[发明专利]一种基于边缘计算的电动汽车充电导航系统及方法

说明书

本发明公开的一种基于边缘计算的电动汽车充电导航系统的导航系统及方法，包括用于采集车载终端和充电站传感器数据的终端层、用于充电导航策略运算的边缘层和用于选择所剩资源比例最多的基站为用户提供充电导航服务的云端层。本发明主要了利用边缘计算提高系统整体计算性能，依靠边缘计算更多的节点来负载流量，使得数据传输速度更快，以及更靠近终端设备，传输更安全，数据处理更即时，从而将云端层的计算性能释放出来进行边缘计算的优化分配，提高了电动汽车充电效率和用户充电体验质量。

技术领域

本发明属于电力系统通讯技术领域，具体涉及一种基于边缘计算的电动汽车充电导航系统。本发明还涉及一种基于边缘计算的电动汽车充电导航方法。

背景技术

电动汽车的快速发展和推广离不开便捷的充电基础设施体系。电动汽车的持续行驶取决于充电设施的充电能力。电动汽车充电效率与充电设施选择之间存在强耦合。用户的收费行为具有很强的不确定性。集中无序充电会导致排队时间过长，不仅影响电站收益，还会降低用户体验质量，甚至影响电网稳定运行。

目前对电动汽车充电费用和大规模电动汽车的渗透对电网产生的影响研究较多，其优化目标主要为充电成本最小。传统的方法一方面将电力系统与交通网络结合，主要考虑交通网络的影响，利用粒子群优化算法提高供应商整体的经济效益。另一方面提出电动汽车与电网互动的方法，有效降低电网负荷的方差，实现削峰填谷，保证电网安全运行。然而在高度动态的物联网环境中，数据的实时传输是系统稳定运行的保障，而以上研究都未考虑充电系统中计算资源的分配问题和数据传输的延时问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于边缘计算的电动汽车充电导航系统，解决了现有技术忽略了系统计算资源分配和数据拥堵的问题。

本发明的另一目的在于提供一种基于边缘计算的电动汽车充电导航方法。

本发明所采用的第一种技术方案是：一种基于边缘计算的电动汽车充电导航系统，包括终端层、边缘层和云端层；

终端层，用于用户在发出充电请求时，采集车载终端的当前电动汽车剩余电量、位置和行驶速度数据以及充电站传感器的充电桩的实时电价和各充电桩的使用情况数据，并将采集的数据传输至区域内边缘层的基站；

边缘层，用于通过基站配有的边缘计算模块对终端层所采集的数据进行策略运算并将运算结果通过本地控制器传输给用户；

云端层，用于区域内终端层传输至基站的数据量超过边缘计算模块的容量时，对比所有可以为基站信号重叠区域提供服务的基站剩余资源大小，选择所剩资源比例最多的基站为用户提供充电导航服务。

本发明第一种技术方案的特点还在于，

边缘层进行策略运算时，根据用户发出充电请求时距充电站的距离、交通情况、充电费用和充电时间做出确定性充电导航策略，然后由本地控制器将充电策略传输至用户。

本发明所采用的第二种技术方案是：一种基于边缘计算的电动汽车充电导航系统的导航方法，包括以下步骤：

步骤1、用户在发出充电请求时，车载智能终端将当前电动汽车剩余电量、位置和行驶速度传输至区域内的基站；同时充电站传感器将充电桩的实时电价和各充电桩的使用情况传输至区域内的基站；

步骤2、若区域内终端层采集的数据量超过基站边缘计算模块能够处理的容量，则云端层通过对比所有可以为基站信号重叠区域提供服务的基站剩余资源大小，选择所剩资源比例最多基站的边缘计算模块进入下一步骤；若区域内终端层的数据量未超过边缘计算模块的容量，则直接进入下一步骤；

步骤3、边缘计算模块根据终端层所测数据进行策略运算得到待确定充电导航策略，由本地控制器传输至用户，用户根据自己的偏好确定充电导航策略。

本发明第二种技术方案的特点还在于，