CN113361725A - 一种充电桩用智能运维系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种充电桩用智能运维系统及其方法,涉及充电桩技术领域,提供了可视化界面,三维模拟充电桩内部器件与构成,需要观测的器件只需鼠标点击即可显示,并且通过蓝牙与桩建立连接,无论桩建立在何种网络信号下都不影响桩端与PC端的通讯,从而在充电桩无法连接至网络时也可以方便、高效且准确的进行问题定位,降低了充电桩发生故障时定位问题的难度,提高了运维人员维修效率;解决了充电桩在网络信号较差或无网络的环境下观测充电桩内部器件状态的困难;提供了在不打开充电桩的情况下观测桩内部器件的工作情况的一种方式,方便维修与调试;可以很方便的扩展更多智能运维手段,如器件寿命预估、故障原因分析等等。
Description
技术领域
本发明涉及充电桩技术领域,特别是涉及一种充电桩用智能运维系统及其方法。
背景技术
现有技术中,充电桩作为新能源汽车普及的必需重要基础设施,受到了各方的关注。在国家的政策支持下,很多地方政府、企业、个人等积极投入到充电桩的建设中,截至到2018年10月,我国已建成28.5万台公共充电桩和40.2万台私人充电桩。但是由于充电桩故障率频发、燃油车占位、分布不合理、接口不兼容等问题,造成充电桩的利用率非常低,造成严重的资源浪费,并降低了新能源车主的体验感受,阻碍了新能源汽车产业的发展。
随着充电桩往智能化的方向发展,运维也需要逐步向这个大方向靠近,无论是软件BUG的查找还是硬件、电气器件的问题定位都需要一套方便、高效的纠错程序。现有充电桩所使用的智能运维的方式是将桩端的部分运行数据通过4G或以太网上传至运维平台,运维人员通过平台的数据信息判断桩出现问题点的位置。
这种方式主要有两点不足之处,第一点是GPRS通信质量受信号强弱影响较大,无信号覆盖或者较弱的地方通信效果很差,若是充电桩安装在一个网络状况不良的位置运维人员就无法从远端获取充电桩的状态。而以太网需要从桩体内拉出很长一段距离的网线,不仅增加安装的成本,还需考虑走线安全与方便。此时充电桩的问题查找就变得非常繁琐,需要打开充电桩通过测量和观察内部器件状态来定位问题,这既增加了运维的难度又降低了运维的效率。
第二点,当前远端平台所获取的充电桩运行状态种类有限,且数据显示的方式不太直观。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是GPRS通信质量受信号强弱影响较大,无信号覆盖或者较弱的地方通信效果很差,若是充电桩安装在一个网络状况不良的位置运维人员就无法从远端获取充电桩的状态。而以太网需要从桩体内拉出很长一段距离的网线,不仅增加安装的成本,还需考虑走线安全与方便。此时充电桩的问题查找就变得非常繁琐,需要打开充电桩通过测量和观察内部器件状态来定位问题,这既增加了运维的难度又降低了运维的效率,以及当前远端平台所获取的充电桩运行状态种类有限,且数据显示的方式不太直观。
为了解决以上技术问题,本发明提供一种充电桩用智能运维系统,包括充电桩以及用于与充电桩通讯连接的移动终端,充电桩内包括
数据采集模块,用于以固定频率对充电桩内各个器件的实时状态数据进行采集,并将数据格式化进行导出;
本地储存模块,用于对数据采集模块中导出的数据进行暂时保存;
队列缓存模块,用于接收数据采集模块以及本地储存模块中器件的实时状态数据;
缓存状态判断模块,用于对队列缓存模块中器件的实时状态数据是否已满进行判断,当数据未满时,将数据采集模块中的数据导出至队列缓存模块中;当数据已满时,将数据采集模块中的数据暂时保存至本地储存模块中;
优先级判断模块,用于判断本地储存模块中数据和队列缓存模块中数据的采集顺序,并对先采集到的数据进行发送;
蓝牙通讯模块,用于对优先级判断模块中先采集到的数据进行接收,且用于与移动终端进行通讯连接,并与之进行数据传输。
本发明进一步限定的技术方案是:
进一步的,充电桩内还包括通讯检测模块,用于对蓝牙通讯模块是否与移动终端通讯连接进行判断,且在移动终端通过蓝牙接入时主动上报充电桩内各器件的实时状态数据。
前所述的一种充电桩用智能运维系统,移动终端设置为PC端。
本发明还提供一种基于上述系统的充电桩用智能运维方法,包括以下步骤
S1、充电桩以固定的频率对自身内部各个器件的实时数据进行采集,并将数据格式化导入队列中;
S2、PC端通过蓝牙与充电桩建立通讯连接;
S3、充电桩向PC端主动上报自身内各器件的配置信息,PC端对上报的配置信息进行处理并进行初始化;
S4、充电桩在上述初始化完成后向PC端实时上报各器件状态;
S5、PC端对充电桩发送的配置信息进行解析,通过数据解析对充电桩内的器件进行实例化对象建立对应的数据传输通道。
前所述的一种充电桩用智能运维方法,步骤S1包括以下步骤
A1、PWM中断运行数据刷新;
A2、数据入队时判断队列缓存区是否已满,若已满则执行步骤A3,若未满则执行步骤A4;
A3、暂时将数据保存至本地EEPROM中;
A4、将数据导入至队列缓存区;
A5、通过DataRecord程序将队列中的数据与EEPROM中的数据做一个优先级的比较,即先采集到的数据先发送至PC端。
前所述的一种充电桩用智能运维方法,步骤S3包括以下步骤
B1、PC端读取充电桩DataRecord配置信息,并根据读取的信息刷新界面,完成初始化;
B2、若此时充电桩未启动,执行步骤B3至B6;若此时充电桩已启动,则执行步骤B7至B9;
B3、PC端向充电桩发送停止命令;
B4、PC端确认充电桩接收到停止命令后,灰化停止、强制触发按钮,而启动按钮处于正常状态;
B5、若有配置信息更改,PC端则随时发送到充电桩;
B6、若点击启动按钮,则执行步骤B7至B9;
B7、PC端向充电桩发送启动命令;
B8、PC端确认充电桩接收到启动命令后,灰化启动按钮,此时不接受DataRecord配置参数修改;
B9、若点击停止按钮,则执行步骤B3至B6。
前所述的一种充电桩用智能运维方法,步骤S4包括以下步骤
C1、PC端读取按钮正常;
C2、PC端查询配置信息并发送到充电桩,此时若PC端读取到命令,则执行步骤C3至C6;
C3、PC端发送充电桩读取命令;
C4、PC端实时接收并组织充电桩发送上来的数据,若中间有遗漏数据,则向充电桩发送读数据帧请求;
C5、PC端接收到全部数据后,提示用户保存图形数据,并把图形显示出来;
C6、清零充电桩的读取命令,此时若充电桩未读取到命令,则执行步骤C1至C2。
前所述的一种充电桩用智能运维方法,步骤S3中的配置信息采用横向切面数据传输方式,即各通道数据并行传输,配置信息包括模拟通道ID、模拟通道数据类型以及切面中数据的个数,其中模拟通道ID代表器件的种类,切面中数据的个数代表同一器件的数量。
前所述的一种充电桩用智能运维方法,步骤S5中的实例化对象采用VisualStudio开发环境以及C#语言编写。
前所述的一种充电桩用智能运维方法,步骤C5中的图形数据默认按触发时间来命名。
本发明的有益效果是:
本发明提供了可视化界面,三维模拟充电桩内部器件与构成,需要观测的器件只需鼠标点击即可显示,并且通过蓝牙与桩建立连接,无论桩建立在何种网络信号下都不影响桩端与PC端的通讯,从而在充电桩无法连接至网络时也可以方便、高效且准确的进行问题定位。
本发明提供的桩体模拟界面降低了充电桩发生故障时定位问题的难度,提高了运维人员维修效率;解决了充电桩在网络信号较差或无网络的环境下观测充电桩内部器件状态的困难;提供了在不打开充电桩的情况下观测桩内部器件的工作情况的一种方式,方便维修与调试;可以很方便的扩展更多智能运维手段,如器件寿命预估、故障原因分析等等。
附图说明
图1为本发明充电桩用智能运维系统的结构框图;
图2为本发明充电桩数据采集的流程示意图;
图3为本发明充电桩上报配置信息的流程示意图;
图4为本发明充电桩实时上报各器件状态的流程示意图;
图5为本发明配置信息的格式示意图;
图6为本发明切面数据的格式示意图。
具体实施方式
本实施例提供的一种充电桩用智能运维系统,结构如图1所示,包括充电桩以及用于与充电桩通讯连接的PC端,其特征在于:所述充电桩内包括
数据采集模块,用于以固定频率对充电桩内各个器件的实时状态数据进行采集,并将数据格式化进行导出;
本地储存模块,用于对数据采集模块中导出的数据进行暂时保存;
队列缓存模块,用于接收数据采集模块以及本地储存模块中器件的实时状态数据;
缓存状态判断模块,用于对队列缓存模块中器件的实时状态数据是否已满进行判断,当数据未满时,将数据采集模块中的数据导出至队列缓存模块中;当数据已满时,将数据采集模块中的数据暂时保存至本地储存模块中;
优先级判断模块,用于判断本地储存模块中数据和队列缓存模块中数据的采集顺序,并对先采集到的数据进行发送;
蓝牙通讯模块,用于对优先级判断模块中先采集到的数据进行接收,且用于与PC端进行通讯连接,并与之进行数据传输;
通讯检测模块,用于对蓝牙通讯模块是否与PC端通讯连接进行判断,且在PC端通过蓝牙接入时主动上报充电桩内各器件的实时状态数据。
本实施例还提供一种基于上述系统的充电桩用智能运维方法,包括以下步骤
S1、充电桩以固定的频率对自身内部各个器件的实时数据进行采集,并将数据格式化导入队列中;
S2、PC端通过蓝牙与充电桩建立通讯连接;
S3、充电桩向PC端主动上报自身内各器件的配置信息,PC端对上报的配置信息进行处理并进行初始化,如图5至图6所示,配置信息采用横向切面数据传输方式,即各通道数据并行传输,配置信息包括模拟通道ID、模拟通道数据类型以及切面中数据的个数,其中模拟通道ID代表器件的种类,切面中数据的个数代表同一器件的数量;
S4、充电桩在上述初始化完成后向PC端实时上报各器件状态;
S5、PC端对充电桩发送的配置信息进行解析,通过数据解析对充电桩内的器件进行实例化对象建立对应的数据传输通道,实例化对象采用Visual Studio开发环境以及C#语言编写。
如图2所示,步骤S1包括以下步骤
A1、PWM中断运行数据刷新;
A2、数据入队时判断队列缓存区是否已满,若已满则执行步骤A3,若未满则执行步骤A4;
A3、暂时将数据保存至本地EEPROM中;
A4、将数据导入至队列缓存区;
A5、通过DataRecord程序将队列中的数据与EEPROM中的数据做一个优先级的比较,即先采集到的数据先发送至PC端。
如图3所示,上位机即PC端,下位机即充电桩,步骤S3包括以下步骤
B1、PC端读取充电桩DataRecord配置信息,并根据读取的信息刷新界面,完成初始化;
B2、若此时充电桩未启动,执行步骤B3至B6;若此时充电桩已启动,则执行步骤B7至B9;
B3、PC端向充电桩发送停止命令;
B4、PC端确认充电桩接收到停止命令后,灰化停止、强制触发按钮,而启动按钮处于正常状态;
B5、若有配置信息更改,PC端则随时发送到充电桩;
B6、若点击启动按钮,则执行步骤B7至B9;
B7、PC端向充电桩发送启动命令;
B8、PC端确认充电桩接收到启动命令后,灰化启动按钮,此时不接受DataRecord配置参数修改;
B9、若点击停止按钮,则执行步骤B3至B6。
如图4所示,上位机即PC端,下位机即充电桩,步骤S4包括以下步骤
C1、PC端读取按钮正常;
C2、PC端查询配置信息并发送到充电桩,此时若PC端读取到命令,则执行步骤C3至C6;
C3、PC端发送充电桩读取命令;
C4、PC端实时接收并组织充电桩发送上来的数据,若中间有遗漏数据,则向充电桩发送读数据帧请求;
C5、PC端接收到全部数据后,提示用户保存图形数据,图形数据默认按触发时间来命名,并把图形显示出来;
C6、清零充电桩的读取命令,此时若充电桩未读取到命令,则执行步骤C1至C2。
在每个充电桩上配备低功耗蓝牙模块,让充电桩与PC端通过蓝牙建立通讯连接。当桩端识别PC通过蓝牙接入时自动切换至外部监控模式。此时充电桩需要发送内部各个器件型号、参数以及初始状态,PC端接收到初始数据后进行模拟初始化,配置各个可观测模块并生成动态模拟界面,模拟界面生成后充电桩需实时发送各个器件的运行状态。模拟界面上可以直观的看到各个器件的动态运行,故障器件会以不同颜色显示并在故障描述区进行详细说明。
充电桩在器件状态更新阶段以固定的频率采集各个部分的数据,并将数据格式化导入队列中。在数据交互过程中为保证采集的数据不被丢弃,数据入队时判断队列缓存区是否已满,若已满则暂时将数据保存至本地EEPROM中,DataRecord程序中会将队列中的数据与EEPROM中的数据做一个优先级的比较即先采集到的数据先发送至上位机,即PC端。
充电桩与PC端的通讯主要分为两个阶段,第一阶段为配置信息交互阶段,当充电桩检测到PC通过蓝牙接入时主动上报本地各器件的配置信息,PC端处理完配置信息并完成初始化后桩端开始实时上报器件状态。
为保证各器件的状态可以及时更新,本协议采取横向切面数据传输方式,即各通道数据并行传输,PC端根据配置信息解析数据,配置信息中包含器件的数量即为切面中数据的个数。
PC端使用Visual Studio开发环境以及C#语言编写。解析桩端发送的配置信息获取到桩内器件ID号与交互的数据类型,根据ID号识别器件,在类库中找到对应器件类并实例化对象建立数据传输通道,界面三维模型由PC端制作三维模型库,当鼠标点击某个器件时界面显示出该器件的参数信息以及实时状态。
当器件发生故障时器件标红,界面自动将故障器件移入故障分析区在点击该器件时显示器件参数、故障原因等信息。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种充电桩用智能运维系统,包括充电桩以及用于与充电桩通讯连接的移动终端,其特征在于:所述充电桩内包括
数据采集模块,用于以固定频率对充电桩内各个器件的实时状态数据进行采集,并将数据格式化进行导出;
本地储存模块,用于对数据采集模块中导出的数据进行暂时保存;
队列缓存模块,用于接收数据采集模块以及本地储存模块中器件的实时状态数据;
缓存状态判断模块,用于对队列缓存模块中器件的实时状态数据是否已满进行判断,当数据未满时,将数据采集模块中的数据导出至队列缓存模块中;当数据已满时,将数据采集模块中的数据暂时保存至本地储存模块中;
优先级判断模块,用于判断本地储存模块中数据和队列缓存模块中数据的采集顺序,并对先采集到的数据进行发送;
蓝牙通讯模块,用于对优先级判断模块中先采集到的数据进行接收,且用于与移动终端进行通讯连接,并与之进行数据传输。
2.根据权利要求1所述的一种充电桩用智能运维系统,其特征在于:所述充电桩内还包括通讯检测模块,用于对蓝牙通讯模块是否与移动终端通讯连接进行判断,且在移动终端通过蓝牙接入时主动上报充电桩内各器件的实时状态数据。
3.根据权利要求2所述的一种充电桩用智能运维系统,其特征在于:所述移动终端设置为PC端。
4.一种基于权利要求1至3所述系统的充电桩用智能运维方法,其特征在于:包括以下步骤
S1、充电桩以固定的频率对自身内部各个器件的实时数据进行采集,并将数据格式化导入队列中;
S2、PC端通过蓝牙与充电桩建立通讯连接;
S3、充电桩向PC端主动上报自身内各器件的配置信息,PC端对上报的配置信息进行处理并进行初始化;
S4、充电桩在上述初始化完成后向PC端实时上报各器件状态;
S5、PC端对充电桩发送的配置信息进行解析,通过数据解析对充电桩内的器件进行实例化对象建立对应的数据传输通道。
5.根据权利要求4所述的一种充电桩用智能运维方法,其特征在于:所述步骤S1包括以下步骤
A1、PWM中断运行数据刷新;
A2、数据入队时判断队列缓存区是否已满,若已满则执行步骤A3,若未满则执行步骤A4;
A3、暂时将数据保存至本地EEPROM中;
A4、将数据导入至队列缓存区;
A5、通过DataRecord程序将队列中的数据与EEPROM中的数据做一个优先级的比较,即先采集到的数据先发送至PC端。
6.根据权利要求4所述的一种充电桩用智能运维方法,其特征在于:所述步骤S3包括以下步骤
B1、PC端读取充电桩DataRecord配置信息,并根据读取的信息刷新界面,完成初始化;
B2、若此时充电桩未启动,执行步骤B3至B6;若此时充电桩已启动,则执行步骤B7至B9;
B3、PC端向充电桩发送停止命令;
B4、PC端确认充电桩接收到停止命令后,灰化停止、强制触发按钮,而启动按钮处于正常状态;
B5、若有配置信息更改,PC端则随时发送到充电桩;
B6、若点击启动按钮,则执行步骤B7至B9;
B7、PC端向充电桩发送启动命令;
B8、PC端确认充电桩接收到启动命令后,灰化启动按钮,此时不接受DataRecord配置参数修改;
B9、若点击停止按钮,则执行步骤B3至B6。
7.根据权利要求4所述的一种充电桩用智能运维方法,其特征在于:所述步骤S4包括以下步骤
C1、PC端读取按钮正常;
C2、PC端查询配置信息并发送到充电桩,此时若PC端读取到命令,则执行步骤C3至C6;
C3、PC端发送充电桩读取命令;
C4、PC端实时接收并组织充电桩发送上来的数据,若中间有遗漏数据,则向充电桩发送读数据帧请求;
C5、PC端接收到全部数据后,提示用户保存图形数据,并把图形显示出来;
C6、清零充电桩的读取命令,此时若充电桩未读取到命令,则执行步骤C1至C2。
8.根据权利要求4所述的一种充电桩用智能运维方法,其特征在于:所述步骤S3中的配置信息采用横向切面数据传输方式,即各通道数据并行传输,配置信息包括模拟通道ID、模拟通道数据类型以及切面中数据的个数,其中模拟通道ID代表器件的种类,切面中数据的个数代表同一器件的数量。
9.根据权利要求4所述的一种充电桩用智能运维方法,其特征在于:所述步骤S5中的实例化对象采用Visual Studio开发环境以及C#语言编写。
10.根据权利要求7所述的一种充电桩用智能运维方法,其特征在于:所述步骤C5中的图形数据默认按触发时间来命名。
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