CN110493332A - 一种充电桩报文处理方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种充电桩报文处理方法和系统，该方法通过根据既定协议对充电桩设备要发送的指令编码形成报文，将报文经检验后上传至服务器；根据既定协议对报文解码得到指令；通过指令调度器根据指令调度业务处理方法处理业务并返回确认报文至充电桩设备；充电桩报文处理系统应用上述方法。实现服务器与不同厂家的充电桩设备根据统一协议实现信息交互以及管理控制，减少开发成本和时间。

Description

一种充电桩报文处理方法及其系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是一种充电桩报文处理方法及其系统。
背景技术
目前国内制造和生产用于新能源汽车充电的充电桩的厂家很多，其生产的充电桩虽然都遵循了国家有关充电桩的相关标准，但是每家厂家生产的充电桩的底层通信协议均不相同。对于充电桩的运营来说，多家厂家生产的充电桩难以实现与服务器的统一通信与控制管理；对于不同厂家的充电桩，要实现与服务器的连接都需要根据其特定的底层通信协议进行独立开发，成本高，开发时间长。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种充电桩报文处理方法及其系统，通过统一的协议使不同厂家的充电桩设备与服务器实现通信。
本发明解决其问题所采用的技术方案是：
本发明的第一方面，一种充电桩报文处理方法，包括以下步骤：
根据既定协议对充电桩设备要发送的指令进行编码形成报文；
对所述报文进行校验；
将经校验的所述报文通过通信网络传输至服务器；
根据既定协议对所述报文进行解码得到所述指令；
通过指令调度器根据所述指令调度业务处理方法处理业务；
完成处理业务后，返回确认报文至充电桩设备。
根据本发明的第一方面，所述根据既定协议对所述报文进行解码得到所述指令具体包括以下步骤：
将所述报文从字节流转换为字符串处理；
根据所述报文的起始帧头判断所述报文的合法性；
根据所述报文的长度帧分割所述报文；
根据所述报文的协议版本帧调用对应版本的解码协议；
根据所述报文的加密帧调用解密方法。
根据本发明的第一方面，所述通过指令调度器根据所述指令调度业务处理方法处理业务具体包括以下步骤:
根据解码出的信息域帧调用业务数据；
通过指令调度器根据解码出的功能码判断业务类型，并调度业务处理方法处理所述业务数据。
根据本发明的第一方面，所述业务类型包括登录、心跳、读终端数据、写终端数据、计费规则查询、启停充电、刷卡请求、实时数据上传、对时命令和充电金额交易。
根据本发明的第一方面，所述充电桩报文处理方法基于NIO服务，采用Netty网络框架。
上述充电桩报文处理方法至少具有以下的有益效果：在充电桩设备端完成对要发送的指令的编码和检验，在服务器端完成对报文的解码和业务处理。业务处理由指令调度器根据解码的指令调度服务器中存储的业务处理方法完成；完成后服务器发送确认报文至充电桩设备确认业务处理完成。其中编码和解码根据既定协议来实现，以求能使不同厂家的充电桩设备能与服务器根据统一协议来信息交互，服务器对不同厂家的充电桩设备按照统一协议来控制管理。
本发明的第二方面，一种充电桩报文处理系统，包括：
若干充电桩设备，所述充电桩设备包括：
编码模块，用于根据既定协议对充电桩设备要发送的指令进行编码形成报文；
校验模块，用于对所述报文进行校验；
服务器，所述服务器包括：
解码模块，用于根据既定协议对所述报文进行解码得到所述指令；
业务处理模块，用于通过指令调度器根据所述指令调度业务处理方法处理业务；
确认模块，用于在完成处理业务后，返回确认报文至所述充电桩设备；以及
通信网络，连接若干所述充电桩设备和所述服务器，用于若干所述充电桩设备和所述服务器的信息交互。
根据本发明的第二方面，所述解码模块包括：
字符串转换模块，用于将所述报文从字节流转换为字符串处理；
第一解码子模块，用于根据所述报文的起始帧头判断所述报文的合法性；
第二解码子模块，用于根据所述报文的长度帧分割所述报文；
第三解码子模块，用于根据所述报文的协议版本帧调用对应版本的解码协议；
第四解码子模块，用于根据所述报文的加密帧调用解密方法。
根据本发明的第二方面，所述业务处理模块包括：
数据调用模块，用于根据解码出的信息域帧调用业务数据；
处理子模块，用于通过指令调度器根据解码出的功能码判断业务类型，并调度业务处理方法处理所述业务数据。
根据本发明的第二方面，所述业务类型包括登录、心跳、读终端数据、写终端数据、计费规则查询、启停充电、刷卡请求、实时数据上传、对时命令和充电金额交易。
根据本发明的第二方面，所述充电桩报文处理系统基于NIO服务，采用Netty网络框架。
上述充电桩报文处理装置至少具有以下的有益效果：在充电桩设备端完成对要发送的指令的编码和检验，在服务器端完成对报文的解码和业务处理。业务处理由指令调度器根据解码的指令调度服务器中存储的业务处理方法完成；完成后服务器发送确认报文至充电桩设备确认业务处理完成。其中编码和解码根据既定协议来实现，以求能使不同厂家的充电桩设备能与服务器根据统一协议来信息交互，服务器对不同厂家的充电桩设备按照统一协议来控制管理。
附图说明
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。
图1是本发明实施例一种充电桩报文处理方法的流程图；
图2是图1中步骤S400的流程图；
图3是图1中步骤S500的流程图；
图4是本发明实施例一种充电桩报文处理系统的结构图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1，本发明实施例，提供了一种充电桩报文处理方法，包括以下步骤：
步骤S100、根据既定协议对充电桩设备10要发送的指令进行编码形成报文；
步骤S200、对报文进行校验；
步骤S300、将经校验的报文通过通信网络传输至服务器30；
步骤S400、根据既定协议对报文进行解码得到指令；
步骤S500、通过指令调度器根据指令调度业务处理方法处理业务；
步骤S600、完成处理业务后，返回确认报文至充电桩设备10。
在该实施例中，首先基于JAVA语言创建NIO服务，充电桩报文处理方法的执行采用Netty网络框架。Netty是一种高级的IO处理方式，对于普通的Socket I0连接来说，每一个充电桩设备10连接上来，都会为每个连接产生一个线程，如果大量的充电桩设备10连接上来，就会对CPU和内存产生巨大的负担和消耗，导致服务器30性能下降，响应变慢等问题，而使用了Netty，不必为每个连接产生一个线程，而是通过一个有限连接数的线程池来提供服务，当一个线程服务完之后，就会重新回到线程池中，等待下一次充电桩设备10的连接，这样大大的提高了服务器30的性能和响应速度。在Netty的搭建过程中，需要配置Netty的监听端口，服务器30通过该监听端口监听从充电桩设备10上传的报文。另外，对于编码器和解码器，也同样需要在Netty的搭建过程中进行配置。
需要说明的是，既定协议是根据国家有关充电桩的相关标准建立的协议内容，包含了充电桩的基础业务和基础参数，对于不同厂家充电桩额外的业务类型和业务数据，则另外分配指令码，使通过统一的既定协议就能对不同厂家的充电桩设备10进行控制管理。
在步骤S100中，用户对充电桩设备10操作，之后充电桩要向服务器30发送的指令先经过编码器根据既定协议编码形成报文，报文的帧单元包括起始帧头、长度帧、协议版本帧、报文流水号、充电桩设备10类型、设备串号、加密帧、功能码、设备信息帧、充电枪号、信息域帧、校验帧和结束字节。
在步骤S200中，对上述报文校验；校验的方式是CRC16，确保报文的安全性和准确性，预防出现丢包和粘包的情况。
在步骤S300中，经过校验的报文按照TCP通信方式经通信网络上传至服务器30，服务器30通过监听端口获取报文。
参照图2，进一步，步骤S400包括以下步骤：
步骤S410、将报文从字节流转换为字符串处理；
步骤S420、根据报文的起始帧头判断报文的合法性；
步骤S430、根据报文的长度帧分割报文；
步骤S440、根据报文的协议版本帧调用对应版本的解码协议；
步骤S450、根据报文的加密帧调用解密方法。
调用解码器对报文进行解码。在该过程中，起始帧头是报文的开始标记。根据起始帧头判断报文的合法性，则是判断报文是否是既定协议内制定的格式。若起始帧头不合法，则不对报文进行后续的处理。同时起始帧头包含区别不同厂商的标识。起始帧头的编码格式是ASCII，长度为2字节。根据长度帧分割报文以获取完整报文，长度帧的编码格式为Unit16，长度为2字节。另外，结束帧也能用于分割报文，结束帧的编码格式为Unit8，长度为1字节。根据报文的协议版本帧调用对应版本的解码协议，不同版本的解码协议之间相互兼容，不同版本的解码协议对应基于既定协议的功能码改动；协议版本帧的编码格式为Unit16，长度为2字节。还包括获取设备信息帧，得到充电桩设备10的唯一性标识；设备信息帧的编码格式为Unit16，长度为2字节；通过该唯一性标识能确定发送报文的充电桩设备10。
参照图3，进一步，步骤S500具体包括以下步骤:
步骤S510、根据解码出的信息域帧调用业务数据；
步骤S520、通过指令调度器根据解码出的功能码判断业务类型，并调度业务处理方法处理业务数据。
在服务器30中存储有业务数据，根据信息域帧获取业务数据的存储位置并调用业务数据；信息域帧的长度为N字节，N为正整数，N取决于业务数据的存储位置的数量。然后通过指令调度器根据解码出的功能码判断业务类型，并调度业务处理方法处理业务数据；功能码的长度为1字节，一个报文对应一个业务流程。在完成处理业务后，会返回确认报文至充电桩设备10以确认业务的完成。
具体地，业务类型包括登录、心跳、读终端数据、写终端数据、计费规则查询、启停充电、刷卡请求、实时数据上传、对时命令和充电金额交易。例如，对于登录的业务，在充电桩设备10发送至服务器30的报文中包含的功能码为0x01；业务完成后，服务器30返回充电桩设备10的确认报文包含的功能码为0x81。
在充电桩设备10端完成对要发送的指令的编码和检验，在服务器30端完成对报文的解码和业务处理。业务处理由指令调度器根据解码的指令调度服务器30中存储的业务处理方法完成；完成后服务器30发送确认报文至充电桩设备10确认业务处理完成。其中编码和解码根据既定协议来实现，以求能使不同厂家的充电桩设备10能与服务器30根据统一协议来信息交互，服务器30对不同厂家的充电桩设备10按照统一协议来控制管理；减少开发成本和时间。
参照图4，另一个实施例，提供了一种充电桩报文处理系统，能执行上述的充电桩报文处理方法，包括：
若干充电桩设备10，包括：
编码模块11，用于根据既定协议对充电桩设备10发送的指令进行编码形成报文，包括根据既定协议制定的编码器；
校验模块12，用于对报文进行校验；
服务器30，包括：
解码模块31，用于根据既定协议对报文进行解码得到指令，包括根据既定协议制定的解码器；
业务处理模块32，用于通过指令调度器根据指令调度业务处理方法处理业务；
确认模块33，用于在完成处理业务后，返回确认报文至充电桩设备10；以及
通信网络20，连接若干充电桩设备10和服务器30，用于若干充电桩设备10和服务器30的信息交互。
进一步，解码模块31包括：
字符串转换模块，用于将报文从字节流转换为字符串处理；
第一解码子模块，用于根据报文的起始帧头判断报文的合法性；
第二解码子模块，用于根据报文的长度帧分割报文；
第三解码子模块，用于根据报文的协议版本帧调用对应版本的解码协议；
第四解码子模块，用于根据报文的加密帧调用解密方法。
进一步，业务处理模块32包括：
数据调用模块，用于根据解码出的信息域帧调用业务数据；
处理子模块，用于通过指令调度器根据解码出的功能码判断业务类型，并调度业务处理方法处理业务数据。
进一步，业务类型包括登录、心跳、读终端数据、写终端数据、计费规则查询、启停充电、刷卡请求、实时数据上传、对时命令和充电金额交易。
进一步，充电桩报文处理系统基于NIO服务，采用Netty网络框架。
另一个实施例，提供一种存储介质，存储有可执行指令，可执行指令能使与该存储介质连接的充电桩报文处理系统按照上述的充电桩报文处理方法根据既定协议处理报文，实现统一协议管理控制不同厂商的充电桩设备10。
以上，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种充电桩报文处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据既定协议对充电桩设备要发送的指令进行编码形成报文；
对所述报文进行校验；
将经校验的所述报文通过通信网络传输至服务器；
根据既定协议对所述报文进行解码得到所述指令；
通过指令调度器根据所述指令调度业务处理方法处理业务；
完成处理业务后，返回确认报文至充电桩设备。
2.根据权利要求1所述的一种充电桩报文处理方法，其特征在于，所述根据既定协议对所述报文进行解码得到所述指令具体包括以下步骤：
将所述报文从字节流转换为字符串处理；
根据所述报文的起始帧头判断所述报文的合法性；
根据所述报文的长度帧分割所述报文；
根据所述报文的协议版本帧调用对应版本的解码协议；
根据所述报文的加密帧调用解密方法。
3.根据权利要求1或2所述的一种充电桩报文处理方法，其特征在于，所述通过指令调度器根据所述指令调度业务处理方法处理业务具体包括以下步骤:
根据解码出的信息域帧调用业务数据；
通过指令调度器根据解码出的功能码判断业务类型，并调度业务处理方法处理所述业务数据。
4.根据权利要求3所述的一种充电桩报文处理方法，其特征在于，所述业务类型包括登录、心跳、读终端数据、写终端数据、计费规则查询、启停充电、刷卡请求、实时数据上传、对时命令和充电金额交易。
5.根据权利要求4所述的一种充电桩报文处理方法，其特征在于，所述充电桩报文处理方法基于NIO服务，采用Netty网络框架。
6.一种充电桩报文处理系统，其特征在于，包括：
若干充电桩设备，所述充电桩设备包括：
编码模块，用于根据既定协议对充电桩设备要发送的指令进行编码形成报文；
校验模块，用于对所述报文进行校验；服务器，所述服务器包括：
解码模块，用于根据既定协议对所述报文进行解码得到所述指令；
业务处理模块，用于通过指令调度器根据所述指令调度业务处理方法处理业务；
确认模块，用于在完成处理业务后，返回确认报文至所述充电桩设备；以及
通信网络，连接若干所述充电桩设备和所述服务器，用于若干所述充电桩设备和所述服务器的信息交互。
7.根据权利要求6所述的一种充电桩报文处理系统，其特征在于，所述解码模块包括：
字符串转换模块，用于将所述报文从字节流转换为字符串处理；
第一解码子模块，用于根据所述报文的起始帧头判断所述报文的合法性；
第二解码子模块，用于根据所述报文的长度帧分割所述报文；
第三解码子模块，用于根据所述报文的协议版本帧调用对应版本的解码协议；
第四解码子模块，用于根据所述报文的加密帧调用解密方法。
8.根据权利要求6或7所述的一种充电桩报文处理系统，其特征在于，所述业务处理模块包括：
数据调用模块，用于根据解码出的信息域帧调用业务数据；
处理子模块，用于通过指令调度器根据解码出的功能码判断业务类型，并调度业务处理方法处理所述业务数据。
9.根据权利要求8所述的一种充电桩报文处理系统，其特征在于，所述业务类型包括登录、心跳、读终端数据、写终端数据、计费规则查询、启停充电、刷卡请求、实时数据上传、对时命令和充电金额交易。
10.根据权利要求9所述的一种充电桩报文处理系统，其特征在于，所述充电桩报文处理系统基于NIO服务，采用Netty网络框架。
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