基于云計算平臺的電動汽車充電樁設計探索

李侃

摘 要：云計算技術近年來發展勢頭迅猛，多樣云計算平臺迅速蔓延到經濟的各個領域，為經濟的發展帶來了新的方向與契機。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計，希望可以為充電樁優化完善提供一定幫助。

關鍵詞：電動;汽車;充電樁;云計算平臺

近年來電能的發展越來越全面，風電、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各種電動車輛的發展。與電動車輛一同發展的還有電動車輛充電服務行業。當前電動車輛充電服務企業提供的電動汽車充電服務主要是通過充電樁實現，因此融合新技術完善充電樁，對于提供相應服務企業的可持續發展具有重要意義。

1.充電樁及基于云計算平臺充電樁總體設計

1.1充電樁

充電樁一種類似于加油機可以為電動汽車提供充電服務的設備，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域。通常充電樁輸入端與相應的電網直接連接，輸出端裝有為電動汽車提供充電服務的插頭。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，方便與人們根據自己的需要，適當選擇相應的充電方式，提升充電服務質量[1]。

1.2云計算平臺充電樁總體設計

云計算平臺為一種數據處理與存儲的平臺，借助其可以實現智能化充電樁設計，進一步提升充電樁服務質量，滿足電動汽車用戶實際需要。結合當前智能手機發展迅速的背景，設計相應通信模塊，用戶可以利用4G/5G、WIFI等網絡，通過相應手機APP實現對電動汽車充電情況的監測、控制等，全面提升充電樁便利度。在該系統設計中主要囊括了終端層、網絡層、平臺層3個方面，借助互聯網實現充電服務。其中不同層具有不同作用：（1）終端層。該層主要由充電設施、用戶設備、智能手機等設備組成。充電設施可以將電動汽車充電過程中產生的多種多樣信息通過網絡層傳送到云計算平臺中，同時接收平臺傳達的相關指令;智能手機可以通過APP軟件實現互動，實現用戶輸入信息接收工作，并對充電樁各種服務進行展示，方便用戶通過手機進行相應操作。（2）網絡層。該層屬于整個系統的連接重點，起著連接系統平臺層與終端層的重要職責，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、互聯網等信息傳輸通道。（3）平臺層。該層的主要目的為對用戶相應權限、身份認證等進行管理與控制，屬于基礎性服務層。該層支持用戶使用手機APP對電動汽車充電狀態進行設置、查詢、導航等，技術人員在該層設計上主要利用云計算、門戶等技術對數據挖掘處理，以確保相應服務得以實現。

2.云計算平臺充電樁具體設計及實現

2.1 APP軟件——智能終端

基于云計算平臺設計的該智能化電動汽車充電系統具備相應的智能終端APP，且在設計中充分考慮到Android（安卓）系統與iOS（蘋果）系統的不同，設計相對應的兩個APP版本，但兩個APP版本設計上皆是采用C/S設計結構[2]。C/S設計結構屬于一種靈活性、擴展性俱佳的體系結構，一般分為邏輯層（業務）、實體層（業務）、視圖層三層。其中邏輯層主要負責完成相應的業務邏輯，對本地數據或者服務器數據進行讀取等;實體層主要是業務實體，具有服務器數據解析和請求、維護等功能;視圖層主要為交互界面，可以對用戶提出的具體請求進行響應，之后利用邏輯層對請求等進行處理，并將數據處理結果通過不同形式展現給用戶，其數據處理結果展現內容包括狀態展現、地圖顯示、控制查詢、支付結算等。APP軟件可以根據用戶選擇的具體功能，調用邏輯層，并組織相應的業務邏輯，通過云計算平臺服務器接口使得相關信息交換得以實現。

2.2充電（智能）裝置

該系統在充電樁相關設備選擇上，選擇使用智能充電裝置，充分發揮智能充電裝置計量、保護、充電等功能。該系統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對裝置控制，提升整體充電樁充電服務質量。將該系統中相對應的充電樁設備工作狀態設置為多種，以便于根據用戶實際情況，判斷患者可選擇的充電樁工作狀態。該系統中充電樁設備工作狀態設置為不可用狀態、預約狀態、空閑狀態、工作狀態。具體設置如下，先對設備進行添加，通過設備注冊接口向系統服務器發出請求，并將設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備添加自動上鎖功能，只有用戶掃描相對應的二維碼才可進行解鎖，查詢余額等，且用戶可以通過相應平臺進行預約，最終對設備進行控制，若設備所在區域出現用電緊張等情況暫停充電樁使用，使其狀態為不可用。

2.3云平臺——充電服務

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過程中產生的數據進行儲存、收集、加工、整理、發布、分析、挖掘維護等，進一步完善充電樁具體功能，滿足用戶各種需求[3]。該系統云平臺主要由存儲設備、平臺軟件、計算機、網絡設備等組成，分為數據交換、功能支撐、數據挖掘等三個子系統，進一步提升平臺拓展性與可靠性。其中數據交換子系統主要負責各類數據有效交換，降低系統耦合度，提供接口規范性（數據交換）;功能支撐子系統主要負責深入研究充電服務系統;數據挖掘子系統主要負責充電樁各類信息數據深度挖掘與計算，全面分析用戶行為等。例如，基于距離的非層次K-Means算法，在最小誤差函數誤差下降數據劃分為類數K ，以及n個數據對象，調用相對應的數據庫，按照距離進行劃分，在距離患者查詢地點0.5km范圍內充電樁為一聚類，之后在用戶端顯示相應地圖，用戶可以通過顯示情況就近選擇。

結束語

綜上所述，基于云計算平臺的電動汽車充電樁設計可以充分考慮到智能手機普及情況，設計利用各種網絡，實現對電動汽車充電情況的監測、控制等功能的智能化充電樁，全面提升充電樁服務質量。

參考文獻：

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

[2]高德欣， 梁珂. 基于Android的電動汽車充電樁監控系統設計[J]. 工業儀表與自動化裝置， 2019， （01）：34-37+52.

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