2 系统组成及功能
本系统主要由云平台、智能充电装置和智能终端App应用软件组成，分别对这3个主要部分进行说明。
电动汽车充电服务云平台
电动汽车充电服务云平台是电动汽车充电提供数据发布、收集、存贮、加工、维护和挖掘的综合平台。为满足业务发展需求，电动汽车充电服务云平台支持百万级客户的多种业务请求，系统平台软件和硬件都具备高可靠性、可用性和可扩展性。该平台由计算机、网络设备、存储设备、其他外围设备和平台应用软件组成，整个电动汽车充电服务云平台主要分为3个子系统进行研发。(1)基于云计算技术的功能支撑子系统。该子系统深入研究了电动汽车充电服务的特性，利用云计算技术开发虚拟机与物理机资源统一管理子系统，将所有的计算资源进行全面、灵活的管控，为整个电动汽车智能充电系统提供具有弹性的计算能力。针对电动汽车充电服务接入特点采用负载均衡技术，支持海量用户的高并发访问。提供用户管理、身份认证、权限控制、充电装置信息记录、电动汽车充电海量数据存储与处理等功能，支撑手机App实现充电装置使用情况查询、定位导航、充电预约、充电装置锁定等多种业务应用。
(2)数据交换子系统。为了解决在系统中各类数据交换、整合的难题，主要从以下4个方面突破，设计数据交换子系统。1)有效降低系统间的耦合度，使每个应用系统逻辑上只和数据交换子系统有关系，而不必考虑数据交换的另一端具体部署，使系统间形成简单的数据耦合。2)提高数据交换接口的规范性，使得系统接口统一面向数据交换子系统，在接口的逻辑和技术形态上具备一致性，为系统接口的稳定和规范提供基础。3)提高数据交换的开放性，使得数据交换子系统就如同系统间的一个逻辑数据总线，可以对外提供灵活、多种形式的接口。4)保证数据交换的高效性和稳定性。从系统设计层面有效保证数据交换过程的高效和稳定。(3)数据挖掘子系统。深入分析整个电动汽车智能充电系统所提供的各类服务，依据服务的不同类别、特点及实际需求，将设计与电动汽车充电业务相对应的数据挖掘算法和数据分析模式，利用数据抽取、存储、管理及展现技术开发电动汽车充电数据分析和用户行为挖掘等业务应用，为用户提供深入、高效的增值服务。数据挖掘子系统将主要完成以下2类典型工作。1)通过对海量用户充电时间数据的收集和分析，可以挖掘得到不同时间段用户的充电密度，计算出用户充电行为对于电网负荷的影响规律，为负荷预测提供有力支撑，为电力调度提供依据。2)通过对海量用户充电地点数据的分析，可以挖掘得到不同区域、不同地段的用户充电需求分布，计算出目前已建的充电设施在各个地点的利用情况，为进一步建设充电设施提供直接的指导。
智能充电装置
智能充电装置除了具备传统的充电、计量、保护等功能外，以下功能在提高本系统的智能性同时，将会更为适应日新月异的技术变革：1)手持终端控制功能：分布式充电装置可通过移动端App控制启停机，当充电装置符合充电条件时，客户通过手机等移动终端可以实时控制充电装置的启停。2)充电信息上传功能：分布式充电装置可将充电信息上传至服务器并通过手机安装的App界面实时显示充电信息，包括当前充电电压、充电电流、充电电量、充电费率、计费信息、故障信息、工作状态信息等。智能充电装置原理框图见图3，具体包括：MCU单元、数字电能表、Wi-Fi通信模块、FLASH存储单元、保护单元、电源转换模块、接触器、急停开关等。其中MCU单元为充电装置的控制核心，完成指令控制与信息分发，采用低功耗、高性价比的CORTEX-M0系列芯片，通过串口或SPI总线与Wi-Fi通信模块通信，通过485总线与数字电能表通信，通过I2C总线与FLASH存储单元通信，MCU通过驱动电路与接触器相连实现充电电能输出的通断控制。Wi-Fi通信模块采用低功耗的Wi-Fi模块，实现与无线网关的数据通信进而实现充电装置开关状态远程控制，电流、功率、电能信息的上报。电源转换模块用于将交流电转换为直流电，提供不同电压等级的直流电，为充电装置中的其他电路提供电源。
图3 电动汽车充电装置原理框图
