CN109410449B - 一种充电桩控制平台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种充电桩控制平台，包括认证结算系统和充电控制系统，将认证结算系统中用户认证模块，结算支付模块、计量计费模块和第一通信模块执行一个独立的进程，将充电控制系统中充电控制模块、人机交互模块和第二通信模块执行另一个独立的进程，并且在两个进程之间通过共享数据库实现数据交互。本发明采用认证结算和充电控制功能模块分开设计的理念，把充电桩控制平台执行的进程分为基本功能不变的认证结算进程和经常变化的充电控制进程两部分，且两进程间既相互独立、互不干扰，又可以相互通信，提升了运行速度，增加了运行的可靠性。

Description

一种充电桩控制平台
技术领域
本发明属于电动汽车充电设备开发技术领域，具体涉及一种充电桩控制平台。
背景技术
电动汽车充电桩是电动汽车充电系统中最重要的充电设施，一般固定在路边或者停车场内，利用专用充电接口，采用传导方式，为电动汽车提供电能补给，并具有相应的通讯(主要包括运营平台、站级监控、电表、读卡器、车辆BMS等)、用户认证、计量计费、结算支付、数据存储和人机交互功能。一般可通过两种方式进行充电，一种是购买专用的充电卡充电，另一种是通过专用手机APP进行验证码充电。
近年来随着电动汽车不断的发展和推广，市面上不断地涌现了各种各样的电动汽车充电桩。但是就目前而言电动汽车充电桩毕竟处于发展初期，没有形成统一标准、不同人群对充电桩的需求各不相同，特别是在人机交互界面、充电流程控制以及和车辆通讯规约方便需求是千差万别。由于目前电动汽车充电桩的控制平台一般都把所有功能集成到一个进程里，运行速度慢，且运行不可靠。同时，为了满足各种不同的需求，导致充电桩控制平台的软件版本无限增加，给版本管理软件开发带来了极大麻烦，大大增加了软件的维护和升级成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种充电桩控制平台，用于解决现有充电桩控制平台所有功能模块集成到一个进程增加维护成本、运行速度慢的问题。
为解决上述技术问题，本发明提出一种充电桩控制平台，包括：用于认证充电桩用户和充电结算的认证结算系统，用于控制充电桩充电的充电控制系统，认证结算系统对应一个独立的认证结算进程，充电控制系统对应一个独立的充电控制进程，认证结算进程和充电控制进程之间相互通信。
认证结算进程和充电控制进程之间采用TCP通信，通过共享数据库实现数据交互。
所述认证结算进程为主进程，所述充电控制进程为子进程，当子进程不能自动退出进程时，由主进程结束子进程。
所述认证结算系统包括用户认证模块，结算支付模块、计量计费模块、第一通信模块；所述充电控制系统包括充电控制模块、人机交互模块、第二通信模块；其中，第一通信模块和第二通信模块用于认证结算进程和充电控制进程之间的通信。
第一通信模块包括主站通信模块、读卡器通信模块、电表通信模块和第一进程通信模块。
第二通信模块包括第二进程通信模块和车辆通信模块。
所述认证结算系统还包括消息总线模块，所述用户认证模块，结算支付模块、计量计费模块、第一通信模块通过消息总线模块进行消息交互。
所述主站通信模块包括有线通信单元和无线通信单元，有线通信单元用于通过TCP通信与站级监控系统通信，无线通信单元用于通过无线与运营监控平台通信。
所述认证结算系统包括第一数据库操作模块，所述充电控制系统包括第二数据库操作模块，第一数据库操作模块和第二数据库操作模块通过所述共享数据库进行数据交互。
本发明的有益效果是：
本发明将充电桩控制平台中分为认证结算系统和充电控制系统，认证结算系统对应一个独立的认证结算进程，充电控制系统对应一个独立的充电控制进程，认证结算进程和充电控制进程之间相互通信，且两进程间既相互独立、互不干扰，又可以相互通信，提升了运行速度，增加了运行的可靠性。
采用认证结算和充电控制功能模块分开设计的理念，把充电桩控制平台执行的进程分为基本功能不变的认证结算进程和经常变化的充电控制进程两部分，将认证结算系统中用户认证模块，结算支付模块、计量计费模块和第一通信模块执行一个独立的进程，将充电控制系统中充电控制模块、人机交互模块和第二通信模块执行另一个独立的进程，并且在两个进程之间通过共享数据库实现数据交互。
进一步，执行第一进程的各功能模块之间平行存在互不干扰统一挂载到消息总线上，当需求变化时可以裁剪和增加相应的功能模块，不需要修改整体充电桩的控制平台，这样既能提高充电桩运行的可靠性，又能减少充电桩软件版本，大大降低了软件维护和升级成本。
附图说明
图1是电动汽车充电桩控制平台示意图；
图2是执行第一进程的功能模块交互示意图；
图3是主站通信模块的通信模式选择示意图；
图4是第一进程、第二进程间通信和第二进程的保护流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
本发明的充电桩控制平台包括认证结算系统和充电控制系统，认证结算系统用于认证充电桩用户和充电结算，充电控制系统用于控制充电桩充电。认证结算系统对应一个独立的认证结算进程，充电控制系统对应一个独立的充电控制进程，认证结算进程和充电控制进程之间通过共享数据库实现数据通信。
认证结算系统包括用户认证模块，结算支付模块、计量计费模块、第一通信模块，充电控制系统包括充电控制模块、人机交互模块、第二通信模块。
本发明采用认证结算和充电控制功能模块分开设计的理念，把充电桩控制平台执行的进程分为基本功能不变的认证结算进程和经常变化的充电控制进程两部分，且认证结算进程和充电控制进程间既相互独立、互不干扰，又可以相互通信，提升了运行速度，增加了运行的可靠性。
具体的，如图1所示的一种充电桩控制平台，认证结算系统包括用户认证模块，结算支付模块、计量计费模块、第一数据库操作模块、远程维护模块、主站通信模块、读卡器通信模块、电表通信模块和第一进程通信模块。充电控制系统包括人机交互模块、充电控制模块、第二数据库操作模块、第二进程通信模块和车辆通信模块。其中，用户认证模块，结算支付模块、计量计费模块、主站通信模块、读卡器通信模块、电表通信模块和第一进程通信模块用于执行一个独立的进程，称为认证结算进程或第一进程。人机交互模块、充电控制模块、第二进程通信模块和车辆通信模块执行另一个独立的进程，称为充电控制进程或第二进程，第一进程和第二进程之间通过共享数据库实现数据交互，使用sqlite3嵌入式数据库作为共享内存库实现数据交互。
其中，第一进程和第二进程通过TCP进行通信，且第一进程作为TCP的主站端(M端)，第二进程作为TCP的从站端(S端)。远程维护模块可以动态更新计费模型、服务模型、服务流程及添加增值服务等。
上述第一数据库操作模块和第二数据库操作模块，通过共享数据库进行数据交互。如图2所示，充电桩的认证结算系统还包括消息总线模块，用于为认证结算系统的各模块提供交互的渠道，即用户认证模块，结算支付模块、计量计费模块、第一通信模块通过消息总线模块进行消息交互，各个功能模块平行，且互不调用，统一经过消息总线模块来传递消息。
上述主站通信模块包括有线通信单元和无线通信单元，有线通信单元用于通过TCP通信与站级监控系统通信，无线通信单元用于通过无线与运营监控平台通信。有线通信例如TCP通信S端，无线通信例如TCP通信M端。这两种通信方式可以同时存在也可以其中一个存在，通过配置可以自动选择具体通信模式，也可以通过人机交互界面设置通信模式，设置好通信模式后会自启动相对应的对上通信规约，如图3所示。
第一进程和第二进程之间使用TCP通信模式，第一进程作为M端是主进程，第二进程作为S端是子进程。为了最大限度保证整个充电桩的正常运转，当子进程出现异常退出时主进程需对其进行有效的保护。例如，当第一进程和第二进程通信过程中第二进程发生通信异常时，且第一进程检测到第二进程没有结束时，由第一进程控制结束第二进程，如图4所示。
本发明通过采用认证结算功能与充电控制功能分离的设计理念，把充电桩的控制平台分为分别执行两个进程的两个部分，这两部分彼此是相互独立、相辅相成、互不干扰的两个进程，使用进程间通信和共享内存库方式进行信息交互。将第一进程作为主进程、第二进程作为子进程，当充电桩运行过程中第二进程出现异常，第一进程会及时对其进行保护，最大限度的保证了整个充电桩的正常运转。本发明采用模块化、组件化的设计，构建充电桩整体控制平台，实现模块间灵活组合，有利于充电桩产品的更新换代和技术改造。

Claims (7)

1.一种充电桩控制平台，其特征在于，包括用于认证充电桩用户和充电结算的认证结算系统，用于控制充电桩充电的充电控制系统，认证结算系统对应一个独立的认证结算进程，充电控制系统对应一个独立的充电控制进程，认证结算进程和充电控制进程之间相互通信；
认证结算进程和充电控制进程之间采用TCP通信，通过共享数据库实现数据交互；
所述认证结算进程为主进程，所述充电控制进程为子进程，当与子进程之间的TCP连接关闭，且子进程不能自动退出进程时，由主进程结束子进程，并重新启动子进程，与子进程之间重新建立TCP连接。
2.根据权利要求1所述的充电桩控制平台，其特征在于，所述认证结算系统包括用户认证模块，结算支付模块、计量计费模块、第一通信模块；所述充电控制系统包括充电控制模块、人机交互模块、第二通信模块；其中，第一通信模块和第二通信模块用于认证结算进程和充电控制进程之间的通信。
3.根据权利要求2所述的充电桩控制平台，其特征在于，第一通信模块包括主站通信模块、读卡器通信模块、电表通信模块和第一进程通信模块。
4.根据权利要求2所述的充电桩控制平台，其特征在于，第二通信模块包括第二进程通信模块和车辆通信模块。
5.根据权利要求2所述的充电桩控制平台，其特征在于，所述认证结算系统还包括消息总线模块，所述用户认证模块，结算支付模块、计量计费模块、第一通信模块通过消息总线模块进行消息交互。
6.根据权利要求3所述的充电桩控制平台，其特征在于，所述主站通信模块包括有线通信单元和无线通信单元，有线通信单元用于通过TCP通信与站级监控系统通信，无线通信单元用于通过无线与运营监控平台通信。
7.根据权利要求1所述的充电桩控制平台，其特征在于，所述认证结算系统包括第一数据库操作模块，所述充电控制系统包括第二数据库操作模块，第一数据库操作模块和第二数据库操作模块通过所述共享数据库进行数据交互。
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