CN112445945A - 一种充电桩终端设备管理系统及管理方法 - Google Patents

一种充电桩终端设备管理系统及管理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种充电桩终端设备管理系统及管理方法，包括设备接入服务单元、权限管理单元、资产管理单元、数据采集单元、数据处理单元和远程升级单元，设备管理服务单元分别与所述权限管理单元和所述资产管理单元连接，所述业务处理服务单元分别与所述数据采集单元和所述远程升级单元连接，以及本充电桩终端设备的一种管理方法。使用业务服务器集群对直流充电桩和交流充电桩进行集中管理和远程调试，将采集到的充电桩数据分类存储到不同的数据库，检测不同数据库的信息，便于及时解决不同数据库对应的充电桩故障，将充电桩数据集中分析处理，降低运维成本。

Description

一种充电桩终端设备管理系统及管理方法
技术领域
本发明涉及电子信息技术领域，具体涉及一种充电桩终端设备管理系统及管理方法。
背景技术
虽然我国车桩比不断下降，充电配套持续改善，但是行业仍然存在部分问题亟待解决，新能源汽车用户对充电的满意度仍然较低，严重影响了新能源汽车消费体验。新能源汽车的崛起，配套设施充电桩行业也迅速发展。目前，充电桩正逐渐布局到高速公路服务区、公共停车场、居民区等。虽说充电桩的数量在上升，但是充电桩的故障率也一直居高不下。而目前市场上的运营平台，比较重视运营相关的数据，而轻视调试相关的数据，导致充电桩运维成本过高、故障问题复现难、无法及时捕捉故障或者提前感知充电安全隐患。
如中国专利CN111415021A，公开日2020年7月14日，基于智能车载终端的充电桩最优位置推荐管理系统及方法，通过车载终端获取当前车辆的位置、剩余电量和剩余行驶里程，同时通过充电桩信息平台获取充电桩相关信息，进而比较到达各个充电站点的时间以及等待充电时间，形成优选的充电方案推荐列表，充分让用户根据自己的实际情况去选择最优的充电方案。其虽然不仅可以大大的节约时间，还充分的提高充电桩的有效使用率，从而进一步减少污染气体的排放，但是其并没有考虑充电桩无法及时捕捉故障或者提前感知充电安全隐患导致使用者时常遇到充电桩使用时发生故障的情况。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：目前的充电桩终端无法及时捕捉故障或者提前感知充电安全隐患的技术问题。提出了一种能够及时捕捉故障并且提前感知充电安全隐患的充电桩终端设备管理系统及管理方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种充电桩终端设备管理系统，包括设备接入服务单元、权限管理单元、资产管理单元、数据采集单元、数据处理单元和远程升级单元，所述设备接入服务单元分别与所述权限管理单元、所述资产管理单元、所述数据采集单元和所述远程升级单元连接，所述数据采集单元包括充电数据采集单元、调试数据采集单元和状态数据采集单元，所述数据处理单元包括设备管理服务单元和业务处理服务单元，设备管理服务单元分别与所述权限管理单元和所述资产管理单元连接，所述业务处理服务单元分别与所述数据采集单元和所述远程升级单元连接。系统包含有设备接入服务，权限管理，资产管理，数据采集，远程升级五大功能单元。设备接入服务包含有登陆认证，密钥交换，登陆策略三个子功能单元。权限管理单元为系统统一的认证服务，包含设备接入认证，用户登陆认证，设备访问授权，共享权限四个子功能单元。利用资产管理功能，能方便快捷的查询设备投放日期，投放地点，联系人，设备出厂参数，设备制造商等信息。数据采集包含有充电数据采集，调试数据采集，状态数据采集三个单元。远程升级可以通过FTP和HTTP以及二进制格式，对设备进行程序更新。多种升级方式能适应不同硬件性能的设备。
作为优选，所述数据采集单元包括用于收集直流充电桩和交流充电桩数据的数据交互服务单元，所述数据交互服务单元通过MQ与所述业务处理服务单元连接，所述业务处理服务单元与数据库连接。交流桩和直流桩通过二进制协议采用TCP长连接接入数据交互服务，数据采用密文上报。数据交互服务将接收到的数据转成内部统一调用JSON协议。将数据写入消息队列中，业务拿到相关数据进行处理。
作为优选，所述数据库包括用于设备调试和日志分析的运维数据库、用于记录充电过程的充电数据库和用于统计故障次数的状态数据库。不同的数据库储存不同的数据，便于及时检测故障，终端设备接入到服务端，接入网关将设备分成运维数据，充电数据，状态数据。运维数据分为调试数据和日志两类，该类数据主要用于设备调试，日志分析，为修复故障提供数据支撑和网络通道。充电数据将记录终端在充电过程中的相关数据，系统记录本次充电过程中的所有过程，并对充电安全进行提前感知，发出预警。状态数据将针对整个终端生命周期内的数据点进行监视，统计其故障次数，并将故障事件推送至运维人员手机中，方便运维人员及时对该设备进行处理。
作为优选，所述数据采集单元包括代理服务器，所述代理服务器与若干个交流充电桩、若干个直流充电桩和若干个集中通信器连接，所述每个集中通信器与若干个交流充电桩和若干个直流充电桩连接。在代理服务器附近的充电桩可直接向代理服务器传输数据，距离代理服务器较远导致单个传输成本较高时可设置集中通信器将集中通信器附近的充电桩数据收集后传输给代理服务器。
作为优选，所述远程升级单元包括用于上传升级文件的服务接口，所述服务接口与Web前端或手机端连接。Web前端或手机端上传升级文件，并向服务接口推送升级通知，数据交互服务将通知发往终端设备，终端设备接收到通知后，通过FTP或Http下载指定的文件进行更新。对于无法使用FTP或HTTP协议的设备，将由升级服务对其下发二进制数据，完成升级操作。
作为优选，所述数据处理单元包括业务服务器集群，所述业务服务器集群包括若干个业务服务器。代理服务器将大量的终端设备接入，分发到多个业务服务器，以达到负载均衡的目的。
一种充电桩终端设备管理方法，应用于上述系统，其特征在于，包括如下步骤：
S1：通过代理服务器采集交流充电桩和直流充电桩的数据，将采集到的充电桩数据传输到业务服务器集群；
S2：业务服务器集群将收到的数据进行分类处理；
S3：业务服务器集群将处理后的数据存储到相应的数据库；
S4：终端设备分类检索相应的数据库的数据，对比数据库中各充电桩数据检测是否有充电桩具有故障隐患。将充电桩的数据收集后通过业务服务器集群集中对收集的数据分类处理后储存到相应的数据库，之后对每个数据库中的数据进行对比检索，便于找出具有故障隐患的充电桩，能够及时解决不同数据库对应的充电桩故障。
作为优选，所述步骤S1包括如下步骤：
S11：代理服务器接收部分交流充电桩和直流充电桩的数据；
S12：通过若干个集中通信器收集其他部分交流充电桩和直流充电桩的数据；
S13：每个集中通信器均将收集到的充电桩数据传输给代理服务器；
S14：代理服务器将采集到的充电桩数据传输到业务服务器集群。使用代理服务器收集附近的交流充电桩和直流充电桩的数据，使用集中通信器收集距离较远的交流充电桩和直流充电桩的数据。
作为优选，所述步骤S2包括如下步骤：
S21：业务服务器集群将收集到的数据分为运维数据、状态数据和充电数据；
S22：将运维数据分为调试数据和日志数据；
S23：将状态数据分为状态统计数据和事件通知数据；
S24：将充电数据分为充电轨迹曲线数据和充电安全数据。将收集到的数据分类处理，便于对比分析各充电桩的状态。
作为优选，所述步骤S3的具体内容为业务服务器集群将运维数据、状态数据和充电数据分入相应的数据库，在运维数据库里设置用于分类存放调试数据和日志数据的子数据库，在状态数据库里设置用于分类存放状态统计数据和事件通知数据的子数据库，在充电数据库里设置用于分类存放充电轨迹曲线数据和充电安全数据的子数据库，将数据分类存储到相应数据库里的子数据库内。将分类后的充电桩数据存储到对应的数据库，并在数据库下建立子数据库用于存放进一步划分后的数据，方便对充电桩可能存在的故障隐患进行针对检测。
本发明的实质性效果是：使用业务服务器集群对直流充电桩和交流充电桩进行集中管理和远程调试，将采集到的充电桩数据分类存储到不同的数据库，检测不同数据库的信息，便于及时解决不同数据库对应的充电桩故障，将充电桩数据集中分析处理，降低运维成本。
附图说明
图1为本实施例的系统拓补图。
图2为本实施例的系统层级图。
图3为本实施例的系统架构图。
图4为本实施例的数据采集图。
图5为本实施例的流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。
一种充电桩终端设备管理系统，如图1、图2所示，包括设备接入服务单元、权限管理单元、资产管理单元、数据采集单元、数据处理单元和远程升级单元，设备接入服务单元分别与权限管理单元、资产管理单元、数据采集单元和远程升级单元连接，远程升级单元包括用于上传升级文件的服务接口，服务接口与Web前端或手机端连接。Web前端或手机端上传升级文件，并向服务接口推送升级通知，数据交互服务将通知发往终端设备，终端设备接收到通知后，通过FTP或Http下载指定的文件进行更新。对于无法使用FTP或HTTP协议的设备，将由升级服务对其下发二进制数据，完成升级操作。数据采集单元包括充电数据采集单元、调试数据采集单元和状态数据采集单元，数据采集单元还包括用于收集直流充电桩和交流充电桩数据的数据交互服务单元，如图3所示，数据交互服务单元通过MQ与业务处理服务单元连接，业务处理服务单元与数据库连接。交流桩和直流桩通过二进制协议采用TCP长连接接入数据交互服务，数据采用密文上报。数据交互服务将接收到的数据转成内部统一调用JSON协议。将数据写入消息队列中，业务拿到相关数据进行处理。数据库包括用于设备调试和日志分析的运维数据库、用于记录充电过程的充电数据库和用于统计故障次数的状态数据库。不同的数据库储存不同的数据，便于及时检测故障，终端设备接入到服务端，接入网关将设备分成运维数据，充电数据，状态数据。如图4所示，运维数据分为调试数据和日志两类，该类数据主要用于设备调试，日志分析，为修复故障提供数据支撑和网络通道。充电数据将记录终端在充电过程中的相关数据，系统记录本次充电过程中的所有过程，并对充电安全进行提前感知，发出预警。状态数据将针对整个终端生命周期内的数据点进行监视，统计其故障次数，并将故障事件推送至运维人员手机中，方便运维人员及时对该设备进行处理。数据处理单元包括设备管理服务单元和业务处理服务单元，设备管理服务单元分别与权限管理单元和资产管理单元连接，业务处理服务单元分别与数据采集单元和远程升级单元连接。数据处理单元包括业务服务器集群，业务服务器集群包括若干个业务服务器。代理服务器将大量的终端设备接入，分发到多个业务服务器，以达到负载均衡的目的。数据采集单元包括代理服务器，代理服务器与若干个交流充电桩、若干个直流充电桩和若干个集中通信器连接，每个集中通信器与若干个交流充电桩和若干个直流充电桩连接。在代理服务器附近的充电桩可直接向代理服务器传输数据，距离代理服务器较远导致单个传输成本较高时可设置集中通信器将集中通信器附近的充电桩数据收集后传输给代理服务器。
本实施例包含有设备接入服务，权限管理，资产管理，数据采集，远程升级五大功能单元。设备接入服务包含有登陆认证，密钥交换，登陆策略三个子功能单元。权限管理单元为系统统一的认证服务，包含设备接入认证，用户登陆认证，设备访问授权，共享权限四个子功能单元。利用资产管理功能，能方便快捷的查询设备投放日期，投放地点，联系人，设备出厂参数，设备制造商等信息。数据采集包含有充电数据采集，调试数据采集，状态数据采集三个单元。远程升级可以通过FTP和HTTP以及二进制格式，对设备进行程序更新。多种升级方式能适应不同硬件性能的设备。
一种充电桩终端设备管理方法，如图5所示，包括如下步骤：
S1：通过代理服务器采集交流充电桩和直流充电桩的数据，将采集到的充电桩数据传输到业务服务器集群；其中步骤S1包括如下步骤：
S11：代理服务器接收部分交流充电桩和直流充电桩的数据；
S12：通过若干个集中通信器收集其他部分交流充电桩和直流充电桩的数据；
S13：每个集中通信器均将收集到的充电桩数据传输给代理服务器；
S14：代理服务器将采集到的充电桩数据传输到业务服务器集群。使用代理服务器收集附近的交流充电桩和直流充电桩的数据，使用集中通信器收集距离较远的交流充电桩和直流充电桩的数据。
S2：业务服务器集群将收到的数据进行分类处理；其中步骤S2包括如下步骤：
S21：业务服务器集群将收集到的数据分为运维数据、状态数据和充电数据；
S22：将运维数据分为调试数据和日志数据；
S23：将状态数据分为状态统计数据和事件通知数据；
S24：将充电数据分为充电轨迹曲线数据和充电安全数据。将收集到的数据分类处理，便于对比分析各充电桩的状态。
S3：业务服务器集群将处理后的数据存储到相应的数据库；步骤S3的具体内容为业务服务器集群将运维数据、状态数据和充电数据分入相应的数据库，在运维数据库里设置用于分类存放调试数据和日志数据的子数据库，在状态数据库里设置用于分类存放状态统计数据和事件通知数据的子数据库，在充电数据库里设置用于分类存放充电轨迹曲线数据和充电安全数据的子数据库，将数据分类存储到相应数据库里的子数据库内。将分类后的充电桩数据存储到对应的数据库，并在数据库下建立子数据库用于存放进一步划分后的数据，方便对充电桩可能存在的故障隐患进行针对检测。
S4：终端设备分类检索相应的数据库的数据，对比数据库中各充电桩数据检测是否有充电桩具有故障隐患。将充电桩的数据收集后通过业务服务器集群集中对收集的数据分类处理后储存到相应的数据库，之后对每个数据库中的数据进行对比检索，便于找出具有故障隐患的充电桩，能够及时解决不同数据库对应的充电桩故障。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种充电桩终端设备管理系统，其特征在于，包括设备接入服务单元、权限管理单元、资产管理单元、数据采集单元、数据处理单元和远程升级单元，所述设备接入服务单元分别与所述权限管理单元、所述资产管理单元、所述数据采集单元和所述远程升级单元连接，所述数据采集单元包括充电数据采集单元、调试数据采集单元和状态数据采集单元，所述数据处理单元包括设备管理服务单元和业务处理服务单元，设备管理服务单元分别与所述权限管理单元和所述资产管理单元连接，所述业务处理服务单元分别与所述数据采集单元和所述远程升级单元连接。
2.根据权利要求1所述的一种充电桩终端设备管理系统，其特征在于，所述数据采集单元包括用于收集直流充电桩和交流充电桩数据的数据交互服务单元，所述数据交互服务单元通过MQ与所述业务处理服务单元连接，所述业务处理服务单元与数据库连接。
3.根据权利要求2所述的一种充电桩终端设备管理系统，其特征在于，所述数据库包括用于设备调试和日志分析的运维数据库、用于记录充电过程的充电数据库和用于统计故障次数的状态数据库。
4.根据权利要求1所述的一种充电桩终端设备管理系统，其特征在于，所述数据采集单元包括代理服务器，所述代理服务器与若干个交流充电桩、若干个直流充电桩和若干个集中通信器连接，所述每个集中通信器与若干个交流充电桩和若干个直流充电桩连接。
5.根据权利要求1所述的一种充电桩终端设备管理系统，其特征在于，所述远程升级单元包括用于上传升级文件的服务接口，所述服务接口与Web前端或手机端连接。
6.根据权利要求1所述的一种充电桩终端设备管理系统，其特征在于，所述数据处理单元包括业务服务器集群，所述业务服务器集群包括若干个业务服务器。
7.一种充电桩终端设备管理方法，应用于如权利要求1-6所述的任意一种系统，其特征在于，包括如下步骤：
S1：通过代理服务器采集交流充电桩和直流充电桩的数据，将采集到的充电桩数据传输到业务服务器集群；
S2：业务服务器集群将收到的数据进行分类处理；
S3：业务服务器集群将处理后的数据存储到相应的数据库；
S4：终端设备分类检索相应的数据库的数据，对比数据库中各充电桩数据检测是否有充电桩具有故障隐患。
8.根据权利要求7所述的一种充电桩终端设备管理方法，其特征在于，所述步骤S1包括如下步骤：
S11：代理服务器接收部分交流充电桩和直流充电桩的数据；
S12：通过若干个集中通信器收集其他部分交流充电桩和直流充电桩的数据；
S13：每个集中通信器均将收集到的充电桩数据传输给代理服务器；
S14：代理服务器将采集到的充电桩数据传输到业务服务器集群。
9.根据权利要求7或8所述的一种充电桩终端设备管理方法，其特征在于，所述步骤S2包括如下步骤：
S21：业务服务器集群将收集到的数据分为运维数据、状态数据和充电数据；
S22：将运维数据分为调试数据和日志数据；
S23：将状态数据分为状态统计数据和事件通知数据；
S24：将充电数据分为充电轨迹曲线数据和充电安全数据。
10.根据权利要求9所述的一种充电桩终端设备管理方法，其特征在于，所述步骤S3的具体内容为业务服务器集群将运维数据、状态数据和充电数据分入相应的数据库，在运维数据库里设置用于分类存放调试数据和日志数据的子数据库，在状态数据库里设置用于分类存放状态统计数据和事件通知数据的子数据库，在充电数据库里设置用于分类存放充电轨迹曲线数据和充电安全数据的子数据库，将数据分类存储到相应数据库里的子数据库内。
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Application publication date: 20210305

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