物联网的智能充电桩及运行管理平台的设计分析

王野 王涛

摘 要： 近些年，在社会发展的背景下，我国的科学技术水平不断进步。文章是将充电桩通过互联网与传统服务行业进行深度融合，创造新的经济增长模式。这是一项通过WiFi来进行充电桩付费和管理的技术，并对充电桩资源进行共享。利用移动终端App技术和互联网技术，设计一个平台对社会上的充电桩资源进行共享，通过联网改造使私人的充电桩也接入我们的平台，进行充电桩资源共享。可在设有充电桩的地方或附近整合周边商业服务实体资源。给充电的用户在等待的时间里带来舒适的体验。

关键词： 充电桩;资源共享;电动汽车;WiFi支付

【中图分类号】TM76     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）01-0185-01

引言：电动汽车的普及应用已逐渐成为一种解决全球能源危机和环境污染问题的有效措施，目前，中国电动汽车已经进入了产业化阶段。但电动汽车的发展要跳出电动汽车的局限，应将汽车、能源、交通、城市看作一个相互交融的整体来部署、规划和推进。

1 概述

随着人们环保意识的提高以及绿色能源理念的不断深入，电动汽车的快速发展已成必然的趋势。充电桩，作为电动汽车所必需的配套基础充电设施，在电动汽车高速发展和政策扶持的背景下，普及速度异常迅猛。传统充电桩强调硬件设施，数据监测方面大部分通过有线方式实现，不能将采集的数据实时传送至用户与后台，具有很大局限性。

2 存在的问题

平台提供的是否能偶准确地提供充电桩位置信息，该需求功能可以说是充电桩资源共享平台生存的基石，比如部分充电桩信息提供的App应用显示的北京市内的所有充电桩位置信息，但是其中有大部分的信息都是拟规划或根本没有通电的充电桩，这样是影响用户体验的，所以充电桩位置信息真实准确是非常重要地。

个人车主可以分享个人充电桩，这个功能需求可以说是进行充电资源共享的一个主要途径，但是由于个人充电桩多数是安装在小区内的，所以小区物业是否同意外部车辆進入，将是一个很棘手的问题。

在实际运行中，可能会经常遇到CAN总线不联通或者总线突发关闭现象，导致这些问题的主要原因就是在数据实际传输的过程中出现了丢帧现象，进而引起出错等问题，所以错误计数器达到一定时就会出现自动关闭总线的想象。基于这些问题，在软件设计的过程中，务必要及时对其错误状态ES进行判断，在出现上述错误时，就必须对SJA1000进行软件复位，来恢复通信。

电动汽车与充电桩之间的“悖论”众所周知，那就是“先有鸡还是先有蛋？在政策和资本“炙烤”之下，充电桩产业在近年来突然加速。国家发改委最新公布的电动汽车基础设施《指南》提出，预计到2020年，将在全国建设集中式充换电站1.2万座，分散式充电桩480万个，以来满足我国500万辆电动汽车充电的需求。但就实际情况来看，充电桩与电动汽车之间似乎也出现了“鸡与蛋”的问题。

3 充电桩资源共享平台的设计与研究

3.1 智能充电桩网络监控管理体系的设计

与加油站类似，充电桩也是以点状分布于城市的各个角落，但其分布密度及区域要远远大于加油站，针对如何对不断增多的充电桩进行管理，及时了解充电桩的健康及使用状态，为管理者和用户提供充电桩最新的状态信息，更好地对这些充电桩进行监测与管理等问题，本文设计了三级监测与管理网络实现对充电桩的智能化管理。网络的第三级为充电用户通过手机APP软件自主与充电桩进行协定，完成电动汽车充电。网络的第二级为区域监测与管理平台对所属其管理区域内的各充电桩定时进行巡检，采用无人值守的方式，采集各充电桩的状态，包括健康状态、工作状态等，并对各充电桩的状态数据进行存贮。

3.2 有利于提高私人充电设施的利用率

利用平台的建设，为广大私家充电桩业主提供一个私家充电设施分享且同时能够收益的平台，从而提高私家充电设施的利用率，这是电动汽车的充电网络的重要补充部分，为电动汽车推广普及有重要作用。简单讲：就是拥有私家桩的“桩主”在App自主发布共享桩，设置充电费用和闲时共享时段，将自用桩变成共享桩。共享收益归桩主所有，平台不收取任何费用。电动汽车用户通过App“寻找电桩”“预约充电”和“在线导航”功能找到可预约的共享桩，并根据桩主设置的共享时段预约充电，充电完成后，在线支付直接付费到平台，桩主通过平台提现。“自用”“赚钱”一举两得，方便快捷。在2017年至2018年期间，据不完全统计，1台共享桩可同时满足4位车主的充电需求。平台已累计为近2万无桩车主提供充电服务11万次，为共享桩车主创造收益320万元。

3.3 充电桩后端维护与信息集成平台的设计

基于国内外充电桩管理平台发展现状，开发了一个智能充电桩后端监测与信息集成平台，对充电桩的运行状态进行在线监测，并试图实现对整个充电站的综合状态进行监测，为充电站的运行规划以及巡检维护提供大量可靠的评估数据和策略。

3.3.1 监控功能。

监控功能是充电桩监控系统最基本的功能，主要分为监测功能和控制功能。监控系统执行监测功能，是通过对设备的运行状态相关数据以及对设备运行形成较大影响力的相关环境数据进行收集分析，然后判断设备运行处于何种状态以及未来的运行态势，也就是说，主要是进行数据的输入并进行处理后得出结论。监控系统执行控制功能，是通过转换工作人员的控制命令为设备可以识别的信号指令，然后使设备作出必要的回应，以使得工作人员预期的行为得以实现，也就是说，主要是在信息输入后执行命令。

3.3.2 交互功能。

交互功能是监控系统通过人机交互界面的设置，实现人与设备之间的对话。监控系统包括图文结合、视听结合等多种数据呈现的方式，并且有专门为外接的键盘、鼠标等设备预留接口，方便用键盘、鼠标等设备进行操作，将操作人的指令转化为设备信号然后获得执行，将设备的数据转化为操作人可了解的信息然后进行指令的校正。

结语：近几年，在国家政策和制度红利的多项扶持下，我国电动汽车市场愈发临近井喷式的发展，限制我国电动汽车发展的主要瓶颈之一就是充电问题，这也就是普及电动汽车的“最后一公里”难题。面对我国日益增加的电动汽车种类和琳琅满目的充电设施，如果有一个共享平台能够帮助车主快速准确地找到充电桩（站）将是件非常有意义的事情。在做平台设计的时候，就是以解决用户实际问题的理念下，遵循国家法律法规，以市场需要为导向，不断探索适合行业发展的经营方式，做大做强新能源汽车产业，发展循环经济，走高科技、高效益、高效率的路，强化服务意识，以客户为中心，客户没想到的我们要想到，客户想到的我们要做到。

参考文献

[1] 罗文雲，周浩，于乐淘，李金宝.国内外电动汽车发展现状及优化建议[J].中国集体经济，2018（11）：15-17.

[2] 刘娟娟，等.电动汽车充电桩运营模式研究[J].科技管理研究，2015，35（19）：202-206.