一种基于云计算大数据的充电监控系统

技术领域

本发明涉及充电监控技术领域，具体为一种基于云计算大数据的充电监控系统。

背景技术

动态无线充电技术是汽车在行驶过程中以非接触方式通过充电导轨给电动汽车进行充电，基于现有电动汽车无线充电信息监控系统存的问题是，电动汽车静态无线充电和动态无线供电的数据之间监控参数有很多区别，动态无线供电需要变换不同导轨进行供电，车速对其也有一定影响，导致二者的数据不能形成有效地统一管理，充电资费统一计算在充电过程中也是在动态变化的，需要以合理的方式进行资费收取，不利于不同终端用户进行分析，也不利于运营商进行统一管理收费，除此之外还涉及充电过程中的安全隐患问题，电池长时间充电温度过高会引发车辆起火，充电功率过大造成对人体的辐射可能会危害人员健康，充电过程中控制线路电气故障也会引发控制失效问题，因此，设计整合监控数据和故障诊断分析的一种基于云计算大数据的充电监控系统是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于云计算大数据的充电监控系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于云计算大数据的充电监控方法，其特征在于：所述该方法包括以下步骤：

步骤一：基于电动汽车的车载终端通过通行协议连接公共平台和企业平台，进行整个监控系统平台的搭建；

步骤二：根据充电过程中的硬件设计，基于总的监控板与五个子监控节点构成地面端监控体系；

步骤三：利用车载监控板作为数据交互中心节点，实现对无线充电系统关键参数的监测；

步骤四：采用十六进制的数据协议格式，将每个参数按照顺序排列打包成数据帧，通过DES算法加密传输，每个数据帧包含该时刻所有的车载充电数据；

步骤五：通过数据分析和数据处理把监控数据写入数据库中进行存储查看。

根据上述技术方案，所述进行整个监控系统平台的搭建的步骤，包括：

通过电动汽车的车载终端连接到企业平台；

进行相互通信和提供实时监控参数；

将非涉密数据和公共平台进行互通；

公共平台对收集到的数据进行统一的存储管理。

根据上述技术方案，所述构成地面端监控体系的步骤，包括：

基于作为数据交互中心节点的总监控板，与子监控板节点通过CAN总线进行局域组网，实现监控数据信息的汇总和总体控制；

通过通用无线分组业务与云端平台进行数据交互；

通过数传电台与公共平台监控软件进行数据交互。

根据上述技术方案，所述实现对无线充电系统关键参数监测的步骤，包括：

根据整车控制器的功率请求控制车载功率变换器的运行状态，获得必要的运行数据；

通过与车载磁场检测、车载绝缘终端、车载测温系统和车载雷达对接，实现对无线充电系统的关键参数的监测；

通过通用无线分组业务与企业平台实现数据互通及资费操作；

通过通用无线分组业务实现与公共平台监控软件的远程数据传输。

根据上述技术方案，所述将每个参数按照顺序排列打包成数据帧，通过DES算法加密传输的步骤，包括：

将监控的每个参数数据按照顺序排列打包成数据帧，以较高的波特率连续向安卓中的蓝牙应用发送数据帧；

通过缓冲区将接收到的被DES加密的字节流存在一个临时数组中，调用DES解密方法处理数组中的信息，得到十六进制形式的充电监控数据。

根据上述技术方案，所述进行存储查看的步骤，包括：

将加密的充电监控数据流向三个终端；

通过数据分析和数据处理把数据写入数据库中；

公共平台端的用户通过网页进行无线充电的各项信息数据查询。

根据上述技术方案，所述该系统包括：

监控平台模块，用于基于电动汽车多终端监控数据进行整个监控系统平台的搭建；

充电监控体系模块，用于形成针对电动汽车充电过程中多结构数据监控；

监控数据处理模块，用于针对采集的监控数据进行处理分析。

根据上述技术方案，所述监控平台模块包括：

车载终端模块，用于提供基于汽车无线充电过程中的监控数据主体；

公共平台模块，用于将非涉密数据与公共平台进行互通，实现对收集数据进行统一的存储管理；

企业平台模块，用于通过连接电动汽车的车载终端进行相互通信，提供实时监控参数。

根据上述技术方案，所述充电监控体系模块包括：

总监控板模块，用于作为数据交互中心节点实现信息汇总和总体控制；

子监控节点模块，用于作为无线充电系统地面部分的数据交互中继节点实现监控数据信息汇总和配合；

关键参数监测模块，用于通过与充电过程中的多结构对接实现对无线充电系统的关键参数的监测；

远程数据传输模块，用于通过通用无线分组业务实现与公共平台监控软件的远程数据传输。

根据上述技术方案，所述监控数据处理模块包括：

数据协议转换模块，用于采用十六进制的数据协议进行多端监控数据的数据格式转换；

数据帧模块，用于将每个监控参数按照顺序排列打包成数据帧；

加密传输模块，用于利用DES加密缓冲区中的参数数据字节流；

存储查看模块，用于通过数据分析和数据处理把数据写入数据库中进行存储查看。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过设置有监控平台模块、充电监控体系模块和监控数据处理模块，对车载信息和地面导轨信息进行整合，把无线充电信息数据通过DES加密技术发送给不同的终端，并且把数据存储到数据库中，通过信息管理网站能够查询数据库中的数据，用户终端通过车载系统控制动态无线充电或者是在停车后使用手机app控制汽车静态无线充电，并且监测充电参数并进行故障诊断，保证在无线充电过程中的人员和车辆的安全，面向运营商的监控人员和相关用户，能够对充电车辆和地面导轨的所有监测信息能实时掌握，能够通过不同结构数据信息定位故障，实现对电动汽车无线充电过程中数据信息的实时监控和管理。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例一提供的一种基于云计算大数据的充电监控方法的流程图；

图2为本发明实施例二提供的一种基于云计算大数据的充电监控系统的模块组成示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

图1为本发明实施例一提供的一种基于云计算大数据的充电监控方法的流程图，本实施例可应用电动汽车无线充电监控的场景，该方法可以由本实施例提供的一种基于云计算大数据的充电监控系统来执行，如图1所示，该方法具体包括以下步骤：

步骤一：基于电动汽车的车载终端通过通行协议连接公共平台和企业平台，进行整个监控系统平台的搭建；

在本发明实施例中，通过电动汽车的车载终端连接到企业平台进行相互通信，提供实时监控参数，并且向企业平台提供完整的监测数据，运营商通过企业平台进行远程监控车辆信息数据，将非涉密数据和公共平台进行互通，公共平台对收集到的数据进行统一的存储管理，并且向公共平台端用户提供查询信息，面向驾驶员基于车载系统的软件服务、面向企业运营商的信息管理和交互的软件服务、面向公共监控中心的软件服务。

步骤二：根据充电过程中的硬件设计，基于总的监控板与五个子监控节点构成地面端监控体系；

在本发明实施例中，地面段监控体系对应的是五个分段导轨，分别包括地面段的总监控板，作为无线充电系统地面部分的数据交互中心节点，与子监控板节点通过CAN总线进行局域组网，实现信息汇总和总体控制，通过通用无线分组业务与云端平台进行数据交互，通过数传电台与公共平台监控软件进行数据交互，对交直流电压电流数据进行测量，为兼容直流提供供电数据基础；

示例性的，地面子监控板作为无线充电系统地面部分的数据交互中继节点，与其余子监控板和总监控板通过CAN总线进行局域组网，实现信息汇总和配合的总体控制，单独控制与其对应的逆变源数据，形成一个针对单位长度充电线独立功率的控制模块；通过数字总线搭载了测温功能，雷达功能，并为其提供独立电源；与雷达接收系统配合车载雷达实现车辆位置检测和车辆识别。

步骤三：利用车载监控板作为数据交互中心节点，实现对无线充电系统关键参数的监测；

在本发明实施例中，根据整车控制器的功率请求控制车载功率变换器的运行状态，获得必要的运行数据，与车载监控软件进行通讯，实现无线充电系统的可视化显示和控制，通过与车载磁场检测、车载绝缘终端、车载测温系统和车载雷达对接，实现对无线充电系统的关键参数的监测，通过通用无线分组业务与企业平台实现数据互通及资费操作，通过通用无线分组业务实现与公共平台监控软件的远程数据传输；

示例性的，车载磁场监测负责汽车座椅周围磁感应强度数据的监测，该监控数据用于保证车上人员安全，与车载监控板通过接口进行数据的传输通信，车载绝缘监测负责无线充电系统硬件部分关键位置的绝缘数据监测，该部分参数数据用于在出现安全隐患时，发出故障信号，使无线充电系统停止工作，与车载控制板通过CAN总线进行通信，车载温度监测负责对车载接收端的谐振电容进行的温度数据的参数监测；

示例性的，当在行驶过程中开启无线充电许可之后，车载端开启发射雷达发射信号，地面导轨接收雷达捕捉到信号后开启逆变源进行无线充电，即使导轨切换或者接收端雷达断开，车载雷达也不会关断，关闭无线充电后，汽车上的发射雷达也随之关闭，即使汽车行驶在无线充电导轨上也不会进行无线充电，当电池充满后或者发生故障时会自动断开无线充电功能，需要用户再次手动控制才能开启，当充电过程中发生故障，主界面会弹出提示框要求用户选择是否对数据进行上传，如果用户选择上传，软件会向车载控制板发送请求，控制板通过通用无线分组业务向远程监控软件发送汽车的故障数据信息，专业人员对故障进行分析排查，保证行车安全，用户也可以选择不上传故障信息，保护用户的安全隐私。

步骤四：采用十六进制的数据协议格式，将每个参数按照顺序排列打包成数据帧，通过DES算法加密传输，每个数据帧包含该时刻所有的车载充电数据；

在本发明实施例中，以较高的波特率连续向安卓中的蓝牙应用发送数据帧，选择三倍帧长度的空间作为缓冲区，当数据帧进入缓冲区时，采用读指针来确定数据帧信息，当不符合帧头、帧尾或者帧长度的要求时进行指针回滚，将错误的字节丢弃，当读指针读完完整的大数据帧发现没有出错时，通过写指针将数据输出到下一步流程中，一直到读指针和写指针重合缓冲区失效时重新初始化缓冲区；

示例性的，通过缓冲区将接收到的被DES加密的字节流存在一个临时数组中，调用DES解密方法处理数组中的信息，得到十六进制形式的充电数据，车载监控板按照数据格式编码的信息，通过算法转换为十进制或者状态信息，在信息在被解析并展示之前将数据信息写入到log日志文件中进行存储，当汽车产生故障需要修理或者更换零件时，通过调取日志信息数据作为参考资料，存储的充电数据信息进行分组处理，从字节组中抽取所有参数，展示在不同的人机界面上，供驾驶员或者研究人员查看。

步骤五：通过数据分析和数据处理把监控数据写入数据库中。

在本发明实施例中，将加密的充电监控数据流向三个终端，分别为车载端，作为远程监控端的企业平台和公共平台，利用车载端接受车载监控系统的数据，将根据监控数据生成的故障信息上传给上级远程监控中心，作为整个充电监控系统的远程监控数据中心，负责接受车辆充电数据、地面导轨状态数据和车辆故障信息数据，通过数据分析和数据处理把数据写入数据库中，公共平台端的用户通过网页进行无线充电的各项信息数据查询，不直接接收无线充电监控系统发送的数据，通过数据库进行信息交互。

实施例二：

本发明实施例二提供了一种基于云计算大数据的充电监控系统，图2为本发明实施例二提供的一种基于云计算大数据的充电监控系统的模块组成示意图，如图2所示，该系统包括：

监控平台模块，用于基于电动汽车多终端监控数据进行整个监控系统平台的搭建；

充电监控体系模块，用于形成针对电动汽车充电过程中多结构数据监控；

监控数据处理模块，用于针对采集的监控数据进行处理分析；

在本发明的一些实施例中，监控平台模块包括：

车载终端模块，用于提供基于汽车无线充电过程中的监控数据主体；

公共平台模块，用于将非涉密数据与公共平台进行互通，实现对收集数据进行统一的存储管理；

企业平台模块，用于通过连接电动汽车的车载终端进行相互通信，提供实时监控参数；

在本发明的一些实施例中，充电监控体系模块包括：

总监控板模块，用于作为数据交互中心节点实现信息汇总和总体控制；

子监控节点模块，用于作为无线充电系统地面部分的数据交互中继节点实现监控数据信息汇总和配合；

关键参数监测模块，用于通过与充电过程中的多结构对接实现对无线充电系统的关键参数的监测；

远程数据传输模块，用于通过通用无线分组业务实现与公共平台监控软件的远程数据传输。

在本发明的一些实施例中，监控数据处理模块包括：

数据协议转换模块，用于采用十六进制的数据协议进行多端监控数据的数据格式转换；

数据帧模块，用于将每个监控参数按照顺序排列打包成数据帧；

加密传输模块，用于利用DES加密缓冲区中的参数数据字节流；

存储查看模块，用于通过数据分析和数据处理把数据写入数据库中进行存储查看。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。