电机控制器225与多路伺服放大器227连接，多路伺服放大器227与带动第二机械手连杆197转动的伺服电机228相连接，伺服电机228通过减速机229与第二机械手连杆197连接；液压控制器220与位移传感器21连接，液压控制器220与压力传感器218连接；位移传感器217用于检测第二机械手连杆197的移动距离，压力传感器218用于检测油缸223内液压油压力；伺服电机控制器225与光电编码器226连接，光电编码器226用于检测减速箱255动力输出轴转速，总控制器224与显示屏216连接，总控制器224与摄像机219连接，总控制器224与显示屏216连接，摄像机219用于摄录第二机械手连杆197活动状况，显示屏216用于显示第二机械手连杆197活动状况，液压控制器220通过CAN总线与总控制器224通信，伺服电机控制器225通过CAN总线与总控制器224通信，总控制器224通过RS232数据线接收遥控端指令，通过CAN总线分配任务给液压控制器220和伺服电机控制器225控制第二机械手连杆197各执行机构动作，液压控制器220的输出端与多路减压放大器221连接，通过电液比例阀222对油缸223进行控制，伺服电机控制器225的输出端与多路伺服放大器227连接，多路伺服放大器227的输出端与伺服电机228连接通过伺服电机228对减速箱229进行控制，通过摄像机219对环境进行采集，通过显示屏216显示第二机械手连杆197的操作过程，并通过在机器人的第二机械手连杆197上设置位移传感器217，避免自体和外界环境的碰撞。

在图23和图24中，摆渡机器人45包括X轴、Z轴、R轴三个方向的自由度，依次为直线行走机构257、液压举升机构255和角度纠偏机构252，直线行走机构257位于摆渡机器人45的底部包括滑轮271、万向联轴器258、皮带266、第一伺服电机272、第一减速机267和底座256，前端两个滑轮为机器人动力装置与一组万向联轴器连接，后端两个滑轮为从动装置，第一伺服电机272与配套的第一减速机267胀套连接，通过皮带实现第一减速机267与滑轮271的动力传输，驱动滑轮271在钢轨230上直线行走，直线行走机构257下端布置有3个光电开关，依次与原点挡片和前后两个极限挡片配合，提供给PLC控制系统273到位开关信号，实现摆渡机器人45原点搜索和复位，并杜绝其越界运行，前极限挡片、原点挡片及后极限挡片沿铺设的直线滑轨依次排列，原点挡片位于前后极限挡片中间，液压举升机构255位于直线行走机构257底座的上部，包括两个液压伸缩缸，一级液压缸269位于二级液压缸259的下部，一级液压缸269完全伸出后，二级液压缸259开展伸缩运动，一、二级液压缸一侧分别焊接横梁并布置有防转梁，防转梁与位于一级液压缸焊接横梁及底座焊接横梁上的两个防转孔配合，防止电池随液压机构255举升过程中的旋转，一、二级液压缸另一侧分别设置有齿条254、编码器253、挡片和第一接近开关，挡片与接近开关相配合，第一接近开关设置于一级液压缸焊接横梁的底端，当一级液压缸269完全伸出，挡片触发接近开关的开关信号，二级液压缸259开始伸缩运动，位于二级液压缸259侧面上的齿条254通过齿轮与编码器253啮合，通过计算编码器253转数获取二级液压缸259上升高度，编码器253与PLC控制系统273连接，PLC控制系统273开始高速计数，角度纠偏机构252位于液压举升机构255的上端包括安装法兰260、大、小齿轮261、第二伺服电机265和第二减速机264，二级液压缸259上安装有安装法兰260，第二伺服电机265、第二减速机264、大、小齿轮261依次布置于安装法兰260上，第二伺服电机265上端安装小齿轮，二级液压缸259上安装大齿轮，大、小齿轮机械啮合，随第二伺服电机265驱动配合旋转，大齿轮下端布置有挡片，安装法兰260上布置3个第二接近开关，大齿轮在旋转过程中依次触发旋转左右极限、原电复位开关信号，确保大齿轮在规定的范围内旋转动，角度纠偏机构252上端安装有电池包托盘263，大齿轮旋转圆心与电池包托盘263重心同心，电池包托盘263安装有四个限位块262，与待换电动汽车3电池组箱底部四个突起耦合，可实现电池外箱位置微调和可靠固定，电池包托盘263上安装有超声测距传感器281和DMP传感器282，超声测距传感器281用于测量电池包托盘263到待换电电动汽车3底盘的距离，DMP传感器282与安装于待换电电动汽车3底盘上的反光板配合，搜寻计算反光板靶点位置，获取摆渡机器人45与待换电池电动汽车3的水平角度偏差，直线行走机构257、液压举升机构255联动，只有摆渡机器人45直线行进和垂直举升到达设定位置时，角度纠偏机构252才开始动作，只有角度纠偏机构252上的电池包托盘263达到预期效果，液压举升机构255才重新开始动作，直线行走机构257和角度纠偏机构252采用伺服电机驱动，驱动电机与相应的编码器连接，各编码器与相应的驱动器连接，驱动器发送位置脉冲信号给伺服电机，编码器将采集的电机旋转信息传递回驱动器，形成位置模式全闭环控制。

在图25中，摆渡机器人45控制系统框图中PLC控制系统273为摆渡机器人45动作控制的核心部分，包括触摸屏284、无线通信模块285、欧姆龙PLC控制器274、A/D模块275、D/A模块276，无线通信模块285通过第二串口RS130与触摸屏284通信，欧姆龙PLC控制器274通过第一串口RS126与触摸屏284通信，触摸屏284通过工业以太网与后台监控系统283通信，超声测距传感器281、DMP传感器282、液压比例流量阀279、编码器280、接近开关277和光电开关278与PLC控制系统273实时数据传输通信，超声测距传感器281和DMP传感器282与PLC控制系统273中的A/D模块275连接，将传感器采集的模拟信号转化为数字信号并传送给PLC控制系统273，液压比例流量阀279与PLC控制系统273中的D/A模块276连接，将PLC控制系统273的数字控制信号转化为模拟流量控制信息，实现对液压举升机构255的速度控制，编码器280与PLC控制系统273的A/D模块275连接，编码器280采集二级液压缸259单侧齿条的上升高度，经过计算获取二级液压缸259举升距离，将该数据反馈给PLC控制系统273，形成举升过程中的全闭环控制，接近开关277和光电开关278与PLC控制系统273中的欧姆龙PLC控制器274连接，实时传输摆渡机器人45各自由度的极限位置信息，触发PLC控制系统273的中断模式及高速计数模式，实现摆渡机器人45在规定范围内的准确、快速动作。

在图26中，四柱举升机341由第一立柱293、第二立柱288、第三立柱286、第四立柱287、悬臂梁297、横梁289、承车跑板292和上车斜板290组成，在第一立柱293和第二立柱288之间的横梁上设置开口298，便于摆渡机器人45进入四柱举升机341内部，在第三立柱286和第四立柱287之间设置横梁289，在第一立柱293、第二立柱288、第三立柱286和第四立柱287上安装移动架306，移动架306通过上下运动提升承车跑板292至合适的位置，上车斜板290与承车跑板292连接在一起，方便电动汽车3上下四柱举升机341的承车跑板292。

在图27中，举升机固定架308的底部对称地设有4个以上滚动轮303，每台举升机立柱由固定架308、动力单元302、液压缸307、起重链条301、检测板300、检测开关299、移动架306、链轮座305和链轮304连接构成，固定架308的桩柱内固定连接条状检测板300，该检测板300设有等分的若干缺口，移动架306上端的底部设有检测开关299，检测开关299与检测板300相配套，当检测板300处于检测开关299检测范围内，检测开关299便能输出信号，检测板300上开有缺口，当检测开关299检测到缺口时，检测开关299不输出信号，如此往复，检测开关299产生的信号通过数据线连接控制器296并进行计算，同时将控制器296计算出的数据通过数据线连接显示面板295显示，移动架306的上端设有链轮座305及链轮304，链轮304配套起重链条301，起重链条301一端连接移动架306，另一端连接固定架308。液压缸307的一端连接固定架308的底座，另一端连接链轮座305。当液压缸307升降时，带动链轮座305上的链轮304转动，连带起重链条301运行，移动架306随之升降的同时，检测板300和检测开关299工作并产生电信号。

在图28、图29和图22中，码垛机器人309将码垛机器人抓手325通过抓手连接法兰321安装在手腕基座318下部，操作控制系统通过控制电缆线，接通回转机座传动电机314、立臂传动电机243、抓手传动电机319和横臂传动电机249的电源，启动上述4个传动电机，回转机座传动电机314能够根据码垛物件位置，启动回转机座作左右180°回转，启动立臂传动电机243、横臂传动电机249通过三个平行四杆机构和三运动副机构作用使横臂248、连杆三317通过手腕基座318带动码垛夹具作上下移动，以便将所要码垛物件抓取码垛在所需位置，横臂传动电机249传动时，通过平衡块312、连杆一310传动横臂上下运动，并带动连杆三317一起上、下运动，由于横臂传动电机减速器通过平衡块安装支架安装平衡块312，在横臂248前端连接的手腕基座318下部码垛夹具在抓取码垛物件时起重量平衡作用，使码垛机器人309工作时平衡安全，立臂传动电机243工作时，根据码垛物件位置需要，带动立臂322、连杆二311前后移动，同时推动横臂248、连杆三317上、下平行移动，由于立臂322下端连接有蓄能平衡器246，立臂322在立臂传动电机243传动过程中作前后移动，横臂248作上、下移动抓取物件时，由于蓄能平衡器246设置有一组蓄能弹簧，能够起蓄能平衡缓冲作用使码垛吊装过程中工作平衡、稳定，安全可靠。码垛机器人309能够实现快速码垛第一电池包186和第二电池包189，码垛机器人负载能力500㎏以上，循环能力每小时800次以上，回转机座323安装在底座324上部，回转机座传动电机314安装在回转机座323上，回转机座传动电机314通过传动齿轮315、减速器传动回转机座323，能够在底座324上部回转，立臂322下端部连接叉两侧通过轴承、连接轴安装在回转机座323上，横臂传动电机249通过减速机安装在立臂322一侧回转机座323上，平衡块312通过平衡块安装支架313与横臂传动电机减速器相连，连杆一310下端与平衡块安装支架313通过轴承、连接轴活动连接，连杆一310上端部通过轴承、连接轴与横臂248后端活动连接，横臂248后部通过轴承、连接轴与立臂322上端部一侧活动连接，横臂248前部通过轴承、连接轴与手腕基座318相连，抓手传动电机319安装在手腕基座318上，抓手传动电机319下部连接有抓手传动电机319减速器320，抓手连接法兰321与抓手传动电机319减速器320相连，立臂传动电机243通过立臂传动电机减速器安装在立臂322另一侧回转机座323上，蓄能平衡器246通过轴承、连接轴安装在立臂322另一侧回转机座323上，蓄能平衡器246设置有弹簧、伸缩轴244，伸缩轴244前端通过轴承、连接轴与立臂322下端连接叉连接。

连杆二311下端通过轴承、连接轴与回转机座323活动连接，连杆二311上端部通过轴承、连接轴与连杆支架316一端活动连接，连杆支架316另一端通过轴承、连接轴与连杆三317一端活动连接，连杆三317另一端通过轴承、连接轴与手腕基座318活动连接，连杆支架316下端部通过轴承、连接轴与立臂322上端部另一侧活动连接，连杆支架316呈三角形，设置有三个活动连接轴承孔，构成三运动副机构，立臂322、连杆一310、平衡块312与横臂248后部构成第一平行四杆机构，的横臂248、连杆三317、手腕基座318、连杆支架316构成第二平行四杆机构，的连杆二311、立臂322、连杆支架316、回转机座323，构成第三平行四杆机构，第一平行四杆机构、第二平行四杆机构、第三平行四杆机构和三运动副机构构成平衡链，码垛机器人309配套有操作控制系统采用示教器、可编程控制器进行编程控制，码垛机器人309用于第一码垛机器人43和第二码垛机器人44。

在图20、图21和图2中，第一输送线342运送卸载下来的亏电的第一电池包186和第二电池包189，第二输送线343运送满电的第一电池包186和第二电池包189，第一输送线342和第二输送线343的作业区域位于第一码垛机器人43的工作半径之内，第一输送线342和第二输送线343为2条并列排列的输送线。

亏电的第一电池包186运送流程：摆渡机器人45载着卸载下来的亏电的第一电池包186由四柱举升机341下沿着钢轨230轨道行走到工位一235位置准确定位，第一码垛机器人43将第一电池包186取下放到工位七233,亏电的第一电池包186随着第一输送线342流到工位五237,第二码垛机器人44使用三维扫描识别器对第一电池包186上表面进行一次扫描，扫描速度＞500mm/s，三维扫描识别器通过扫描被检测物的轮廓图，再由多个轮廓图拟合成三维图象，通过其3D检测方式，得到第一电池包186的高度及位置的三维坐标及分别与坐标系轴的夹角，再把该数据发送给第二码垛机器人44进行定位，第二码垛机器人44的控制装置PLC给三维扫描识别器一触发信号，令三维扫描识别器开始扫描，扫描结束后，得到第一电池包186的位置坐标。根据第一电池包186位置数据，第二码垛机器人44行走至工位五237位置抓取第一电池包186在工位六238位置进行码垛，码完一垛后人工叉车将整垛第一电池包186叉走。

充满电的第一电池包186运送流程：整垛充满电的第一电池包186由叉车叉入到工位四240后,第二码垛机器人44将第一电池包186拆入工位三239处，第一电池包186随第二输送线343向工位二234位置流去，第一电池包186由第二输送线343输入到机器人抓取工位二234，并定位准确，摆渡机器人45沿着钢轨230轨道行走进入到工位一235，第一码垛机器人43在工位二234位置抓取电动汽车第一电池包186，放到进入到工位一235位置的摆渡机器人45顶部。

亏电的第二电池包189运送流程：摆渡机器人45载着卸载下来的亏电的第二电池包189由四柱举升机341下沿着钢轨230轨道行走到工位一235位置准确定位，第一码垛机器人43将第二电池包189取下放到工位七233,亏电的第二电池包189随着第一输送线342流到工位五237,第二码垛机器人44使用三维扫描识别器对第二电池包189上表面进行一次扫描，扫描速度＞500mm/s，三维扫描识别器通过扫描被检测物的轮廓图，再由多个轮廓图拟合成三维图象，通过其3D检测方式，得到第二电池包189的高度及位置的三维坐标及分别与坐标系轴的夹角，再把该数据发送给第二码垛机器人44进行定位，第二码垛机器人44的控制装置PLC给三维扫描识别器一触发信号，令三维扫描识别器开始扫描，扫描结束后，得到第二电池包189的位置坐标。根据第二电池包189位置数据，第二码垛机器人44行走至工位五237位置抓取第二电池包189在工位六238位置进行码垛，码完一垛后人工叉车将整垛第二电池包189叉走。

充满电的第二电池包189运送流程：整垛充满电的第二电池包189由叉车叉入到工位四240后,第二码垛机器人44将第二电池包189拆入工位三239处，第二电池包189随第二输送线343向工位二234位置流去，第二电池包189由第二输送线343输入到机器人抓取工位二234，并定位准确，摆渡机器人45沿着钢轨230轨道行走进入到工位一235，第一码垛机器人43在工位二234位置抓取第二电池包189，放到进入到工位一235位置的摆渡机器人45顶部。

在图1～图29中，远程监控中心1更换电动汽车3底盘上的第一电池包186和第二电池包189包括以下9个步骤：

第1步，要换电池的电动汽车3驾驶员，点击电动汽车3主显示屏123上的远程控制换电池请求136键，通过3G/4G网络向远程监控中心1发出换电池请求，远程监控中心1查到距离电动汽车3最近的电动汽车电池更换站42用语音和发短信告知，电动汽车3到达电动汽车电池更换站42，电动汽车3驾驶员开上四柱举升机341，电动汽车3的驾驶员在电动汽车3的主显示屏123上，点击远程控制换电池开始143键，启动远程监控中心1控制的换电池模式。

第2步、远程监控中心1启动车载电池更换系统196，摆渡机器人45沿着钢轨230轨道走到电动汽车3的电动汽车底盘上的更换系统196下面的第一电池包安装位置158，电池包托盘263顶住第一电池包186，远程监控中心1操控人员远程启动在电动汽车3的主显示屏123上的卸载第一电池包137程序，控制第一电池包机器人系统193开始工作，在动力装置的带动下第二机械手连杆202下端安装的第一托架203随第二机械手连杆202一起做脱离第一电池包186的移动，第一托架203上的第一承重平台210逐渐脱离第一电池包第二固定平台187，第一托架203与第一电池包186脱离，摆渡机器人45开始工作带动托着第一电池包186脱离电池支架第一承重平台212，控制第一电池包机器人系统193停止工作，摆渡机器人45载着第一电池包186沿着钢轨230轨道走到工位一235，第一码垛机器人43把在工位一235位置的摆渡机器人45顶部电池包托盘263上面的第一电池包186抓取放到工位七233上。

第3步、第一码垛机器人43抓取到充满电的第一电池包186放到摆渡机器人45顶部电池包托盘263上面。

第4步、摆渡机器人45沿着钢轨230轨道行走至四柱举升机341下，摆渡机器人45完成X/Y方向定位后，机器人上升的过程利用超声测距传感器的输出与液压机构编码器的输出差值运算后，作为PID控制器的输入对比例流量阀进行PID控制，当液压机构举升至预期位置停止上升，定位准确，由远程监控中心1向摆渡机器人45发出开始安装第一电池包186的指令，摆渡机器人45把第一电池包186顶到车载电池更换系统196上面的第一电池包安装位置204,远程监控中心1操控人员启动控制第一电池包机器人系统193开始工作，推着第一电池包186移动使第一电池包第二固定平台187逐步进入到电池支架第一承重台210上，第一接电器插头188与第一电池包接电器座211紧密连接，第一电池包186安装完毕，控制第一电池包机器人系统193停止工作，摆渡机器人45沿着钢轨230轨道离开四柱举升机341。

第5步、摆渡机器人45沿着钢轨230轨道行走至四柱举升机341下，到达电动汽车底盘下面第二电池包安装位置205，电池包托盘263顶住第二电池包189，远程监控中心1操控人员远程启动在电动汽车3的主显示屏123上的卸载第二电池包144程序，控制第二电池包机器人系统199开始工作，在动力装置的带动下第二机械手连杆197下端安装的第二托架206随第二机械手连杆197一起做脱离第二电池包189的移动，第二托架的第二承重平台214逐渐脱离第二电池包189的第二电池包第二固定平台192，第二托架206与第二电池包189脱离，控制第二电池包机器人系统199停止工作，第二电池包189落在摆渡机器人45的电池包托盘263上面，摆渡机器人45载着第二电池包189沿着钢轨230轨道走到工位一235，第一码垛机器人43把在工位一235位置的摆渡机器人45顶部电池包托盘263上面的第二电池包189抓取到放到工位七233上。

第6步、第一码垛机器人43抓取到充好电的第二电池组包189放到等待的摆渡机器人45顶部电池包托盘263的上面。

第7步、摆渡机器人45沿着摆渡机器人行走钢轨230轨道行走至四柱举升机341下，摆渡机器人45完成X/Y方向定位后，机器人上升的过程利用超声测距传感器的输出与液压机构编码器的输出差值运算后，作为PID控制器的输入对比例流量阀进行PID控制，当液压机构举升至预期位置停止上升，定位准确，由远程监控中心1向摆渡机器人45发出开始安装第二电池包189的指令，摆渡机器人45托举着第二电池包189到达电动汽车底盘下部第二电池包安装位置205，电池包托盘263顶住第二电池包189到第二电池包安装位置205，远程监控中心1操控人员启动控制第二电池包机器人系统199开始工作，推着第二电池包189移动使第二电池包第一固定平台191逐步进入到电池支架第二承重台215上，接电器第二插头190与第二电池包接电器插座213紧密接触，第二电池包189安装完毕，控制第二电池包机器人系统199停止工作，远程监控中心1向摆渡机器人45发出第二电池包189安装完毕的指令，摆渡机器人45沿着沿着摆渡机器人行走钢轨230轨道离开四柱举升机341。

第8步、电池更换过程结束，四柱举升机341落下，驾驶员驾驶电动汽车3驶离电动汽车电池更换站42。

第9步、远程监控中心1发出电池更换完毕信号，电动汽车电池更换站42完成原点复位。

Claims (10)

1.一种云计算网络架构的远程控制的电动汽车能源监控和补给网，其特征是：电池更换系统(19)包括的第一监控工作站(29)、第二监控工作站(30)、第三监控工作站(27)、第一码垛机器人(43)、第二码垛机器人(44)、摆渡机器人(45)、四柱举升机(341)、钢轨(230)、第一输送线(342)和第二输送线(343)通过本地工业以太网和有线无线网络连接，智能通信终端(41)整合调度软件，调度软件和智能通信终端(41)之间通过数字通信链路连接，前置服务器(34)、数据服务器(35)、打印机(31)、配电系统通信管理机(37)和用电信息采集终端(38)通过本地工业以太网与电池更换系统(19)的第一网络交换机(40)和第二网络交换机(36)连接，第一网络交换机(40)和第二网络交换机(36)通过本地工业以太网与上级系统(33)的通信网关(32)连接，电池更换系统(19)的智能通信终端(41)、第一网络交换机(40)和第二网络交换机(36)通过本地工业以太网与通信网关(32)连接，电池更换系统(19)的智能通信终端(41)通过本地工业以太网与第一网络交换机(40)和第二网络交换机(36)连接，能够控制电动汽车(3)第一电池包(186)和第二电池包(189)的整个更换过程，电机工作状态、功率、电流、电池组温度、SOC、端电压、电池连接状态和电池故障信号通过智能通信终端(41)上传至调度软件，视频监控系统(39)的视频服务器(21)通过本地工业以太网与上级系统(33)的通信网关(32)连接，其中数据服务器(35)能够存储监控系统历史数据，前置服务器(34)能够采集和解析相关实时数据并转发给计算机，安防监控工作站用于视频监控系统(39)的监视和控制，通信网关(32)能够实现CAN总线和本地工业以太网之间的转换，网络交换机有24口，能够划分VLAN(VirtualLocalArea Network)，虚拟局域网，实现客户端应用子系统(4)、后台管理子系统(12)、数据传输网络子系统(18)和前端数据采集与控制子系统(16)之间的通信，远程监控中心(1)由多个席位构成，每个席位都运行相同的软件，包括有：

一、电池更换协调监控席位(58)：通过显示软件和计划调度软件对电动汽车(3)更换电池的进度进行监视和控制，

二、电池计划席位(59)：主要为电动汽车电池更换站(42)指挥系统处理相关电池需要信息，发布电池供应计划并协助协调电池供应状态，

三、电池运输管理席位(60)：以软件的方式对电池分配以及电池运输车辆的调度，达到电池按计划运到各个电动汽车电池更换站(42)，

四、应急救援指挥席位(61)：以换电站三维网格化的资源配置图的方式给指挥员提供换电车辆资源分配情况数据，指挥员根据展现的换电车辆分配数据协调相关的部门和单位对电动汽车电池更换站(42)运行时需要的换电车辆进行调度，

五、换电站操作员席位(62)：具体操作电动汽车电池更换站(42)电池更换过程，

远程监控中心(1)的换电站操作员席位(62)为计算机，换电站操作员席位(62)内部安装有控制中心(105)，控制中心(105)与电池供应计划编辑器(106)、电池资源分配显示软件模块(107)、电动汽车电池亏电报警自动处理软件模块(108)、电话软件模块(109)、电池计划调度软件模块(110)和数据服务器软件模块(111)电连接，第一监控工作站(29)、第二监控工作站(30)和第三监控工作站(27)是在远程监控中心(1)出现失误后的应急备用系统，

远程监控中心(1)对电池的监控和紧急情况的处理：电动汽车(3)在运行时，远程监控中心(1)与数据远程传输终端模块(158)通过GPRS进行双向通信，电池管理系统(165)与多个电池组(164)连接，实时获取多个电池组(164)的运行状态参数，数据远程传输终端模块(158)通过CAN总线与电池管理系统(165)、通信子模块(161)、GPRS子模块(163)、供电子模块(159)和微处理器(162)进行双向通信，在实时获取电池管理系统(165)数据的同时，对数据进行协议解析，直观显示给用户，并提供数据的分析和回放功能，第一电池包(186)突然达到预警温度时，远程监控中心(1)马上通知用户在车载电池更换系统(196)上进行运行切换，由第一电池包(186)切换到第二电池包(189)，第一电池包(186)温度超过预警温度还在升高，远程监控中心(1)马上通知用户配合后，启动控制第一电池包机器人系统(193)开始工作，在动力装置的带动下第一 机械手连杆(202)下端安装的第一托架(203)随第一 机械手连杆(202)一起做脱离第一电池包(186)的移动，第一托架(203)上的第一承重平台(210)逐渐脱离第一电池包第一 固定平台(187)，第一托架(203)与第一电池包(186)脱离，第一电池包(186)自动脱落离开电动汽车底盘掉到路面上，第二电池包(189)突然达到预警温度150°时，马上进行运行切换，由第二电池包(189)切换到第一电池包(186)，第二电池包(189)温度超过预警温度还在升高，远程监控中心(1)马上通知用户配合后，立即启动控制第二电池包机器人系统(199)开始工作，在动力装置的带动下第二机械手连杆(197)下端安装的第二托架(206)随第二机械手连杆(197)一起做脱离第二电池包(189)的移动，第二托架(206)上的第二承重平台(214)逐渐脱离第二电池包第二固定平台(192)，第二托架(206)与第二电池包(189)脱离，第二电池包(189)自动脱落离开电动汽车底盘掉到路面上，第一电池包(186)和第二电池包(189)同时达到预警温度150°温度还在在升高并且无法控制，远程监控中心(1)马上通知用户配合后，同时启动控制第一电池包机器人系统(193)做脱离第一电池包(186)的移动和第二电池包机器人系统(199)做脱离第二电池包(189)的移动，同时抛掉第一电池包(186)和第二电池包(189)。

2.根据权利要求1的一种云计算网络架构的远程控制的电动汽车能源监控和补给网，其特征是：前端数据采集与控制子系统由前端控制器、前端数据处理与存储器(16)、监控主机、监控分机以及分布在监控现场的监控终端构成，

安装监控终端的有第一码垛机器人(43)、第二码垛机器人(44)、摆渡机器人(45)、钢轨(230)、四柱举升机(341)、第一输送线(342)和第二输送线(343)，

前端控制器和前端数据处理与存储器(16)在接收到操控命令后，协调监控主机、监控分机和监控终端完成数据的采集、简单处理和存储功能，并及时上传数据，监控分机装配16路数据接口和控制接口，完成对16路现场数据的采集和回送控制信号调节现场设备，每路标准测控接口提供电源、地、数据三类标准总线；监控终端采用全景高点智能监控，全景高点智能监控采用全景摄像机与跟踪抓拍摄像机联动方式，在实现宏观大场景监视的同时，对监控范围内多个目标进行持续跟踪和细节信息捕捉，并能够抓拍、保存特征图片，系统能够自定义警戒区域并对进出警戒区域的运动目标数进行统计，同时对越过警戒区的物体进行实时报警，在电动汽车电池更换站(42)的出入区域安装摄像机，摄像机对进出的电动汽车(3)进行拍摄，拍摄图像保存为24位真彩色图像，格式为JPEG压缩格式；图像保存采用循环覆盖方式，车牌号码为系统进行自动图像识别的结果，所有电动汽车(3)的信息包括图像路径均保存在数据库(8)中。

3.根据权利要求1的一种云计算网络架构的远程控制的电动汽车能源监控和补给网，其特征是：远程监控中心(1)与第一互联网(5)连接，第一互联网(5)通过第一防火墙(7)与云服务器(9)连接，云服务器(9)与数据库(8)连接，云服务器(9)与云主机(10)连接，云服务器(9)通过第二防火墙(11)与第二互联网(13)连接，第二互联网(13)与有线、无线混合组网(14)连接，有线、无线混合组网(14)与前端数据处理与存储器(16)连接，前端数据处理与存储器(16)通过中继(20)与电池更换系统(19)连接，前端数据处理与存储器(16)通过中继(20)与视频服务器(21)连接，

客户端应用子系统(4)包括远程监控中心(1)、电动汽车(3)和电动汽车远程控制接受信号系统和计算机终端及应用软件，远程监控中心(1)和电动汽车远程控制接受信号系统和计算机终端及应用软件提供包括实时/定时监控、记录查询、数据分析与打印、视频显示与回放在内的综合服务功能，

后台管理子系统(12)的数据库(8)、云主机(10)、第一防火墙(7)和第二防火墙(11)与云服务器(9)连接并提供云计算、云管理和云存储服务对各类终端采集的数据进行自动分析并根据分析结果自动发送调节现场控制设备的指令，为跨平台的电动汽车(3)用户提供客户端接入服务并及时响应授权用户的监控需求，并将电动汽车电池更换站(42)的数据及处理结果反馈到用户端，后台管理子系统(12)实时对视频数据进行自动分析，若发现异常行为，后台管理子系统(12)及时通过客户端应用子系统(4)向电动汽车(3)用户发送预警和报警信号；

数据传输网络子系统(18)融合了有线/无线局域网、3G/4G移动互联网、宽带互联网的网络与通信协议的综合系统，采用Protobuf规范定义电动汽车电池更换站(42)全部设备与管理平台之间所交换数据、指令的格式和标准，按照上层业务协议将3G模块和管理平台之间传输的数据封装成UDP和TCP数据包，并采用数据奇偶校验与消息丢失重发机制确保数据通信可靠；在电动汽车电池更换站(42)全部设备与管理平台的通信过程中采用基于TCP协议的传输算法。

4.根据权利要求1的一种云计算网络架构的远程控制的电动汽车能源监控和补给网，其特征是：远程监控中心(1)包括大屏液晶显示屏(47)、大屏显示控制主机(49)、网络交换机(50)、图形拼接控制器(48)、图形工作站(46)、图形工作站组控制主机(53)、主服务器(54)、二级服务器(55)、数据和语音终端(56)，大屏液晶显示屏(47)与大屏显示控制主机(49)电通信连接，大屏显示控制主机(49)内部安装有控制大屏液晶显示屏显示是否、显示内容、显示区域的显示控制模块，大屏液晶显示屏(47)和大屏显示控制主机(49)分别与图形拼接控制器(48)电通信连接，图形拼接控制器(48)与图形工作站(46)电通信连接，图形拼接控制器(48)内部具有从图形工作站(46)中调取图形、视频和音频并完成组合和拼接的调取拼接模块，网络交换机(50)分别与图形工作站(46)、图形拼接控制器(48)、图形工作站组控制主机(53)、主服务器(54)、二级服务器(55)、数据和语音终端(56)一一对应电通信连接，图形工作站组控制主机(53)分别与图形工作站(46)、主服务器(54)、二级服务器(55)、数据和语音终端(56)一一对应电通信连接，图形工作站组控制主机(53)内部安装有控制图形工作站中图形、视频和音频的存储、移动、显示和删除的图形控制模块，图形工作站组控制主机(53)内部还安装有从主服务器(54)、二级服务器(55)、数据和语音终端(56)中收集图形、视频和音频的图形收集模块，图形收集模块电通信连接摄像头，主服务器(54)和二级服务器(55)能够处理数据和语音终端(56)中的语音和数据信息。

5.根据权利要求1的一种云计算网络架构的远程控制的电动汽车能源监控和补给网，其特征是：远程监控中心(1)有数据终端、语音终端、图形工作站(46)、PDA控制器(52)，大屏显示控制主机(49)的显示控制模块具有16种显示控制模式，通过图形拼接控制器(48)实现大屏液晶显示屏(47)的16种显示模式的选取和切换，大屏液晶显示屏(47)为大屏幕显示器，远程监控中心(1)包括大屏液晶显示屏(47)、大屏显示控制主机(49)、网络交换机(50)、图形拼接控制器(48)、图形工作站(46)、图形工作站组控制主机(53)、主服务器(54)、二级服务器(55)、数据和语音终端(56)，网络交换机(50)分别与图形工作站(46)、图形拼接控制器(48)、图形工作站组控制主机(53)、主服务器(54)、二级服务器(55)、数据和语音终端(56)一一对应电通信连接；大屏液晶显示屏(47)用于显示图形拼接控制器(48)拼接后的图形、视频和音频资料，图形拼接控制器(48)用于从图形工作站(46)中调取图形、视频和音频并完成组合和拼接工作，图形工作站组控制主机(53)用于控制图形工作站(46)中图形、视频和音频的存储、移动、显示和删除操作；网络交换机(50)与图形工作站(46)、图形拼接控制器(48)、图形工作站组控制主机(53)、主服务器(54)、二级服务器(55)、数据和语音终端(56)之间对应的数据通讯；服务器由主服务器(54)和二级服务器(55)构成，终端由数据和语音终端(56)构成，主服务器(54)用于接收和控制数据终端的数据信息，二级服务器(55)用于接收和控制语音终端的语音信息；大屏显示控制主机(49)电通信连接有无线接收器(51)，无线接收器(51)通过无线通讯方式通信与PDA控制器(52)连接，数据终端发出的数据指令信息通过网络交换机(50)传输给主服务器(54)，通过主服务器(54)进行逻辑运算处理，将数据信息和处理结果通过大屏液晶显示屏(47)和数据终端的液晶显示屏显示出来，语音终端发出的语音指令信息通过网络交换机(50)传输给二级服务器(55)，通过二级服务器(55)进行逻辑运算处理，将语音信息和处理结果通过大屏液晶显示屏(47)和语音终端的液晶显示屏显示出来，PDA控制器(52)发出的数据、语音指令信息通过无线通讯方式传输给无线接收器(51)，无线接收器(51)将数据、语音信息通过大屏显示器控制主机49传输给图形拼接控制器(48)，通过主服务器(54)、二级服务器(55)的逻辑运算处理，将数据、语音信息和处理结果通过大屏液晶显示屏(47)和PDA控制器(52)的液晶显示屏显示出来，图形工作站组控制主机(53)通过网络交换机(50)将数据信息传输给主服务器(54)，通过主服务器(54)进行逻辑运算处理，将数据信息和处理结果通过大屏液晶显示屏(47)显示出来，

电池更换系统(19)的四柱举升机(341)由第一立柱(293)、第二立柱(288)、第三立柱(286)、第四立柱(287)、悬臂梁(297)、横梁(289)、承车跑板(292)和上车斜板(290)组成，在第一立柱(293)和第二立柱(288)之间的横梁上设置开口(298)，便于摆渡机器人(45)进入四柱举升机(341)内部，在第三立柱(286)和第四立柱(287)之间设置横梁(289)，在第一立柱(293)、第二立柱(288)、第三立柱(286)和第四立柱(287)上安装移动架(306)，移动架(306)通过上下运动提升承车跑板(292)至合适的位置，上车斜板(290)与承车跑板(292)连接在一起，方便电动汽车(3)上下四柱举升机(341)的承车跑板(292)，举升机固定架(308)的底部对称地设有4个以上滚动轮(303)，每台举升机立柱由固定架(308)、动力单元(302)、液压缸(307)、起重链条(301)、检测板(300)、检测开关(299)、移动架(306)、链轮座(305)和链轮(304)连接构成，固定架(308)的桩柱内固定连接条状检测板(300)，该检测板(300)设有等分的若干缺口，移动架(306)上端的底部设有检测开关(299)，检测开关(299)与检测板(300)相配套，当检测板(300)处于检测开关(299)检测范围内，检测开关(299)便能输出信号，检测板(300)上开有缺口，当检测开关(299)检测到缺口时，检测开关(299)不输出信号，如此往复，检测开关(299)产生的信号通过数据线连接控制器296并进行计算，同时将控制器(296)计算出的数据通过数据线连接显示面板(295)显示，移动架(306)的上端设有链轮座(305)及链轮(304)，链轮(304)配套起重链条(301)，起重链条(301)一端连接移动架(306)，另一端连接固定架(308)，液压缸(307)的一端连接固定架(308)的底座，另一端连接链轮座(305)，当液压缸(307)升降时，带动链轮座(305)上的链轮(304)转动，连带起重链条(301)运行，移动架(306)随之升降的同时，检测板(300)和检测开关(299)工作并产生电信号。

6.根据权利要求1的一种云计算网络架构的远程控制的电动汽车能源监控和补给网，其特征是：主显示器(123)在电动汽车(3)的内部驾驶员座椅和前乘客座椅上的用户可访问的中心控制台(122)的一部分，主显示器(123)用于显现视觉信息和从电动汽车(3)内的一个和多个用户接收用户输入的用户界面设备，当电动汽车(3)进入远程系统的通信范围时建立与远程系统的通信链路，确定用于与远程系统交互的一个和多个选项，以及响应于电动汽车(3)进入通信范围而在触敏主显示器(123)上显示一个和多个可选择的图标，选择所显示的图标可发起用于与远程系统交互的一个和多个选项，车辆远程系统(345)包括控制换电池请求(136)、卸载第一电池包(137)、卸载第二电池包(144)、安装第一电池包(138)、安装第二电池包(145)、监控电动汽车和电池包139、监控第一电池包(140)、监控第二电池包(146)、第一电池包温度显示(141)和第二电池包温度显示(147)。

7.根据权利要求1的一种云计算网络架构的远程控制的电动汽车能源监控和补给网，其特征是：用户界面简直系统(124)包括通信接口(132)，通信接口(132)包括车辆系统接口(133)、远程系统接口(134)和移动设备接口(135)，远程系统接口(134)连接用户界面简直系统(124)和电动汽车各个系统之间的通信，远程系统接口(134)允许户界面简直系统(124)与车辆系统的GPS导航系统、引擎控制系统、传输控制系统、HVAC系统、电池监控系统、定时系统、速度控制系统和防锁制动系统通信，远程系统接口(134)是对电动汽车部件进行互联的电子通信网络，经由远程系统接口(134)连接的车辆系统(344)从电动汽车传感器的速度传感器、电池温度传感器和压力传感器以及远程传感器和设备的GPS卫星和无线电塔接收输入，由车辆系统(344)接收的输入经由远程系统接口(134)传递到户界面简直系统(124)，经由远程系统接口(134)接收的输入由上下文模块(128)建立电动汽车上下文，远程系统接口(134)能够使用USB技术、IEEE1394技术、光学技术、串行、并行端口技术和有线链路来建立有线通信链路,远程系统接口(134)包括配置成控制和促进车辆系统通信活动的硬件接口、收发机、总线控制器、硬件控制器和软件控制器，远程系统接口(134)是互联网络、控制器区域网、CAN总线、LIN总线、FlexRay总线、面向媒体的系统传输、关键字协议2000总线、串行总线、并行总线、车辆区域网、DC-BUS、IDB-1394总线、SMARTwireX总线、MOST总线、GA-NET总线和IE总线，远程系统接口(134)使用多个无线通信协议建立用户界面简直系统(124)与车辆系统(344)和硬件部件之间的无线通信链路，远程系统接口(134)经由蓝牙通信协议、IEEE802.11协议、IEEE802.15协议、IEEE802.16协议、蜂窝信号、共享无线访问协议-绳访问(SWAP-CA)协议、无线USB协议、红外协议和适当的无线技术支持通信，用户界面简直系统(124)配置成经由远程系统接口(134)在两个和多个车辆系统(344)之间对信息进行路由，用户界面简直系统(124)经由车辆系统接口(133)和远程系统接口(134)在车辆系统(344)和远程系统之间对信息进行路由，用户界面简直系统(124)经由车辆系统接口(133)和移动设备接口(135)在车辆系统和移动设备之间对信息进行路由，通信接口(132)包括远程系统接口(134)，远程系统接口(134)在用户界面简直系统(124)和远程系统之间通信，通过远程系统与远程监控中心(1)之间的通信，远程系统是在电动汽车(3)外部能够经由远程系统接口(134)与用户界面简直系统(124)交互的任何系统和设备，远程系统包括无线电塔、GPS导航和其它卫星、蜂窝通信塔(2)、无线路由器、无线路由器包括WiFi、IEEE802.11和IEEE802.15、有能力的远程设备、具有无线数据连接的远程计算机系统和服务器、能够经由远程系统接口(134)无线通信的远程系统，远程系统能够在其本身当中经由远程系统接口(134)交换数据，用户界面简直系统(124)包括处理电路(125)、处理器(126)和存储器(127)，处理器(126) 为通用处理器、专用集成电路(ASIC)、一个和多个现场可编程门阵列(FPGA)、CPU、GPU、一组处理部件、适当的电子处理部件，存储器(127)包括用于存储用于完成和促进各种过程、以及包括RAM、ROM、闪存、硬盘存储器的模块的数据和计算机代码的一个和多个设备，存储器(127)包括易失性存储器和非易失性存储器，存储器(127)包括数据库部件、对象代码部件、脚本部件，存储器(127)经由处理电路(125)通信连接到处理器(126)，用于执行一个和多个过程的计算机代码。

8.根据权利要求1的一种云计算网络架构的远程控制的电动汽车能源监控和补给网，其特征是：远程监控中心(1)通过远程系统与数据远程传输终端模块(158)进行双向通信，数据远程传输终端模块(158)包括供电子模块(159)、电池监控系统160、通信子模块(161)、微处理器(162)、GPRS子模块(163)、多个电池组(164)和电池管理系统(165)，供电子模块(159)同时和通信子模块(161)、微处理器(162)和GPRS子模块(163)连接，通信子模块(161)和微处理器(162)连接，微处理器(162)和GPRS子模块(163)连接，电池监控系统(160)和GPRS子模块(163)连接，电池管理系统(165)与多个电池组(164)连接，多个电池组(164)给电动汽车(3)供电，电池管理系统(165)用于获取多个电池组(164)的运行状态参数，多个电池组(164)的运行状态参数包括电池单体电压、多个电池组(164)总电压、多个电池组(164)充放电电流、电池温度，多个电池组(164)的运行状态参数用于判断电池的热电状态时否正常，这些参数被作为输入量用于多个电池组(164)的综合状态分析和分析SOC和SOH，供电子模块(169)分别与通信子模块(161)、微处理器(162)和GPRS子模块(163)连接，用于给通信子模块(161)、GPRS子模块(163)和微处理器(162)供电，供电子模块(169)为车载24V电源，在供电时，需要将24V直流电源进行转换后再供电，微处理器(162)是整个数据远程传输终端模块(158)的监控中心，由其完成GPRS子模块(163)的配置和对电池管理系统(165)上传数据的预处理，远程监控中心(1)通过GPRS子模块(163)与数据远程传输终端模块(158)进行双向通信，远程监控中心(1)与GPRS子模块进行双向通信，远程监控中心(1)在实时获取电池管理系统(165)数据的同时，对数据进行协议解析，直观显示给用户并提供数据的分析和回放功能，数据远程传输终端模块(158)采用GPRSDTU，GPRSDTU作为车载数据远程传输终端模块(158)搭载在BMS内部CAN网络上，数据远程传输终端模块(158)通过CAN总线与电池管理系统(165)双向通信，数据远程传输终端模块(158)包括通信子模块(161)、GPRS子模块(163)、供电子模块(159)和微处理器(162)，通信子模块 (161)包括一个CAN接口和至少两个串口，通信子模块(161)通过CAN接口与电池管理系统(165)通信，接收电池管理系统(165)上传的CAN报文信息，通信子模块(161)通过串口与GPRS子模块(163)通信，通信子模块(161)预留RS232接口，PC机通过该接口配置GPRSDTU，GPRS子模块(163)采用GPRS通信方式与远程监控中心(1)进行通信，通信协议采用TCP/IP协议，GPRS子模块选取SIM900A芯片实现GPRS功能，电池管理系统(165)包括BMS主控器(166)，电流采集子模块(167)用于采集多个电池组(164)的充放电电流，电压采集子模块(168)用于采集电池单体电压和多个电池组(164)的总电压，温度测量子模块(169)用于测量电池温度，SOC估算子模块(170)用于估算电池的剩余电量，保证合理地使用电池防止电池过放和过充延长电池的使用寿命，显示子模块(171)为触摸屏用于显示电动汽车(3)的运行状态参数和运行情况，充放电管理子模块(172)根据实际需要合理管理充放电过程，保证充放电过程的安全性，数据通信子模块(173)用于实现电动汽车(3)与车载数据远程传输终端模块(158)和人机交互界面的数据交换与共享，电池均衡子模块(174)用于判断电池单体电压是否一致，出现电池的不均衡状态时候自动进行均衡处理，电池故障诊断子模块(175)用于在电池发生过充和过放意外情况时提醒用户故障位置，避免更大事故和安全问题的发生，上述各个子模块单独供电，并通过系统内部CAN总线进行信息交互，电池管理系统(165)的BMS主控器(166)作为系统主节点通过内部CAN总线与电流采集子模块(167)、电压采集子模块(168)、温度测量子模块(169)、SOC估算子模块(170)、显示子模块(171)、充放电管理子模块(172)、数据通信子模块(173)、电池均衡子模块(174)和电池故障诊断子模块(175)进行通信并获取电池运行状态参数的数据，内部包括存储器(179)、GSM基带(180)、GSM射频(181)，外部设置有天线接口(176)、视频接口(177)、电源接口(178)、UART接口(182)、LCD接口(183)、SIM接口(184)和GPIO/键接口(185)。

9.根据权利要求1的一种云计算网络架构的远程控制的电动汽车能源监控和补给网，其特征是：电池更换系统(19)包括的第一监控工作站(29)、第二监控工作站(30)、第三监控工作站(27)、第一码垛机器人(43)、第二码垛机器人(44)、摆渡机器人(45)、四柱举升机(341)、钢轨(230)、第一输送线(342)和第二输送线(343)通过本地工业以太网和有线无线网络连接，远程监控中心(1)端组中的各个席位按照该席位相应的权限和工作要求、制定计划发布控制指令，包括图形和电话音频指令的控制指令数据传输至网络交换机(50)，网络交换机(50)将控制指令数据传输至主服务器(54)和二级服务器(55)，经过主服务器(54)和二级服务器(55)的逻辑处理，然后将处理后的数据传输至图形拼接控制器(48)上，图形拼接控制器(48)智能化地实现各种数据的拼接、组合等操作，最后在大屏液晶显示屏(47)中显示出来，PDA控制器(52)发布包括图形和电话音频控制指令传输到网络交换机(50)，网络交换机(50)将控制指令数据传输至主服务器(54)和二级服务器(55)，经过主服务器(54)和二级服务器(55)的逻辑处理，然后将处理后的数据传输至图形拼接控制器(48)上，图形拼接控制器(48)智能化地实现各种数据的拼接和组合操作，最后在大屏液晶显示屏(47)中显示出来，在大屏液晶显示屏(47)能够及时地显示出各种终端以及摄像头的数据信息，便于终端各个席位的操作人员得到电动汽车电池更换站(42)的信息数据后进行操作；摆渡机器人(45)包括X轴、Z轴、R轴三个方向的自由度，依次为直线行走机构(257)、液压举升机构(255)和角度纠偏机构(252)，直线行走机构(257)位于摆渡机器人(45)的底部包括滑轮(271)、万向联轴器(258)、皮带(266)、第一伺服电机(272)、第一减速机(267)和底座(256)，前端两个滑轮为机器人动力装置与一组万向联轴器连接，后端两个滑轮为从动装置，第一伺服电机(272)与配套的第一减速机(267)胀套连接，通过皮带实现第一减速机(267)与滑轮(271)的动力传输，驱动滑轮(271)在钢轨(230)上直线行走，直线行走机构(257)下端布置有3个光电开关，依次与原点挡片和前后两个极限挡片配合，提供给PLC控制系统(273)到位开关信号，实现摆渡机器人(45)原点搜索和复位，并杜绝其越界运行，前极限挡片、原点挡片及后极限挡片沿铺设的直线滑轨依次排列，原点挡片位于前后极限挡片中间，液压举升机构(255)位于直线行走机构(257)底座的上部，包括两个液压伸缩缸，一级液压缸(269)位于二级液压缸(259)的下部，一级液压缸(269)完全伸出后，二级液压缸(259)开展伸缩运动，一、二级液压缸一侧分别焊接横梁并布置有防转梁，防转梁与位于一级液压缸焊接横梁及底座焊接横梁上的两个防转孔配合，防止电池随液压机构(255)举升过程中的旋转，一、二级液压缸另一侧分别设置有齿条(254)、编码器(253)、挡片和第一接近开关，挡片与接近开关相配合，第一接近开关设置于一级液压缸焊接横梁的底端，当一级液压缸(269)完全伸出，挡片触发接近开关的开关信号，二级液压缸(259)开始伸缩运动，位于二级液压缸(259)侧面上的齿条(254)通过齿轮与编码器(253)啮合，通过计算编码器(253)转数获取二级液压缸(259)上升高度，编码器(253)与PLC控制系统(273)连接，PLC控制系统(273)开始高速计数，角度纠偏机构(252)位于液压举升机构(255)的上端包括安装法兰(260)、大、小齿轮(261)、第二伺服电机(265)和第二减速机(264)，二级液压缸(259)上安装有安装法兰(260)，第二伺服电机(265)、第二减速机(264)、大、小齿轮(261)依次布置于安装法兰(260)上，第二伺服电机(265)上端安装小齿轮，二级液压缸(259)上安装大齿轮，大、小齿轮机械啮合，随第二伺服电机(265)驱动配合旋转，大齿轮下端布置有挡片，安装法兰(260)上布置3个第二接近开关，大齿轮在旋转过程中依次触发旋转左右极限、原电复位开关信号，确保大齿轮在规定的范围内旋转动，角度纠偏机构(252)上端安装有电池包托盘(263)，大齿轮旋转圆心与电池包托盘(263)重心同心，电池包托盘(263)安装有四个限位块(262)，与待换电动汽车(3)电池组箱底部四个突起耦合，可实现电池外箱位置微调和可靠固定，电池包托盘(263)上安装有超声测距传感器(281)和DMP传感器(282)，超声测距传感器(281)用于测量电池包托盘(263)到待换电电动汽车(3)底盘的距离，DMP传感器(282)与安装于待换电电动汽车(3)底盘上的反光板配合，搜寻计算反光板靶点位置，获取摆渡机器人(45)与待换电池电动汽车(3)的水平角度偏差，直线行走机构(257)、液压举升机构(255)联动，只有摆渡机器人(45)直线行进和垂直举升到达设定位置时，角度纠偏机构(252)才开始动作，只有角度纠偏机构(252)上的电池包托盘(263)达到预期效果，液压举升机构(255)才重新开始动作，直线行走机构(257)和角度纠偏机构(252)采用伺服电机驱动，驱动电机与相应的编码器连接，各编码器与相应的驱动器连接，驱动器发送位置脉冲信号给伺服电机，编码器将采集的电机旋转信息传递回驱动器，形成位置模式全闭环控制，

摆渡机器人(45)控制系统框图中PLC控制系统(273)为摆渡机器人(45)动作控制的核心部分，包括触摸屏(284)、无线通信模块285、欧姆龙PLC控制器(274)、A/D模块(275)、D/A模块(276)，无线通信模块(285)通过第二串口RS130与触摸屏(284)通信，欧姆龙PLC控制器(274)通过第一串口RS126与触摸屏(284)通信，触摸屏(284)通过工业以太网与后台监控系统283通信，超声测距传感器(281)、DMP传感器(282)、液压比例流量阀(279)、编码器(280)、接近开关(277)和光电开关(278)与PLC控制系统(273)实时数据传输通信，超声测距传感器(281)和DMP传感器(282)与PLC控制系统(273)中的A/D模块(275)连接，将传感器采集的模拟信号转化为数字信号并传送给PLC控制系统(273)，液压比例流量阀(279)与PLC控制系统(273)中的D/A模块276连接，将PLC控制系统(273)的数字控制信号转化为模拟流量控制信息，实现对液压举升机构(255)的速度控制，编码器(280)与PLC控制系统(273)的A/D模块(275)连接，编码器(280)采集二级液压缸(259)单侧齿条的上升高度，经过计算获取二级液压缸(259)举升距离，将该数据反馈给PLC控制系统(273)，形成举升过程中的全闭环控制，接近开关(277)和光电开关(278)与PLC控制系统(273)中的欧姆龙PLC控制器(274)连接，实时传输摆渡机器人(45)各自由度的极限位置信息，触发PLC控制系统(273)的中断模式及高速计数模式，实现摆渡机器人(45)在规定范围内的准确、快速动作。

10.根据权利要求1的一种云计算网络架构的远程控制的电动汽车能源监控和补给网，其特征是：远程监控中心(1)更换电动汽车(3)底盘上的第一电池包(186)和第二电池包(189)包括以下9个步骤：

第1步，要换电池的电动汽车(3)驾驶员，点击电动汽车(3)主显示屏(123)上的远程控制换电池请求(136)键，通过3G/4G网络向远程监控中心(1)发出换电池请求，远程监控中心(1)查到距离电动汽车(3)最近的电动汽车电池更换站(42)用语音和发短信告知，电动汽车(3)到达电动汽车电池更换站(42)，电动汽车(3)驾驶员开上四柱举升机(341)，电动汽车(3)的驾驶员在电动汽车(3)的主显示屏(123)上，点击远程控制换电池开始键(143)，启动远程监控中心(1)控制的换电池模式，

第2步、远程监控中心(1)启动车载电池更换系统(196)，摆渡机器人(45)沿着钢轨(230)轨道走到电动汽车(3)的车载电池更换系统(196)下面的第一电池包安装位置(158)，电池包托盘(263)顶住第一电池包(186)，远程监控中心(1)操控人员远程启动在电动汽车(3)的主显示屏(123)上的卸载第一电池包(137)程序，控制第一电池包机器人系统(193)开始工作，在动力装置的带动下第一 机械手连杆(202)下端安装的第一托架(203)随第一 机械手连杆(202)一起做脱离第一电池包(186)的移动，第一托架(203)上的第一承重平台(210)逐渐脱离第一电池包第一 固定平台(187)，第一托架(203)与第一电池包(186)脱离，摆渡机器人(45)开始工作带动托着第一电池包(186)脱离电池支架第一承重平台(212)，控制第一电池包机器人系统(193)停止工作，摆渡机器人(45)载着第一电池包(186)沿着钢轨(230)轨道走到工位一(235)，第一码垛机器人(43)把在工位一(235)位置的摆渡机器人(45)顶部电池包托盘(263)上面的第一电池包(186)抓取放到工位七(233)上，

第3步、第一码垛机器人(43)抓取到充满电的第一电池包(186)放到摆渡机器人(45)顶部电池包托盘(263)上面，

第4步、摆渡机器人(45)沿着钢轨(230)轨道行走至四柱举升机(341)下，摆渡机器人(45)完成X/Y方向定位后，机器人上升的过程利用超声测距传感器的输出与液压机构编码器的输出差值运算后，作为PID控制器的输入对比例流量阀进行PID控制，当液压机构举升至预期位置停止上升，定位准确，由远程监控中心(1)向摆渡机器人(45)发出开始安装第一电池包(186)的指令，摆渡机器人(45)把第一电池包(186)顶到车载电池更换系统(196) 上面的第一电池包安装位置(204),远程监控中心(1)操控人员启动控制第一电池包机器人系统(193)开始工作，推着第一电池包(186)移动使第一电池包第一 固定平台(187)逐步进入到电池支架第一承重台(210)上，第一接电器插头(188)与第一电池包接电器座(211)紧密连接，第一电池包(186)安装完毕，控制第一电池包机器人系统(193)停止工作，摆渡机器人(45)沿着钢轨(230)轨道离开四柱举升机(341)，

第5步、摆渡机器人(45)沿着钢轨(230)轨道行走至四柱举升机(341)下，到达电动汽车底盘下面第二电池包安装位置(205)，电池包托盘(263)顶住第二电池包(189)，远程监控中心(1)操控人员远程启动在电动汽车(3)的主显示屏(123)上的卸载第二电池包(144)程序，控制第二电池包机器人系统(199)开始工作，在动力装置的带动下第二机械手连杆(197)下端安装的第二托架(206)随第二机械手连杆(197)一起做脱离第二电池包(189)的移动，第二托架的第二承重平台(214)逐渐脱离第二电池包(189)的第二电池包第二固定平台(192)，第二托架(206)与第二电池包(189)脱离，控制第二电池包机器人系统(199)停止工作，第二电池包(189)落在摆渡机器人(45)的电池包托盘(263)上面，摆渡机器人(45)载着第二电池包(189)沿着钢轨(230)轨道走到工位一(235)，第一码垛机器人(43)把在工位一(235)位置的摆渡机器人(45)顶部电池包托盘(263)上面的第二电池包(189)抓取到放到工位七(233)上，

第6步、第一码垛机器人(43)抓取到充好电的第二电池包(189)放到等待的摆渡机器人(45)顶部电池包托盘(263)的上面，

第7步、摆渡机器人(45)沿着摆渡机器人行走钢轨(230)轨道行走至四柱举升机(341)下，摆渡机器人(45)完成X/Y方向定位后，机器人上升的过程利用超声测距传感器的输出与液压机构编码器的输出差值运算后，作为PID控制器的输入对比例流量阀进行PID控制，当液压机构举升至预期位置停止上升，定位准确，由远程监控中心(1)向摆渡机器人(45)发出开始安装第二电池包(189)的指令，摆渡机器人(45)托举着第二电池包(189)到达电动汽车底盘下部第二电池包安装位置(205)，电池包托盘(263)顶住第二电池包(189)到第二电池包安装位置(205)，远程监控中心(1)操控人员启动控制第二电池包机器人系统(199)开始工作，推着第二电池包(189)移动使第二电池包第一固定平台(191)逐步进入到电池支架第二承重台(215)上，接电器第二插头(190)与第二电池包接电器插座(231)紧密接触，第二电池包(189)安装完毕，控制第二电池包机器人系统(199)停止工作，远程监控中心(1)向摆渡机器人(45)发出第二电池包(189)安装完毕的指令，摆渡机器人(45)沿着摆渡机器人行走钢轨(230)轨道离开四柱举升机(341)，

第8步、电池更换过程结束，四柱举升机(341)落下，驾驶员驾驶电动汽车(3)驶离电动汽车电池更换站(42)，

第9步、远程监控中心(1)发出电池更换完毕信号，电动汽车电池更换站(42)完成原点复位。

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