안과서 류추하

요약: 신에너지 자동차가 끊임없이 발전함에 따라 신에너지 자동차 산업 사슬의 보완이 관건이 되었다.충전기는 신에너지자동차의 전력보충장치로서 신에너지자동차와 상호 련결되여있기에 충전기의 지능화를 실현하는것은 중요한 발전추세이다.이 글은 신에너지자동차 충전기의 운영 현황 및 사물인터넷 기술의 응용 우위를 분석한 토대에서 사물인터넷 기술을 바탕으로 하는 신에너지자동차 충전기 스마트 관리 시스템을 구축하여 신에너지자동차 충전기 시설의 스마트 관리에 새로운 사고방식과 방향을 제공한다.

키워드: 사물인터넷 기술,신에너지 자동차;충전기;지능형 관리 시스템

0 머리말

충전기는 신에너지자동차에 전기에너지를 공급하는 장치로서 현재의 시장수요가 날로 증가되고있다.사용자의 충전 수요를 만족시키고 충전기 운행의 안전성, 안정성을 높이기 위해 충전기 운행 상황을 관리하고 감시할 수 있는 스마트 관리 플랫폼을 구축하는 것은 업계 발전 추세이다.사물인터넷 기술은 센서 등 말단 시설을 이용하여 데이터를 수집하고 특정한 기술을 통해 데이터를 전송하고 처리하면 사물과 사물, 사람과 사물 사이에 밀접한 관계를 맺을 수 있다. 그 핵심 기술은 충전 시설 운영 과정에서 운영 데이터에 대한 실시간 모니터링을 실현하고 효과적인 보조적인 운영 결정을 제공할 수 있다.사물인터넷기술을 신에너지자동차 충전기 지능관리시스템에 응용하는것은 충전기의 지능화를 실현하는 효과적인 경로이다.

1 신에너지자동차 충전기 운영 현황

현재 신에너지자동차 충전기의 부설 총량이 제한되어 있기 때문에 신에너지자동차 차주들은'충전 불안'의 문제가 보편적으로 존재한다.제한된 충전시설을 바탕으로 충전기의 운영을 실현하는 것은 신에너지자동차 산업과 인프라 체계의 협동 발전을 촉진하는 관건적인 조치이다.

신에너지자동차 충전기 운송 과정 중 정보 지연 및 운송 유지가 제때에 이루어지지 않는 문제가 존재한다.정보 지연은 충전기 사용 과정 중 그 운행 데이터가 제때에 업데이트되지 않아 충전기의 사용 상황이 사용자 측에 업데이트되지 않아 충전기의 자원 이용률이 높지 않고 차량 소유자의 충전 편리성이 낮은 것을 말한다.운수가 제때에 이루어지지 않는 것은 충전기에 문제가 생겼을 때 문제의 종류에 따라 다른 등급의 판정을 할 수 없고 유연한 결정을 내릴 수 없다는 것을 의미한다.이밖에 충전기가 처한 환경은 대부분 야외로서 날씨의 영향을 비교적 많이 받아 폭우, 큰바람 등 *단날씨가 나타날 때 충전기의 데터전송에 문제가 생기기 쉬우며 일부 충전기는 비교적 편벽한 곳에 건설되여 통신이 원활하지 못한 문제구가 존재한다.이로부터 알수 있는바 충전기의 운수를 실현하려면 충전기의 정보화수준을 제고하고 빅데터보조운수결책기능을 확대하여 데터전송과 사용과정에서의 신뢰성과 안전성을 제고해야 한다.

2 사물인터넷 기술이 신에너지자동차 충전기 지능관 2리 시스템에서의 응용 장점

신에너지자동차 충전기 스마트 관리 시스템은 사물인터넷 핵심 기술 중 * 센싱 기술, 빅데이터 기술 및 통신 기술을 이용하여 지능화 관리를 실현할 수 있다.사물인터넷 기술은 시스템의 지능화를 추진하는 과정에서 세 가지 장점을 가진다.

* 1. 사물인터넷 기술 중의 양방향 통신 기술은 사물과 사물, 사람과 사물 간의 밀접한 관계를 실현하고 이를 신에너지자동차 충전기 스마트 관리 시스템에 응용할 수 있으며 충전 설비와 시설 간의 정보 전송 능력, 사용자 및 운영 인원과 충전기의 상호작용 능력, 데이터 수집과 전송의 효율을 향상시킬 수 있다.충전소에 있는 충전기에 문제가 생겼을 때 충전기 스마트 관리 시스템은 충전기 운행 데이터의 변화를 추적하여 문제를 제때에 발견하고 문제의 발생 위치와 유형을 판단한 후 시스템이 판정하고 구체적인 문제를 보고할 수 있다.운영자는 경고 메시지를 받은 후 구체적인 상황에 따라 실시간으로 처리할 수 있다.

* 둘째, 사물인터넷 기술 중의 빅 데이터 기술은 * 강한 데이터 처리와 분석 능력을 가지고 있으며, 충전기의 고장에 대해 분석을 진행하여 실제 상황에 따라 등급을 나누어 보고할 수 있으며, 보조 운영 결정을 제공하여 충전기에 대한 지능화 관리를 실현할 수 있다.예를 들어 감지된 충전기가 정상적으로 작동할 때의 데이터를 수집하고 시스템에서 정기적으로 각종 문제 데이터베이스의 데이터와 비교하며 발생할 수 있는 고장을 예측하여 시스템의 예견성 기능을 향상시킨다.

* 셋째, 사물인터넷 기술 중의 데이터 암호화 기술은 전송된 정보를 암호화하여 보호할 수 있으며, 충전기 스마트 관리 시스템을 공격하려는 악성 소프트웨어가 발견되었을 때 사용자의 개인 정보를 획득하려는 행위를 차단하고 상황을 보고할 수 있다.또한 데이터를 전송하는 과정에서 정보 보안 기술은 시스템의 데이터를 암호화하여 정보 유출 사건의 발생을 방지하고 시스템의 안전성을 더욱 높일 수 있다.

사물인터넷 기술을 신에너지자동차 충전기 스마트 관리 시스템에 응용하면 현재 신에너지자동차 충전기 운영 과정에서 정보 지연과 운영 유지보수가 제때에 이루어지지 않는 문제를 효과적으로 개선할 수 있고 충전기의 사용률을 높이고 경제 효익을 증가시키는 데 유리하며 충전기 시설의 지능화 발전을 추진하는 효과적인 조치이다.

3 사물인터넷 기술을 바탕으로 하는 신에너지자동차 충전기 스마트 관리 시스템의 전체적인 설계

3.1 시스템 전체 프레임워크

신에너지자동차 충전기 스마트 관리 시스템의 신뢰성, 실시간성, 안전성과 경제성 방면의 발전 수요를 종합적으로 고려하여 사물인터넷 기술을 충전기의 스마트 관리 시스템에 응용하고 사물인터넷 기술 기반의"클라우드, 사이드, 엔드"3층식 충전기 스마트 관리 시스템을 구축한다. 시스템의 전체 구조는 그림 1과 같다.

그림 1 충전기 스마트 관리 시스템 전체

"클라우드"는 메인스테이션 클라우드 플랫폼으로 원격 데이터 처리 중 * 으로 대량의 데이터를 저장할 수 있으며 사물인터넷 기술을 통해 복잡한 데이터를 처리하여 더욱 효과적인 정보를 제공하고 결과를 단말기와 에지 서버에 피드백하여 전체 시스템의 지능화 수준을 향상시킬 수 있다."테두리는 에지 컴퓨팅으로 단말기에 가까운 에지 서버를 가리키며 단말기의 데이터를 신속하게 처리하고 분석하며 처리 결과를 단말기에 센서, 초음파 충전 등 센서, 단말기에 전송한다.이 장치들은 데이터를 수집하고 처리하는 동시에 유효한 데이터를 에지 서버로 보내 사용자와 운영자의 상호작용을 완성하는 기초를 다진다.

3.2 단말기의 데이터 수집

단말기의 데이터에 대한 수집은 전체 충전기 스마트 관리 시스템의 중요한 일환이다.* 1. 충전기의 정상적인 전력공급을 보장하는 각도에서 볼 때 단말기는 충전기의 운행상태를 감시하고 충전기의 충전상황을 수집할수 있어 제때에 충전기의 이상을 발견할수 있다.* 둘째, 스마트 관리 시스템의 신뢰성을 높이는 차원에서 충전기의 충전 데이터를 수집하는데, 충전된 전력 총수, 충전 신청 비용 수취 금액, 충전 시간 통계 등을 포함하여 자원을 합리적으로 분배하는 데 중요한 근거를 제공한다.* 3. 사용자 경험 최적화를 고려하여 사용 차주의 사용자 정보를 연결하고, 차주의 충전 기록에는 충전 자동차의 모델, 충전 장소, 충전 시간, 충전 항속 수요 등이 포함되며, 차주 사용자의 소비 습관을 이해하고 사용자에 대한 서비스 품질을 향상시킨다.

3.3 에지 서버의 아키텍처 모델

현재의 스마트 관리 시스템은 주로 집중식 클라우드 플랫폼 구조 모델을 사용한다. 그림 2에서 볼 수 있듯이 각 단말기는 측정된 운행 데이터를 클라우드 플랫폼으로 전송하고 클라우드 플랫폼에서 데이터 분석을 한 후에야 단말기를 전송하고 해당하는 동작을 할 수 있다. 운행 데이터에 대한 전송 속도가 낮고 운행 데이터가 적은 장소에 적용된다.

그림 2 중앙 집중식 클라우드 플랫폼 아키텍처 모델

신에너지자동차 차주의 충전 수요를 만족시키기 위해 충전기의 수량이 많고 운행 데이터가 방대하기 때문에 전통적인 집중식 클라우드 플랫폼 구조 모델은 운행 데이터에 대한 실시간 모니터링 수요를 만족시킬 수 없다. 연구를 통해 분포식 에지 서버 구조 모델을 선택한다. 그림 3과 같다.터미널 장치는 측정된 실행 데이터를 에지 서버로 전송하고 에지 서버에서 데이터를 분석한 후 처리 결과를 터미널 장치로 전송한다. 또한 에지 서버는 처리된 데이터와 결과를 메인스테이션 클라우드 플랫폼으로 전송하여 클라우드 플랫폼이 관련 데이터를 더욱 분석하고 저장할 수 있도록 한다.분산형 에지 서버 아키텍처 모델은 신에너지자동차 충전기의 실제 상황과 잘 어울려 충전기 스마트 관리 시스템의 처리 효율을 높이고 더욱 편리한 충전 서비스를 제공할 수 있다.

3.4 메인스테이션 클라우드 플랫폼의 빅데이터 응용

충전기를 지능적으로 관리하려면 충전기가 운행하는 과정에서 발생하는 유형이 풍부하고 잡다한 대량의 데이터를 효과적으로 처리해야 한다. 일반적인 데이터 처리 기술은 이런 요구에 도달할 수 없지만 빅데이터 기술은 이런 상황에 적합하다. 데이터 통합 관리 기술은 대량의 데이터를 저장하는 라이브러리를 효과적으로 할 수 있고 데이터 발굴 기술은 대량의 운행 데이터에 대해 관계 분석을 하고 효과적인 운영 결정을 제공할 수 있으며 데이터 처리 기술은 대량의 데이터 처리와 실시간 분석을 실현할 수 있다.빅데이터 기술을 충전기 스마트 관리 시스템의 메인스테이션 클라우드 플랫폼에 응용하면 각종 충전기의 운행 상태 모니터링을 실현할 수 있고 모니터링된 데이터에 대해 분석 판단을 진행할 수 있으며 적시의 고장 경보, 경보 및 경보 통지를 실현할 수 있어 충전기의 운행 효율을 높일 수 있다.

그림 3 분산 에지 서버 아키텍처 모델

4 사물인터넷 기술 기반의 신에너지자동차 충전기 스마트 관리 시스템 운행 원리

충전기 스마트 관리 시스템은 단말기를 이용해 충전기의 작동 정보, 환경 정보, 충전 데이터 정보 등을 실시간으로 모니터링하고 데이터를 이더넷, 5G 통신을 통해 에지 서버에 업로드한다.그림 4에서 볼 수 있듯이 충전기를 업그레이드하거나 켜거나 고장이 나면 에지 서버는 받은 데이터 정보에 따라 처리 방식을 단말기에 피드백하여 가까운 곳에서 처리하고 관련 정보를 클라우드 플랫폼에 업로드한다. 클라우드 플랫폼은 수집된 데이터를 식별하고 분류하여 데이터베이스에 저장하여 후속 빅데이터 분석에 편리하다.문제가 발생한 에지 서버가 복구할 수 없을 때, 클라우드 플랫폼의 데이터 관리 중 * 은 현재 상황을 더 평가하고, 평가 결과 및 상응하는 데이터를 App에 보고하며, 나아가 운영자에게 보고하여 인간과 컴퓨터의 상호 작용을 실현한다.메인스테이션 클라우드 플랫폼에서 응용한 빅 데이터 기술은 충전기 스마트 관리 시스템으로 하여금 완벽한 보호 기능을 가지게 한다. 예를 들면 과압 보호, 미압 보호 과류 보호, 합선 보호, 과온 보호, 출력 반접 보호 급정지 기능 등이다. 또한 실시간 검측된 충전기 동적 데이터를 통해 능동 보호를 실현하고 배터리 안전을 보호하며 전체 시스템의 안전성, 신뢰성을 충분히 높인다.

그림 4 충전기 지능형 관리 시스템 토폴로지 구조

5 앙코르 충전기 유료 운영 클라우드 플랫폼 시스템 선형 방안

5.1 개요

AcrelCloud-9000 앙코르 충전 기둥 유료 운영 클라우드 플랫폼 시스템은 사물 인터넷 기술을 통해 시스템에 접속한 전기 전기 자전거 충전소 및 각 충전 정법행에 대해 중단 없이 데이터 수집과 모니터링을 진행하며, 충전기 운행 상태를 실시간으로 모니터링하고, 충전 서비스, 지불 관리, 거래 결제, 자금 관리, 전력 관리, 내역 조회 등을 진행한다.동시에 충전기 과온 보호, 누전, 충전기 입력/출력 과압, 미압, 절연 저각종 고장에 대해 경보를 진행한다;충전기는 이더넷, 4G 또는 와이파이 등의 방식으로 인터넷에 접속할 수 있으며, 사용자는 위챗, 알리페이, 클라우드 플래시 결제를 통해 코드를 스캔하여 충전한다.

5.2 어플리케이션 장소

민간건축, 일반공업건축, 주거단지, 실업단위, 상업복합체, 학교, 단지 등 충전기 모델에 적용되는 충전인프라 설계다.

5.3 시스템 구조

시스템은 다음 네 가지 계층으로 구성됩니다.

1) 데이터 수집 계층, 네트워크 전송 계층, 데이터 내 * 계층 및 클라이언트 계층입니다.

2) 데이터 수집층: 전기차를 포함한 스마트 충전기 통신 프로토콜은 표준 modbus-rtu이다.전기차지능충전기는 충전회로의 전력매개변수를 수집하고 전기에너지계량과 보호를 진행하는데 사용된다.

3) 네트워크 전송 계층: 4G 네트워크를 통해 구축된 데이터베이스 서버에 데이터를 업로드합니다.

4) 데이터 중 *층: 응용 서버와 데이터 서버, 응용 서버 배치 데이터 수집 서비스, WEB 사이트, 데이터 서버 배치 실시간 데이터베이스, 역사 데이터베이스, 기초 데이터베이스.

5) 클라이언트 계층: 시스템 관리자는 브라우저에서 전기차충전기 요금 플랫폼에 액세스할 수 있습니다.단말기 충전 사용자는 카드로 코드를 스캔하는 방식으로 충전을 시작한다.

아파트 충전 플랫폼 기능은 주로 충전 시설 지능화 대형 스크린, 실시간 모니터링, 거래 관리, 고장 관리, 통계 분석, 기초 데이터 관리 등 기능을 포함하며, 동시에 운영 인원에게 운영 APP, 충전 사용자에게 충전 애플릿을 제공한다.

5.4 앙코르 충전기 클라우드 플랫폼 시스템 기능

5.4.1 지능형 대형 화면

지능화 대형 스크린은 사이트 분포 상황을 전시하고, 설비 상태, 설비 사용률, 충전 횟수, 충전 시간, 충전 금액, 충전 도수, 충전기 고장 등을 통계적으로 표시하며, 동시에 각 사이트의 사이트 정보, 충전기 목록, 충전 기록, 수익, 에너지 소모, 고장 기록 등을 볼 수 있다.주택단지의 충전기를 통일적으로 관리하고 설비사용률을 살펴보며 자원을 합리하게 분배한다.

5.4.2 실시간 모니터링

충전기 작동 상태, 회로 상태, 충전 중 충전 전력, 충전 전압/전류, 충전기 경고 정보 등을 포함한 충전 시설 작동 상황을 실시간으로 감시한다.

5.4.3 거래 관리

플랫폼 관리자는 충전 사용자 계정을 관리하고, 그에 대해 계좌 충전, 환불, 동결, 말소 등 조작을 진행할 수 있으며, 단지 사용자의 매일 충전 거래 상세 정보를 볼 수 있다.

5.4.4 장애 관리

설비는 자동으로 고장 정보를 상부에 보고하고, 플랫폼 관리자는 플랫폼을 통해 고장 정보를 보고 발송 처리를 진행할 수 있으며, 동시에 운영자는 운영 APP를 통해 고장 푸시를 받을 수 있으며, 운영자는 운영 작업이 완료된 후 결과를 상부에 보고할 수 있다.충전 사용자도 충전 애플릿을 통해 현장 문제를 피드백할 수 있다.

5.4.5 통계 분석

시스템 플랫폼을 통해 충전 사이트, 충전 시설, 충전 시간, 충전 방식 등 다양한 각도에서 충전 거래 통계 정보, 에너지 소비 통계 정보 등을 조회한다.

5.4.6 기본 데이터 관리

시스템 플랫폼에 운영업체를 설립하면 운영업체는 그 운영에 필요한 사이트와 충전시설을 구축하고 관리하며 충전시설 정보, 가격전략, 할인, 우대활동을 유지보수할수 있으며 동시에 온라인카드 사용자의 충전을 관리하고 화해묶음을 동결할수 있다.

5.4.7 운영 APP

운영자를 위해 사용할 수 있으며, 사이트와 충전기를 관리할 수 있고, 고장 폐쇄 루프 처리를 할 수 있으며, 트래픽 카드 사용 상황을 조회할 수 있고, 충전 \ \ 충전 상황을 조회할 수 있으며, 원격 매개변수 설정을 진행할 수 있으며, 동시에 고장 푸시를 받을 수 있다.

5.4.8 충전 애플릿

충전 사용자를 대상으로 사용할 수 있으며, 부근의 유휴 설비를 볼 수 있으며, 주로 코드 스캔 충전, 계좌 충전, 충전 카드 바인딩, 거래 조회, 고장 신고 등 기능을 포함한다.

5.5 시스템 하드웨어 구성

6 끝말

신에너지자동차 충전기 운영 현황에서 출발하여 사물인터넷 기술을 충전기 스마트 관리 시스템에 응용하는 장점을 분석하고 충전기 스마트 관리의 발전 수요와 결합하여 사물인터넷 기술을 바탕으로 하는'클라우드, 사이드, 엔드'3층식 충전기 스마트 관리 시스템을 구축하여 신뢰성이 강하고 실시간성이 좋으며 안전성이 높고 경제성이 좋은 충전기 지능화 관리의 운영 시스템 설계를 실현한다.그러나 충전기 스마트 관리 시스템을 구축할 때 현장 간섭 요소가 데이터 수집에 영향을 미치는 것을 고려하지 않은 상황이 발생할 수 있다. 후속적으로 특수한 환경의 사례 상황에 따라 전체 충전기 스마트 관리 시스템을 최적화하고 현장에 나타난 전형적인 현실 사례를 수집하여 데이터를 분석한 후에 이를 전송 데이터 처리 중 * 데이터베이스를 보완하여 전체 스마트 관리 시스템의 실제 응용성을 강화해야 한다.

참조 문서:

[1] 부약기, 설정이, 곽옥기, 등.중국 신에너지자동차 충전기 시설 발전 현황 및 건의[J].시대자동차, 2024(8):130-132.

[2] 장소리, 하염.사물인터넷 기술 기반의 에너지 데이터 서비스 플랫폼 [J]. 전기 전동 자동화, 2023(2):59-63.

[3] 앙코르 기업 마이크로그리드 응용 매뉴얼 2020.06판.

[4] 장양, 장청이 작다.사물인터넷 기술을 바탕으로 하는 신에너지자동차 충전기 스마트 관리 시스템 연구[J].