導(dǎo)語：移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)充電樁物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】近些年我國(guó)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有了較大的提升，這也促使了很多的新興模式和新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。充電樁是隨著新能源汽車的興起而發(fā)展的主要配套設(shè)施，以移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)的充電樁物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)成為了目前人們關(guān)注的話題之一，通過大數(shù)據(jù)的有效分析能夠?qū)崿F(xiàn)以充電樁連網(wǎng)的全新物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，這樣就形成了充電樁物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的全新模式。本文主要闡述移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的充電樁物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用方面的內(nèi)容，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人士有所幫助。

【關(guān)鍵詞】移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)；充電樁物聯(lián)網(wǎng)；技術(shù)應(yīng)用

近些年來我國(guó)的新能源汽車行業(yè)得到了快速的發(fā)展，也符合國(guó)家發(fā)展新能源產(chǎn)品的策略。隨著新能源汽車的發(fā)展，與之配套的充電樁建設(shè)也得到了政府層面和社會(huì)各方面的鼓勵(lì)和推廣，各地的充電樁建設(shè)正在積極地開展。但是目前我國(guó)新能源汽車行業(yè)還處在初期發(fā)展階段，充電樁的發(fā)展同樣面臨著一定問題，例如規(guī)模較大、布置區(qū)域分散、投資建設(shè)以及運(yùn)營(yíng)主體較多而造成充電樁的監(jiān)管和維護(hù)困難等等。除此之外，有關(guān)充電樁的管理還面臨著其他方面的要求，包括充電費(fèi)用結(jié)算方面、充電時(shí)間控制方面、不同投資主體之間協(xié)調(diào)問題等等。面對(duì)著這些問題，需要建立起以移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)的充電樁物聯(lián)網(wǎng)來對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控、管理以及運(yùn)營(yíng)，從而提升充電樁管理能力以及使用的效率，在此基礎(chǔ)上形成不同類型的應(yīng)用服務(wù)，進(jìn)一步提升物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。

1充電樁物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

（1）所謂的物聯(lián)網(wǎng)主要就是利用信息感知設(shè)備（目前主要的信息感知設(shè)備包括傳感器、電子標(biāo)簽、條形碼等等）根據(jù)約定的相應(yīng)協(xié)議來進(jìn)行物品、系統(tǒng)以及信息資源方面的連接，從而實(shí)現(xiàn)各種信息的處理以及交換。物聯(lián)網(wǎng)所具有的特征包括：全方位感知、可靠傳輸、智能處理等等。物品、系統(tǒng)以及信息資源主要是利用通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接以及傳輸。隨著現(xiàn)代云計(jì)算、模糊識(shí)別等智能計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用這些技術(shù)可以使得信息的處理更加的智能化以及更加靈活。（2）本文所制定的充電樁物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。從圖1中能夠得知，充電樁物聯(lián)網(wǎng)主要包括三個(gè)層級(jí)，從下到上分別為：終端感知層、網(wǎng)絡(luò)連接層、應(yīng)用服務(wù)層。不同層級(jí)所負(fù)責(zé)的內(nèi)容有所不同，通過三層結(jié)構(gòu)的綜合應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)充電樁的有效連接，實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸和共享。

2終端感知層分析

（1）終端感知層屬于充電樁物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)層級(jí)，主要作用在于進(jìn)行信息的感知、識(shí)別以及采集等等。對(duì)于充電樁物聯(lián)網(wǎng)來說，充電樁主要包括供電系統(tǒng)、輸入系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、刷卡系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)等等，可以感知到充電時(shí)間、充電電壓以及電流，充電量、電池消耗量等內(nèi)容，同時(shí)能夠按照用戶賬戶余額情況控制充電情況。（2）在充電樁物聯(lián)網(wǎng)中需要配備相應(yīng)的通信模塊，以便對(duì)于充電樁實(shí)施智能化的管理以及控制。不同類型的充電樁需要不同的通信模塊，大型充電樁因?yàn)榫哂休^大的數(shù)據(jù)量以及較高的安全性要求，較為適合的方式是采用物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)；中小型充電樁所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量相對(duì)較小，采用小型的數(shù)據(jù)傳輸模塊即可。只要將小型數(shù)據(jù)傳輸模塊嵌入到充電樁內(nèi)就能夠?qū)Τ潆姌哆M(jìn)行監(jiān)控以及維護(hù)。（3）為了更好地實(shí)施充電樁物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，需要將WiFi技術(shù)和充電樁進(jìn)行充分融合。要將WiFi模塊嵌入到充電樁內(nèi)部即可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)接入和數(shù)據(jù)傳輸，也可以對(duì)充電樁周邊實(shí)施WiFi覆蓋。

3網(wǎng)絡(luò)連接層分析

網(wǎng)絡(luò)連接層的作用在于將終端感知層所得數(shù)據(jù)實(shí)施傳輸，實(shí)現(xiàn)接入以及傳輸功能。對(duì)于充電樁來說，主要是將通信模塊接入到移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中實(shí)施數(shù)據(jù)傳輸。隨著窄帶物聯(lián)網(wǎng)NB-IoT逐漸興起，其已經(jīng)成為充電樁接入網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)。3.1接入已有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)分析。對(duì)于充電樁來說，其具有位置較為分散、數(shù)量較大、分布廣泛等方面的特點(diǎn)，同時(shí)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)也具有覆蓋面廣、網(wǎng)絡(luò)類型較多、穩(wěn)定性較高等特點(diǎn)，所以通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)施充電樁網(wǎng)絡(luò)連接是比較好的匹配。不同類型的充電樁可以采取不同的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，例如大型的充電樁的充電頻率較高、數(shù)據(jù)量較大，同時(shí)具有較高的安全性以及數(shù)據(jù)傳輸方面的要求，所以可以采用無線路由器的方式。若是在充電樁中增設(shè)WiFi設(shè)備以及視頻一體化設(shè)備，那么對(duì)于性能方面以及數(shù)據(jù)傳輸速率方面具有更高的要求，這時(shí)就可以采用LTE技術(shù)介入到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中。為了確保對(duì)于充電樁的監(jiān)控具有普適性以及穩(wěn)定性，要保證無線路由器能夠支持TD-LTE或者FDD-LTE，并且向下兼容CD-MAlx、EDGE以及GPRS，支持一機(jī)多模的全網(wǎng)模式。不管采取何種方式，充電樁的并網(wǎng)最主要的是要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并沒有涉及到語音通信方面。所以在聯(lián)網(wǎng)過程中充電樁數(shù)據(jù)傳輸對(duì)于時(shí)延性并不敏感。3.2采用NB-IoT技術(shù)分析。由于物聯(lián)網(wǎng)終端的數(shù)量在不斷增加，若是完全接入現(xiàn)有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)有可能造成其過載，從而影響到現(xiàn)有通信業(yè)務(wù)。為了能夠有效推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，對(duì)于已有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)施優(yōu)化而產(chǎn)生了窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）技術(shù)，專門用于物聯(lián)網(wǎng)無線接入網(wǎng)絡(luò)。通過NB-IoT技術(shù)可以在180kHz帶寬情況下覆蓋增強(qiáng)至少提升20dB，這樣就可以滿足超低功耗、大量終端接入的非時(shí)延敏感的低速業(yè)務(wù)需要。相對(duì)于已有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)來說，NB-IoT技術(shù)增加了業(yè)務(wù)能力開放單元SCEF，此單元能夠有效支持小數(shù)據(jù)以及非IP數(shù)據(jù)傳輸。另外，NB-IoT技術(shù)屬于窄帶物聯(lián)網(wǎng)，其傳輸帶寬為180kHz，能夠有效減少上下行物理信道類型。同時(shí)有效優(yōu)化了信令流程、隨機(jī)接入過程以及數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制等內(nèi)容，從而有效地降低了終端的功耗以及復(fù)雜程度。除此之外，NB-IoT技術(shù)也對(duì)核心網(wǎng)現(xiàn)有的接口進(jìn)行了優(yōu)化，引入了一定的新特性（例如對(duì)于SCEF單元增加了接口）。有效增加了對(duì)于非IP數(shù)據(jù)的支持，從而增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性。

4應(yīng)用服務(wù)層

應(yīng)用服務(wù)層主要包括不同類型服務(wù)器、相應(yīng)軟件、輔助設(shè)施等部分，其主要作用在于對(duì)大數(shù)據(jù)實(shí)施處理，并且提供更加多樣的增值業(yè)務(wù)。總體上可以分為兩個(gè)子層，分別為“業(yè)務(wù)支撐子層”以及“應(yīng)用子層”。（1）業(yè)務(wù)支撐子層。此子層的功能主要是通過通信運(yùn)營(yíng)商提供，用于對(duì)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)提供統(tǒng)一運(yùn)營(yíng)支撐，主要包括策略控制以及業(yè)務(wù)能力接入等方面。除此之外，此子層也具有業(yè)務(wù)管控功能，并且能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)以及分析。對(duì)于充電樁來說，為了進(jìn)一步確保其有效管理需要對(duì)其實(shí)施標(biāo)識(shí)，每一個(gè)充電樁需要增設(shè)SIM卡，對(duì)其號(hào)碼實(shí)施統(tǒng)一的分配以及管理。業(yè)務(wù)支撐子層主要是利用對(duì)SIM卡的管理來監(jiān)控充電樁的運(yùn)行，主要功能包括：SIM卡生命周期的管理、計(jì)費(fèi)以及賬單管理、數(shù)據(jù)流量管理、充電樁設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控以及故障監(jiān)管等等。業(yè)務(wù)支撐子層可以通過APP實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)應(yīng)用，并且具有外部的API接口，這樣充電樁廠家或者其他軟件企業(yè)可以根據(jù)情況進(jìn)行不同應(yīng)用的開發(fā)，具有較好的開源特性。（2）應(yīng)用子層。此子層的作用在于對(duì)充電樁全網(wǎng)實(shí)施監(jiān)控以及管理，同時(shí)可以進(jìn)一步開發(fā)相應(yīng)的增值業(yè)務(wù)。為了更好地進(jìn)行充電樁網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)管，要建立起相應(yīng)的軟硬件設(shè)施，例如計(jì)費(fèi)工作站、充，配電監(jiān)控器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、軟件操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫軟件、通信協(xié)議等等。在此子層可以開發(fā)不同類型的應(yīng)用APP，能夠?qū)Τ潆姌哆\(yùn)行過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)實(shí)施系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析，從而為市容管理、消費(fèi)服務(wù)優(yōu)化、提升汽車廠商服務(wù)等提供必要的支持。

5結(jié)束語

隨著政策的導(dǎo)向性以及技術(shù)的不斷升級(jí)，新能源汽車產(chǎn)業(yè)有了較大提升，與之配套的充電樁業(yè)務(wù)也有了較大提升。本文主要闡述了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的充電樁物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)內(nèi)容，能夠?qū)Πl(fā)展中的充電樁業(yè)務(wù)提供一定的參考。

參考文獻(xiàn)

[1]蔣濤，秦奮，俞偉勇，胡堅(jiān)，李題印，胡偉.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能充電樁及運(yùn)行管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2017（01）：15~17.

[2]李潔.基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的充電樁物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施方案研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2017（11）：18~19.

[3]卞鵬，沈玉，段志豪.基于物聯(lián)網(wǎng)的充電樁資源共享平臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究[J].科技傳播，2018（03）：88~91.

[4]陳啟祥，王杰.汽車公共充電樁系統(tǒng)交互設(shè)計(jì)研究[J].湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2017（10）：18~19.

作者:史進(jìn) 單位:湖南省交通科學(xué)研究院有限公司