一种市场充电桩收费系统的制作方法

本发明涉及智能收费领域，且更具体地涉及一种市场充电桩收费系统。

背景技术：

1、随着新能源汽车的快速发展和普及，市场上对充电设施的需求量也越来越大。传统的充电方式主要是基于人工计费和现金支付的模式，存在计费不准确、管理不便等问题。同时，由于新能源汽车行业的特殊性质，涉及到多个方面的问题，如安全性、可靠性、数据保护等。为了方便用户进行充电操作并保证充电桩的正常运营，需要建立一种科学、高效的充电桩收费系统。因此，在这种背景下，开发一种市场充电桩收费系统变得尤为重要。

2、但是，目前市场上充电桩收费方式单一，不够灵活。现有充电桩收费系统大多采用单一的时间/电量计费方式，无法满足用户的不同需求，无法满足电动汽车充电的复杂需求；目前市场上充电桩收费方式用户付费体验不佳。充电桩收费的支付方式较为单一，一般只支持刷卡和现金支付，有些充电桩收费系统需要用户下载app或购买充电卡等操作，过程繁琐且不够便捷，降低了用户的付费体验；目前市场上充电桩收费系统兼容性差，不同品牌的充电桩采用的通讯协议和接口标准不一，导致很难实现充电桩之间的互联互通；传统充电桩往往缺乏后台管理系统，导致无法进行数据共享和一体化管理。

3、因此，本发明公开了一种市场充电桩收费系统，具有智能化、便捷化、精准化等特点，在提高服务质量的同时也为用户提供了更好的使用体验。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明公开了一种市场充电桩收费系统，具有智能化、便捷化、精准化等特点，在提高服务质量的同时也为用户提供了更好的使用体验；采用了多因素综合计费模型，有效解决了传统计费模型的缺点，提供了更为细致、灵活的计费方式，增加了计费公平性和适应性；通过充电识别模块和充电费用预设模块，可以自动识别连接的电动汽车的型号和剩余电量，制定电动汽车的充电策略，并对充电费用进行预设，提高了计费精度和充电效率；提供了在线支付和线下支付两种支付模式，并通过支付接口将费用信息发送至第三方支付平台实现线上支付操作，集成刷卡器、扫码枪和现金接收器实现线下支付操作，提供了更加便捷的支付方式；通过后台运营模块实现了api应用程序接口与app应用程序、云端服务平台和用户小程序进行数据共享和一体化管理，提供了完整的充电收费服务后台管理；自动化、智能化程度高。

2、本发明采用以下技术方案：

3、一种市场充电桩收费系统，所述市场充电桩收费系统包括：

4、充电识别模块，用于自动识别连接电动汽车的型号和剩余电量，所述充电识别模块通过can串行通信总线和obd标准诊断接口读取待充电汽车信息，所述待充电汽车信息包括汽车型号、电池容量、充电速率和剩余电量，并通过高速无线网络将读取到的信息传输至云端进行处理和记录；

5、充电费用预设模块，用于制定电动汽车的充电策略，并对充电费用进行预设，所述充电费用预设模块包括自动决策单元、个性化设置单元和费用预设单元，所述自动决策单元和个性化设置单元的输出端与所述费用预设单元的输入端连接；

6、充电计费模块，用于电动汽车充电过程中的计费，所述充电计费模块包括充电计量单元、异常中断单元、中断恢复单元和费用计算单元，所述充电计量单元的输出端与所述费用计算单元的输入端连接，所述异常中断单元的输出端与所述充电计量单元的输入端连接，所述异常中断单元的输出端与所述中断恢复单元的输入端连接，所述中断恢复单元的输出端与所述充电计量单元的输入端连接，所述费用计算单元通过多因素综合计费模型计算充电费用；

7、费用支付模块，用于完成费用的支付工作，所述费用支付模块包括在线支付模式和线下支付模式，所述在线支付模式通过支付接口将费用信息发送至第三方支付平台实现线上支付操作，所述线下支付模式通过集成刷卡器、扫码枪和现金接收器实现线下支付操作，所述费用支付模块通过支付网关处理支付请求和返回支付结果；

8、后台运营模块，用于充电收费服务的后台管理，所述后台运营模块通过api应用程序接口与app应用程序、云端服务平台和用户小程序进行数据共享和一体化管理，所述后台运营模块通过双层安全防护网保障数据和系统的安全；

9、操作显示屏幕，用于显示充电信息、费用信息和支付方式；

10、所述充电识别模块的输出端与所述充电费用预设模块的输入端连接，所述充电费用预设模块的输出端与所述操作显示屏幕的输出端连接，所述充电费用预设模块与所述后台运营模块的输入端连接，所述充电识别模块的输出端与所述充电计费模块的输入端连接，所述充电计费模块的输出端与所述费用支付模块的输入端连接，所述充电计费模块的输出端与所述后台运营模块的输入端连接，所述费用支付模块的输出端与所述后台运营模块的输入端连接，所述充电计费模块的输出端与所述操作显示屏幕的输入端连接，所述费用支付模块的输出端与所述操作显示屏幕的输入端连接。

11、作为本发明进一步的技术方案，所述自动决策单元通过充电策略模型自动指定充电策略，所述充电策略模型基于所述待充电汽车信息计算最优的充电时间和充电电量，所述个性化设置单元通过用户操作界面实现用户对充电时段、充电电量和充电速率的个性化设置，所述费用预设单元通过深度学习预测模型对电动汽车充电费用进行预估。

12、作为本发明进一步的技术方案，所述深度学习预测模型通过分析挖掘历史数据对设置的充电时间和充电电量进行费用分析和预测，所述深度学习预测模型包括输入层、卷积层、池化层、自适应权重层、算法层、优化层和输出层，所述深度学习预测模型的工作方法包括以下步骤：

13、s1、数据输入，将历史充电记录和所述待充电汽车信息作为输入数据进行格式转换，并通过所述输入层输入至深度学习预测模型；

14、s2、提取特征，通过所述卷积层对输入数据进行卷积特征提取，并通过所述池化层将卷积输出压缩成固定大小的矩阵；

15、s3、模型训练，所述自适应权重层通过学习网络参数自适应地调整网络权重，并基于历史数据调整网络参数和权重；

16、s4、模型预测和优化，所述算法层通过深度学习模型对充电费用进行预测，所述优化层通过反向传播算法计算出误差梯度，并进行权重更新；

17、s5、结果输出，通过所述输出层输出对充电费用的预测结果。

18、作为本发明进一步的技术方案，所述充电计量单元通过在充电桩、充电枪和充电接口处安装电表和计量器实时监测并记录电动汽车的充电数据，所述异常中断单元和中断恢复单元通过反馈逻辑控制电路实现充电过程的异常识别、异常计量中断和中断恢复，所述反馈逻辑控制电路包括传感器、比较器、控制器和继电器。

19、作为本发明进一步的技术方案，所述多因素综合计费模型通过时间因素、功率因素、充电量因素和定价因素进行综合分析和计算，所述多因素综合计费模型的工作方法包括以下步骤：

20、(1)时间因素计费，根据充电开始时间和结束时间计算充电时长，并采用不同的时间段和费率进行计费，计算公式为：

21、

22、在公式(1)中，f1表示时间因素计费值，x为时间因素计费特征参数值，α和β为供需情况和电网负荷状态参数，tb为充电开始时间，te为充电结束时间，表示不同时间段的费率；

23、(2)充电量因素计费，根据电动汽车充电前的实际电量和充电后的实际电量计算充电量，采用不同的电量档位和费率进行计算，计算公式为：

24、

25、在公式(2)中，f2表示充电量因素计费值，y为充电量因素特征参数值，δ和γ为电力市场情况和客户需求状态参数，cb为充电前的实际电量，ce为充电后的实际电量，表示不同时间段的费率；

26、(3)功率因素计费，根据充电时输出功率的大小和功率因数进行计算，计算公式为：

27、

28、在公式(3)中，f3表示功率因素计费值，z为功率因素计费特征参数值，p为充电时输出功率，为充电设备的实际功率因数修正系数，θ为充电设备的实际功率因数；

29、(4)定价因素计费，根据车型特征和地理位置因素进行计算，计算公式为：

30、

31、在公式(3)中，f4表示定价因素计费，k为定价因素计费特征参数值，μ和τ为不同的车型系数和地理位置系数；

32、(5)综合时间、功率、充电量和定价因素进行综合计算和定价，计算公式为：

33、

34、在公式(5)中，f表示多因素综合计费值，表示时间因素计费权重。

35、作为本发明进一步的技术方案，所述支付网关包括未支付成功提醒单元、超时未支付提醒单元和未支付禁用单元，所述未支付成功提醒单元通过异步回调接口检测用户支付状态和支付返回结果，所述超时未支付提醒单元通过定时器和轮询查询方式进行支付订单的超时判断，并通过短信、邮件和app推送进行支付超时提醒，所述未支付禁用单元通过消息阵列缓存订单支付状态数据，并根据订单支付状态对用户进行禁用或解禁操作。

36、作为本发明进一步的技术方案，所述app应用程序和用户小程序通过超文本预处理器搭建执行程序，并通过集成追踪引擎完成用户信息认证，所述app应用程序和用户小程序通过接收充电进程信息、计费信息和支付信息实现充电过程的远程监控，所述云端服务平台通过snowflake云端数据仓库对用户充电数据和收费数据进行储存和定期删除，所述双层安全防护网通过配置防火墙、虚拟专用网络和访问控制策略实现网络层面和应用层面的安全保护。

37、作为本发明进一步的技术方案，所述市场充电桩收费系统的工作方法包括：

38、步骤1、用户将待使用充电桩和待充电汽车进行连接，所述市场充电桩收费系统通过所述充电识别模块所述待使用充电桩对所述待充电汽车的型号和剩余电量进行识别，并通过所述操作显示屏幕对识别信息进行显示；

39、步骤2、所述市场充电桩收费系统通过所述充电费用预设模块对待使用充电桩对充电时长及费用进行预估和显示，所述充电费用预设模块通过自动决策单元设置最优充电时长，或者用户通过个性化设置单元自行设置所述待充电汽车的型号和充电时长，设置完成后，通过所述费用预设单元进行费用预测，并等待用户确认使用；

40、步骤3、用户确认使用后，所述待使用充电桩通过充电计费模块进行充电和计费操作，并对充电状态、充电费用和充电进程进行实时监测和显示，用户通过所述操作显示屏幕、app应用程序或用户小程序进行进程查询；

41、步骤4、当检测到充电异常时，通过所述异常中断单元立即停止计费进行异常诊断，并通过短信、弹窗和声音通知用户和管理人员，异常情况消除后，通过所述中断恢复单元启动继续计费；当检测到充电完成时，立即断电并自动结束充电计费，通过所述操作显示屏幕显示本次充电数据，或用户通过所述app应用程序或用户小程序进行远程充电数据查询；

42、步骤5、所述费用支付模块通过生成支付二维码、刷卡操作、第三方线上支付或现金支付进行收费；并进行未支付成功提醒、超时未支付提醒和存在未支付订单的禁用。

43、积极有益效果：

44、本发明公开了一种市场充电桩收费系统，具有智能化、便捷化、精准化等特点，在提高服务质量的同时也为用户提供了更好的使用体验；采用了多因素综合计费模型，有效解决了传统计费模型的缺点，提供了更为细致、灵活的计费方式，增加了计费公平性和适应性；通过充电识别模块和充电费用预设模块，可以自动识别连接的电动汽车的型号和剩余电量，制定电动汽车的充电策略，并对充电费用进行预设，提高了计费精度和充电效率；提供了在线支付和线下支付两种支付模式，并通过支付接口将费用信息发送至第三方支付平台实现线上支付操作，集成刷卡器、扫码枪和现金接收器实现线下支付操作，提供了更加便捷的支付方式；通过后台运营模块实现了api应用程序接口与app应用程序、云端服务平台和用户小程序进行数据共享和一体化管理，提供了完整的充电收费服务后台管理；自动化、智能化程度高。