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基于互联网的电动自行车智能充电管理系统的研究

  • 发布日期:2020-09-29      浏览次数:28
    • 摘 要: 通过对覆盖一个城市的基于internet 网的自助充电站管理系统的研究,为日益扩大的电动自行车自助充电的管理带来了很大的便利,具有较好的应用价值。
      关键词:网络;电动自行车;充电

             我国的电动自行车从 80 年代发展到现在已经进入第三个发展时期,趋势趋向稳定。据国家权威部门公布,截至2010 年 10 月,我国的全社会电动自行车保有量达到 1.2 亿辆。本文研究的基于网络的电动自行车自助充电收费系统, 以一个城市内的所有电动自行车充电站为管理目标,把分散的充电站通过管理系统的统一管理,得出建立基于网络的电动自行车自助充电收费系统的重要意义。

      1 基于网络的电动自行车自助充电收费系统的总体设计
             1.1系统组成结构
             基于网络的电动自行车自助充电收费系统由计算机、 网卡、网线、IC卡及读卡器、信息管理软件等组成,系统的组成结构如图 1 所示。
             1.2系统功能概述
             本管理信息系统由两大模块组成。一是服务器端软件, 能实时地监测充电站内各充电机的状态,并不断地将充电机的重要数据采集下来;二是自助充电客户端软件,主要功能是指导用户进行充电操作,并对费用进行扣除。

             服务器端软件通过对充电机数据进行处理,每天能够 打印出两份报表。其中一份报表是按充电机号进行统计,记 录下每天各充电机的累计工作时间,累计充电次数;另外一 份报表是按 IC 卡号进行统计,记录的内容包括每张 IC 卡的充电情况。
             自助充电客户端软件主要是实现用户持卡扣费后的自 助充电功能。用户在自助终端插入卡后,根据实际情况选择 需要充电的金额,确认并确保电源连接后进行充电。
             1.3CIM 框架的应用
             CIM(Common Information Model)框架的引入,可以很好地解决目前 NSM(Network and System Management)所面临的一些问题。具体地说,电动自行车自助充电管理系统使用标准的 CIM(Common Information Model) 信息架构,定义统一的功能架构,使得系统内的各个模块之间具有更好互操作性;并以之为基础,分析各个管理系统,剥离出核心功能,构建一些按照功能或服务划分的公共模块和核心模块, 就可以基于模块灵活地组合成特定需求的用户系统。
             通用的管理架构使得管理系统的开发更容易,并且具 有很好的可扩展性和可配置性。这种管理架构可以更好地和已有的网络和系统管理标准 (CMIP ,SNMP,DMI 等)协作,集成基于标准的以及专有的管理系统。如图 3 所示。


             1.4系统数据库设计
             数据库概念模型设计是建立在系统总体需求和功能分 析的基础上的,根据分析得出信息管理系统涉及到的各种 实体,以及它们之间的联xi,并绘制各个实体的实体──联xi(E─R)图和实体之间的 E─R 图,如图 4-图 6 所示。

      2 系统的设计与实现


             服务器端系统和客户端系统都需要对数据库进行连接操作。由于服务器端系统基于 Linux 系统环境,客户端基于Windows 并使用 C# 开发,因此整个系统中对于数据库的连接有两个不同的模块。在客户端封装了一个数据库操作类ACMSDatabases,需要对数据库进行操作时,只需要引用即可。服务器端使用了 Perl 语言,在连接 SQL Server 数据库时,需要调用 Perl 的扩展组件 Win32::ODBC 模块。


      3 安科瑞充电桩运营管理平台
             安科瑞电动自行车充电桩通过GPRS模块与云端进行通信和数据交互。系统能够对电动自行车充电桩的日常状态、充电过程进行监控;实现充电支付对接:支持投币、刷卡、微xin支付等多种支付方式,保证支付交易过程的完整性,对充电过程中的异常情况进行有效预警;实现对下游站级平台的清算、对账功能。平台可对接消防物联网平台、小程序等,提供相关异常数据,实现电动车充电安全管理的网络化、可视化。


      ① 安全预警
        对平台连接的所有充电桩状态进行监视,充电桩发生异常情况时可通过APP、短信及时向运营人员发出报警信号,及时消除火灾隐患。

      ② 交易结算管理
        平台为运营方提供充电价格策略管理,预收费管理,账单管理,营收和财务相关报表等,支持投币、刷卡和扫码充电。


      ③ 充电服务
        可通过软件搜索附近充电桩,并查看充电桩状态,并导航至可用充电桩。可通过在线自助支付实现充电。

       

      ④ 运营分析
        对订单进行数据化分析,通过柱状图、报表方式直观展示数据,并支持和第三方平台对接。

      ⑤ 微xin小程序
             可通过微xin小程序扫码充电,充电账单支付。运营商和物业管理人员均可通过小程序管理,监测充电桩状态和充电交易情况。

         

       

       4. 充电桩型号

      (1)可同时充10辆电瓶车。

      (2)尺寸空间大,投币箱容量大,内部空间充裕,具备充足的电气稳定性。
      (3)实体按键设计,手感实在,使用寿命长。
      (4)显示投币数、IC刷卡次数、IC卡余额,卡内余额语音播报。
      (5)每次扣费和充电时间可调,可多次投币刷卡,充电时间自动累计。
      (6)可根据客户需求开通免费充电功能、月卡功能和刷卡退费。
      (7)可使用微xin支付、支付宝支付、APP 支付。
      (8)自动识别出现故障的线路,并伴有字母和语音提示。
      (9)具有断电记忆功能,当出现断电,来电后可以继续使用剩余的时间充电。
      (10)具有拔掉断电功能,当用户拔掉充电器,及时自动断电。
      (11)具有充满自停功能,自动检测电瓶车充电状态,如充满则停止供电,计费时间清零。
      (12)具有过载保护功能,能识别大功率电器,自动暂停供电,防止用户私接插线板给多台电瓶车充电。
      (13)具有短路保护功能,当出现短路,保险丝熔断确保稳定。
      (14)具有按功率给时间功能,根据检测到的功率,按照设定时间开启充电。
      (15)可选配联网烟感,当出现火情,可发送短信给指定责任人。
      (16)过温保护功能,当检测机箱温度过高,停止充电。
      (17)夜间断电功能,可设定夜间整机断电黑屏,禁止夜间充电。
      (18)远程抄表,485电表数据采集上报。
      5总结
             系统应用了越来越普及化的 IC 卡作为付费方式,实现了充电站的无人值守、自动供电和自动结算,并且开发了基 于 Internet 网远程控制和统计充电站相关信息的功能,为自助式电动自行车充电站的推广提供了保障。系统的成功运行,必将为电动自行车的快速发展提供更好的使用环境,对 解决环境污染和节约能源提供了有力的支持。

      参考文献 
      [1]求是科技编著,单片机典型模块设计实例导航.北京:人民邮电出版社,2008-07.
      [2]李斌,基于网络的电动自行车自助充电站管理系统的研究
      [3]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2019.11版

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