基于云計算平臺的電動汽車充電樁設(shè)計探索

李侃

摘 要：云計算技術(shù)近年來發(fā)展勢頭迅猛，多樣云計算平臺迅速蔓延到經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域，為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來了新的方向與契機(jī)。本文主要基于云計算平臺研究一種電動汽車智能充電樁設(shè)計，希望可以為充電樁優(yōu)化完善提供一定幫助。

關(guān)鍵詞：電動;汽車;充電樁;云計算平臺

近年來電能的發(fā)展越來越全面，風(fēng)電、光伏電能、水電等不斷豐富了電能的獲取方式，同時很大程度上帶動了與電能相關(guān)各種電動車輛的發(fā)展。與電動車輛一同發(fā)展的還有電動車輛充電服務(wù)行業(yè)。當(dāng)前電動車輛充電服務(wù)企業(yè)提供的電動汽車充電服務(wù)主要是通過充電樁實現(xiàn)，因此融合新技術(shù)完善充電樁，對于提供相應(yīng)服務(wù)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1.充電樁及基于云計算平臺充電樁總體設(shè)計

1.1充電樁

充電樁一種類似于加油機(jī)可以為電動汽車提供充電服務(wù)的設(shè)備，其可以固定在墻壁或地面，可以安裝在一些停車場、公共建筑停車場等區(qū)域。通常充電樁輸入端與相應(yīng)的電網(wǎng)直接連接，輸出端裝有為電動汽車提供充電服務(wù)的插頭。通常充電樁可以為電動車輛提供快速充電與直接充電兩種充電方式，方便與人們根據(jù)自己的需要，適當(dāng)選擇相應(yīng)的充電方式，提升充電服務(wù)質(zhì)量[1]。

1.2云計算平臺充電樁總體設(shè)計

云計算平臺為一種數(shù)據(jù)處理與存儲的平臺，借助其可以實現(xiàn)智能化充電樁設(shè)計，進(jìn)一步提升充電樁服務(wù)質(zhì)量，滿足電動汽車用戶實際需要。結(jié)合當(dāng)前智能手機(jī)發(fā)展迅速的背景，設(shè)計相應(yīng)通信模塊，用戶可以利用4G/5G、WIFI等網(wǎng)絡(luò)，通過相應(yīng)手機(jī)APP實現(xiàn)對電動汽車充電情況的監(jiān)測、控制等，全面提升充電樁便利度。在該系統(tǒng)設(shè)計中主要囊括了終端層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層3個方面，借助互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)充電服務(wù)。其中不同層具有不同作用：（1）終端層。該層主要由充電設(shè)施、用戶設(shè)備、智能手機(jī)等設(shè)備組成。充電設(shè)施可以將電動汽車充電過程中產(chǎn)生的多種多樣信息通過網(wǎng)絡(luò)層傳送到云計算平臺中，同時接收平臺傳達(dá)的相關(guān)指令;智能手機(jī)可以通過APP軟件實現(xiàn)互動，實現(xiàn)用戶輸入信息接收工作，并對充電樁各種服務(wù)進(jìn)行展示，方便用戶通過手機(jī)進(jìn)行相應(yīng)操作。（2）網(wǎng)絡(luò)層。該層屬于整個系統(tǒng)的連接重點，起著連接系統(tǒng)平臺層與終端層的重要職責(zé)，該層可提供各類用戶、電動汽車充電等信息傳輸所需要的WIFI、4G/5G、互聯(lián)網(wǎng)等信息傳輸通道。（3）平臺層。該層的主要目的為對用戶相應(yīng)權(quán)限、身份認(rèn)證等進(jìn)行管理與控制，屬于基礎(chǔ)性服務(wù)層。該層支持用戶使用手機(jī)APP對電動汽車充電狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置、查詢、導(dǎo)航等，技術(shù)人員在該層設(shè)計上主要利用云計算、門戶等技術(shù)對數(shù)據(jù)挖掘處理，以確保相應(yīng)服務(wù)得以實現(xiàn)。

2.云計算平臺充電樁具體設(shè)計及實現(xiàn)

2.1 APP軟件——智能終端

基于云計算平臺設(shè)計的該智能化電動汽車充電系統(tǒng)具備相應(yīng)的智能終端APP，且在設(shè)計中充分考慮到Android（安卓）系統(tǒng)與iOS（蘋果）系統(tǒng)的不同，設(shè)計相對應(yīng)的兩個APP版本，但兩個APP版本設(shè)計上皆是采用C/S設(shè)計結(jié)構(gòu)[2]。C/S設(shè)計結(jié)構(gòu)屬于一種靈活性、擴(kuò)展性俱佳的體系結(jié)構(gòu)，一般分為邏輯層（業(yè)務(wù)）、實體層（業(yè)務(wù)）、視圖層三層。其中邏輯層主要負(fù)責(zé)完成相應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯，對本地數(shù)據(jù)或者服務(wù)器數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取等;實體層主要是業(yè)務(wù)實體，具有服務(wù)器數(shù)據(jù)解析和請求、維護(hù)等功能;視圖層主要為交互界面，可以對用戶提出的具體請求進(jìn)行響應(yīng)，之后利用邏輯層對請求等進(jìn)行處理，并將數(shù)據(jù)處理結(jié)果通過不同形式展現(xiàn)給用戶，其數(shù)據(jù)處理結(jié)果展現(xiàn)內(nèi)容包括狀態(tài)展現(xiàn)、地圖顯示、控制查詢、支付結(jié)算等。APP軟件可以根據(jù)用戶選擇的具體功能，調(diào)用邏輯層，并組織相應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯，通過云計算平臺服務(wù)器接口使得相關(guān)信息交換得以實現(xiàn)。

2.2充電（智能）裝置

該系統(tǒng)在充電樁相關(guān)設(shè)備選擇上，選擇使用智能充電裝置，充分發(fā)揮智能充電裝置計量、保護(hù)、充電等功能。該系統(tǒng)選擇的智能充電裝置還具有手持終端控制功能，可以借助APP移動端對其分布式充電裝置進(jìn)行啟?？刂?，在充電裝置無問題可以使用的情況下，用戶可以利用移動終端實現(xiàn)對裝置控制，提升整體充電樁充電服務(wù)質(zhì)量。將該系統(tǒng)中相對應(yīng)的充電樁設(shè)備工作狀態(tài)設(shè)置為多種，以便于根據(jù)用戶實際情況，判斷患者可選擇的充電樁工作狀態(tài)。該系統(tǒng)中充電樁設(shè)備工作狀態(tài)設(shè)置為不可用狀態(tài)、預(yù)約狀態(tài)、空閑狀態(tài)、工作狀態(tài)。具體設(shè)置如下，先對設(shè)備進(jìn)行添加，通過設(shè)備注冊接口向系統(tǒng)服務(wù)器發(fā)出請求，并將設(shè)備位置等具體信息上傳，方便用戶查詢;待充電樁信息添加完畢后為設(shè)備添加自動上鎖功能，只有用戶掃描相對應(yīng)的二維碼才可進(jìn)行解鎖，查詢余額等，且用戶可以通過相應(yīng)平臺進(jìn)行預(yù)約，最終對設(shè)備進(jìn)行控制，若設(shè)備所在區(qū)域出現(xiàn)用電緊張等情況暫停充電樁使用，使其狀態(tài)為不可用。

2.3云平臺——充電服務(wù)

除了終端APP之外，云計算平臺屬于該智能充電樁主要組成部分之一，利用云平臺對充電樁服務(wù)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存、收集、加工、整理、發(fā)布、分析、挖掘維護(hù)等，進(jìn)一步完善充電樁具體功能，滿足用戶各種需求[3]。該系統(tǒng)云平臺主要由存儲設(shè)備、平臺軟件、計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等組成，分為數(shù)據(jù)交換、功能支撐、數(shù)據(jù)挖掘等三個子系統(tǒng)，進(jìn)一步提升平臺拓展性與可靠性。其中數(shù)據(jù)交換子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)各類數(shù)據(jù)有效交換，降低系統(tǒng)耦合度，提供接口規(guī)范性（數(shù)據(jù)交換）;功能支撐子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)深入研究充電服務(wù)系統(tǒng);數(shù)據(jù)挖掘子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)充電樁各類信息數(shù)據(jù)深度挖掘與計算，全面分析用戶行為等。例如，基于距離的非層次K-Means算法，在最小誤差函數(shù)誤差下降數(shù)據(jù)劃分為類數(shù)K ，以及n個數(shù)據(jù)對象，調(diào)用相對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，按照距離進(jìn)行劃分，在距離患者查詢地點0.5km范圍內(nèi)充電樁為一聚類，之后在用戶端顯示相應(yīng)地圖，用戶可以通過顯示情況就近選擇。

結(jié)束語

綜上所述，基于云計算平臺的電動汽車充電樁設(shè)計可以充分考慮到智能手機(jī)普及情況，設(shè)計利用各種網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對電動汽車充電情況的監(jiān)測、控制等功能的智能化充電樁，全面提升充電樁服務(wù)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]王海群， 彭川. 電動汽車充電樁充電快速性控制仿真[J]. 計算機(jī)仿真， 2018， 35（10）：171-175.

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[3]康貌. 基于云計算平臺的電動汽車充電樁設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 信息周刊， 2018（7）：149-149.