一种有序充电控制终端测试方法及系统与流程

1.本发明涉及电动汽车充电控制技术领域，特别涉及一种有序充电控制终端测试方法及系统。


背景技术：

2.电动汽车充电对于电网来说是突变的负荷，为了维持负荷稳定以及防止区域超负荷，对充电桩集群采用有序充电可达到调节限制负荷的目的，有序充电要求终端对区域内的充电桩充电功率进行协调控制，实现对电网负荷的调节，但对有序充电控制终端调节效果的测试需要对一个区域内所有桩进行监测，而且现实充电很少可以到达测试情况，需要长时间大范围监测，耗费大量人力物力，且没有对采集数据的可视化展示，目前现实环境往往不能支持有序充电的检测还有对有序充电效果的评价。


技术实现要素：

3.本发明实施例的目的是提供一种有序充电控制终端测试方法及系统，通过模拟可功率调节的充电桩集群和终端通信，模拟充电流程和状态，从而对充电的各项重要数据记录存储，然后通过可视化的反馈展示，反映有序充电终端的充电控制能力和效果。
4.为解决上述技术问题，本发明实施例的第一方面提供了一种有序充电控制终端测试方法，包括如下步骤：
5.接收有序充电控制终端的数据报文；
6.对所述数据报文进行分析，提取指令帧和数据内容；
7.依据所述指令帧中的功率调节指令，对相应发送帧进行置位处理，发送对应回复报文；
8.依据所述数据内容，绘制测试数据曲线。
9.进一步地，所述对所述数据报文进行分析，包括：
10.获取所述数据报文的帧头、帧内容和帧地址；
11.依据所述帧地址得到对应的充电桩桩号；
12.获取所述帧内容的有效信息，将所述指令帧存入命令处理列表，将所述数据内容存入缓存中。
13.进一步地，所述依据所述指令帧中的功率调节指令对相应发送帧进行置位处理，包括：
14.提取所述指令帧中的功率调节指令，并发送至命令存储列表；
15.依据所述命令存储列表中的所述功率调节指令，存储相应的所述数据内容；
16.对相应发送帧进行置位处理。
17.进一步地，所述数据报文的发送种类包括：周期发送帧、应答回复帧、突发帧或主动发送帧。
18.进一步地，所述对相应发送帧进行置位处理，包括：
19.对所述周期发送帧采用定时置位；
20.对所述突发帧和所述主动发送帧采用检测变位置位；
21.对所述回复帧采用接收报文命令置位。
22.进一步地，所述依据所述数据内容绘制测试数据曲线，包括：
23.对所述数据内容中的中间数据进行填充，得到新的数据列表；
24.依据所述数据列表进行折线图绘制。
25.进一步地，所述提取指令帧和数据内容之后，还包括：
26.通过动态变量智能存储技术对数据进行存储；
27.对有效数据进行完整存储，
28.对无效数据中对应变量的变化值和变化时间进行存储。
29.相应地，本发明实施例的第二方面提供了一种有序充电控制终端测试系统，包括：
30.数据接收模块，其用于接收有序充电控制终端的数据报文；
31.数据分析模块，其用于对所述数据报文进行分析，提取指令帧和数据内容；
32.指令处理模块，其用于依据所述指令帧中的功率调节指令，对相应发送帧进行置位处理，发送对应回复报文；
33.曲线绘制模块，其用于依据所述数据内容，绘制测试数据曲线。
34.进一步地，所述数据分析模块包括：
35.数据解析单元，其用于获取所述数据报文的帧头、帧内容和帧地址；
36.帧地址分析单元，其用于依据所述帧地址得到对应的充电桩桩号；
37.帧内容分析单元，其用于获取所述帧内容的有效信息，将所述指令帧存入命令处理列表，将所述数据内容存入缓存中。
38.进一步地，所述指令处理模块包括：
39.指令提取单元，其用于提取所述指令帧中的功率调节指令，并发送至命令存储列表；
40.数据存储单元，其用于依据所述命令存储列表中的所述功率调节指令，存储相应的所述数据内容；
41.置位处理单元，其用于对相应发送帧进行置位处理。
42.进一步地，所述数据报文的发送种类包括：周期发送帧、应答回复帧、突发帧或主动发送帧。
43.进一步地，所述置位处理单元包括：
44.第一置位子单元，其用于对所述周期发送帧采用定时置位；
45.第二置位子单元，其用于对所述突发帧和所述主动发送帧采用检测变位置位；
46.第三置位子单元，其用于对所述回复帧采用接收报文命令置位。
47.进一步地，所述曲线绘制模块包括：
48.数据填充单元，其用于对所述数据内容中的中间数据进行填充，得到新的数据列表；
49.曲线绘制单元，其用于依据所述数据列表进行折线图绘制。
50.进一步地，所述有序充电终端测试系统还包括：数据存储模块，
51.所述数据存储模块通过动态变量智能存储技术对数据进行存储，对有效数据进行
完整存储，对无效数据中对应变量的变化值和变化时间进行存储。
52.本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
53.通过模拟可功率调节的充电桩集群和终端通信，模拟充电流程和状态，从而对充电的各项重要数据记录存储，然后通过可视化的反馈展示，反映有序充电终端的充电控制能力和效果。
附图说明
54.图1是本发明实施例提供的有序充电控制终端测试方法步骤示意图；
55.图2是本发明实施例提供的有序充电控制终端测试方法逻辑图；
56.图3是本发明实施例提供的动态数据智能存储技术原理示意图；
57.图4是本发明实施例提供的一种有序充电终端测试方法硬件连接示意图；
58.图5是本发明实施例提供的有序充电控制终端测试系统框图；
59.图6是本发明实施例提供的数据分析模块框图；
60.图7是本发明实施例提供的指令处理模块框图；
61.图8是本发明实施例提供的置位处理单元框图；
62.图9是本发明实施例提供的曲线绘制模块框图。
63.附图标记：
64.1、数据接收模块，2、数据分析模块，21、数据解析单元，22、帧地址分析单元，23、帧内容分析单元，3、指令处理模块，31、指令提取单元，32、数据存储单元，33、置位处理单元，331、第一置位子单元，332、第二置位子单元，333、第三置位子单元，4、曲线绘制模块，41、数据填充单元，42、曲线绘制单元，5、数据存储模块。
具体实施方式
65.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
66.请参照图1、图2、图3和图4，本发明实施例的第一方面提供了一种有序充电控制终端测试方法，包括如下步骤：
67.步骤s100，接收有序充电控制终端的数据报文。
68.步骤s200，对数据报文进行分析，提取指令帧和数据内容。
69.步骤s300，依据指令帧中的功率调节指令，对相应发送帧进行置位处理，发送对应回复报文。
70.步骤s400，依据数据内容，绘制测试数据曲线。
71.上述技术方案通过模拟可功率调节的充电桩集群和终端通信，模拟充电流程和状态，从而对充电的各项重要数据记录存储，然后通过可视化的反馈展示，反映有序充电终端的充电控制能力和效果。
72.具体的，步骤s200中，对数据报文进行分析，包括：
73.步骤s210，获取数据报文的帧头、帧内容和帧地址。
74.步骤s220，依据帧地址得到对应的充电桩桩号。
75.步骤s230，获取帧内容的有效信息，将指令帧存入命令处理列表，将数据内容存入缓存中。
76.具体的，步骤s300中，依据指令帧中的功率调节指令对相应发送帧进行置位处理，包括：
77.步骤s310，提取指令帧中的功率调节指令，并发送至命令存储列表。
78.步骤s320，依据命令存储列表中的功率调节指令，存储相应的数据内容。
79.步骤s330，对相应发送帧进行置位处理。
80.此外，数据报文的发送种类包括：周期发送帧、应答回复帧、突发帧或主动发送帧。
81.进一步地，步骤s330中，对相应发送帧进行置位处理，包括：
82.步骤s331，对周期发送帧采用定时置位。
83.步骤s332，对突发帧和主动发送帧采用检测变位置位。
84.步骤s333，对回复帧采用接收报文命令置位。
85.进一步地，步骤s400中，依据数据内容绘制测试数据曲线，包括：
86.步骤s410，对数据内容中的中间数据进行填充，得到新的数据列表。
87.步骤s420，依据数据列表进行折线图绘制。
88.进一步地，步骤s200中，提取指令帧和数据内容之后，还包括：
89.步骤s240，通过动态变量智能存储技术对数据进行存储，对有效数据进行完整存储，对无效数据中对应变量的变化值和变化时间进行存储。
90.动态变量智能存储技术，对有效数据的最大程度保存，无效数据采用自动生成的方式，对应变量的变化值和变化时间会存储起来，没有显示的时候存储在内存中，保证数据存储空间最小。到绘图显示时，根据存储的数据智能生成中间数据，组成新的数据列表，方便绘图展示。中间数据均使用抛物线函数进行计算生成。
91.在本技术方案实现的一个具体实施例中，基于树莓派和zlgcan盒，对树莓派刷上最新的raspbian系统，配置python环境，python版本3.6以上，对应的库包pyqt5，decodecanframe，pandas等一些内置库，主要流程如下：
92.1.报文收发控制流程
93.报文发送种类分为周期发送帧，应答回复帧，突发帧，主动发送帧。对各种帧的发送位置位，周期帧采用定时置位，突发帧和主动发送帧采用检测变位置位，回复帧采用接收报文命令置位。
94.按照协议内容，对收到的每条can报文分出帧头、帧内容、帧地址等，根据帧地址决定对应的桩号，然后取出帧内容的有效信息，指令帧存入命令处理列表，数据内容存入缓存中，经过控制流程函数，做出对应的反馈。
95.2.信息处理流程
96.主控程序会根据命令列表里的命令，提取命令，存入命令存储空间内，然后根据命令存储对应数据，把对应的发送帧的置位采取相应的变化，发送对应的回复报文。
97.3.负荷变化曲线说明
98.主要是遥信遥测量的数据上送，根据命令做出响应，尤其是在刚开始充电，功率调节，结束充电等负荷变化的状态下对输出的电压电流会有一个渐变的效果，来和真实的充
电过程相匹配，而不是不切实际的突升突降充电功率，具体的调节曲线采用抛物线，一定输出功率命令下发，系统根据目标功率，中间采用抛物线缓升缓降，达到目标功率。
99.4.输出曲线绘制
100.对于存储的数据可以选择导出和绘制曲线两种方式，绘制曲线时，程序会根据存储的内容，先对中间的数据进行填充，生成新的数据列表，然后再利用python的图表绘制库matplotlib，对存储的各项数据进行折线图绘制。
101.以上为主要流程，具体实现过程如下：
102.第一步：连接硬件设备，树莓派与zlgcan盒连接，can盒和有序充电终端连接。
103.第二步：通过内置库decodecanframe打开can盒通讯，同时模拟8个桩和终端互发遥信遥测心跳帧等周期帧，根据界面配置信息填入参数，这时便开始运用动态变量智能存储技术记录电压电流功率等数据。
104.第三步：界面勾选连接确认选项，表示车辆连接，终端收到连接确认置位，表示可进行充电。
105.第四步：终端逐个下发启动充电，把负荷提高到设定位置，终端在设定负荷之下会进行功率调节指令，对桩下发功率控制指令，测试系统接收到对应的功率控制指令后，会改变当前的电流，根据设定量调节，抛物线渐变，如果此时在有车接入充电，有序充电终端该再次分配负荷到指定桩，测试系统一直会记录变化信息。
106.第五步：进行完一段时间的充电后，利用matplotlib库绘制对应的功率电流电压曲线，把智能存储的数据的时间间隔里填充上数据，只有启动充电后的调节变化的中间数据的填充数据为根据简单抛物线的公式填充，空闲时间填充为恒定数据。
107.上述测试系统基于树莓派，系统使用raspbian，配置模拟系统专用的python脚本运行环境，使用有序充电终端与充电控制单元的通信协议，模拟可调节功率的充电桩集群，并展示每个充电桩的功率曲线等内容反馈有序充电效果，本发明通过测试系统对有序充电终端进行测试，模拟现实大部分充电情况，减少测试人力物力成本，对有序充电终端的算法有可视化展示能力。
108.此外，还通过利用外部的can盒和有序充电控制终端进行报文交互，充电桩与终端的通信协议为有序充电终端与功率调节充电桩协议；采用动态变量数据存储技术对各个桩的重要数据，如电流电压功率量进行存储；可以对充电桩的完整充电过程数据的模拟，并且可以进行功率调节模拟；可以对有序充电的需求条件模拟，可以把有序充电过程数据的各个桩的数据进行可视化的展示，绘制数据的时间变化曲线，反映有序充电的效果。
109.相应地，请参照图5，本发明实施例的第二方面提供了一种有序充电控制终端测试系统，包括：
110.数据接收模块1，其用于接收有序充电控制终端的数据报文；
111.数据分析模块2，其用于对数据报文进行分析，提取指令帧和数据内容；
112.指令处理模块3，其用于依据指令帧中的功率调节指令，对相应发送帧进行置位处理，发送对应回复报文；
113.曲线绘制模块4，其用于依据数据内容，绘制测试数据曲线。
114.进一步地，请参照图6，数据分析模块2包括：
115.数据解析单元21，其用于获取数据报文的帧头、帧内容和帧地址；
116.帧地址分析单元22，其用于依据帧地址得到对应的充电桩桩号；
117.帧内容分析单元23，其用于获取帧内容的有效信息，将指令帧存入命令处理列表，将数据内容存入缓存中。
118.进一步地，请参照图7，指令处理模块3包括：
119.指令提取单元31，其用于提取指令帧中的功率调节指令，并发送至命令存储列表；
120.数据存储单元32，其用于依据命令存储列表中的功率调节指令，存储相应的数据内容；
121.置位处理单元33，其用于对相应发送帧进行置位处理。
122.进一步地，数据报文的发送种类包括：周期发送帧、应答回复帧、突发帧或主动发送帧。
123.进一步地，请参照图8，置位处理单元33包括：
124.第一置位子单元331，其用于对周期发送帧采用定时置位；
125.第二置位子单元332，其用于对突发帧和主动发送帧采用检测变位置位；
126.第三置位子单元333，其用于对回复帧采用接收报文命令置位。
127.进一步地，请参照图9，曲线绘制模块4包括：
128.数据填充单元41，其用于对数据内容中的中间数据进行填充，得到新的数据列表；
129.曲线绘制单元42，其用于依据数据列表进行折线图绘制。
130.进一步地，有序充电终端测试系统还包括：数据存储模块5，数据存储模块5通过动态变量智能存储技术对数据进行存储，对有效数据进行完整存储，对无效数据中对应变量的变化值和变化时间进行存储。
131.上述测试系统模拟可功率调节的充电桩集群和终端通信，模拟充电流程和状态，从而对充电的各项重要数据记录存储，然后通过可视化的反馈展示，一定程度上反映有序充电终端的充电控制能力和效果；可基于树莓派通过can通信和有序充电控制终端进行can报文的信息互通，树莓派执行脚本程序，根据控制终端与充电控制单元的通讯协议，同时模拟8个设备和终端收发响应报文，并根据报文内容完成指令，过程中利用动态变量的智能存储技术对有效数据可靠存储，然后根据数据制作一定时间内充电功率曲线，反馈有序充电效果和能力。
132.本发明实施例旨在保护一种有序充电控制终端测试方法及系统，其中方法包括如下步骤：接收有序充电控制终端的数据报文；对数据报文进行分析，提取指令帧和数据内容；依据指令帧中的功率调节指令，对相应发送帧进行置位处理，发送对应回复报文；依据数据内容，绘制测试数据曲线。上述技术方案具备如下效果：
133.通过模拟可功率调节的充电桩集群和终端通信，模拟充电流程和状态，从而对充电的各项重要数据记录存储，然后通过可视化的反馈展示，反映有序充电终端的充电控制能力和效果。
134.应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。