CN107546789B - 一种电动车预约导航充电系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电动车预约导航充电系统及方法，所述系统包括车载客户端、服务器、区域管理器和智能充电桩；所述车载客户端设置在电动车上，能够与所述服务器进行通信；所述充电站内具有多个所述智能充电桩；所述区域管理器设置在充电站内，保存有所在充电站的编号信息，能够与所述服务器和该充电站内的每个智能充电桩进行通信。本发明的目的在于提供一种电动车预约导航充电系统及方法，使得电动车在行驶时，能够实时对附近的充电站进行预约、导航和充电。

Description

一种电动车预约导航充电系统及方法

技术领域

本发明涉及电动车充电领域，具体的涉及一种电动车预约导航充电系统及方法。

背景技术

电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶、符合道路交通安全法规各项要求的车辆，由于电动汽车对环境影响相对于传统汽车较小，其前景被广泛看好。

加快推进我国电动汽车的发展和普及，是落实国家新兴战略性产业、节能减排以及能源结构调整的重大举措。电动汽车智能充换电服务设施是推动电动汽车发展的基础和前提，国家正在加大对充换电基础设施的研发和投入，建设电动汽车充换电站点并实现其智能化、信息化的运营管理是电动汽车充换电服务网络商业运营的必备条件。

但是，与燃油汽车到加油站加油相比，现阶段电动车的充电时间一般较长，实际中很难实现电动车抵达充电站随到随充，而当电动车在路上行驶时，一旦发现剩余电量较低，需要充电时，则需要快速抵达就近的充电站进行充电，否则就会出现电动车在公路上抛锚的危险。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种电动车预约导航充电系统及方法，使得电动车能够根据需要预约并导航至可接入的充电站，且无需等待就能跟进行充电。

具体地，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种电动车预约导航充电系统，所述系统包括车载客户端、服务器、区域管理器和智能充电桩；

所述车载客户端设置在电动车上，能够与所述服务器进行通信；

所述充电站内具有多个所述智能充电桩；所述区域管理器设置在充电站内，保存有所在充电站的编号信息，能够与所述服务器和该充电站内的每个智能充电桩进行通信。

所述车载客户端包括：

请求发送模块，用于当电动车电量小于电量阈值时向服务器发送查询请求，所述查询请求包括电动车当前电量信息、车辆当前位置信息和车辆型号信息；

匹配充电站信息接收模块，用于接收服务器发送的匹配充电站信息，所述匹配充电站信息包括充电站编号信息、充电站位置信息、车辆与该充电站距离信息和可接入时间段信息；

预约模块，用于确定一个匹配充电站为预约充电站，并向服务器发送预约信息，所述预约信息包括预约的充电站编号信息和客户身份信息；

导航接收模块，用于接收服务器发送的预约充电站导航信息。

所述服务器包括：

查询请求接收模块，用于接收客户端发送的查询请求；

询问请求发送模块，用于接收到所述查询请求之后，向每个区域管理器发送询问请求；

应答接收模块，用于接收每个区域管理器发送的应答信息，所述应答信息包括充电站器编号信息、充电站可接入时间段信息；

充电站位置确定模块，用于根据所述充电站编号信息，按照预存的对应关系表，确定对应充电站位置信息；

匹配充电站确定模块，用于根据预存的地图信息，和接收到的所述车辆当前位置信息、当前电量信息和车辆型号信息，按照预设的方法，确定车辆在电池耗尽之前所能到达的每个充电站为匹配充电站，并计算车辆到达每个所述匹配充电站的耗时；

匹配充电站信息发送模块，用于将匹配充电站的充电站可接入时间段信息、充电站编号信息、充电站位置信息、车辆与该充电站距离信息作为匹配充电站信息发送给车载客户端；

预约信息接收模块，用于接收车载客户端发送的所述预约信息；

预约信息发送模块，用于根据接收到的所述预约信息，将客户身份信息发送给对应区域管理器。

所述区域管理器预存有每个充电桩本次充电完成时间，所述区域管理器包括：

询问请求接收模块，用于接收服务器发送的询问请求；

可接入时间确定模块，用于在非预约状态的充电桩中，查找是否存在空闲充电桩，若存在，则将可接入时间段设置为随时可接入，若不存在，则根据每个充电桩当前充电完成时间，确定可接入时间段；

信息汇报模块，用于向服务器发送所在充电站的可接入时间段和所在充电站编号信息；

预约信息接收模块，用于接收服务器发送的客户身份信息，并按照预设的规则，将与所述可接入时间段对应的充电桩设置为预约状态；

客户验证模块，用于在所述可接入时间段内，验证客户身份信息，将验证通过信息与客户身份信息发送给对应的充电桩，确定充电结束时间，并设置该充电桩为非预约状态。

所述区域管理器还保存有每个充电桩连续工作的时间信息，所述可接入时间确定模块，包括：

筛选子模块，用于在非预约状态的充电桩中，查找是否存在空闲充电桩，若不存在，则根据每个充电桩连续工作的时间信息和每个充电桩本次充电完成时间，确定每个充电桩当前充电完成后连续工作的时间，判断该时间是否大于预设的时间阈值，若否，则将该充电桩确定为可用充电桩；

可接入时间确定子模块，用于确定每个所述可用充电桩本次充电完成时间，根据充电完成最早的时间和预设的时间长度，确定可接入时间段。

所述智能充电桩包括：

状态发送模块，用于判断处于非充电状态的时长是否大于预设的时间阈值，若是，则确定当前处于空闲状态，若否，则确定当前处于工作状态，并将当前所处状态信息发送给所述区域管理器；

工作时长发送模块，用于实时向所在充电站的区域管理器发送自身的连续工作时长信息；

验证通过接收模块，用于接收区域管理端发送的验证通过信息和客户身份信息。

本发明实施例还提供了一种电动车预约导航充电方法，应用于车载客户端，所述方法包括步骤：

步骤101、判断当电动车电量是否小于电量阈值，若是，则向服务器发送查询请求，所述查询请求包括电动车当前电量信息、车辆当前位置信息和车辆型号信息；

步骤102、接收服务器发送的匹配充电站信息，所述匹配充电站信息包括充电站编号信息、充电站位置信息、车辆与该充电站距离信息和可接入时间段信息；

步骤103、确定一个匹配充电站为预约充电站，并向服务器发送预约信息，所述预约信息包括预约的充电站编号信息和客户身份信息；

步骤104、接收服务器发送的预约充电站导航信息。

本发明实施例还提供了一种电动车预约导航充电方法，应用于服务器，所述方法包括步骤：

步骤301、接收客户端发送的所述查询请求；

步骤302、向每个区域管理器发送询问请求；

步骤303、接收每个区域管理器发送的应答信息，所述应答信息包括充电站器编号信息、充电站可接入时间段信息；

步骤304、根据所述充电站编号信息，按照预存的对应关系表，确定对应充电站位置信息；

步骤305、根据预存的地图信息，和接收到的所述车辆当前位置信息、当前电量信息和车辆型号信息，按照预设的方法，确定车辆在电池耗尽之前所能到达的每个充电站为匹配充电站，并计算车辆到达每个所述匹配充电站的耗时；

步骤306、将匹配充电站的充电站可接入时间段信息、充电站编号信息、充电站位置信息、车辆与该充电站距离信息作为匹配充电站信息发送给车载客户端；

步骤307、接收车载客户端发送的所述预约信息；

步骤308、根据接收到的所述预约信息，将客户身份信息发送给对应区域管理器。

本发明服务器还提供了一种电动车预约导航充电方法，应用于区域管理器，所述区域管理器保存有其所在充电站的每个充电桩的工作状态信息，所述方法包括步骤：

步骤401、接收服务器发送的询问请求；

步骤402、根于自身预存的信息，在非预约状态的充电桩中，查找是否存在空闲充电桩，若存在，则将可接入时间段设置为随时可接入，若不存在，则根据每个充电桩当前充电完成时间，确定可接入时间段；

步骤403、向服务器发送所在充电站的可接入时间段和所在充电站编号信息，其中所述充电站编号信息预先存储在所述区域管理器中；

步骤404、接收服务器发送的客户身份信息，并按照预设的规则，将与所述可接入时间段对应的充电桩设置为预约状态；

步骤405、在所述可接入时间段内，验证客户身份信息，将验证通过信息与客户身份信息发送给对应的充电桩，确定充电结束时间，并设置该充电桩为非预约状态。

所述区域管理器还保存有每个充电桩连续工作的时间信息，所述步骤2包括：

步骤402.1、在非预约状态的充电桩中，查找是否存在空闲充电桩，若不存在，则根据每个充电桩连续工作的时间信息和每个充电桩本次充电完成时间，确定每个充电桩本次充电完成后连续工作的时间；

步骤402.2、判断所述充电桩本次充电完成后连续工作的时间是否大于预设的时间阈值，若否，则将该充电桩确定为可用充电桩；

步骤402.3、确定每个所述可用充电桩本次充电完成时间，根据充电完成最早的时间和预设的时间长度，确定可接入时间段。

本发明的有益效果是：(1)当电动车电池电量低于预设的电量阈值时，即刻进行附近匹配充电站的预约。(2)电动车在可接入时间段到达充电站后无需等待，能够立即充电。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种应用于车载客户端的电动车预约导航充电方法流程示意图；

图2为车载客户端显示屏显示匹配充电站信息示意图；

图3为本发明实施例提供的一种应用于服务器的电动车预约导航充电方法流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种应用于区域管理器的电动车预约导航充电方法流程示意图；

图5为区域管理器验证客户身份信息方法的流程示意图；

图6为车载客户端验证客户身份信息方法的流程示意图；

图7(a)为本发明实施例提供的一种电动车预约导航充电系统的结构示意图；

图7(b)为本发明实施例提供的一种车载客户端的结构示意图；

图7(c)为本发明实施例提供的一种服务器的结构示意图；

图7(d)为本发明实施例提供的一种区域管理器的结构示意图；

图7(e)为本发明实施例提供的一种智能充电桩的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

图1为本发明实施例提供的一种电动车预约导航充电方法流程示意图，该方法应用于车载客户端，所述车载客户端设置在电动车上，能够与服务器进行通信，所述方法包括步骤：

S101：判断当电动车电量是否小于电量阈值，若是，则向服务器发送查询请求，所述查询请求包括电动车当前电量信息、车辆当前位置信息和车辆型号信息。

所述车载客户端设置在电动车上，能够实时检测电动车的剩余电量，并且所述车载客户端具有位置确定系统如GPS系统，能够实时确定车辆当前所处位置，所述车载客户端还保存有电动车的车辆型号信息。

当检测到电动车电量小于电量阈值时，将电动车当前电量信息、车辆当前位置信息和车辆型号信息发送到服务器，以触发服务器的相应操作，确定匹配充电站信息。

S102：接收服务器发送的匹配充电站信息，所述匹配充电站信息包括充电站编号信息、充电站位置信息、车辆与该充电站距离信息和可接入时间段信息。

S103：确定一个匹配充电站为预约充电站，并向服务器发送预约信息，所述预约信息包括预约的充电站编号信息和客户身份信息。

所述车载客户端可以包括一触摸显示屏，用以显示匹配充电站信息，司机可以根据自身的实际情况，通过点击显示屏上相应的选项来确定所要预约的充电站，当司机选择完毕后，所述车载服务器将预约的充电站编号信息和客户身份信息发送给服务器。

如图2所示，为所示触摸显示屏显示匹配充电站信息示意图，具体的，该显示屏显示有车辆当前的位置，即“我的位置”所在处，还显示有周围匹配的充电站与车辆当前位置的距离信息，该充电站可接入时间段信息，和车辆预计到达该充电站的时间信息。

所述客户身份信息可以为该车辆、司机或者车载客户端在所述服务器中注册的唯一身份标识信息，可以预先保存在所述车载客户端中，以使车载客户端使用该信息。

S104：接收服务器发送的预约充电站导航信息。

所述服务器在接收到所述预约信息后，会根据预设的方法，得到车辆当前位置到预约充电站之间的导航信息，并发送给所述车载客户端，所述导航信息可以是语音信息、图像信息等。

图3为本发明实施例提供的一种电动车预约导航充电方法，应用于服务器，所述服务器与每个充电站处的区域管理器具有通信联系，所述方法包括步骤：

S301：接收客户端发送的所述查询请求。

S302：向每个区域管理器发送询问请求。

S303：接收每个区域管理器发送的应答信息，所述应答信息包括充电站器编号信息、充电站可接入时间段信息。

所述充电站编号信息为预先存储在所述区域管理器的信息，所述充电站可接入时间段信息为所述区域管理器根据预设的方法得到。

S304：根据所述充电站编号信息，按照预存的对应关系表，确定对应充电站位置信息。

所述服务器中预先存储有每个充电站编号信息与该充电站地址信息的对应表，所述服务器能够根据该表，只根据充电站编号信息确定该充电站地址信息。

S305：根据预存的地图信息，和接收到的所述车辆当前位置信息、当前电量信息和车辆型号信息，按照预设的方法，确定车辆在电池耗尽之前所能到达的每个充电站为匹配充电站，并计算车辆到达每个所述匹配充电站的耗时。

例如，某型号电动车的当前电量为10kwh，根据该车辆型号，服务器确定出将电池电量耗尽之前，该车最多能够再行驶30km，则根据该车辆当前位置信息，和预存的充电站位置信息，根据预存的地图信息进行最优化行驶路径的计算，并将最优化行驶路径长度小于预设距离的充电站确定出来，作为匹配充电站，为了进一步保证该车在将电池电量耗尽之前能够抵达充电站，所述预设距离应当小于该车最多能够再行驶的距离数。

同时，服务器还计算出在常规路况下，该车行驶到每个所述匹配充电站的耗时，作为给用户的参考，发送给车载客户端。

进一步的，所述服务器可以预先保存或实时获取每个所述最优路径的路况信息，根据所述路况信息更加精确地计算电动车驶到每个所述匹配充电站的耗时。所述服务器根据预存的地图信息进行最优化行驶路径的计算、根据所述路况信息更加精确地计算电动车驶到每个所述匹配充电站的耗时为现有技术，本发明不再赘述。

S306：将匹配充电站的充电站可接入时间段信息、充电站编号信息、充电站位置信息、车辆与该充电站距离信息作为匹配充电站信息发送给车载客户端。

S307：接收车载客户端发送的所述预约信息。

S308：根据接收到的所述预约信息，将客户身份信息发送给对应区域管理器。

图4为本发明实施例提供的一种电动车预约导航充电方法，应用于区域管理器，所述区域管理器与其所处充电站的智能充电桩和所述服务器具有通信联系，所述区域管理器预先保存有其所处充电站的每个智能充电桩的工作状态信息，即智能充电桩处于工作状态还是空闲状态，所述区域管理器还保存有所在充电站的编号信息，所述方法包括步骤：

S401：接收服务器发送的询问请求。

S402：根于自身预存的信息，在非预约状态的充电桩中，查找是否存在空闲充电桩，若存在，执行步骤S4021，若不存在，则执行步骤S4022。

充电站中的充电桩分为处于预约状态的充电桩和处于非预约状态的充电桩，处于预约状态说明该充电桩已经被预约，在完成本次预约充电之前，不应该再被其它用户预约，处于非预约状态说明当前可预约该充电桩。

处于非预约状态的充电桩分为工作状态充电桩和空闲状态充电桩，可根据充电桩的实际情况定义充电桩的工作状态和空闲状态，如，可定义某充电桩对车辆进行充电的期间和充电之后的30分钟内均处于工作状态，结束充电结束后的30分钟内如不再发生充电行为，则定义该充电桩为空闲充电桩。这是因为在实际情况中，充电桩充电完成第一辆车之后，中间要经历断电、第一辆车驶出充电区、第二辆车驶入充电区、为第二辆车进行适配操作等，这些行为是耗时的，所以在充电桩对车辆进行充电和充电之后的一定时间内均定义处于工作状态，只有在充电完成一段时间之后，确定不再进行下次充电，才定义为空闲充电桩。

S4021：将可接入时间段设置为随时可接入，之后执行S403。

为了不使用户对空闲充电站进行恶意预约，可设置当前时刻之后的一端预设时间段为可接入时间段。

若充电站存在空闲充电桩，则说明该充电站可以随时对车辆进行充电。

S4022：根据每个充电桩本次充电完成时间，确定可接入时间段，之后执行S403。

在非空闲状态的充电桩中，确定每个充电桩完成当前充电的时间，将当前充电完成时间最早的时间和该时间加上预设时间形成的时间段，确定为该充电站的可接入时间段，如某充电站具有5个充电桩，均为处于非预约状态的非空闲状态的充电桩，每个充电桩完成当前充电的时刻分为是充电桩1：13:00、充电桩2：13:30、充电桩3：12:30、充电桩4：14:00、充电桩5：14:30，若预设时间为30分钟，则可确定该充电站的可接入时间段为12:30～13:00。

进一步的，所述区域管理器还保存有每个充电桩连续工作的时间信息，例如，充电桩1至13:00充电结束时，已经连续工作10小时，充电桩2至13:30充电结束时，已经连续工作8小时，充电桩3至12:30充电结束时，已经连续工作15小时，充电桩4至14:00充电结束时，已经连续工作11小时，充电桩5至14:30充电结束时，已经连续工作9小时，在实际中，为了充电桩的性能考虑，不同的充电桩连续工作时间不宜过长，若以12小时为充电桩的正常工作时间，则应该在充电桩3之外选择充电桩进行可接入时间段的确定，则可选择充电桩1、充电桩2、充电桩4和充电桩5为可用充电桩，在可用充电桩中，充电桩1的结束充电时间最早，为13:00，则将13:00～13:30确定为该充电站的可接入时间段。

S403：向服务器发送所在充电站的可接入时间段和所在充电站编号信息，其中所述充电站编号信息预先存储在所述区域管理器中。

S404：接收服务器发送的客户身份信息，并按照预设的规则，将与所述可接入时间段对应的充电桩设置为预约状态。

如某充电站具有5个充电桩，均为处于非预约状态且为非空闲状态的充电桩，每个充电桩完成当前充电的时刻分为是：充电桩1：13:00、充电桩2：13:30、充电桩3：12:30、充电桩4：14:00、充电桩5：14:30，若预设时间为30分钟，则可确定该充电站的可接入时间段为12:30～13:00，并将充电桩3设置为预约状态。

若所述可接入时间段为随时可接入，则说明充电站当前存在空闲充电桩，则可以随机将一个空闲充电桩设置为预约状态。

S405：在所述可接入时间段内，验证客户身份信息，将验证通过信息与客户身份信息发送给对应的充电桩，确定充电结束时间，并设置该充电桩为非预约状态。

具体的，图5为所述区域管理器验证客户身份信息方法的流程示意图，该方法包括步骤：

S501：将预存的第一公钥信息发送给车载客户端。

S502：接收车载客户端发送第二公钥信息。

S503：判断所述第二公钥是否正确，若不正确，则结束操作，若正确，则执行S5031。

S5031：接收车载客户端发送的第一随机数r1，根据所述第一随机数r1和自身保存的第一私钥数据中描述的私钥，生成相应的第一签名sig(r1),并生成第二随机数r2，将所述第一签名sig(r1)和第二随机数r2发送给车载客户端，之后执行S504。

S504：判断是否接收到车载客户端发送的出错信息，若是，则结束操作，若否，则执行S5041。

S5041：接收车载客户端发送的第二签名sig(r2)，之后执行S505。

所述第二签名sig(r2)为车载客户端根据接收到的第二随机数r2和自身保存的第二私钥数据生成的。

S505：根据自身保存的公钥信息，对所述第二签名sig(r2)进行验证，若验证通过，则完成客户身份验证，若验证未通过，则确定验证失败。

相应的，图6为所述车载客户端验证客户身份信息方法的流程示意图，该方法包括步骤：

S601：向所述区域管理器发送第二公钥信息。

S602：接收所述区域管理器发送的第一公钥信息，判断所述第一公钥是否正确，若不正确，结束操作，若正确，则执行S6021。

S6021：生成第一随机数r1并发送给所述区域管理器，之后执行S603。

S603：接收所述区域管理器发送的第一签名sig(r1)和第二随机数r2，并根据所述所述第一公钥信息，验证所述第一签名是否正确，若正确，则执行S604；若不正确，则执行S605。

S604：根据自身保存的第二私钥数据中描述的私钥，针对所述第二随机数，生成第二签名sig(r2)，并发送给所述区域管理器。

S605：向所述区域管理器发送出错信息，并断开与所述区域管理器的连接。

图7(a)为本发明实施例提供的一种电动车预约导航充电系统的结构示意图，所述系统包括车载客户端1、服务器2、区域管理器3和智能充电桩4；

所述车载客户端1设置在电动车上，能够与所述服务器进行通信；

所述充电站内具有多个所述智能充电桩4；所述区域管理器3设置在充电站内，保存有所在充电站的编号信息，能够与所述服务器2和该充电站内的每个智能充电桩4进行通信；

由于采用区域管理器分别与服务器和所辖区域的每个智能充电桩进行通信连接，而不采用所有充电桩都与服务器无线通信的结构，使得服务器不必为了获取每个充电桩的实时信息，而需要实时接收每个充电桩的信息的情况，进而减少了由于多个充电桩同时发送信息，使每个充电桩与服务器之间的信道变得拥堵、使信号相互干扰的情况发生，而这些情况的发生是不利于充电桩信息的实时准确更新的，而预约充电桩服务对充电桩信息的时效性和准确性的要求是十分严格的。采用区域管理器管理所辖区域智能充电桩的结构，管理器只在充电站内部进行充电桩信息的实时更新，而当管理器接收到服务器的询问请求时，才向服务器发送本站充电桩信息，一般情况下一个区域管理器可管理20到30个充电桩，相当于将信道拥堵等情况降低了20到30倍。

其次，智能充电桩大都集中布置在充电站内，用户只需获取充电站的位置信息即可，而无需知道每个充电桩的具体位置，用户可直接以充电站为单位预约、导航、结算，省去了大量重复导航信息的计算，即在用户的角度来看，只需获知能够在哪个充电站进行充电即可，而无需知道具体是在哪个智能充电桩上进行充电。

进一步的，如图7(b)所示，所述车载客户端1包括：

请求发送模块11，用于当电动车电量小于电量阈值时向服务器发送查询请求，所述查询请求包括电动车当前电量信息、车辆当前位置信息和车辆型号信息；

匹配充电站信息接收模块12，用于接收服务器发送的匹配充电站信息，所述匹配充电站信息包括充电站编号信息、充电站位置信息、车辆与该充电站距离信息和可接入时间段信息；

预约模块13，用于确定一个匹配充电站为预约充电站，并向服务器发送预约信息，所述预约信息包括预约的充电站编号信息和客户身份信息；

导航接收模块14，用于接收服务器发送的预约充电站导航信息。

进一步的，如图7(c)所示，所述服务器2包括：

查询请求接收模块21，用于接收客户端发送的查询请求；

询问请求发送模块22，用于接收到所述查询请求之后，向每个区域管理器发送询问请求；

应答接收模块23，用于接收每个区域管理器发送的应答信息，所述应答信息包括充电站器编号信息、充电站可接入时间段信息；

充电站位置确定模块24，用于根据所述充电站编号信息，按照预存的对应关系表，确定对应充电站位置信息；

匹配充电站确定模块25，用于根据预存的地图信息，和接收到的所述车辆当前位置信息、当前电量信息和车辆型号信息，按照预设的方法，确定车辆在电池耗尽之前所能到达的每个充电站为匹配充电站，并计算车辆到达每个所述匹配充电站的耗时；

匹配充电站信息发送模块26，用于将匹配充电站的充电站可接入时间段信息、充电站编号信息、充电站位置信息、车辆与该充电站距离信息作为匹配充电站信息发送给车载客户端；

第一预约信息接收模块27，用于接收车载客户端发送的所述预约信息；

预约信息发送模块28，用于根据接收到的所述预约信息，将客户身份信息发送给对应区域管理器。

第二客户验证模块29，用于与区域管理器的第一客户验证模块进行相互的身份验证，所述第二客户验证模块29可以包括：

第二公钥发送子模块(图中未示出)，用于向所述区域管理器发送第二公钥信息；

第二判断子模块(图中未示出)，用于接收所述区域管理器发送的第一公钥信息，判断所述第一公钥是否正确，若不正确，结束操作，若正确，则转向第一随机数模块；

第一随机数模块，用于生成第一随机数r1并发送给所述区域管理器；

第一签名接收子模块(图中未示出)，用于接收所述区域管理器发送的第一签名sig(r1)和第二随机数r2，并根据所述所述第一公钥信息，验证所述第一签名是否正确，若正确，则转到第二签名生成子模块；若不正确，则转到出错信息发送子模块；

第二签名生成子模块(图中未示出)，用于根据自身保存的第二私钥数据中描述的私钥，针对所述第二随机数，生成第二签名sig(r2)，并发送给所述区域管理器；

出错信息发送子模块(图中未示出)，用于向所述区域管理器发送出错信息，并断开与所述区域管理器的连接。

进一步的，所述区域管理器预存有每个充电桩本次充电完成时间，如图7(d)所示，所述区域管理器3包括：

询问请求接收模块31，用于接收服务器发送的询问请求；

可接入时间确定模块32，用于在非预约状态的充电桩中，查找是否存在空闲充电桩，若存在，则将可接入时间段设置为随时可接入，若不存在，则根据每个充电桩当前充电完成时间，确定可接入时间段；

信息汇报模块33，用于向服务器发送所在充电站的可接入时间段和所在充电站编号信息；

第二预约信息接收模块34，用于接收服务器发送的客户身份信息，并按照预设的规则，将与所述可接入时间段对应的充电桩设置为预约状态；

第一客户验证模块35，用于在所述可接入时间段内，验证客户身份信息，将验证通过信息与客户身份信息发送给对应的充电桩，确定充电结束时间，并设置该充电桩为非预约状态。

所述第一客户验证模块35可以包括：

第一公钥发送子模块(图中未示出)，用于将预存的第一公钥信息发送给车载客户端；

第二公钥接收子模块(图中未示出)，用于接收车载客户端发送第二公钥信息；

第一判断子模块(图中未示出)，用于判断所述第二公钥是否正确，若不正确，结束操作，若正确，则转向第一签名生成模块；

第一签名生成模块(图中未示出)，用于接收车载客户端发送的第一随机数r1，根据所述第一随机数r1和自身保存的第一私钥数据中描述的私钥，生成相应的第一签名sig(r1),并生成第二随机数r2，将所述第一签名sig(r1)和第二随机数r2发送给车载客户端；

第二签名接收子模块(图中未示出)，用于接收车载客户端发送的第二签名sig(r2)，所述第二签名sig(r2)为车载客户端根据接收到的第二随机数r2和自身保存的第二私钥数据生成的。

出错判断子模块(图中未示出)，用于判断是否接收到车载客户端发送的出错信息，若是，则结束操作，若否，则转向验证子模块。

验证子模块(图中未示出)，用于根据自身保存的公钥信息，对所述第二签名sig(r2)进行验证，若验证通过，则完成客户身份验证，若验证未通过，则确定验证失败。

进一步的，所述区域管理器3还保存有每个充电桩连续工作的时间信息，所述可接入时间确定模块32，包括：

筛选子模块(图中未示出)，用于在非预约状态的充电桩中，查找是否存在空闲充电桩，若不存在，则根据每个充电桩连续工作的时间信息和每个充电桩本次充电完成时间，确定每个充电桩当前充电完成后连续工作的时间，判断该时间是否大于预设的时间阈值，若否，则将该充电桩确定为可用充电桩；

可接入时间确定子模块(图中未示出)，用于确定每个所述可用充电桩本次充电完成时间，根据充电完成最早的时间和预设的时间长度，确定可接入时间段。

进一步的，如图7(e)所示，所述智能充电桩4包括：

状态发送模块41，用于判断处于非充电状态的时长是否大于预设的时间阈值，若是，则确定当前处于空闲状态，若否，则确定当前处于工作状态，并将当前所处状态信息发送给所述区域管理器；

工作时长发送模块42，用于实时向所在充电站的区域管理器发送自身的连续工作时长信息；

验证通过接收模块43，用于接收区域管理端发送的验证通过信息和客户身份信息。

对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种电动车预约导航充电系统，其特征在于，所述系统包括车载客户端、服务器、区域管理器和智能充电桩；

所述车载客户端设置在电动车上，能够与所述服务器进行通信；

充电站内具有多个所述智能充电桩；所述区域管理器设置在充电站内，保存有所在充电站的编号信息，能够与所述服务器和该充电站内的每个智能充电桩进行通信；所述区域管理器保存有其所在充电站的每个充电桩的工作状态信息；

所述系统应用于车载客户端的预约导航充电方法包括：

步骤101、判断当电动车电量是否小于电量阈值，若是，则向服务器发送查询请求，所述查询请求包括电动车当前电量信息、车辆当前位置信息和车辆型号信息；

步骤102、接收服务器发送的匹配充电站信息，所述匹配充电站信息包括充电站编号信息、充电站位置信息、车辆与该充电站距离信息和可接入时间段信息；

步骤103、确定一个匹配充电站为预约充电站，并向服务器发送预约信息，所述预约信息包括预约的充电站编号信息和客户身份信息；

步骤104、接收服务器发送的预约充电站导航信息；

所述系统应用于服务器的预约导航充电方法包括：

步骤301、接收客户端发送的查询请求；

步骤302、向每个区域管理器发送询问请求；

步骤303、接收每个区域管理器发送的应答信息，所述应答信息包括充电站器编号信息、充电站可接入时间段信息；

步骤304、根据所述充电站编号信息，按照预存的对应关系表，确定对应充电站位置信息；

步骤305、根据预存的地图信息，和接收到的车辆当前位置信息、当前电量信息和车辆型号信息，按照预设的方法，确定车辆在电池耗尽之前所能到达的每个充电站为匹配充电站，并计算车辆到达每个所述匹配充电站的耗时；

步骤306、将匹配充电站的充电站可接入时间段信息、充电站编号信息、充电站位置信息、车辆与该充电站距离信息作为匹配充电站信息发送给车载客户端；

步骤307、接收车载客户端发送的所述预约信息；

步骤308、根据接收到的所述预约信息，将客户身份信息发送给对应区域管理器；

所述系统应用于区域管理器的预约导航充电方法包括：

步骤401、接收服务器发送的询问请求；

步骤402、根于自身预存的信息，在非预约状态的充电桩中，查找是否存在空闲充电桩，若存在，则将可接入时间段设置为随时可接入，若不存在，则根据每个充电桩当前充电完成时间，确定可接入时间段；

步骤403、向服务器发送所在充电站的可接入时间段和所在充电站编号信息，其中所述充电站编号信息预先存储在所述区域管理器中；

步骤404、接收服务器发送的客户身份信息，并按照预设的规则，将与所述可接入时间段对应的充电桩设置为预约状态；

步骤405、在所述可接入时间段内，验证客户身份信息，将验证通过信息与客户身份信息发送给对应的充电桩，确定充电结束时间，并设置该充电桩为非预约状态。

2.根据权利要求1所述的电动车预约导航充电系统，其特征在于，所述车载客户端包括：

请求发送模块，用于当电动车电量小于电量阈值时向服务器发送查询请求，所述查询请求包括电动车当前电量信息、车辆当前位置信息和车辆型号信息；

匹配充电站信息接收模块，用于接收服务器发送的匹配充电站信息，所述匹配充电站信息包括充电站编号信息、充电站位置信息、车辆与该充电站距离信息和可接入时间段信息；

预约模块，用于确定一个匹配充电站为预约充电站，并向服务器发送预约信息，所述预约信息包括预约的充电站编号信息和客户身份信息；

导航接收模块，用于接收服务器发送的预约充电站导航信息。

3.根据权利要求1所述的电动车预约导航充电系统，其特征在于，所述服务器包括：

查询请求接收模块，用于接收客户端发送的查询请求；

询问请求发送模块，用于接收到所述查询请求之后，向每个区域管理器发送询问请求；

应答接收模块，用于接收每个区域管理器发送的应答信息，所述应答信息包括充电站器编号信息、充电站可接入时间段信息；

充电站位置确定模块，用于根据所述充电站编号信息，按照预存的对应关系表，确定对应充电站位置信息；

匹配充电站确定模块，用于根据预存的地图信息，和接收到的车辆当前位置信息、当前电量信息和车辆型号信息，按照预设的方法，确定车辆在电池耗尽之前所能到达的每个充电站为匹配充电站，并计算车辆到达每个所述匹配充电站的耗时；

匹配充电站信息发送模块，用于将匹配充电站的充电站可接入时间段信息、充电站编号信息、充电站位置信息、车辆与该充电站距离信息作为匹配充电站信息发送给车载客户端；

预约信息接收模块，用于接收车载客户端发送的所述预约信息；

预约信息发送模块，用于根据接收到的所述预约信息，将客户身份信息发送给对应区域管理器。

4.根据权利要求1所述的电动车预约导航充电系统，其特征在于，所述区域管理器预存有每个充电桩本次充电完成时间，所述区域管理器包括：

询问请求接收模块，用于接收服务器发送的询问请求；

可接入时间确定模块，用于在非预约状态的充电桩中，查找是否存在空闲充电桩，若存在，则将可接入时间段设置为随时可接入，若不存在，则根据每个充电桩当前充电完成时间，确定可接入时间段；

信息汇报模块，用于向服务器发送所在充电站的可接入时间段和所在充电站编号信息；

预约信息接收模块，用于接收服务器发送的客户身份信息，并按照预设的规则，将与所述可接入时间段对应的充电桩设置为预约状态；

客户验证模块，用于在所述可接入时间段内，验证客户身份信息，将验证通过信息与客户身份信息发送给对应的充电桩，确定充电结束时间，并设置该充电桩为非预约状态。

5.根据权利要求4所述的电动车预约导航充电系统，其特征在于，所述区域管理器还保存有每个充电桩连续工作的时间信息，所述可接入时间确定模块，包括：

筛选子模块，用于在非预约状态的充电桩中，查找是否存在空闲充电桩，若不存在，则根据每个充电桩连续工作的时间信息和每个充电桩本次充电完成时间，确定每个充电桩当前充电完成后连续工作的时间，判断该时间是否大于预设的时间阈值，若否，则将该充电桩确定为可用充电桩；

可接入时间确定子模块，用于确定每个所述可用充电桩本次充电完成时间，根据充电完成最早的时间和预设的时间长度，确定可接入时间段。

6.根据权利要求1所述的电动车预约导航充电系统，其特征在于，所述智能充电桩包括：

状态发送模块，用于判断处于非充电状态的时长是否大于预设的时间阈值，若是，则确定当前处于空闲状态，若否，则确定当前处于工作状态，并将当前所处状态信息发送给所述区域管理器；

工作时长发送模块，用于实时向所在充电站的区域管理器发送自身的连续工作时长信息；

验证通过接收模块，用于接收区域管理端发送的验证通过信息和客户身份信息。

7.一种电动车预约导航充电方法，用于如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述区域管理器还保存有每个充电桩连续工作的时间信息，所述步骤402包括：

步骤402.1、在非预约状态的充电桩中，查找是否存在空闲充电桩，若不存在，则根据每个充电桩连续工作的时间信息和每个充电桩本次充电完成时间，确定每个充电桩本次充电完成后连续工作的时间；

步骤402.2、判断所述充电桩本次充电完成后连续工作的时间是否大于预设的时间阈值，若否，则将该充电桩确定为可用充电桩；

步骤402.3、确定每个所述可用充电桩本次充电完成时间，根据充电完成最早的时间和预设的时间长度，确定可接入时间段。