安科瑞 徐浩竣

江苏安科瑞电器制造有限公司

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一、引言

随着全球能源危机的加剧，电动汽车作为一种清洁、高效的交通工具，逐渐受到人们的青睐。然而，电动汽车的普及仍面临着充电设施不足、充电不便等问题。为了提高电动汽车的使用体验和充电效率，设计一种集中监控平台来监测和管理电动汽车充电桩显得尤为重要。本文将介绍一种电动汽车充电桩集中监控平台的设计与实现方法。

在国内外相关研究中，针对电动汽车充电桩的监控平台发展迅速，但仍存在一些问题。如缺乏统一的监控标准，导致不同厂商的充电桩难以互联互通；监控平台功能单一，无法满足多样化的充电需求；此外，现有平台普遍存在数据安全和隐私保护隐患。本文旨在设计一种功能全面、安全可靠的充电桩集中监控平台。

二、实现方案

本文设计的电动汽车充电桩集中监控平台包括硬件和软件两部分。硬件部分由数据采集器、通信模块、主控制器和显示屏组成；软件部分包括数据采集与处理模块、远程监控模块、用户管理模块和能源管理模块。具体实现方案如下：

1. 数据采集器：负责监测充电桩的工作状态、充电电流、电压等信息，并将数据传输至主控制器。

2. 通信模块：利用无线通信技术将充电桩数据发送至云平台，实现远程监控和管理。

3. 主控制器：作为整个系统的核心，负责数据处理、存储和转发。

4. 显示屏：用于展示充电桩的工作状态和充电信息，方便用户查看。

在软件设计方面，采用模块化思想，对数据采集与处理、远程监控、用户管理和能源管理等功能进行细分。数据采集与处理模块负责收集充电桩的工作状态数据并进行处理；远程监控模块可实时查看充电桩的工作状况，实现远程控制；用户管理模块用于管理平台用户信息，设置不同权限；能源管理模块则负责对平台能耗进行管理，节能减排。

在系统实现过程中，首先进行硬件设备的选型和调试，确保各设备之间的通信畅通；然后，利用相关开发工具编写软件程序，实现各个模块的功能；最后，进行系统测试，确保系统的稳定性和可靠性。

为验证充电桩集中监控平台的性能，我们设计了一套测试方案。该方案包括功能测试、性能测试、安全测试和用户体验测试四个方面。通过测试，我们发现该平台在功能、性能和安全性方面均表现出色，用户评价也较高。

三、创新与优势

本文设计的电动汽车充电桩集中监控平台具有以下创新点和优势：

1. 统一的监控标准：本文设计的监控平台遵循国际充电设施监控标准，可实现不同厂商的充电桩互联互通，提高充电设施的利用率。

2. 多样化的功能：相比传统监控平台，本文设计的平台功能更加全面，支持多种充电模式和预约功能，满足用户多样化的充电需求。

3. 强大的数据处理能力：采用大数据技术对充电桩运行数据进行处理和分析，为管理部门提供决策依据，提高充电设施的运行效率。

4. 高效的数据传输：利用先进的通信技术，实现充电桩数据的高速传输和实时监测，提高监控平台的响应速度。

5. 可靠的安全保障：平台采用多层安全机制，保护用户隐私和数据安全，使用户无需担心个人信息泄露和数据安全问题。

四、安科瑞充电桩运营管理平台

1、系统架构

安科瑞Acrelcloud-充电桩收费运营云平台系统通过物联网技术对接入系统的充电桩站点和各个充电桩进行不间断地数据采集和监控，同时对各类故障如充电机过温保护、充电机输入输出过压、欠压、绝缘检测故障等一系列故障进行预警；用户通过微信小程序扫描二维码，进行支付后，系统发起充电请求，控制二维码对应的充电桩完成电动汽车的充电过程。

充电桩可选配WIFI模块或GPRS模块接入互联网，配合加密技术和秘钥分发技术，基于TCP/IP的数据交互协议，与云端进行直连。云平台包含了充电收费和充电桩运营的所有功能，具体功能如下：

资源管理：充电站档案管理，充电桩档案管理，用户档案管理，充电桩运行监测，充电桩异常交易监测。

交易结算：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

用户管理：用户注册，用户登录，用户帐户管理，消息管理

充电服务：充电设施搜索，充电设施查看，地图寻址，在线自助支付充电，充电结算，导航等

微信小程序：扫码充电，账单支付等功能

数据服务：数据采集，****提醒，数据存储和解析

变压器监控：监控充电站变压器负荷，每个充电站配备一块ARCM300T无线表，超负荷时系统自动对充电桩的进行调度管理，即当负荷超过百分之五十时，系统会限制新增开始充电的充电桩的功率，降为百分之五十，当变压器负荷超过百分之八十时，系统将不允许新增充电桩开始充电，直到负荷下降为止。

2、平台功能

2.1平台登录

在浏览器打开云平台链接、输入账户名和权限密码，进行登录，防止未授权人员浏览有关信息。

2.2平台首页

平台首页总览每天的开户数、充值金额、充电金额、充电度数、充电次数、充电时长，累计的开户数、充值金额、充电金额、充电度数、充电次数、充电时长，以及相应的环比增长和同比增长以及桩、站分布地图导航、本月充电统计。

2.3实时监控

充电站监控

充电站监控页面监视用户充电枪总数、正在充电的枪数、空闲枪数、插枪数量、故障枪数量等，汇总了用户拥有各桩的当日充电总次数、总电量、总时长，进行负荷限制、故障查询。

充电枪监控

充电桩监控页面充电枪的基本信息、今日充电电量、今日充电次数、今日充电时长和累计充电电量、累计充电次数、累计充电时长等、充电电压电流等参数。

2.4微信小程序

搜索与使用

微信小程序可以通过扫描二维码和微信文字搜索找到，点击后可以加入到小程序列表，如下图所示

授权登录界面

用户通过搜索或者扫码等途径初次打开小程序时，会进入这个页面，需要用户授权登录才可以进入小程序主功能页面，如图所示：

主功能页

初次进入主功能页时需要授权定位才可以使用地图相关功能，在地图上查看到当前所在区域的充电站，查看充电站信息，可以进行扫码充电操作，地图导航等。

充电

扫描充电枪上的二维码，如果当前充电桩可用即可进入充电选择页面，可以查看到当前的充电站名称、充电枪名称，以及当前的账户余额，电价和预计可充电量等数据，还可以查看当前账户的历史充电记录。充电方式分为按时间充电、按金额充电、按电量充电这三种方式。充电结束可以进进行评价。

个人信息

个人信息可以显示当前登录账号的昵称和余额，同时包括、充值、充值记录查询、账单查询、充电记录查询、设置支付密码等功能

五、结论

总之，本文设计的电动汽车充电桩集中监控平台具有功能全面、安全可靠、使用方便等优点，可有效解决电动汽车充电设施面临的难题，提高充电设施的利用率和运行效率，推动电动汽车产业的可持续发展。

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