1.本发明涉及物联网技术领域，具体为一种基于物联网技术的车辆充电状态监控系统及方法。
背景技术：2.新能源车辆一般指采用非常规的车用燃料作为动力来源的汽车，主要为电动汽车，在目前的生活中，从环保领域出发，新能源汽车能够实现零排放(纯电动汽车使用电能，在行驶中无废气排出，不污染环境)、能源利用率高、结构简单、噪声小、原料广等多重优点，是国家大力支持与发展的方向，然而新能源车辆也带有着致命的缺陷，因为主要是电动汽车，因此续驶里程短是一项无法避免的缺陷，装载与汽油质量相同的铅酸蓄电池的纯电动汽车，其续驶里程仅为燃油汽车的1/70；同时充电时间长也为广大电动车主所烦恼，尤其是跑长途路线时，1次充电完成需要6～10h(即便快充也需要30分钟左右才能再次行驶)，而充电点位的分布少、不普遍也导致新能源车主排队充电的事件常有发生，目前尚没有一种能够为新能源车主推荐充电点位的系统。
技术实现要素：3.本发明的目的在于提供一种基于物联网技术的车辆充电状态监控系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
5.一种基于物联网技术的车辆充电状态监控方法，该方法包括以下步骤：
6.s1、用户在新能源车辆充电平台输入目的地，所述新能源车辆充电平台内置有地图软件，新能源车辆充电平台根据用户目的地和当前新能源车辆电量，生成充电区域，并标记充电区域内的充电点位；
7.s2、实时监控充电区域内各充电点位的新能源汽车充电状态，预测各充电点位的新能源汽车充电时长；
8.s3、构建充电推荐模型，生成初始最优推荐点位，并实时获取充电区域内的新能源车辆，判断其是否需要充电区域内的充电点位；
9.s4、若存在充电区域内的新能源车辆需要充电区域内的充电点位，构建调节模型，为用户推荐最佳充电点位。
10.根据上述技术方案，所述标记充电区域内的充电点位包括：
11.获取用户在新能源车辆充电平台输入的目的地；
12.获取用户使用新能源车辆完成一次行驶的平均速度，所述用户使用新能源车辆完成一次行驶指用户输入目的地并到达，记为完成一次行驶；
13.共计获取t组用户使用新能源车辆完成一次行驶的平均速度，t代表常数值，取其中最大值v2与最小值v1构建速度区间，记为[v1、v2]；
[0014]
生成充电区域：
[0015][0016]
其中，u1代表新能源车辆电量告警阈值；代表新能源车辆以平均速度v1行驶时单位时间内消耗的电量；代表新能源车辆以平均速度v2行驶时单位时间内消耗的电量；
[0017]
所述充电区域指从出发点行驶到达新能源车辆电量告警时的最大行驶距离与最小行驶距离之间的区域，所述充电点位指在充电区域内的充电桩位置。
[0018]
根据上述技术方案，所述预测各充电点位的新能源汽车充电时长包括：
[0019]
实时获取充电区域内各充电点位的新能源汽车充电信息数据，构建趋势预测网络；
[0020]
利用新能源车辆充电平台获取任一辆新能源车辆的充电数据，提取出充电时间集合，以7:3的比例分为样本集与测试样本集，构建lstm趋势预测网络：
[0021]
fa＝σ(wf×
[x
a-1
，ya]+bf)
[0022]
ia＝σ(wi×
[x
a-1
，ya]+bi)
[0023]
oa＝σ(wo×
[x
a-1
，ya]+bo)
[0024]
f＝oa×
tanh(ca)
[0025]
其中，fa代表遗忘门的输出；wf是遗忘门的权重矩阵；[x
a-1
，ya]表示把x
a-1
，ya两个向量连接成一个更长的向量；bf是遗忘门的偏置项；σ代表sigmoid函数；ia代表输入门的输出；ya代表当前时刻的输入；wi代表输入门的权重矩阵；bi代表输入门的偏置项；oa代表输出门的输出；wo代表输出门的权重矩阵；bo代表输出门的偏置项；f代表当前状态输出值；ca代表当前时刻单元状态；x
a-1
代表前一时刻单元状态；tanh代表激活函数；
[0026]
根据趋势预测网络，获取当前状态输出值，作为充电区域内各充电点位的新能源汽车的预测充电时长，基于预测充电时长，获取各充电点位的预测空闲时间。
[0027]
根据上述技术方案，所述充电推荐模型包括：
[0028]
设置任一用户的充电区域记为p；
[0029]
获取充电区域p中的充电点位，按距离进行排序记入集合{m1、m2、
…
、mn}，对应的该用户驾驶的新能源车辆以当前车速到达各充电点位的时间集合为{m
11
、m
22
、
…
、m
nn
}；
[0030]
根据趋势预测网络，获取充电区域p中的对应的各充电点位的预测空闲时间集合{f
11
、f
22
、
…
、f
nn
}；
[0031]
计算等待时长：
[0032]
tw＝f
ww-m
ww
[0033]
其中，w代表充电点位序号；tw代表第w个充电点位的等待时长；f
ww
代表第w个充电点位的预测空闲时间；m
ww
代表驾驶的新能源车辆以当前车速到达第w个充电点位的时间；
[0034]
求取所有充电点位的等待时间，按照从小到大的顺序排序，若存在任一的tw小于0，则舍弃所有正值，按照剩余tw中w的从小到大顺序进行排序，选取剩余tw中最小的w对应的充电点位作为初始最优推荐点位；若存在任一的tw均不小于0，则选取最小的tw对应的充电点位作为初始最优推荐点位；
[0035]
获取用户到达初始最优推荐点位的时间，记为t
00
；
[0036]
实时获取充电区域p内的新能源车辆，根据新能源车辆充电平台提供的充电区域，
判断充电区域p内的新能源车辆的充电区域与充电区域p是否存在交叉区域；
[0037]
若存在，根据充电区域p内的新能源车辆的当前车速，判断到达初始最优推荐点位的时间是否小于t
00
；若小于，构建调节模型：
[0038][0039]
其中，e0代表充电区域p内的新能源车辆到达初始最优推荐点位充电的概率；θ1代表用户到达初始最优推荐点位充电的概率值，可系统设置；g1代表概率衰减系数值；w
00
代表初始最优推荐点位在充电区域p内的新能源车辆的充电区域的充电点位中的推荐排序序号；n
00
代表充电区域p内的新能源车辆的充电区域的充电点位数量；
[0040]
设置阈值e
m体x
，若存在e0大于e
m体x
，则顺次选取初始最优推荐点位的下一点位作为初始最优推荐点位，直至e0不大于e
m体x
；若存在所有e0均大于e
m体x
，则将距离最近的充电点位作为最佳充电点位推荐给用户；
[0041]
若存在e0大于e
m体x
，则说明在充电区域p内的新能源车辆大概率会提前到达初始最优推荐点位进行充电，因此不将该点位推荐给用户；而存在所有e0均大于e
m体x
，则说明当前充电点位较为紧张，因此将距离最近的充电点位作为最佳充电点位推荐给用户；
[0042]
若不存在交叉区域或到达初始最优推荐点位的时间不小于t
00
，则输出初始最优推荐点位作为最佳充电点位推荐给用户。
[0043]
一种基于物联网技术的车辆充电状态监控系统，该系统包括新能源车辆充电平台、充电区域判断模块、实时监控预测模块、充电初始推荐模块、调节模块；
[0044]
所述新能源车辆充电平台内置有地图软件，用户在新能源车辆充电平台输入目的地，新能源车辆充电平台根据用户目的地和当前新能源车辆电量，生成车辆用电数据；所述充电区域判断模块用于根据新能源车辆的平均车速，生成充电区域，并标记充电区域内的充电点位；所述实时监控预测模块用于实时监控充电区域内各充电点位的新能源汽车充电状态，预测各充电点位的新能源汽车充电时长；所述充电初始推荐模块用于构建充电推荐模型，生成初始最优推荐点位，并实时获取充电区域内的新能源车辆，判断其是否需要充电区域内的充电点位；所述调节模块用于构建调节模型，为用户推荐最佳充电点位；
[0045]
所述新能源车辆充电平台的输出端与所述充电区域判断模块的输入端相连接；所述充电区域判断模块的输出端与所述实时监控预测模块的输入端相连接；所述实时监控预测模块的输出端与所述充电初始推荐模块的输入端相连接；所述充电初始推荐模块的输出端与所述调节模块的输入端相连接；所述调节模块的输出端与所述新能源车辆充电平台的输入端相连接。
[0046]
根据上述技术方案，所述新能源车辆充电平台包括驾驶辅助单元、推荐输出单元；
[0047]
所述驾驶辅助单元用于根据内置地图软件和用户在新能源车辆充电平台输入的目的地，生成新能源车辆的用电数据；所述推荐输出单元用于接收调节模块的最终输出结果，并将其推送至用户端口，提醒用户查收；
[0048]
所述驾驶辅助单元的输出端与所述充电区域判断模块的输入端相连接；所述推荐输出单元的输出端与用户端口相连接。
[0049]
根据上述技术方案，所述充电区域判断模块包括充电区域判断单元、充电点位采集单元；
[0050]
所述充电区域判断单元用于采集新能源车辆的车辆行驶数据，获取平均速度区间，生成充电区域；所述充电点位采集单元用于采集在充电区域内的充点点位，并进行记录；
[0051]
所述充电区域判断单元的输出端与所述充电点位采集单元的输入端相连接；所述充电点位采集单元的输出端与所述实时监控预测模块的输出端相连接。
[0052]
根据上述技术方案，所述实时监控预测模块包括实时监控单元、预测单元；
[0053]
所述实时监控单元用于实时监控充电区域内各充电点位的新能源汽车充电状态，获取正在充电的新能源车辆信息数据；所述预测单元用于根据正在充电的新能源车辆信息数据，预测各充电点位的新能源汽车充电时长；
[0054]
所述实时监控单元的输出端与所述预测单元的输入端相连接；所述预测单元的输出端与所述充电初始推荐模块的输入端相连接。
[0055]
根据上述技术方案，所述充电初始推荐模块包括第一模型构建单元、判断单元；
[0056]
所述第一模型构建单元用于构建充电推荐模型，生成初始最优推荐点位；所述判断单元用于实时获取充电区域内的新能源车辆，判断其是否需要充电区域内的充电点位；
[0057]
所述第一模型构建单元的输出端与所述判断单元的输入端相连接；所述判断单元的输出端与所述调节模块的输入端相连接。
[0058]
根据上述技术方案，所述调节模块包括第二模型构建单元、输出单元；
[0059]
所述第二模型构建单元用于存在充电区域内的新能源车辆需要充电区域内的充电点位时，构建调节模型；所述输出单元用于在调节模型调节后，为用户推荐最佳充电点位。
[0060]
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
[0061]
本发明利用新能源车辆充电平台内置的地图软件进行路程指引，用户在新能源车辆充电平台输入目的地，新能源车辆充电平台根据用户目的地和当前新能源车辆电量，生成车辆用电数据；利用充电区域判断模块根据新能源车辆的平均车速，生成充电区域，并标记充电区域内的充电点位；利用实时监控预测模块实时监控充电区域内各充电点位的新能源汽车充电状态，预测各充电点位的新能源汽车充电时长；利用充电初始推荐模块构建充电推荐模型，生成初始最优推荐点位，并实时获取充电区域内的新能源车辆，判断其是否需要充电区域内的充电点位；利用调节模块用于构建调节模型，为用户推荐最佳充电点位；本发明能够在人们用新能源车辆出行时提供路途指引，同时根据车辆电量状态结合路途，提供最佳的充电点位，让旅程更加安全，同时能够精准降低充电等待时长。
附图说明
[0062]
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0063]
图1是本发明一种基于物联网技术的车辆充电状态监控系统及方法的流程示意图。
具体实施方式
[0064]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0065]
请参阅图1，在本实施例一中：
[0066]
一种基于物联网技术的车辆充电状态监控方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
[0067]
s1、用户在新能源车辆充电平台输入目的地，所述新能源车辆充电平台内置有地图软件，新能源车辆充电平台根据用户目的地和当前新能源车辆电量，生成充电区域，并标记充电区域内的充电点位；
[0068]
s2、实时监控充电区域内各充电点位的新能源汽车充电状态，预测各充电点位的新能源汽车充电时长；
[0069]
s3、构建充电推荐模型，生成初始最优推荐点位，并实时获取充电区域内的新能源车辆，判断其是否需要充电区域内的充电点位；
[0070]
s4、若存在充电区域内的新能源车辆需要充电区域内的充电点位，构建调节模型，为用户推荐最佳充电点位。
[0071]
获取用户在新能源车辆充电平台输入的目的地；
[0072]
设置用户的目的地与初始地之间的距离为500km；
[0073]
获取用户使用新能源车辆完成一次行驶的平均速度，所述用户使用新能源车辆完成一次行驶指用户输入目的地并到达，记为完成一次行驶；
[0074]
共计获取t组用户使用新能源车辆完成一次行驶的平均速度，t代表常数值，t取10；
[0075]
取其中最大值v2与最小值v1构建速度区间，记为[v1、v2]；
[0076]
其中v1＝60；v2＝110；因为在新能源车辆中，速度越快其电量的消耗越高，因此在不同的速度下，到达电量阈值的时间并不相同，基于不同时间生成充电区域：
[0077][0078]
其中，u1代表新能源车辆电量告警阈值；代表新能源车辆以平均速度v1行驶时单位时间内消耗的电量；代表新能源车辆以平均速度v2行驶时单位时间内消耗的电量；
[0079]
所述充电区域指从出发点行驶到达新能源车辆电量告警时的最大行驶距离与最小行驶距离之间的区域，所述充电点位指在充电区域内的充电桩位置。
[0080]
实时获取充电区域内各充电点位的新能源汽车充电信息数据，构建趋势预测网络；
[0081]
利用新能源车辆充电平台获取任一辆新能源车辆的充电数据，提取出充电时间集合，以7:3的比例分为样本集与测试样本集，构建lstm趋势预测网络：
[0082]
fa＝σ(wf×
[x
a-1
，ya]+bf)
[0083]
ia＝σ(wi×
[x
a-1
，ya]+bi)
[0084]
oa＝σ(wo×
[x
a-1
，ya]+bo)
[0085]
f＝oa×
tanh(ca)
[0086]
其中，fa代表遗忘门的输出；wf是遗忘门的权重矩阵；[x
a-1
，ya]表示把x
a-1
，ya两个向量连接成一个更长的向量；bf是遗忘门的偏置项；σ代表sigmoid函数；ia代表输入门的输出；ya代表当前时刻的输入；wi代表输入门的权重矩阵；bi代表输入门的偏置项；oa代表输出门的输出；wo代表输出门的权重矩阵；bo代表输出门的偏置项；f代表当前状态输出值；ca代表当前时刻单元状态；x
a-1
代表前一时刻单元状态；tanh代表激活函数；
[0087]
根据趋势预测网络，获取当前状态输出值，作为充电区域内各充电点位的新能源汽车的预测充电时长，基于预测充电时长，获取各充电点位的预测空闲时间。
[0088]
设置任一用户的充电区域记为p；
[0089]
获取充电区域p中的充电点位，按距离进行排序记入集合{m1、m2、
…
、mn}，对应的该用户驾驶的新能源车辆以当前车速到达各充电点位的时间集合为{m
11
、m
22
、
…
、m
nn
}；
[0090]
获取充电区域中存在3个充电点位，设置新能源车辆进入充电区域的时间为3:00；到达三个充电点位的时间分别为3:20；3:50；4:20。
[0091]
根据趋势预测网络，获取充电区域p中的对应的各充电点位的预测空闲时间集合{f
11
、f
22
、
…
、f
nn
}；
[0092]
充电点位的预测空闲时间分别为3:30；3:35；3:20
[0093]
计算等待时长：
[0094]
tw＝f
ww-m
ww
[0095]
其中，w代表充电点位序号；tw代表第w个充电点位的等待时长；f
ww
代表第w个充电点位的预测空闲时间；m
ww
代表驾驶的新能源车辆以当前车速到达第w个充电点位的时间；
[0096]
等待时长分别为10、-15、-60；单位为分钟；
[0097]
求取所有充电点位的等待时间，按照从小到大的顺序排序，若存在任一的tw小于0，则舍弃所有正值，按照剩余tw中w的从小到大顺序进行排序，选取剩余tw中最小的w对应的充电点位作为初始最优推荐点位；若存在任一的tw均不小于0，则选取最小的tw对应的充电点位作为初始最优推荐点位；
[0098]
因为存在tw小于0，因此舍弃第一个充电点位，选择第二个充电点位作为初始最优推荐点位；
[0099]
获取用户到达初始最优推荐点位的时间，记为t
00
；
[0100]
t
00
＝3:50
[0101]
实时获取充电区域p内的新能源车辆，根据新能源车辆充电平台提供的充电区域，判断充电区域p内的新能源车辆的充电区域与充电区域p是否存在交叉区域；
[0102]
充电区域p内存在一新能源车辆(记为p1)的充电区域与充电区域p存在交叉区域，且其到达初始最优推荐点位的时间小于t
00
，构建调节模型：
[0103][0104]
其中，e0代表充电区域p内的新能源车辆到达初始最优推荐点位充电的概率；θ1代表用户到达初始最优推荐点位充电的概率值，可系统设置；g1代表概率衰减系数值；w
00
代表初始最优推荐点位在充电区域p内的新能源车辆的充电区域的充电点位中的推荐排序序号；n
00
代表充电区域p内的新能源车辆的充电区域的充电点位数量；
[0105]
其中θ1＝90％，g1＝5％，该充电区域p内的新能源车辆(p1)的充电区域内共有7个
充电点位，其中作为用户的初始最优推荐点位的充电点位在新能源车辆(p1)的充电点位中排序为第4个；
[0106]
因此计算：
[0107][0108]
设置阈值e
m体x
＝50％，因为不存在10％大于e
m体x
，则输出初始最优推荐点位(即第二个充电点位)作为最佳充电点位推荐给用户。
[0109]
在本实施例二中，提供一种基于物联网技术的车辆充电状态监控系统，该系统包括新能源车辆充电平台、充电区域判断模块、实时监控预测模块、充电初始推荐模块、调节模块；
[0110]
所述新能源车辆充电平台内置有地图软件，用户在新能源车辆充电平台输入目的地，新能源车辆充电平台根据用户目的地和当前新能源车辆电量，生成车辆用电数据；所述充电区域判断模块用于根据新能源车辆的平均车速，生成充电区域，并标记充电区域内的充电点位；所述实时监控预测模块用于实时监控充电区域内各充电点位的新能源汽车充电状态，预测各充电点位的新能源汽车充电时长；所述充电初始推荐模块用于构建充电推荐模型，生成初始最优推荐点位，并实时获取充电区域内的新能源车辆，判断其是否需要充电区域内的充电点位；所述调节模块用于构建调节模型，为用户推荐最佳充电点位；
[0111]
所述新能源车辆充电平台的输出端与所述充电区域判断模块的输入端相连接；所述充电区域判断模块的输出端与所述实时监控预测模块的输入端相连接；所述实时监控预测模块的输出端与所述充电初始推荐模块的输入端相连接；所述充电初始推荐模块的输出端与所述调节模块的输入端相连接；所述调节模块的输出端与所述新能源车辆充电平台的输入端相连接。
[0112]
所述新能源车辆充电平台包括驾驶辅助单元、推荐输出单元；
[0113]
所述驾驶辅助单元用于根据内置地图软件和用户在新能源车辆充电平台输入的目的地，生成新能源车辆的用电数据；所述推荐输出单元用于接收调节模块的最终输出结果，并将其推送至用户端口，提醒用户查收；
[0114]
所述驾驶辅助单元的输出端与所述充电区域判断模块的输入端相连接；所述推荐输出单元的输出端与用户端口相连接。
[0115]
所述充电区域判断模块包括充电区域判断单元、充电点位采集单元；
[0116]
所述充电区域判断单元用于采集新能源车辆的车辆行驶数据，获取平均速度区间，生成充电区域；所述充电点位采集单元用于采集在充电区域内的充点点位，并进行记录；
[0117]
所述充电区域判断单元的输出端与所述充电点位采集单元的输入端相连接；所述充电点位采集单元的输出端与所述实时监控预测模块的输出端相连接。
[0118]
所述实时监控预测模块包括实时监控单元、预测单元；
[0119]
所述实时监控单元用于实时监控充电区域内各充电点位的新能源汽车充电状态，获取正在充电的新能源车辆信息数据；所述预测单元用于根据正在充电的新能源车辆信息数据，预测各充电点位的新能源汽车充电时长；
[0120]
所述实时监控单元的输出端与所述预测单元的输入端相连接；所述预测单元的输
出端与所述充电初始推荐模块的输入端相连接。
[0121]
所述充电初始推荐模块包括第一模型构建单元、判断单元；
[0122]
所述第一模型构建单元用于构建充电推荐模型，生成初始最优推荐点位；所述判断单元用于实时获取充电区域内的新能源车辆，判断其是否需要充电区域内的充电点位；
[0123]
所述第一模型构建单元的输出端与所述判断单元的输入端相连接；所述判断单元的输出端与所述调节模块的输入端相连接。
[0124]
所述调节模块包括第二模型构建单元、输出单元；
[0125]
所述第二模型构建单元用于存在充电区域内的新能源车辆需要充电区域内的充电点位时，构建调节模型；所述输出单元用于在调节模型调节后，为用户推荐最佳充电点位。
[0126]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0127]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种基于物联网技术的车辆充电状态监控方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：s1、用户在新能源车辆充电平台输入目的地，所述新能源车辆充电平台内置有地图软件，新能源车辆充电平台根据用户目的地和当前新能源车辆电量，生成充电区域，并标记充电区域内的充电点位；s2、实时监控充电区域内各充电点位的新能源汽车充电状态，预测各充电点位的新能源汽车充电时长；s3、构建充电推荐模型，生成初始最优推荐点位，并实时获取充电区域内的新能源车辆，判断其是否需要充电区域内的充电点位；s4、若存在充电区域内的新能源车辆需要充电区域内的充电点位，构建调节模型，为用户推荐最佳充电点位。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的车辆充电状态监控方法，其特征在于：所述标记充电区域内的充电点位包括：获取用户在新能源车辆充电平台输入的目的地；获取用户使用新能源车辆完成一次行驶的平均速度，所述用户使用新能源车辆完成一次行驶指用户输入目的地并到达，记为完成一次行驶；共计获取t组用户使用新能源车辆完成一次行驶的平均速度，t代表常数值，取其中最大值v2与最小值v1构建速度区间，记为[v1、v2]；生成充电区域：其中，u1代表新能源车辆电量告警阈值；代表新能源车辆以平均速度v1行驶时单位时间内消耗的电量；代表新能源车辆以平均速度v2行驶时单位时间内消耗的电量；所述充电区域指从出发点行驶到达新能源车辆电量告警时的最大行驶距离与最小行驶距离之间的区域，所述充电点位指在充电区域内的充电桩位置。3.根据权利要求2所述的一种基于物联网技术的车辆充电状态监控方法，其特征在于：所述预测各充电点位的新能源汽车充电时长包括：实时获取充电区域内各充电点位的新能源汽车充电信息数据，构建趋势预测网络；利用新能源车辆充电平台获取任一辆新能源车辆的充电数据，提取出充电时间集合，以7:3的比例分为样本集与测试样本集，构建lstm趋势预测网络：f
a
＝σ(w
f
×
[x
a-1
，y
a
]+b
f
)i
a
＝σ(w
i
×
[x
a-1
，y
a
]+b
i
)o
a
＝σ(w
o
×
[x
a-1
，y
a
]+b
o
)f＝o
a
×
tanh(c
a
)其中，f
a
代表遗忘门的输出；w
f
是遗忘门的权重矩阵；[x
a-1
，y
a
]表示把x
a-1
，y
a
两个向量连接成一个更长的向量；b
f
是遗忘门的偏置项；σ代表sigmoid函数；i
a
代表输入门的输出；y
a
代表当前时刻的输入；w
i
代表输入门的权重矩阵；b
i
代表输入门的偏置项；o
a
代表输出门的输出；w
o
代表输出门的权重矩阵；b
o
代表输出门的偏置项；f代表当前状态输出值；c
a
代表当前
时刻单元状态；x
a-1
代表前一时刻单元状态；tanh代表激活函数；根据趋势预测网络，获取当前状态输出值，作为充电区域内各充电点位的新能源汽车的预测充电时长，基于预测充电时长，获取各充电点位的预测空闲时间。4.根据权利要求3所述的一种基于物联网技术的车辆充电状态监控方法，其特征在于：所述充电推荐模型包括：设置任一用户的充电区域记为p；获取充电区域p中的充电点位，按距离进行排序记入集合{m1、m2、
…
、m
n
}，对应的该用户驾驶的新能源车辆以当前车速到达各充电点位的时间集合为{m
11
、m
22
、
…
、m
nn
}；根据趋势预测网络，获取充电区域p中的对应的各充电点位的预测空闲时间集合{f
11
、f
22
、
…
、f
nn
}；计算等待时长：t
w
＝f
ww-m
ww
其中，w代表充电点位序号；t
w
代表第w个充电点位的等待时长；f
ww
代表第w个充电点位的预测空闲时间；m
ww
代表驾驶的新能源车辆以当前车速到达第w个充电点位的时间；求取所有充电点位的等待时间，按照从小到大的顺序排序，若存在任一的t
w
小于0，则舍弃所有正值，按照剩余t
w
中w的从小到大顺序进行排序，选取剩余t
w
中最小的w对应的充电点位作为初始最优推荐点位；若存在任一的t
w
均不小于0，则选取最小的t
w
对应的充电点位作为初始最优推荐点位；获取用户到达初始最优推荐点位的时间，记为t
00
；实时获取充电区域p内的新能源车辆，根据新能源车辆充电平台提供的充电区域，判断充电区域p内的新能源车辆的充电区域与充电区域p是否存在交叉区域；若存在，根据充电区域p内的新能源车辆的当前车速，判断到达初始最优推荐点位的时间是否小于t
00
；若小于，构建调节模型：其中，e0代表充电区域p内的新能源车辆到达初始最优推荐点位充电的概率；θ1代表用户到达初始最优推荐点位充电的概率值，可系统设置；g1代表概率衰减系数值；w
00
代表初始最优推荐点位在充电区域p内的新能源车辆的充电区域的充电点位中的推荐排序序号；n
00
代表充电区域p内的新能源车辆的充电区域的充电点位数量；设置阈值e
m体x
，若存在e0大于e
m体x
，则顺次选取初始最优推荐点位的下一点位作为初始最优推荐点位，直至e0不大于e
m体x
；若存在所有e0均大于e
m体x
，则将距离最近的充电点位作为最佳充电点位推荐给用户；若存在e0不大于e
m体x
，则输出初始最优推荐点位作为最佳充电点位推荐给用户；若不存在交叉区域或到达初始最优推荐点位的时间不小于t
00
，则输出初始最优推荐点位作为最佳充电点位推荐给用户。5.一种基于物联网技术的车辆充电状态监控系统，其特征在于：该系统包括新能源车辆充电平台、充电区域判断模块、实时监控预测模块、充电初始推荐模块、调节模块；所述新能源车辆充电平台内置有地图软件，用户在新能源车辆充电平台输入目的地，新能源车辆充电平台根据用户目的地和当前新能源车辆电量，生成车辆用电数据；所述充
电区域判断模块用于根据新能源车辆的平均车速，生成充电区域，并标记充电区域内的充电点位；所述实时监控预测模块用于实时监控充电区域内各充电点位的新能源汽车充电状态，预测各充电点位的新能源汽车充电时长；所述充电初始推荐模块用于构建充电推荐模型，生成初始最优推荐点位，并实时获取充电区域内的新能源车辆，判断其是否需要充电区域内的充电点位；所述调节模块用于构建调节模型，为用户推荐最佳充电点位；所述新能源车辆充电平台的输出端与所述充电区域判断模块的输入端相连接；所述充电区域判断模块的输出端与所述实时监控预测模块的输入端相连接；所述实时监控预测模块的输出端与所述充电初始推荐模块的输入端相连接；所述充电初始推荐模块的输出端与所述调节模块的输入端相连接；所述调节模块的输出端与所述新能源车辆充电平台的输入端相连接。6.根据权利要求5所述的一种基于物联网技术的车辆充电状态监控系统，其特征在于：所述新能源车辆充电平台包括驾驶辅助单元、推荐输出单元；所述驾驶辅助单元用于根据内置地图软件和用户在新能源车辆充电平台输入的目的地，生成新能源车辆的用电数据；所述推荐输出单元用于接收调节模块的最终输出结果，并将其推送至用户端口，提醒用户查收；所述驾驶辅助单元的输出端与所述充电区域判断模块的输入端相连接；所述推荐输出单元的输出端与用户端口相连接。7.根据权利要求5所述的一种基于物联网技术的车辆充电状态监控系统，其特征在于：所述充电区域判断模块包括充电区域判断单元、充电点位采集单元；所述充电区域判断单元用于采集新能源车辆的车辆行驶数据，获取平均速度区间，生成充电区域；所述充电点位采集单元用于采集在充电区域内的充电点位，并进行记录；所述充电区域判断单元的输出端与所述充电点位采集单元的输入端相连接；所述充电点位采集单元的输出端与所述实时监控预测模块的输出端相连接。8.根据权利要求5所述的一种基于物联网技术的车辆充电状态监控系统，其特征在于：所述实时监控预测模块包括实时监控单元、预测单元；所述实时监控单元用于实时监控充电区域内各充电点位的新能源汽车充电状态，获取正在充电的新能源车辆信息数据；所述预测单元用于根据正在充电的新能源车辆信息数据，预测各充电点位的新能源汽车充电时长；所述实时监控单元的输出端与所述预测单元的输入端相连接；所述预测单元的输出端与所述充电初始推荐模块的输入端相连接。9.根据权利要求5所述的一种基于物联网技术的车辆充电状态监控系统，其特征在于：所述充电初始推荐模块包括第一模型构建单元、判断单元；所述第一模型构建单元用于构建充电推荐模型，生成初始最优推荐点位；所述判断单元用于实时获取充电区域内的新能源车辆，判断其是否需要充电区域内的充电点位；所述第一模型构建单元的输出端与所述判断单元的输入端相连接；所述判断单元的输出端与所述调节模块的输入端相连接。10.根据权利要求5所述的一种基于物联网技术的车辆充电状态监控系统，其特征在于：所述调节模块包括第二模型构建单元、输出单元；所述第二模型构建单元用于存在充电区域内的新能源车辆需要充电区域内的充电点
位时，构建调节模型；所述输出单元用于在调节模型调节后，为用户推荐最佳充电点位。
技术总结本发明公开了一种基于物联网技术的车辆充电状态监控系统及方法，属于物联网技术领域。该系统包括新能源车辆充电平台、充电区域判断模块、实时监控预测模块、充电初始推荐模块、调节模块；所述新能源车辆充电平台的输出端与所述充电区域判断模块的输入端相连接；所述充电区域判断模块的输出端与所述实时监控预测模块的输入端相连接；所述实时监控预测模块的输出端与所述充电初始推荐模块的输入端相连接；所述充电初始推荐模块的输出端与所述调节模块的输入端相连接；所述调节模块的输出端与所述新能源车辆充电平台的输入端相连接。本发明能够实时监控新能源车辆充电状态，为用户提供精准的充电点位。户提供精准的充电点位。户提供精准的充电点位。
技术研发人员：许国荣 刘英山 辛宁 冯君 陈雄健
受保护的技术使用者：江苏智慧优视电子科技有限公司
技术研发日：2022.07.12
技术公布日：2022/11/1
