CN112590606A

CN112590606A - 一种通过无连接udp报文完成充电桩实时监控方法

Info

Publication number: CN112590606A
Application number: CN202110139423.1A
Authority: CN
Inventors: 赵壁如
Original assignee: Sichuan Guanghui New Energy Technology Co ltd
Current assignee: Sichuan Guanghui New Energy Technology Co ltd
Priority date: 2021-02-02
Filing date: 2021-02-02
Publication date: 2021-04-02

Abstract

本发明涉及一种通过无连接UDP报文完成充电桩实时监控方法，所述监控方法包括：充电桩向充电设施运营管理平台的服务器发送注册报文以确定直流充电桩通信正常；充电设施运营管理平台的服务器在接收到的充电请求后向充电桩下发充电请求报文；充电桩与服务器互相通信完成充电准备后开始充电，并对充电过程实时监测；当电池充满或者用户选择提前结束充电或用户余额不足时，充电桩自动停止充电。本发明的优点在于：通过两种可选的连接方式（WIFI、4G）将充电桩的实时状态等信息通过无线UDP报文方式传输到充电设施运营管理平台，并且能够通过运营管理平台下发不同指令到充电桩，对充电桩进行统一的调度、数据管理、状态反馈及实时控制。

Description

一种通过无连接UDP报文完成充电桩实时监控方法

技术领域

本发明涉及充电桩技术领域，尤其涉及一种通过无连接UDP报文完成充电桩实时监控方法。

背景技术

随着我国经济社会发展水平不断提高，汽车保有量持续攀升，大力发展电动汽车，能够加快燃油替代，减少汽车尾气排放，对保障能源安全、促进节能减排、防治大气污染、推动我国从汽车大国迈向汽车强国具有重要意义。

目前，随着新能源使用越来越广泛，充电汽车被越来越多的人使用，就营运而生了为充电汽车充电的充电桩，随着充电桩越来越多，虽然方便了电动汽车的充电，但是，依然存在很多问题，比如：结构复杂、造价高、管理成本高等，而且不利于管理与实时监控，这一难题也成为了是制约电动汽车发展的重要因素之一，目前电动汽车充电桩基础设施太少，充电桩是新能源汽车中的最重要的设施，一般设置在充电站、路边或一些小区内。随着充电桩越来越多，随之而来的问题也逐渐显现，在现在互联网大数据互通的趋势下，将数量众多又分布较分散的充电桩加入到互联网管理平台，进行统一的管理与调度，并且能够实时监控充电桩运行状态是目前的迫切问题。

现有充电桩存在控制节点多，并且分布较为分散，充电桩与公网联动性差，不能实时监控的问题；而且现有充电桩与充电桩管理平台的通信采用有线传输，久而久之容易损坏，或者因为外界原因损坏，而导致充电桩失联，并且现有充电桩采用的数据传输方式也存在在远距离传输时容易丢失数据，并且传输速率较慢，精度不高的问题，这些问题严重影响了充电桩与新能源汽车的发展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种通过无连接UDP报文完成充电桩实时监控方法，解决了现有充电管理方式存在的问题。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种通过无连接UDP报文完成充电桩实时监控方法，所述监控方法包括：

充电桩向充电设施运营管理平台的服务器发送注册报文以确定直流充电桩通信正常；

充电设施运营管理平台的服务器在接收到的充电请求后向充电桩下发充电请求报文；

充电桩与服务器互相通信完成充电准备后开始充电，并对充电过程实时监测；

当电池充满或者用户选择提前结束充电或用户余额不足时，充电桩自动停止充电。

所述充电桩向充电设施运营管理平台的服务器发送注册报文以确定直流充电桩通信正常包括：

充电桩向充电设施运营管理平台的服务器发送注册报文，注册报文中携带有对充电桩进行区分的标志；

注册成功后，充电桩内部状态转变为待机状态，并持续向服务器发送心跳报文传递在线状态。

所述充电设施运营管理平台的服务器在接收到的充电请求后向充电桩下发充电请求报文包括：

用户通过智能终端APP扫描进入充电页面，触发充电流程；

充电实时运营管理平台的服务器接收到智能终端APP发出的指令或者数据请求，在用户满足充电条件后，向充电桩下发充电请求报文；

充电桩接收到充电请求报文后，向服务器持续发送充电准备报文，并上报充电准备数据；

如果接收到充电桩返回的充电准备失败的信息，则服务器根据充电准备失败信息中的参数判断充电失败的原因；

当失败原因是电动汽车时，服务器向充电桩发送待机指令，当失败原因是充电桩时，服务器对该充电桩进行故障告警。

所述充电桩与服务器互相通信完成充电准备后开始充电，并对充电过程实时监测包括：

充电桩完成充电准备后，持续向服务器发送充电报文；

如果充电报文中携带的参数超出阈值，则服务器判断充电发生了故障，并向充电桩发送停止充电指令；

服务器对超出阈值的参数进行告警，充电桩停止发送充电报文，并转变为待机状态。

所述充电桩通过UDP通信协议与所述充电设施运营管理平台的服务器建立通信连接，将充电桩的数据传输到充电设施运营管理平台的服务器，服务器也通过UDP通信协议下发相应指令对充电桩进行实时控制及状态反馈。

所述充电桩包括直流充电桩，其具体包括主控板和功率模块，主控板与功率模块连接；所述主控板包括WIFI/4G通信模块、汽车通信模块、充电接口模块、充电控制模块、AD数据采集模块、显示接口模块、计量计费模块和绝缘检测模块。

所述充电控制模块用于对电动汽车充电时进行充电控制，且实时监测电池状态，控制充电状态；所述汽车通信模块用于车辆与充电桩之间的通信交互，获取车辆充电数据及与充电桩相匹配；所述计量计费模块用于对充电电路进行计量和计费。

所述充电桩向充电设施运营管理平台的服务器传输的信息包括充电桩编号、功率模块电压电流值、电池信息、充电时间、计费信息、实时电压电流信息和绝缘检测开关状态。

所述充电设施运营管理平台的服务器用于数据存储、对用户及充电桩进行管理，处理智能终端发送的请求，并以UDP报文的形式发送指令给充电桩执行，以及处理充电桩的连接请求，收发充电桩的UDP通信报文，并按照协议解析转发给充电实施运营管理平台。

本发明具有以下优点：一种通过无连接UDP报文完成充电桩实时监控方法，通过两种可选的连接方式（WIFI、4G）将充电桩的实时状态等信息通过无线UDP报文方式传输到充电设施运营管理平台，并且能够通过运营管理平台下发不同指令到充电桩，对充电桩进行统一的调度、数据管理、状态反馈及实时控制。采用无线连接方式，利用UDP报文传输协议实现充电桩与云端管理平台的网络互连及实时监控。

附图说明

图1 为本发明提供的充电桩接入充电设施运营管理平台的结构图；

图2 为本发明的通信连接示意图；

图3 为本发明充电桩、充电设施运营管理平台服务器、智能手机端之间的交互示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下结合附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的保护范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本发明做进一步的描述。

如图1所示，本发明涉及一种通过无连接UDP报文完成充电桩实时监控方法，直流充电桩通过UDP通信协议，将充电桩实时状态信息通过公网传输到充电设施运营管理平台的服务器，并接收充电设施运营管理平台发过来的指令，实现对充电桩的实时监控；具体包括以下内容：

若干直流充电桩，包括的模块有：主控板、功率模块、通信接口模块、充电接口模块、充电控制模块、显示接口模块、计量计费模块和绝缘检测模块；充电设施运营管理平台，包括服务器；若干智能手机端。

如图2所示，通信连接：直流充电桩通过UDP通信协议，通过WIFI、4G无线网络与充电设施运营管理平台的服务器连接，将直流充电桩的数据传输到充电设施运营管理平台的服务器。智能手机终端与充电桩之间通过扫描二维码实现读取充电桩信息。智能手机终端通过WIFI、4G无线网络等与充电桩通信。

充电桩功能：直流充电桩与交流电网连接，为电动汽车电池提供一定功率的直流电源供电装置。它可以与车辆通讯，可以进行充电控制，实时监视电池状态，控制充电状态，可进行人机交互，包括屏幕显示和按键输入模块，具有对充电电量进行计量和计费的功能。充电桩向充电设施运营管理平台传输的信息包括充电桩编号、功率模块电压电流值、电池信息、充电时间、计费信息、实时电压电流信息和绝缘检测开关状态，从充电设施运营管理平台接收控制命令信息。

充电设施运营管理平台功能：包括服务器。服务器作为后台管理，用于数据存储、对用户及充电桩进行管理；还用于处理手机端用户请求，通过服务器将命令发送给充电桩执行；还用于处理所有充电桩的连接请求，收发充电桩的UDP通信报文，按照协议解析、转发给充电设施运营管理平台。

具体地，如图3所示，通信协议采用UDP协议，充电桩通过公网与充电设施运营管理平台的服务器连接，其包括以下内容：

1、确定直流充电桩通信正常；

1.1、充电桩上电后，定时每隔60s向充电设施运营管理平台的服务器发送一个注册报文，注册报文中携带充电桩的SN（唯一标志），服务器根据SN区分每一个充电桩。

1.2、服务器收到报文后，回复充电桩注册成功报文，该报文会停止充电桩继续发送注册报文，并启动心跳定时器。

1.3、若充电桩未收到服务器的注册成功报文，充电桩会持续发送注册报文，直到收到注册报文成功为止。

2、充电桩收到注册成功报文后，充电桩内部状态变为待机状态；

2.1、充电桩待机状态下，将每隔60s持续向服务器发送心跳报文。服务器不对心跳报文进行回应，但会据此维护该充电桩的在线状态。

2.2、若服务器检测到心跳丢失超过10分钟，立即进行故障告警，告警在心跳恢复后自动消除。

3、用户通过智能手机端APP扫码进入充电页面，触发充电流程。

3.1、服务器检测余额等条件满足后，向充电桩下发充电请求报文。

3.2、充电桩接到充电请求报文后，回复充电准备报文，上报充电准备数据。

3.3、充电桩持续发送充电准备报文，直到所有充电条件满足开始充电，同时停止发送充电准备报文。

3.4、如果充电桩无法进行充电，它仍将持续发送充电准备报文，报文中参数携带了充电准备失败的信息。服务器根据参数判断。若是电动汽车的问题，服务器向充电桩发送待机指令；若是充电桩的问题，服务器对该充电桩进行故障告警，该告警在充电桩停止发送充电准备报文后自动消除。

4、充电桩完成充电准备后，开始充电，并向服务器发送充电报文。

如果充电报文中携带的参数超出阈值，服务器据此判断充电时发生了故障，充电桩停止充电，服务器对超阈值参数进行告警，充电桩停止发送充电报文，回到待机状态。服务器将记录充电桩充电中发生故障的次数。

5、充电结束，停止发送充电报文。

5.1、用户通过手机APP中断充电。服务器每隔3s下发一次停止充电报文，直至充电桩停止充电。

5.2、当电动汽车电池充满或用户余额不足时，充电桩自动停止充电。

6、服务器根据充电报文中携带的用户余额和用电量信息，更新智能手机端APP中的信息。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种通过无连接UDP报文完成充电桩实时监控方法，其特征在于：所述监控方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种通过无连接UDP报文完成充电桩实时监控方法，其特征在于：所述充电桩向充电设施运营管理平台的服务器发送注册报文以确定直流充电桩通信正常包括：

3.根据权利要求1所述的一种通过无连接UDP报文完成充电桩实时监控方法，其特征在于：所述充电设施运营管理平台的服务器在接收到的充电请求后向充电桩下发充电请求报文包括：

用户通过智能终端APP扫描进入充电页面，触发充电流程；

4.根据权利要求1所述的一种通过无连接UDP报文完成充电桩实时监控方法，其特征在于：所述充电桩与服务器互相通信完成充电准备后开始充电，并对充电过程实时监测包括：

充电桩完成充电准备后，持续向服务器发送充电报文；

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种通过无连接UDP报文完成充电桩实时监控方法，其特征在于：所述充电桩通过UDP通信协议与所述充电设施运营管理平台的服务器建立通信连接，将充电桩的数据传输到充电设施运营管理平台的服务器，服务器也通过UDP通信协议下发相应指令对充电桩进行实时控制及状态反馈。

6.根据权利要求5所述的一种通过无连接UDP报文完成充电桩实时监控方法，其特征在于：所述充电桩包括直流充电桩，其具体包括主控板和功率模块，主控板与功率模块连接；所述主控板包括WIFI/4G通信模块、汽车通信模块、充电接口模块、充电控制模块、AD数据采集模块、显示接口模块、计量计费模块和绝缘检测模块。

7.根据权利要求6所述的一种通过无连接UDP报文完成充电桩实时监控方法，其特征在于：所述充电控制模块用于对电动汽车充电时进行充电控制，且实时监测电池状态，控制充电状态；所述汽车通信模块用于车辆与充电桩之间的通信交互，获取车辆充电数据及与充电桩相匹配；所述计量计费模块用于对充电电路进行计量和计费。

8.根据权利要求5所述的一种通过无连接UDP报文完成充电桩实时监控方法，其特征在于：所述充电桩向充电设施运营管理平台的服务器传输的信息包括充电桩编号、功率模块电压电流值、电池信息、充电时间、计费信息、实时电压电流信息和绝缘检测开关状态。

9.根据权利要求5所述的一种通过无连接UDP报文完成充电桩实时监控方法，其特征在于：所述充电设施运营管理平台的服务器用于数据存储、对用户及充电桩进行管理，处理智能终端发送的请求，并以UDP报文的形式发送指令给充电桩执行，以及处理充电桩的连接请求，收发充电桩的UDP通信报文，并按照协议解析转发给充电实施运营管理平台。