CN108909482A - 基于大数据的新能源汽车充电桩与配电网络联动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于大数据的新能源汽车充电桩与配电网络联动控制系统，涉及充电桩技术领域。包括汽车电源监控模块、城市地图数据库、路径规划模块、辅助处理器、显示装置、GPS模块、充电桩分布数据库、主处理器、状态显示模块、状态监控单元、充电桩通断电控制单元、用电数据获取与处理单元和云存储模块。本发明通过路径规划模块的设置，使得本发明中的汽车在需要充足时，能够结合实时交通情况和城市地图自主选择最佳充电桩所在点的位置信息并给汽车导航过去；通过充电桩通断电控制单元的设置，使得本发明的充电桩在需要充电时即可自动给该处充电桩充电，在不需要充电时，及时给该充电桩断电，防止该充电桩漏电，节约能源损耗。

Description

基于大数据的新能源汽车充电桩与配电网络联动控制系统

技术领域

本发明属于充电桩技术领域，特别是涉及一种基于大数据的新能源汽车充电桩与配电网络联动控制系统。

背景技术

充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。充电桩一般提供常规充电和快速充电两种充电方式，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。

随着新能源汽车的推动，越来越多的新能源汽车出现，使用电力驱动的汽车越慢慢开始增加，城市内也出现了大量的电动汽车，或者油电混合动力的汽车越来越多，城市的充电桩也慢慢出现，而这些充电桩当前使用都不够智能，基本上都是一直处于带电状态下的，一方面这样容易产生事故，另一方面也容易造成用电浪费，而且不能结合当前的城市用电计划通电或断电，不符合智能生活的发展；为解决上述缺陷，现提供一种基于大数据的新能源汽车充电桩与配电网络联动控制系统。

发明内容

本发明的目的在于提供基于大数据的新能源汽车充电桩与配电网络联动控制系统，通过汽车电源监控模块、城市地图数据库、路径规划模块、辅助处理器、显示装置、GPS模块、充电桩分布数据库、主处理器、状态显示模块、状态监控单元、充电桩通断电控制单元、用电数据获取与处理单元和云存储模块，解决了现有的充电桩智能化程度低、功能单一及管理不便造成能源损耗的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为基于大数据的新能源汽车充电桩与配电网络联动控制系统，包括汽车电源监控模块、城市地图数据库、路径规划模块、辅助处理器、显示装置、GPS模块、充电桩分布数据库、主处理器、状态显示模块、状态监控单元、充电桩通断电控制单元、用电数据获取与处理单元和云存储模块；其中，所述汽车电源监控模块设置在新能源汽车上，用于实时监测新能源汽车的电源电量剩余的电量信息并将电量信息传输到辅助处理器，所述辅助处理器在电量信息低于预设值时自动进入待充电状态，所述辅助处理器在待充电状态下会自动从GPS模块获取当前汽车所在位置信息，同时所述辅助处理器会自动从充电桩分布数据库自动获取本市的充电桩分布信息；所述辅助处理器用于向路径规模块传输位置信息和充电桩分布信息，所述路径规划模块用于自动从城市地图数据库获取当前所在城市实时交通信息，所述城市实时交通信息包括当前各个道路的拥挤情况和通行预测时间；所述主处理器用于向辅助处理器传输预测信息，所述辅助处理器向路径规划模块传输预测信息；所述路径规划模块会采用路径规划规则根据位置信息、城市地图信息、充电桩分布信息和预测信息自动选择附近最佳充电桩所在点；所述路径规划模块用于将最佳充电桩位置信息传输到辅助处理器；同时所述路径规划模块会自动规划出最佳路径信息并将最佳路径信息传输到辅助处理器；所述辅助处理器用于将最佳路径信息传输到显示装置并进行实时显示；在所述GPS模块监测到汽车到达最佳充电桩位置信息时会向辅助处理器传输通电信号，所述辅助处理器向主处理器传输通电信号和最佳充电桩位置信息，所述主处理器用于将最佳充电桩位置信息和通电信号传输到充电桩通断电控制单元，所述充电桩通断电控制单元在接收到通电信号时会根据最佳充电桩位置信息给电动汽车即将充电区域的充电桩通电；在所述GPS模块监测到汽车离最佳充电桩位置信息预设距离时会向辅助处理器传输断电信号，所述辅助处理器向主处理器传输断电信号，所述主处理器向充电桩通断电控制单元传输断电信号并给充电桩断电。

进一步地，所述城市地图数据库通过GPRS网络与城市实时交通信息同步；所述充电桩通断电控制单元用于控制城市内各个充电桩的通断电情况。

进一步地，所述主处理器上还电连接有状态监控单元，所述状态监控单元用于实时监控充电桩的通电状态并将通电状态信息传输到主处理器，所述主处理器将通电状态信息传输到状态显示模块，所述状态显示模块用于实时显示通电状态信息；所述状态显示模块设置在充电桩处用于实时显示充电桩的通断电状态。

进一步地，所述预测信息从用电数据获取与处理单元获取得到；所述主处理器上还电连接有用电数据获取与处理器单元，所述用电数据获取与处理单元用于对本市用电数据进行处理；所述用电数据获取与处理单元包括大数据获取模块、云计算平台、大数据解析模块和数据预测模块；所述大数据获取模块用于获取本市用电数据和电力企业运营数据，所述大数据获取模块用于将本市用电数据和电力企业运营数据转化为结构化数据、半结构化数据和非结构化数据，所述大数据获取模块用于将结构化数据、半结构化数据和非结构化数据传输到云计算平台，所述云计算平台用于对结构化数据、半结构化数据和非结构化数据存储为分布式文件系统、分布式数据处理系统和分布式数据库；所述云计算平台用于对结构化数据、半结构化数据和非结构化数据传输到大数据解析模块，所述大数据解析模块用于对结构化数据、半结构化数据和非结构化数据进行数据可视化处理、领域普适知识挖掘和过程挖掘；所述数据预测模块用于根据大数据解析模块的数据进行用电预测并将预测信息传输到主处理器，所述预测信息为城市各区域预设时间内的用电情况。

进一步地，所述路径规划规则包含如下步骤：步骤一：所述路径规划模块用于结合当前汽车所在的位置信息和充电桩分布信息筛选出处于预设范围内的备选充电桩；步骤二：计算出当前汽车所在位置到达各备选充电桩距离；步骤三：根据预测信息和充电桩分布信息滤除掉预设时间内用电情况达到预设值的地区内的充电桩，得到可选充电桩分布信息；步骤四：所述路径规划模块根据城市实时交通信息计算出到达各可选充电桩所需时间；步骤五：根据到达各可选充电桩所需时间筛选出最佳充电桩位置信息。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过汽车电源监控模块的设置，使得本发明能够及时监控汽车电源，当电源处于电量不足时，即可发出警报；通过路径规划模块的设置，使得本发明中的汽车在需要充足时，能够结合实时交通情况和城市地图自主选择最佳充电桩所在点的位置信息并给汽车导航过去；使用方便，智能化程度高，功能全面。

2、本发明通过充电桩通断电控制单元的设置，使得本发明的充电桩在需要充电时即可自动给该处充电桩充电，在不需要充电时，能够及时给该充电桩断电，防止该充电桩漏电，而且能节约能源损耗；通过用电数据获取与处理单元，使得本发明能够通过大数据给本发明作为参考，自主选择当前用电情况不处于高峰期的充电桩所在点进行充电；本发明简单有效，易于实用。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明基于大数据的新能源汽车充电桩与配电网络联动控制系统的结构示意图；

图2为本发明用电数据获取与处理单元的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2所示，本发明为基于大数据的新能源汽车充电桩与配电网络联动控制系统，包括汽车电源监控模块、城市地图数据库、路径规划模块、辅助处理器、显示装置、GPS模块、充电桩分布数据库、主处理器、状态显示模块、状态监控单元、充电桩通断电控制单元、用电数据获取与处理单元和云存储模块；其中，汽车电源监控模块设置在新能源汽车上，用于实时监测新能源汽车的电源电量剩余的电量信息并将电量信息传输到辅助处理器，辅助处理器在电量信息低于预设值时自动进入待充电状态，辅助处理器在待充电状态下会自动从GPS模块获取当前汽车所在位置信息，同时辅助处理器会自动从充电桩分布数据库自动获取本市的充电桩分布信息；辅助处理器用于向路径规模块传输位置信息和充电桩分布信息，路径规划模块用于自动从城市地图数据库获取当前所在城市实时交通信息，城市实时交通信息包括当前各个道路的拥挤情况和通行预测时间；主处理器用于向辅助处理器传输预测信息，辅助处理器向路径规划模块传输预测信息；路径规划模块会采用路径规划规则根据位置信息、城市地图信息、充电桩分布信息和预测信息自动选择附近最佳充电桩所在点；路径规划模块用于将最佳充电桩位置信息传输到辅助处理器；同时路径规划模块会自动规划出最佳路径信息并将最佳路径信息传输到辅助处理器；辅助处理器用于将最佳路径信息传输到显示装置并进行实时显示；在GPS模块监测到汽车到达最佳充电桩位置信息时会向辅助处理器传输通电信号，辅助处理器向主处理器传输通电信号和最佳充电桩位置信息，主处理器用于将最佳充电桩位置信息和通电信号传输到充电桩通断电控制单元，充电桩通断电控制单元在接收到通电信号时会根据最佳充电桩位置信息给电动汽车即将充电区域的充电桩通电；在GPS模块监测到汽车离最佳充电桩位置信息预设距离时会向辅助处理器传输断电信号，辅助处理器向主处理器传输断电信号，主处理器向充电桩通断电控制单元传输断电信号并给充电桩断电。

其中，城市地图数据库通过GPRS网络与城市实时交通信息同步；充电桩通断电控制单元用于控制城市内各个充电桩的通断电情况。

其中，主处理器上还电连接有状态监控单元，状态监控单元用于实时监控充电桩的通电状态并将通电状态信息传输到主处理器，主处理器将通电状态信息传输到状态显示模块，状态显示模块用于实时显示通电状态信息；状态显示模块设置在充电桩处用于实时显示充电桩的通断电状态。

其中，预测信息从用电数据获取与处理单元获取得到；主处理器上还电连接有用电数据获取与处理器单元，用电数据获取与处理单元用于对本市用电数据进行处理；用电数据获取与处理单元包括大数据获取模块、云计算平台、大数据解析模块和数据预测模块；大数据获取模块用于获取本市用电数据和电力企业运营数据，大数据获取模块用于将本市用电数据和电力企业运营数据转化为结构化数据、半结构化数据和非结构化数据，大数据获取模块用于将结构化数据、半结构化数据和非结构化数据传输到云计算平台，云计算平台用于对结构化数据、半结构化数据和非结构化数据存储为分布式文件系统、分布式数据处理系统和分布式数据库；云计算平台用于对结构化数据、半结构化数据和非结构化数据传输到大数据解析模块，大数据解析模块用于对结构化数据、半结构化数据和非结构化数据进行数据可视化处理、领域普适知识挖掘和过程挖掘；数据预测模块用于根据大数据解析模块的数据进行用电预测并将预测信息传输到主处理器，预测信息为城市各区域预设时间内的用电情况。

其中，路径规划规则包含如下步骤：步骤一：路径规划模块用于结合当前汽车所在的位置信息和充电桩分布信息筛选出处于预设范围内的备选充电桩；步骤二：计算出当前汽车所在位置到达各备选充电桩距离；步骤三：根据预测信息和充电桩分布信息滤除掉预设时间内用电情况达到预设值的地区内的充电桩，得到可选充电桩分布信息；步骤四：路径规划模块根据城市实时交通信息计算出到达各可选充电桩所需时间；步骤五：根据到达各可选充电桩所需时间筛选出最佳充电桩位置信息。

本实施例的一个具体应用为：

在工作时，通过汽车电源监控模块的设置，使得本发明能够及时监控汽车电源，当电源处于电量不足时，即可发出警报；通过路径规划模块的设置，使得本发明中的汽车在需要充足时，能够结合实时交通情况和城市地图自主选择最佳充电桩所在点的位置信息并给汽车导航过去；通过充电桩通断电控制单元的设置，使得本发明的充电桩在需要充电时即可自动给该处充电桩充电，在不需要充电时，能够及时给该充电桩断电，防止该充电桩漏电，而且能节约能源损耗；通过用电数据获取与处理单元，使得本发明能够通过大数据给本发明作为参考，自主选择当前用电情况不处于高峰期的充电桩所在点进行充电；本发明简单有效，易于实用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.基于大数据的新能源汽车充电桩与配电网络联动控制系统，其特征在于，包括汽车电源监控模块、城市地图数据库、路径规划模块、辅助处理器、显示装置、GPS模块、充电桩分布数据库、主处理器、状态显示模块、状态监控单元、充电桩通断电控制单元、用电数据获取与处理单元和云存储模块；

其中，所述汽车电源监控模块设置在新能源汽车上，用于实时监测新能源汽车的电源电量剩余的电量信息并将电量信息传输到辅助处理器，所述辅助处理器在电量信息低于预设值时自动进入待充电状态，所述辅助处理器在待充电状态下自动从GPS模块获取当前汽车所在位置信息，同时所述辅助处理器会自动从充电桩分布数据库自动获取本市的充电桩分布信息；

所述辅助处理器用于向路径规模块传输位置信息和充电桩分布信息，所述路径规划模块用于自动从城市地图数据库获取当前所在城市实时交通信息，所述城市实时交通信息包括当前各个道路的拥挤情况和通行预测时间；

所述主处理器用于向辅助处理器传输预测信息，所述辅助处理器向路径规划模块传输预测信息；所述路径规划模块会采用路径规划规则根据位置信息、城市地图信息、充电桩分布信息和预测信息自动选择附近充电桩所在点；所述路径规划模块用于将充电桩位置信息传输到辅助处理器；同时所述路径规划模块会自动规划出路径信息并将路径信息传输到辅助处理器；所述辅助处理器用于将路径信息传输到显示装置并进行实时显示；

所述GPS模块监测到汽车到达充电桩位置信息时会向辅助处理器传输通电信号，所述辅助处理器向主处理器传输通电信号和充电桩位置信息，所述主处理器用于将充电桩位置信息和通电信号传输到充电桩通断电控制单元，所述充电桩通断电控制单元在接收到通电信号时会根据充电桩位置信息给电动汽车即将充电区域的充电桩通电；

所述GPS模块监测到汽车离充电桩位置信息预设距离时会向辅助处理器传输断电信号，所述辅助处理器向主处理器传输断电信号，所述主处理器向充电桩通断电控制单元传输断电信号并给充电桩断电。

2.根据权利要求1所述的基于大数据的新能源汽车充电桩与配电网络联动控制系统，其特征在于，所述城市地图数据库通过GPRS网络与城市实时交通信息同步；

所述充电桩通断电控制单元用于控制城市内各个充电桩的通断电情况。

3.根据权利要求1所述的基于大数据的新能源汽车充电桩与配电网络联动控制系统，其特征在于，所述主处理器上还电连接有状态监控单元，所述状态监控单元用于实时监控充电桩的通电状态并将通电状态信息传输到主处理器，所述主处理器将通电状态信息传输到状态显示模块，所述状态显示模块用于实时显示通电状态信息；

所述状态显示模块设置在充电桩处用于实时显示充电桩的通断电状态。

4.根据权利要求1所述的基于大数据的新能源汽车充电桩与配电网络联动控制系统，其特征在于，所述预测信息从用电数据获取与处理单元获取得到；

所述主处理器上还电连接有用电数据获取与处理器单元，所述用电数据获取与处理单元用于对本市用电数据进行处理；

所述用电数据获取与处理单元包括大数据获取模块、云计算平台、大数据解析模块和数据预测模块；

所述大数据获取模块用于获取本市用电数据和电力企业运营数据，所述大数据获取模块用于将本市用电数据和电力企业运营数据转化为结构化数据、半结构化数据和非结构化数据，所述大数据获取模块用于将结构化数据、半结构化数据和非结构化数据传输到云计算平台，所述云计算平台用于对结构化数据、半结构化数据和非结构化数据存储为分布式文件系统、分布式数据处理系统和分布式数据库；所述云计算平台用于对结构化数据、半结构化数据和非结构化数据传输到大数据解析模块，所述大数据解析模块用于对结构化数据、半结构化数据和非结构化数据进行数据可视化处理、领域普适知识挖掘和过程挖掘；所述数据预测模块用于根据大数据解析模块的数据进行用电预测并将预测信息传输到主处理器，所述预测信息为城市各区域预设时间内的用电情况。

5.根据权利要求1所述的基于大数据的新能源汽车充电桩与配电网络联动控制系统，其特征在于，所述路径规划规则包含如下步骤：

步骤一：所述路径规划模块用于结合当前汽车所在的位置信息和充电桩分布信息筛选出处于预设范围内的备选充电桩；

步骤二：计算出当前汽车所在位置到达各备选充电桩距离；

步骤三：根据预测信息和充电桩分布信息滤除掉预设时间内用电情况达到预设值的地区内的充电桩，得到可选充电桩分布信息；

步骤四：所述路径规划模块根据城市实时交通信息计算出到达各可选充电桩所需时间；

步骤五：根据到达各可选充电桩所需时间筛选出充电桩位置信息。