本發(fā)明涉及電動汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動汽車充電樁車位預(yù)約與管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展和城鎮(zhèn)化進程的快速推進，在今后較長一段時間內(nèi)，汽車保有量將持續(xù)攀升，大力發(fā)展電動汽車，能夠加快燃油替代，有效緩解能源和環(huán)境壓力。當前井噴式電動汽車銷售量的增長和充電基礎(chǔ)設(shè)施需求量的不斷攀升，隨之而來的電動汽車充電難的問題無疑是電動汽車行業(yè)向前發(fā)展的一大阻礙。

但是目前充電設(shè)施建設(shè)速度遠低于電動汽車發(fā)展水平，充電設(shè)施不足、布局規(guī)劃不合理、充電樁車位管理不到位等問題嚴重制約了電動汽車的普及。在停車難已經(jīng)成為了一種社會問題的背景下，許多電動汽車充電樁車位被燃油汽車占用而導(dǎo)致很多電動車主無法及時找到充電樁對車輛進行充電的情況較為常見，這在一定程度上降低了充電樁車位的利用率，造成了充電樁資源的浪費。

在充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)持續(xù)進行的同時，充電服務(wù)也在不斷發(fā)展。為消除車主對電動汽車充電難的擔(dān)憂，各種充電app相應(yīng)出現(xiàn)，為用戶提供充電樁的查詢以及掃碼充電服務(wù)，這些app的不足在于車主無法對充電樁車位進行預(yù)約，且車主需要不斷刷新app來獲取空閑的車位信息，這在一定程度上給車主造成了不便?？赡艹霈F(xiàn)到達車位時，車位已被其他車輛占用的尷尬情況，車主依舊無法真正的安心出行。為進一步提高車主對電動汽車的信任度，推動電動汽車行業(yè)的健康發(fā)展，開發(fā)一個為電動汽車車主提供線上充電樁查詢及充電預(yù)約等智能服務(wù)的平臺就顯得尤為重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對電動汽車車主停車充電難的問題，為電動汽車車主提供線上充電樁查詢及充電預(yù)約、停車誘導(dǎo)、線上收費等智能服務(wù)的平臺。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種電動汽車充電樁車位預(yù)約與管理系統(tǒng)，包括車位檢測模塊、車位鎖模塊、充電檢測模塊、無線通信模塊、顯示模塊、服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫、后臺管理單元和移動終端，

其中，車位檢測模塊、車位鎖模塊、充電檢測模塊、無線通信模塊、顯示模塊均通過單片機與服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫相連，服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫同時與后臺管理單元和移動終端進行數(shù)據(jù)交互；

所述車位檢測模塊，用于檢測車位是否有車輛，并將車位狀態(tài)信息實時更新到數(shù)據(jù)庫中，當車位無車且無預(yù)約時，認定此車位為空閑車位；

車位鎖模塊，用于在車位被預(yù)約后，將車位鎖升起；當車主到達車位時并在移動終端上解鎖，車位鎖即可落下；在車主離開車位后車位空閑；

充電檢測模塊，用于檢測車輛是否在進行充電，作為充電收費的基礎(chǔ)；

無線通信模塊，用于實現(xiàn)單片機與服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫進行通訊和數(shù)據(jù)交互；

顯示模塊，安裝于車位端，用于對車位的狀態(tài)、預(yù)約信息進行顯示；所述車位狀態(tài)包括空閑、預(yù)約、占用充電；

服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫，用于實現(xiàn)與硬件裝置及移動終端的交互，服務(wù)器將車位狀態(tài)、訂單狀態(tài)這些信息實時更新到數(shù)據(jù)庫，并將上述信息發(fā)送給后臺管理單元；

后臺管理單元，用于對所有充電樁車位及用戶進行管理，統(tǒng)計車位的預(yù)約、利用情況，用戶信譽這些數(shù)據(jù)，并利用大數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)對充電樁車位的使用特點進行分析，對未來充電樁的布局規(guī)劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；

移動終端用于接收服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫發(fā)送的車位狀態(tài)信息，并將用戶的操作信息反饋給服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點為：1)本發(fā)明搭建了一個便于電動汽車精準、高效地實現(xiàn)充電與停車的平臺。通過硬件裝置對停車場的車位狀態(tài)信息通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)實時更新到后臺數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對充電樁車位的智能化管理。通過移動終端將空閑車位的有效信息分享給車主，車主即可在需要充電時能快速準確地找到充電樁車位。方便地實現(xiàn)車位預(yù)約、車位導(dǎo)航、停車充電、線上支付等功能，車主通過此系統(tǒng)可以及時準確地找到充電樁進行充電，減少車輛的空駛時間。系統(tǒng)后臺管理中心實現(xiàn)了對充電車位的統(tǒng)一管理，將充電資源整合，提高充電樁的利用率，為充電設(shè)施的維保提供便利。如此能推動新能源汽車及充電設(shè)備行業(yè)的發(fā)展，方便電動汽車車主出行，提高電動汽車在汽車行業(yè)的市場占用率，提高能源利用效率，經(jīng)濟環(huán)保。2)本發(fā)明立足于目前正在大力發(fā)展的電動汽車充電行業(yè)，針對目前電動汽車行業(yè)所面臨的各種問題，提出了電動汽車充電樁車位預(yù)約與管理的方案。通過“互聯(lián)網(wǎng)+充電基礎(chǔ)設(shè)施”的方式，為電動汽車車主提供車位查詢、預(yù)約充電、停車誘導(dǎo)及收費的一站式服務(wù)，讓原本困擾電動汽車車主的停車充電難的問題得以解決，減少停車場管理員的人力投入，讓停車服務(wù)更加智能化。3)本發(fā)明搭建的后臺管理中心可以對某片區(qū)域停車場的充電樁的使用情況進行數(shù)據(jù)分析，結(jié)合大數(shù)據(jù)挖掘，可以得到該區(qū)域充電樁使用率或供求情況，對未來充電樁的布局規(guī)劃起一定的參考價值，從而減少充電樁資源的浪費，起到了合理規(guī)劃充電樁布局的作用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的電動汽車充電樁車位預(yù)約與預(yù)約系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖2為微信小程序客戶端示意圖。

圖3為電動汽車充電樁車位預(yù)約與預(yù)約系統(tǒng)的使用流程圖。

具體實施方案

本發(fā)明提出的電動汽車充電樁車位預(yù)約與預(yù)約系統(tǒng)，利用單片機編程、數(shù)據(jù)庫開發(fā)、軟件編程與開發(fā)、服務(wù)器與軟硬件通訊等關(guān)鍵技術(shù)使系統(tǒng)能完成相應(yīng)的功能。用戶只需在終端輸入目的地然后選擇相應(yīng)的車位即可完成車位的查詢和預(yù)約，同時路途導(dǎo)航與室內(nèi)路徑指引能讓車位更快更準確地到達具體車位，減少車輛的空駛時間，車主能在線上完成繳費，在大大方便了車主的同時，也降低了停車場管理成本，使停車服務(wù)更加智能化。

本發(fā)明的一種電動汽車充電樁車位預(yù)約與管理系統(tǒng)，包括車位檢測模塊、車位鎖模塊、充電檢測模塊、無線通信模塊、顯示模塊、服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫、后臺管理單元和移動終端，

其中，車位檢測模塊、車位鎖模塊、充電檢測模塊、無線通信模塊、顯示模塊均通過單片機與服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫相連，服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫同時與后臺管理單元和移動終端進行數(shù)據(jù)交互；

所述車位檢測模塊，用于檢測車位是否有車輛，并將車位狀態(tài)信息實時更新到數(shù)據(jù)庫中，當車位無車且無預(yù)約時，認定此車位為空閑車位；

車位鎖模塊，用于在車位被預(yù)約后，將車位鎖升起；當車主到達車位時并在移動終端上解鎖，車位鎖即可落下；在車主離開車位后車位空閑；

充電檢測模塊，用于檢測車輛是否在進行充電，作為充電收費的基礎(chǔ)；

無線通信模塊，用于實現(xiàn)單片機與服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫進行通訊和數(shù)據(jù)交互；

顯示模塊，安裝于車位端，用于對車位的狀態(tài)、預(yù)約信息進行顯示；所述車位狀態(tài)包括空閑、預(yù)約、占用充電；

服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫，用于實現(xiàn)與硬件裝置及移動終端的交互，服務(wù)器將車位狀態(tài)、訂單狀態(tài)這些信息實時更新到數(shù)據(jù)庫，并將上述信息發(fā)送給后臺管理單元；

后臺管理單元，用于對所有充電樁車位及用戶進行管理，統(tǒng)計車位的預(yù)約、利用情況，用戶信譽這些數(shù)據(jù)，并利用大數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)對充電樁車位的使用特點進行分析，對未來充電樁的布局規(guī)劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；

移動終端用于接收服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫發(fā)送的車位狀態(tài)信息，并將用戶的操作信息反饋給服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫。

所述移動終端包括個人信息模塊、車位預(yù)約模塊、停車誘導(dǎo)模塊、線上收費模塊，其中，

個人信息模塊，在車主進行注冊時接收車主身份信息和車牌號，并接收充值，同時能夠顯示余額、歷史訂單等信息；

車位預(yù)約模塊，用于為車主篩選出區(qū)域內(nèi)的可用充電樁車位，并按照最優(yōu)選擇的順序進行排序，并接收車主的預(yù)約、修改或取消操作；

停車誘導(dǎo)模塊，包括兩個單元，第一單元是路途地圖導(dǎo)航單元，用于自動獲取車主所在位置，再根據(jù)目的停車場位置規(guī)劃一條合適的路徑；第二單元是室內(nèi)路徑指引單元，用于規(guī)劃從車主所在停車場入口位置到預(yù)約車位的路徑；

線上收費模塊，用于接收車主繳納的費用。

所述車位鎖模塊具備兩種開鎖模式，一種為移動終端開鎖模式，通過在移動終端上點擊開鎖，網(wǎng)絡(luò)控制車位鎖降下的模式；另一種為備用開鎖模式，通過車位端配備的標簽卡刷卡開鎖。

所述單片機采用低功耗的msp430型單片機，車位檢測模塊采用nc200超低功耗地磁車輛檢測器，無線通訊模塊采用sim900a，充電檢測模塊采用鋰電池充電保護一體板，標簽卡采用rfidnc522無線射頻識別模塊。

所述后臺管理單元使用visualbasic語言進行開發(fā)，分為三個模塊：停車場基本信息模塊、充電車位管理模塊和用戶管理模塊；其中，停車場基本信息模塊用于記錄區(qū)域內(nèi)所有有充電車位的停車場的基本信息以及車位信息；充電車位管理模塊用于記錄所有充電樁車位的使用情況并對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計；用戶管理模塊用于記錄用戶使用平臺的所有記錄，包括用戶的基本信息，未按時使用預(yù)約車位的次數(shù)和超時使用預(yù)約車位的次數(shù)，以此將用戶分為白名單和黑名單，并根據(jù)用戶的身份為用戶提供相應(yīng)的使用權(quán)限。

本發(fā)明搭建的后臺管理中心可以對某片區(qū)域停車場的充電樁的使用情況進行數(shù)據(jù)分析，結(jié)合大數(shù)據(jù)挖掘，可以得到該區(qū)域充電樁使用率或供求情況，對未來充電樁的布局規(guī)劃起一定的參考價值，從而減少充電樁資源的浪費，起到了合理規(guī)劃充電樁布局的作用。

下面進行更詳細的描述。

一種電動汽車充電樁車位預(yù)約與管理系統(tǒng)，包括服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫、后臺管理中心、安裝于車位端的硬件裝置、移動終端。所述服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫能實時更新用戶信息、訂單信息、車位信息等相關(guān)數(shù)據(jù)；所述后臺管理中心可記錄充電樁車位的使用數(shù)據(jù)等信息，并對數(shù)據(jù)進行處理，實現(xiàn)對充電樁車位和用戶的統(tǒng)一管理；所述硬件裝置以單片機主板為核心，加以車位檢測模塊、車位鎖模塊、充電檢測模塊、無線通信模塊、顯示模塊。所述移動終端用于實現(xiàn)充電樁車位的查詢、預(yù)約、停車誘導(dǎo)、收費等功能。其中，

服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)與硬件裝置及移動終端的交互，將車位狀態(tài)、訂單狀態(tài)等信息實時更新到數(shù)據(jù)庫；

后臺管理中心，用于對所有充電樁車位及用戶進行管理，統(tǒng)計車位的預(yù)約、利用情況，用戶信譽等數(shù)據(jù)，并利用大數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)對充電樁車位的使用特點進行分析，從而可對未來充電樁的布局規(guī)劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；

車位檢測模塊，用于檢測車位是否有車輛，并將車位狀態(tài)信息實時更新到后臺數(shù)據(jù)庫。當車位無車且無預(yù)約時，方可認為此車位為空閑車位；

車位鎖模塊，用于在車位被預(yù)約后車位升起保護車位，當車主到達車位時在移動終端上點擊開鎖，車位鎖即可落下，在車主離開車位后車位鎖自動升起，即可開始下一次預(yù)約。

充電檢測模塊，用于檢測車輛是否在進行充電，作為充電收費的基礎(chǔ)；

無線通信模塊，用于實現(xiàn)單片機主板與服務(wù)器的通訊和數(shù)據(jù)交互；

顯示模塊，安裝于車位端，用于對車位的狀態(tài)(空閑、預(yù)約、占用充電)、預(yù)約信息等進行顯示，方便停車管理員的工作。

以上5個模塊均與單片機連接，通過單片機對其進行控制同時與服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫以及后臺管理中心進行數(shù)據(jù)交互。

移動終端是借助于微信平臺開發(fā)的微信小程序，其包括個人信息、車位預(yù)約、停車導(dǎo)航、線上收費4個模塊。其中，

個人信息，在車主進行注冊時填入身份信息和車牌號等，并進行充值，注冊完成后個人信息中還包含余額、歷史訂單等信息。

車位預(yù)約，車主填入目的區(qū)域，小程序可根據(jù)目的區(qū)域為車主篩選出區(qū)域內(nèi)的可用充電樁車位，并按照最優(yōu)選擇的順序進行排序。車主選擇其中一個車位后填寫預(yù)約的時間段即可完成車位預(yù)約。

停車導(dǎo)航，小程序內(nèi)嵌地圖可自動獲取車主所在位置，再根據(jù)目的停車場位置規(guī)劃一條合適的路徑誘導(dǎo)車主到達停車場，當車主到達停車場后可選擇室內(nèi)地圖，便可獲得所在停車場的內(nèi)部地圖，同時能得到到達所預(yù)約車位的路徑圖。

線上收費，本系統(tǒng)在車主預(yù)約車位后即進行初始收費，在車主離開車位后根據(jù)車主的停車充電時間與預(yù)約時間的比較判斷是否超時，若超時就再收取費用。

下面結(jié)合實施例對本系統(tǒng)的技術(shù)方案作進一步的詳細說明。

實施例

如圖1所示，該電動汽車充電樁車位預(yù)約與停車誘導(dǎo)系統(tǒng)由服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫，后臺管理中心，移動終端，安裝于車位端的硬件裝置構(gòu)成。其中，服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)與硬件裝置及移動終端的交互，將車位狀態(tài)、訂單狀態(tài)等信息實時更新到數(shù)據(jù)庫；后臺管理中心，用于對所有充電樁車位和用戶進行管理，統(tǒng)計車位的預(yù)約、利用情況等，并利用數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)對充電樁車位的使用特點進行分析，從而可對未來充電樁的布局規(guī)劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；硬件裝置由單片機、車位檢測模塊、車位鎖模塊、充電檢測模塊、無線通信模塊、顯示模塊構(gòu)成；移動終端是借助于微信平臺開發(fā)的微信小程序，由個人信息、車位預(yù)約、停車導(dǎo)航、線上收費4個模塊構(gòu)成，用于實現(xiàn)車位查詢、預(yù)約、停車誘導(dǎo)、線上收費的一站式服務(wù)。其中，

服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)與硬件裝置及移動終端的交互，將車位狀態(tài)、訂單狀態(tài)等信息實時更新到數(shù)據(jù)庫；

后臺管理中心，使用visualbasic語言開發(fā)，其分為三個模塊：停車場基本信息、充電車位管理、用戶管理。其中，停車場基本信息模塊記錄了區(qū)域內(nèi)所有有充電車位的停車場的基本信息以及車位信息，當信息有改變時管理員可以進行修改；充電車位管理模塊中記錄所有充電車位的使用情況，通過對大量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，能對省市區(qū)內(nèi)的充電車位的供求情況進行分析，進而可為未來區(qū)域內(nèi)充電樁的布局規(guī)劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；用戶管理模塊記錄用戶使用本平臺的所有記錄，包括用戶未按時到達停車場的次數(shù)，超時使用車位的次數(shù)，以此將用戶分為白名單和黑名單，同時對不同身份的用戶提供不一樣的使用權(quán)限。

車位端硬件部分有：車位檢測模塊，用于檢測車位是否有車輛，并將車位狀態(tài)信息實時更新到后臺數(shù)據(jù)庫，當車位無車且無預(yù)約時，方可認為此車位為空閑車位；車位鎖模塊，用于在車位被預(yù)約后車位升起保護車位，當車主到達車位時在移動終端上點擊開鎖，車位鎖即可落下，在車主離開車位后車位鎖自動升起，即可開始下一次預(yù)約；充電檢測模塊，用于檢測車輛是否在進行充電，作為充電收費的基礎(chǔ)；無線通信模塊，用于實現(xiàn)單片機主板與服務(wù)器的通訊和數(shù)據(jù)交互；顯示模塊，安裝于車位端，用于對車位的狀態(tài)(空閑、預(yù)約、占用充電)、預(yù)約信息等進行顯示，方便停車管理員的工作。

所述單片機通過rs232串口與無線通信模塊相連，無線通信模塊通過公共網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器連接，如此即實現(xiàn)了單片機與服務(wù)器之間的連接。單片機、移動終端通過服務(wù)器實時向后臺數(shù)據(jù)庫更新數(shù)據(jù)，后臺管理中心通過訪問數(shù)據(jù)庫即可獲取需要的數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行分析與處理。

如圖2所示，所述移動終端是借助于微信平臺開發(fā)的微信小程序，其包括個人信息、車位預(yù)約、停車導(dǎo)航、線上收費4個模塊。其中，

個人信息，在車主進行注冊時填入身份信息和車牌號等，并進行充值，注冊完成后個人信息中還包含余額、歷史訂單等信息。

車位預(yù)約，車主填入目的區(qū)域，小程序可根據(jù)目的區(qū)域為車主篩選出區(qū)域內(nèi)的可用充電樁車位，并按照最優(yōu)選擇的順序進行排序。車主選擇其中一個車位后填寫預(yù)約的時間段即可完成車位預(yù)約。當車主無法及時到達車位時，可對預(yù)約訂單進行修改或取消訂單。

停車導(dǎo)航，小程序內(nèi)嵌地圖可自動獲取車主所在位置，再根據(jù)目的停車場位置規(guī)劃一條合適的路徑誘導(dǎo)車主到達停車場，當車主到達停車場后可選擇室內(nèi)地圖，便可獲得所在停車場的內(nèi)部地圖，同時能得到到達所預(yù)約車位的路徑圖。

線上收費，本系統(tǒng)在車主預(yù)約車位后即進行初始收費，在車主離開車位后根據(jù)車主的停車充電時間與預(yù)約時間的比較判斷是否超時，若超時就再收取費用。

圖3示出了本電動汽車充電樁車位預(yù)約與停車誘導(dǎo)系統(tǒng)的流程圖，該流程包括以下步驟：

1)用戶進入小程序的預(yù)約界面選擇目的地點，小程序根據(jù)目的地點為車主篩選出區(qū)域內(nèi)的可用充電樁車位，并按照最優(yōu)選擇的順序進行排序。車主選擇一個合適的車位后填寫預(yù)約時間段，即預(yù)約成功。當車主因交通堵塞或其他不可控原因無法及時到達車位時，可對訂單進行修改或者取消訂單；

2)預(yù)約成功后服務(wù)器會接收到來自小程序的訂單信息，并將信息通過gprs模塊傳送到具體車位，控制車位鎖升起，對車位進行保護，同時顯示屏顯示車位被預(yù)約以及預(yù)約的車輛車牌號和預(yù)約時間段；

3)系統(tǒng)為用戶規(guī)劃一條到達停車場的最優(yōu)行駛路線，當用戶到達停車場后可選擇室內(nèi)地圖，便可獲得停車場內(nèi)部到達預(yù)約車位的路徑指引圖，如此便能快速準確地找到預(yù)約車位，減少車主找尋車位的時間；

4)車主到達車位后在小程序界面點擊開鎖車位鎖即可落下，當車主手機沒電等情況無法通過手機一鍵開鎖時，系統(tǒng)提供了備用方案，每一個車位配備一個能唯一識別的車位標簽卡，標簽卡存于停車場管理員處，管理員可根據(jù)顯示屏上的信息為車主提供車位標簽，車主刷卡即可停車；車主停車后系統(tǒng)開始計算時間，車主離開車位時系統(tǒng)記錄離開時間，由此計算車主此次消費的金額，當車主占用車位時間超出預(yù)約的時間，超出部分將另外收費，以此激勵車主在預(yù)約時間段內(nèi)離開車位，車主只需進入小程序即可完成線上結(jié)算。

本發(fā)明搭建的后臺管理中心可以對某片區(qū)域停車場的充電樁的使用情況進行數(shù)據(jù)分析，結(jié)合大數(shù)據(jù)挖掘，可以得到該區(qū)域充電樁使用率或供求情況，對未來充電樁的布局規(guī)劃起一定的參考價值，從而減少充電樁資源的浪費，起到了合理規(guī)劃充電樁布局的作用。