小区电动车智能充电APP设计与实现

安徽财经大学管理科学与工程学院 刘文欣 程 珍

1 引言

电动车作为新型交通工具，相比于摩托车（燃油车）来说，其更加节能环保，故现今电动车的使用愈发普及。日益增长的电动车数量需要对小区电动车充电管理系统进行优化，当下我国各地小区内的电动车充电形式以在停车棚统一充电居多,但其设备均未联网，并且很多电动车充电车棚存在电源设置不合理、充电不方便、不安全、费用缴纳明细不清晰等问题。随着数字化城市建设的推进，移动互联网终端的普及，在小区内设置联网电动车充电点显得十分便捷，住户可使用APP通过扫描二维码付款、对个人账户进行管理并实时查询周边充电点使用状态，充电点实现电瓶质量检测功能后还可以生成检测报告发送到APP，方便使用者了解电瓶状态并注意维修。

2 需求分析

2.1 功能需求分析

（1）每个用户都拥有自己的登录账号，用户可向账户钱包里充值，以方便支付。同时也可以使用APP查询账户钱包余额，账单等。

（2）用户可以在APP上提前支付预定某个充电点的某个时段的使用权，预定成功后会生成对应的交易二维码。到达充电点后出示该二维码，经充电点的扫描设备自动扫描确定预约情况后便可充电。

（3）各充电点设备拥有其唯一的二维码，用手机APP扫描二维码后可以查看该充电点的预约情况，选择确定空闲时段后直接支付，便可以进行充电。

（4） 使用手机APP也可以查看附近充电点的预约情况，方便用户选择合适的充电点。同时该APP不仅仅局限于本小区，用户在行驶路途中若是遇到突发情况可以打开APP查询附近的充电点，选择导航去往附近的充电点后APP会自动打开地图标明行驶路线，方便解决行驶中电动车没电等突发情况。

（5）技术支持后在充电点设置一个检测电瓶的装置，用户可使用该装置检测电瓶车的电瓶，并形成检测报告发送至手机APP。用户可以在APP端查看电瓶的寿命、使用情况等。在检测报告上能够给出该电瓶的状态是优、良或不合格，提醒使用者就近维修做详细检查同时给出日常维护电瓶的一些方法，用户亦可通过APP查询附近的电动车维修店地址或联系方式。

2.2 性能需求分析

（1）流量消耗应尽可能少，可通过减少数据量的发送以实现流量的减少。

（2）APP应减少内存的占用，可将资源的消耗多集中于服务器端。

（3）APP使用过程中应减少对手机的电量消耗。

（4）启动速度、界面切换速度、与服务器交互的网络速度都要做到尽可能的快。

（5）可扩展性强，以便日后添加功能。

（6）兼容性强，使APP能够在不同配置、不同分辨率的终端都可以运行。

3 相关技术

3.1 Ios系统以及Android系统

用户使用时通过手机系统所安装的小区电动车智能充电APP进行相关操作，对于手机系统不同的用户需要不同的App 开发来适应要求，由于Ios 和Android 作为用户量最大的两个系统，其普及性和可操作性较强，所以本产品主要开发Ios 和Android 系统下的软件。

3.2 与手机地图对接

小区电动车智能充电APP需要与手机地图的相关作用结合，比如实现GPS定位以获取周边充电点的使用状况，导航去选中充电点或电动车维修店。为了使用户有更好的使用环境须具备以下条件：界面友好，界面设计简单，操作方便，地图能够实现随意缩放切换；响应迅速，软件在需要使用地图以及退出地图界面时要求能够快速切换；定位精准，要求地图能够实时准确的对用户定位，充电点和维修店的位置也要求精准。

3.3 二维码

用户每次缴费时都可以通过扫描充电点二维码来实现，每个充电点的二维码都是唯一的，用户使用前扫描二维码确定机器号后，付款购买充电时长成功后便可以使用该充电点充电；用户使用APP预定充电时也会生成一个专属二维码，用户到达充电点后通过出示二维码，机器扫描认证成功后便可充电。

4 系统设计

4.1 系统总体设计

系统软件开发整体架构选用C/S架构，即客户机和服务器架构，通过它可以充分利用两端硬件环境的优势，将任务合理分配到Client端和Server端来实现，降低了系统的通讯开销。本系统的所有功能都以Web Service的形式实现。Web service是一个平台独立的，低耦合的，自包含的、基于可编程的web的应用程序，可使用开放的XML（标准通用标记语言下的一个子集）标准来描述、发布、发现、协调和配置这些应用程序，用于开发分布式的互操作的应用程序。

4.2 功能模块设计

根据前面系统总体的分析设计，系统需要实现的功能从总体上分为两部分，第一部分为手机终端APP，第二部分为后台系统管理模块。用户可通过手机终端APP进行登录，在APP上管理个人账户，充值、查询账单等；并可以扫描二维码付款；还可以查询周边充电点情况或预约充电点；充电点实现电瓶检测功能后手机APP可以负责接收电动车电瓶检测报告；同时可以使用手机地图以导航去相应充电点或维修店。后台系统管理模块主要体现在APP服务器端，该服务器包括管理员的相应处理以及手机端相应请求的API接口。

4.3 API模块设计

API（Application Programming Interface,应用程序编程接口）是一些预先定义的函数，目的是提供应用程序与开发人员基于某软件或硬件得以访问一组例程的能力，而又无需访问源码，或理解内部工作机制的细节。设计编写服务器各个接口程序，API接口收到移动终端的请求后，对应接口程序响应请求，调用响应的应用服务。

4.4 后台数据库设计

数据库技术是管理信息系统、办公自动化系统、决策支持系统等各类信息系统的核心部分，是进行科学研究和决策管理的重要技术手段。App一般都会有一个运行在互联网上的后台程序，保证为APP提供登录，查询，记录等数据服务，后台可以用Mysql、Oracle等去存储，在App与数据库间还需要有一层通讯服务，可以是Http，Socket等，为APP与数据库间建立联系。

首先根据APP需求以及功能来进行概念设计，通常是建立ER图，可以使用微软的VISIO画图软件绘制；待ER图完善后进行逻辑结构设计。我们将数据库分为以下几个表：（1）用户信息表；（2）管理员表；（3）缴费记录表；（4）充电点情况表；（5）用户账户余额表；（6）充电点预约表。以上六个表是根据APP功能进行建立的相关表，在此基础上在利用触发器等操作进行进一步的完善。此外建立数据库的软件有：Sql Server、Oracle、MySQL等等。

用户信息表包含的主要数据项有：姓名、性别、民族、身份证号、家庭住址、邮箱、电话，此表用来保存用户注册时所填写的个人信息，方便对用户进行管理。管理员表主要包含的数据项有：姓名、性别、民族、身份证号、工作单位、电话、权限，管理员表里保存了不同权限的管理员信息，分为超级管理员和一般管理员，超级管理员具有最高权限，可以更改系统目录的权限和管理注册用户，一般管理员负责一定的软件维护和管理更新账号。缴费记录表是方便用于查询缴费信息，用户账户余额表是方便用于保存用户账户里的当前余额，在这里单独建了这两张表是为了使查询更快捷。充电点情况表是用于记录各充电点当前的预约状态。充电点预约表是用于记录用户预约的充电点地址和时间等相关信息。

5 结束语

本文从需求分析入手，对系统的总体设计、功能模块、API模块和后台数据库设计进行阐述。小区内电动车充电点设备联网后，通过APP实现规范化管理，更加有助于实现生活智能化，顺应数字化的潮流。

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