CN110493050B - 一种可实现大规模充电设备去中心化的组网方法 - Google Patents
一种可实现大规模充电设备去中心化的组网方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于电动车辆充电技术领域,涉及一种基于独立的网络连接平面和数据协议平面实现大规模充电设备去中心化的组网方法,具体为一种可实现大规模充电设备去中心化的组网方法。本方法利用网关组成网络连接平面,云服务器、分布式服务器、网络充电设备终端以及群控中心具备与网关相同的物理连接属性,并可通过网关接入网络连接平面,实现物理互联互通。云服务器、网络充电设备终端以及群控中心同时又具备和数据协议平面相同的数据通信协议,可以在数据协议平面上实现具体数据的互通互联,基于网络连接平面和数据协议平面,大规模组网完成。后续有新的设备要接入这个网络,只需满足网络连接平面和数据协议平面的要求,即可添加到此网络中正常工作。
Description
技术领域
本发明属于电动车辆充电技术领域,尤其涉及一种基于独立的网络连接平面和数据协议平面实现大规模充电设备去中心化的组网方法,具体为一种可实现大规模充电设备去中心化的组网方法。
背景技术
近几年,随着电动车辆销售量的爆发式增长,充电服务用量也逐年上升,越来越多数量和种类的充电桩被用来完成向电动车辆的电能输送,由此也产生了越来越多集中式的充电站。一般情况下,充电站的管理主要还是依靠人工值守的方式,所以充电站中充电桩的集中管理就成为了一个巨大的难题。
充电桩的另外一种存在形式就是在写字楼、商业住宅配套的停车场里,这些充电桩基本都是以独立或小规模形式存在,管理就显得更加复杂。
随着物联网的兴起和发展,越来越多的设备可以连接到网络中接受管理,形成了各种各样的大规模网络应用。大规模充电设备通过物联网方式组网的情况更是鳞次栉比,为集中式管理网络充电设备终端提供一个有效的解决方案。
但是随着网络充电设备终端种类的不断增多和数量的逐渐增多,传统集中式管理的网络方式的缺点就日益暴露:
1.各种充电设备终端所支持的通信协议不尽相同,针对传统物联网应用设计或开发时经常需要点对点有针对性开发,费时费力。
2.***需要扩展某一项新功能时,由于之前的点对点开发设计,无法很好的实现预留与兼容,常常需要做***级调整才能实现。
3.目前的集中管理,经常使用B-S(服务器-客户端)架构,一旦服务器或群控端等网络中间节点设备出现故障或处理能力不足将会出现瓶颈现象,其管辖的客户端即网络末端节点设备将同步受到波及发生故障情况,而实际情况下,大多数网络末端节点设备以及网络末端节点设备所在的通信网络是正常的。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于独立的网络连接平面和数据协议平面实现大规模充电设备去中心化的组网方法,解决现有技术中存在兼容性差、扩展性差、容错性差、节点瓶颈等问题。
本发明所采用的技术方案是,一种可实现大规模充电设备去中心化的组网方法,包括云服务器、网关、网络连接平面、网络充电设备终端、分布式服务器、群控中心、数据协议平面。
本方法利用多台网关组成网络连接平面,云服务器、分布式服务器、网络充电设备终端以及群控中心具备与网关相同的物理连接属性,并可通过网关接入网络连接平面,实现物理互联互通。云服务器、网络充电设备终端以及群控中心同时又具备和数据协议平面相同的数据通信协议,并可以在数据协议平面上实现具体数据的互通互联,基于网络连接平面和数据协议平面,大规模组网完成。后续如果有新的设备要接入这个网络,只需要满足网络连接平面和数据协议平面的要求,即可添加到此网络中正常工作。
在***运行过程中,一旦云服务器、分布式服务器或群控中心出现故障时,则***中其他同类设备或者上一级设备就会主动接管这个故障设备所管辖的终端设备,继续维持整个***的运行。例如,某一个群控中心出现故障时,其管辖的网络充电设备终端虽然失去了其原有的直属群控中心管辖,但是由于其是连接在网络连接平面并且遵循数据协议平面的要求,这些网络充电设备终端的数据可以由其他群控中心临时或永久接管,可继续实现整个***的互通互联。
本发明技术方案的特点在于:
1、网络连接平面的连接方式避免了传统B-S架构连接方式带来的网络中间节点瓶颈问题。在网络连接平面中,包括云服务器、网络充电设备终端和群控设备均连接到一个相同的网络中,并且在此网络中隶属于同一个网络级别,无主次和上下级之分,仅在***角色上有区分。
数据协议平面基于网络连接平面但又独立于网络连接平面做数据协议传输。无论网络连接平面使用何种网络方式进行连接,只要云服务器、网络充电设备终端和群控中心满足其要求的连接性,在数据协议平面上就可以正常进行数据协议传输。
2、当某一个非网络终端设备出现故障时,***中的其他具备相同功能的设备就可以临时或者永久接管,继续维持***整体运行,从而实现去中心化管理,避免传统B-S架构中的网络中间节点瓶颈问题。这在大规模组网***中,有着重要的意义,避免了非网络终端设备故障导致整个管辖区域完全无法正常工作的现象。
本发明所采用的技术方案是,一种可实现大规模充电设备去中心化的组网方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1、搭建网络连接平面,通过多台网关组成一个大型互联网络,网关和网关之间均可实现互通互联,用来承载整个***的网络物理连接。
步骤2、将组网***中需要的各种服务器(云服务器和分布式服务器)、各种网络充电设备终端、各种群控中心连接到上述网关上,实现物理组网,服务器、群控中心、网络充电设备终端实现物理互通互联。
步骤3、搭建数据协议平面,各种设备之间基于专用数据协议实现数据互通互联。
步骤4、***中各个设备按照专用协议的自适应性建立匹配,生成归属关系,即在一个区域内,一个群控中心通过一个分布式服务器管辖多个网络充电设备终端。
步骤5、一个去中心化大规模充电设备组网形成。
步骤6、***开始正常运行。
步骤7、运行过程中如没有设备故障则继续转到步骤6正常运行,如果出现有设备发生故障,则按实际情况区分不同故障设备类型和处理机制跳转到步骤8-1、步骤8-2、步骤8-3、步骤8-4。
步骤8-1、云服务器故障,导致***运行过程中的数据无法汇总。
步骤9-1、无影响,故障期间的数据由分布式服务器暂时保存,***可以继续运行。
步骤10-1、云服务器故障恢复后,所有分布式服务器将临时保存的数据和云服务器做数据同步,整个***恢复。
步骤8-2、分布式服务器故障,将导致其所在区域群控中心管辖的网络充电设备终端无法继续接受管理。
步骤9-2、其他区域分布式服务器或云服务器临时或永久替代该故障分布式服务器,由故障所在区域群控中心通过其他区域分布式服务器或云服务器管辖网络充电设备终端,***带故障继续运行。
步骤8-3、群控中心故障,将导致其管辖的网络充电设备终端无法继续接受该群控中心管理。
步骤9-3、其管辖网络充电设备终端自动转由其他群控中心或云服务器临时或永久接管。
步骤8-4、网络充电设备终端故障,导致该充电设备无法正常为电动车辆充电。
步骤9-4、网络充电设备终端故障不会对***有任何影响,在***中丢失一个网络末端节点。
步骤10-2、当步骤9-2、步骤9-3、步骤9-4的出现的故障被排除,此处的排除可以是维修后正常,也可以是更换了新的设备。
步骤11、***中是否发现了维修后的或者新加入的设备,如果有则跳转到步骤4,按照自适应性建立匹配并且建立新的归属关系,***将按照新状态运行。如果是维修后的设备,则恢复到之前的归属关系继续运行。如果没有发现维修后的或者新加入的设备,则跳转到步骤6继续正常运行。
本发明的有益效果是,通过基于独立网络连接平面和数据协议平面实现大规模充电设备去中心化组网的方法,避免了传统B-S架构的星型连接方式带来的网络中间节点瓶颈问题,即当某个网络中间节点失效之后,其管辖的所有网络末端节点设备将会同步失效。本方法提出的基于独立的网络平面和协议平面实现大规模充电设备去中心化组网的方法,所有设备连接到同一网络连接平面,当某个网络中间节点出现故障之后,通过其他网络中间节点临时或永久接管其管辖的网路末端节点设备,不会导致其管辖的网路末端节点设备同步失效,进而增强了网络的健壮性、稳定性和自愈性。当有新设备加入时,只要其同时符合网络连接平面和数据协议平面的要求,就可以直接连入,通过自适应的方式建立匹配和归属,从而使整个网络具备非常好的扩展性。
附图说明
图1是本发明中基于独立的网络平面和协议平面实现大规模充电设备组网去中心化连接方法的结构示意图;
图2是本发明中基于独立的网络平面和协议平面实现大规模充电设备组网去中心化连接方法的工作逻辑图;
图中,1云服务器、2网关、3网络连接平面、4网络充电设备终端、5、分布式服务器、6群控中心、7数据协议平面。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本方法提出的基于独立的网络连接平面3和数据协议平面7实现大规模充电设备去中心化组网的方法,所有设备连接到同一网络连接平面3,当某个区域网络中间节点出现故障之后,通过其他区域网络中间节点临时或永久接管其管辖的网路末端节点设备,不会导致其管辖的网路末端节点设备同步失效,进而增强了网络的健壮性、稳定性和自愈性。当有新设备加入时,只要其同时符合网络连接平面3和数据协议平面7的要求,就可以直接连入,通过自适应的方式建立匹配和归属,从而使整个网络具备非常好的扩展性。
本方法提出的基于独立的网络连接平面3和数据协议平面7实现大规模充电设备去中心化组网的方法,包括云服务器1、网关2、网络连接平面3、网络充电设备终端4、群控中心6、数据协议平面7。
本方法利用多台网关2组成网络连接平面3,云服务器1、分布式服务器5、网络充电设备终端4以及群控中心6具备与网关2相同的物理连接属性,并可通过网关2接入网络连接平面3,实现物理互联互通。云服务器1、网络充电设备终端4以及群控中心6同时又具备和数据协议平面7相同的数据通信协议,并可以在数据协议平面7上实现具体数据的互通互联,基于网络连接平面3和数据协议平面7,大规模组网完成。后续如果有新的设备要接入这个网络,只需要满足网络连接平面3和数据协议平面7的要求,即可添加到此网络中正常工作。
在***运行过程中,一旦云服务器1、分布式服务器5或群控中心6出现故障时,则***中其他同类设备或者上一级设备就会主动接管这个故障设备所管辖的终端设备,继续维持整个***的运行。例如,某一个群控中心6出现故障时,其管辖的网络充电设备终端4虽然失去了其原有的直属群控中心6管辖,但是由于其是连接在网络连接平面3并且遵循数据协议平面7的要求,这些网络充电设备终端4的数据可以由其他群控中心6临时或永久接管,可实现整个***中数据的继续互通互联。
各组成部分说明如下:
云服务器1可以是任何一种具备计算、存储、应用能力的网络设备。其具备同网关2相同的网络物理连接特性,其可以和网络充电设备终端4、群控中心6基于数据协议平面7的要求实现数据互通。
网关2可以是任何一种实现局域网络、广域网络的网络互联设备,其网络连接形式可以是包含2G/3G/4G/5G、WIFI、通用或专用有线宽带网络等任何一种网络连接形式,其可以实现与云服务器1、网络充电设备终端4、群控中心6等满足其物理连接特性要求的设备进行物理互通互联。
网络连接平面3是独立于数据协议平面7的任何形式的由多部网关2互联形成的一个物理网络,其作用是承载整个网络***的数据传输的媒介。
网络充电设备终端4可以是任何一种具备联网功能的充电设备,其具备同网关2相同的网络物理连接特性,并可以和群控中心6基于数据协议平面7的要求实现数据互通。
分布式服务器5可以是任何一种可提供计算、存储服务的高性能计算机、通用或专用服务器等设备,其特点是可以接收大量网络充电设备终端4数据和向大量网络充电设备终端4分发数据。
群控中心6可以是包含但不限于中继器、群控器、转发器、管理器等任何可以基于数据协议平面7和云服务器1实现数据互通,同时可以转发、采集、控制网络充电设备终端4信息或状态的网络设备。
数据协议平面7可以是任何独立于网络连接平面3的任何可以实现云服务器1、网络充电设备终端4、群控中心6的任何种类的通信协议群集,其承载了这个网络上所有设备必须遵循的数据通信协议。
一种基于独立的网络平面和协议平面实现大规模充电设备去中心化组网的连接方法,如图2所示,具体按照以下步骤实施:
步骤1、搭建网络连接平面3,通过多台网关2组成一个大型互联网络,网关和网关之间均可实现互通互联,用来承载整个***的网络物理连接。
步骤2、将组网***中需要的各种服务器、各种网络充电设备终端4、各种群控中心6连接到上述网关上,实现物理组网,服务器、群控中心6、网络充电设备终端4实现物理互通互联。
步骤3、搭建数据协议平面7,各种设备之间基于专用数据协议实现数据互通互联。
步骤4、***中各个设备按照专用协议的自适应性建立匹配,生成归属关系。
步骤5、一个去中心化大规模充电设备组网形成。
步骤6、***开始正常运行。
步骤7、运行过程中如没有设备故障则继续转到步骤6正常运行,如果出现有设备发生故障,则按实际情况区分不同故障设备类型和处理机制跳转到步骤8-1、步骤8-2、步骤8-3、步骤8-4。
步骤8-1、云服务器1故障,导致***运行过程中的数据无法汇总。
步骤9-1、无影响,故障期间的数据由分布式服务器5暂时保存,***可以继续运行。
步骤10-1、云服务器1故障恢复后,所有分布式服务器5将临时保存的数据和云服务器做数据同步,整个***恢复。
步骤8-2、分布式服务器5故障,将导致其所在区域群控中心6管辖的网络充电设备终端4无法继续接受管理。
步骤9-2、其他区域分布式服务器5或云服务器1临时或永久替代故障的分布式服务器5,故障区域群控中心6通过其他区域分布式服务器5或云服务器1管辖网络充电设备4,***带故障继续运行。
步骤8-3、群控中心6故障,将导致其管辖的网络充电设备4无法继续接受该群控中心管理。
步骤9-3、其管辖的网络充电设备4自动转由其他群控中心6或云服务器1临时或永久接管。
步骤8-4、网络充电设备终端4故障,导致该充电设备无法正常为电动车辆充电。
步骤9-4、网络充电设备终端4故障不会对***有任何影响,在***中丢失一个网络末端节点。
步骤10-2、当步骤9-2、步骤9-3、步骤9-4出现的故障被排除,此处的排除可以是维修后正常,也可以是更换了新的设备。
步骤11、***中是否发现了维修后的或者新加入的设备,如果有则跳转到步骤4,按照自适应性建立匹配并且建立新的归属关系,***将按照新状态运行。如果是维修后的设备,则恢复到之前的归属关系继续运行。如果没有发现维修后的或者新加入的设备,则跳转到步骤6继续正常运行。
Claims (1)
1.一种可实现大规模充电设备去中心化的组网方法,其特征在于具体按照以下步骤实施:
步骤1、搭建网络连接平面(3),通过多台网关(2)组成一个大型互联网络,网关和网关之间均可实现互通互联,用来承载整个***的网络物理连接;
步骤2、将组网***中需要的云服务器(1)、分布式服务器(5)、网络充电设备终端(4)、群控中心(6)连接到上述网关上,实现物理组网,云服务器(1)、分布式服务器(5)、群控中心(6)、网络充电设备终端(4)实现物理互通互联;
步骤3、搭建数据协议平面(7),各种设备之间基于专用数据协议实现数据互通互联;
步骤4、***中各个设备按照专用数据协议的自适应性建立匹配,生成归属关系,即在一个区域内,一个群控中心(6)通过一个分布式服务器(5)管辖多个网络充电设备终端(4);
步骤5、一个去中心化大规模充电设备组网形成;
步骤6、***开始正常运行;
步骤7、运行过程中如没有设备故障则继续转到步骤6正常运行,如果有设备发生故障,则按实际情况区分不同故障设备类型和处理机制跳转到步骤8-1、或步骤8-2、或步骤8-3、或步骤8-4;
步骤8-1、云服务器(1)故障,导致***运行过程中的数据无法汇总;
步骤9-1、无影响,故障期间的数据由分布式服务器(5)暂时保存,***可以继续运行;
步骤10-1、云服务器(1)故障恢复后,所有分布式服务器(5)将暂时保存的数据和云服务器做数据同步,整个***恢复;
步骤8-2、分布式服务器(5)故障,将导致其所在区域群控中心(6)管辖的网络充电设备终端(4)无法继续接受管理;
步骤9-2、其他区域分布式服务器(5)或云服务器(1)临时或永久替代故障的分布式服务器(5),故障区域群控中心(6)通过其他区域分布式服务器(5)或云服务器(1)管辖网络充电设备终端(4),***带故障继续运行;
步骤8-3、群控中心(6)故障,将导致其管辖的网络充电设备终端(4)无法继续接受该群控中心管理;
步骤9-3、其管辖的网络充电设备终端(4)自动转由其他群控中心(6)或云服务器(1)临时或永久接管;
步骤8-4、网络充电设备终端(4)故障,导致该充电设备无法正常为电动车辆充电;
步骤9-4、网络充电设备终端(4)故障不会对***有任何影响,在***中丢失一个网络末端节点;
步骤10-2、当步骤9-2、步骤9-3、步骤9-4出现的故障被排除,此处的排除可以是维修后正常,也可以是更换了新的设备;
步骤11、***中是否发现了维修后的或者新加入的设备,如果有新加入的设备则跳转到步骤4,按照自适应性建立匹配并且建立新的归属关系,***将按照新状态运行,如果是维修后的设备,则恢复到之前的归属关系继续运行,如果没有发现维修后的或者新加入的设备,则跳转到步骤6继续正常运行。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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