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 孟  瑩，曹以龍，曾俊冬

（上海電力學(xué)院，上海200090）

摘要：現(xiàn)有電動汽車充電站存在地理位置分散、數(shù)量有限及缺乏統(tǒng)一調(diào)度等問題，嚴重影響了電動汽車的推廣和普及。針對該問題設(shè)計并實現(xiàn)了一套電動汽車充電站智能管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)集中管理并發(fā)布所服務(wù)區(qū)域內(nèi)全部充電站的實時信息，對需要充電的電動汽車和充電樁進行統(tǒng)一調(diào)度，同時為電動汽車用戶提供充電預(yù)約、路徑引導(dǎo)、在線支付等輔助服務(wù)。系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)設(shè)計，將基于MVC設(shè)計模式的Joomla!框架引入到系統(tǒng)開發(fā)中，并采用LAMP開發(fā)平臺進行了系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。該管理系統(tǒng)有效地解決了電動汽車充電難問題，提高了充電設(shè)施的利用率，對電動汽車的大面積推廣具有良好的推動作用。

關(guān)鍵詞：電動汽車；充電站；信息管理系統(tǒng)

中圖分類號：TP302文章編號：1006 -2394（2016）05 - 0022 - 03

0  引言

 近年來，能源與環(huán)境問題越來越嚴重，電動汽車以電代油，減少了尾氣排放的同時節(jié)約了能源。伴隨著電動汽車的發(fā)展和普及，充電站得到廣泛建設(shè)。然而現(xiàn)有電動汽車充電站存在地理位置分散、數(shù)量有限及缺乏統(tǒng)一調(diào)度等問題，嚴重影響了電動汽車充電的便捷性，同時造成了大量充電站資源的閑置浪費。因此如何快速便捷的為電動汽車尋找到合適的充電站進行能量補給，成為一個急需解決的問題。

 為解決上述問題，本文在系統(tǒng)需求分析基礎(chǔ)上，提出一種電動汽車充電站智能管理系統(tǒng)的設(shè)計方案，并基于Joo mla 1 2.5和LAMP( Linux-Apache-My SQL- PHP)開發(fā)平臺進行了系統(tǒng)的開發(fā)與實現(xiàn)。

1  需求分析及功能設(shè)計

 需求分析是信息系統(tǒng)開發(fā)的必經(jīng)階段，該過程主要是確定系統(tǒng)所應(yīng)具備的功能與特性。電動汽車充電站智能管理系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，對區(qū)域內(nèi)所有的電動汽車充電站實行網(wǎng)絡(luò)化的信息集中管理，并為電動汽車用戶提供充電網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。根據(jù)其業(yè)務(wù)需求及工作流程，該管理系統(tǒng)主要分為用戶管理、充電站管理、充電樁管理、電動汽車管理、預(yù)約管理、付費管理和充值管理等功能模塊，每個功能模塊下又有與之對應(yīng)的細分功能，從而為電動汽車用戶的查詢、預(yù)約、路徑引導(dǎo)及在線支付等功能提供支持。系統(tǒng)主要功能模塊如圖1所示。

  2數(shù)據(jù)庫設(shè)計與實現(xiàn)

 本系統(tǒng)采用My SQL數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)存儲，由于 My SQL可以運行在多種操作系統(tǒng)下，為了簡化設(shè)計流程，設(shè)計過程中使用數(shù)據(jù)庫規(guī)范化設(shè)計軟件Power De-signer在Windows系統(tǒng)下規(guī)范數(shù)據(jù)庫的過程設(shè)計，最后將生成的My SQL數(shù)據(jù)庫移植到在Linux系統(tǒng)下運行。設(shè)計時通過構(gòu)建數(shù)據(jù)庫的概念數(shù)據(jù)模型，進而生成數(shù)據(jù)庫的物理數(shù)據(jù)模型和邏輯數(shù)據(jù)模型，再通過將Power Designer與My SQL數(shù)據(jù)庫進行連接，最終生成My SQL數(shù)據(jù)庫中的表。

  2.1概念設(shè)計

 數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計就是將系統(tǒng)需求分析得到的用戶需求抽象為概念模型。其設(shè)計過程是通過象集得到實體，通過定義對象的屬性得到基本數(shù)據(jù)元素，將對象的結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)化為實體間的關(guān)系。電動汽車充電站智能管理系統(tǒng)的實體包括用戶、賬戶、消費記錄、充值記錄、充電站、充電樁、電動汽車、車型八個。各實體間的關(guān)系為：賬戶屬于用戶，賬戶包括消費記錄和充值記錄，用戶擁有電動汽車，充電站包括充電樁，用戶和充電樁為預(yù)約關(guān)系，電動汽車和充電樁為充電關(guān)系。分析得到上述實體的屬性、屬性的數(shù)據(jù)類型以及主關(guān)鍵字，使用Power Designer將上述實體以及實體間關(guān)系轉(zhuǎn)化為概念數(shù)據(jù)模型，如圖2所示。

2.2邏輯設(shè)計

 數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計是利用轉(zhuǎn)換規(guī)則將概念數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換為初始關(guān)系模式集，然后利用關(guān)系規(guī)范化理論對關(guān)系模式進行優(yōu)化，以獲得優(yōu)良的數(shù)據(jù)庫設(shè)計。使用Power Designer將上述概念數(shù)據(jù)模型生成邏輯數(shù)據(jù)模型如3圖所示。該數(shù)據(jù)庫邏輯數(shù)據(jù)模型中每個實體的屬性都是簡單屬性，同時不存在部分函數(shù)的依賴關(guān)系；并且每個非主屬性不傳遞依賴于關(guān)系模式的候選碼，因此這個關(guān)系模型滿足3NF的要求。

2.3數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)

 使用Power Designer生成數(shù)據(jù)庫物理數(shù)據(jù)模型，在數(shù)據(jù)庫的物理數(shù)據(jù)模型中對數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)和訪問機制進行了更高層次的描述。由物理數(shù)據(jù)模型進一步生成數(shù)據(jù)源文件ecms . sql，將該數(shù)據(jù)源文件與由My SQL的可視化操作軟件My SQL Workbench建立的空數(shù)據(jù)庫進行連接后即可生成數(shù)據(jù)庫中的表，完成數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。

3系統(tǒng)實現(xiàn)

 電動汽車充電站智能管理系統(tǒng)采用B/S( Brow-ser/Server瀏覽器／服務(wù)器)三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計，使用Joomla!框架開發(fā)實現(xiàn)。Joomla!是基于MVC（Model-View-Controller，模型．視圖一控制器）設(shè)計模式的內(nèi)容管理系統(tǒng)，MVC設(shè)計模式將應(yīng)用分成模型層、視圖層和控制層，將系統(tǒng)的業(yè)務(wù)模型和用戶界面相分離，提高了代碼的可復(fù)用性，減少了代碼的維護量。MVC設(shè)計模式本身比較復(fù)雜，因此本系統(tǒng)采用Joomlai進行開發(fā)設(shè)計，可以簡化相關(guān)模塊、組件、插件等擴展的設(shè)計開發(fā)，而且網(wǎng)頁的外觀設(shè)計遠離了核心代碼，可以自由設(shè)計網(wǎng)站外觀布局。

 電動汽車充電站智能管理系統(tǒng)通過對用戶組的權(quán)限設(shè)置，實現(xiàn)不同用戶訪問內(nèi)容的不同。各級別用戶組的功能權(quán)限如表1所示。

 系統(tǒng)通過CSS+HTML定義網(wǎng)站色彩效果、字體效果、瀏覽效果、圖片效果等，完成了網(wǎng)站的外觀設(shè)計。通過對已有組件、模塊進行安裝、再設(shè)計實現(xiàn)了網(wǎng)站各基本功能，并通過百度地圖API開發(fā)了地圖導(dǎo)航模塊，實現(xiàn)了系統(tǒng)的導(dǎo)航功能。

 系統(tǒng)最終通過控制不同用戶登陸系統(tǒng)后導(dǎo)航欄菜單項的不同，進而為不同級別用戶組提供不同的功能服務(wù)。圖4為電動汽車客戶登錄后所顯示的頁面，其導(dǎo)航欄菜單有首頁、充電站信息查詢、預(yù)約充電樁、路線引導(dǎo)、交易記錄、個人信息管理等欄目。圖5為管理員登錄系統(tǒng)后顯示的頁面，其導(dǎo)航欄菜單項為首頁、充電站信息查詢、充電站信息提交、充電樁信息提交、個人信息管理等欄目。

4總結(jié)

 本文通過對現(xiàn)有充電站運作模式及用戶需求的分析，提出了電動汽車充電站智能管理系統(tǒng)的設(shè)計方案，設(shè)計了系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫并基于Joomla！ 2.5以及LAMP開發(fā)平臺完成了系統(tǒng)的開發(fā)與實現(xiàn)。該系統(tǒng)實現(xiàn)了對所轄區(qū)域內(nèi)所有充電設(shè)施的集中管理，對電動汽車和充電設(shè)施實行了統(tǒng)一調(diào)度，同時為電動汽車用戶提供了充電裝置查詢、充電預(yù)約、路線引導(dǎo)、在線支付等一系列服務(wù)。該系統(tǒng)有效解決了電動汽車用戶充電不便的問題，同時提高了充電設(shè)施的利用率。