具体实施方式

结合附图对本发明进一步阐释。

参见图1和图2所示的一种智能充电桩预约充电方法，包括以下步骤：

S1.充电桩在出厂前需要通过诊断工具，写入充电桩的唯一性身份ID数据，同时通过4G/5G通信与云端充电服务平台建立通信连接，进行身份注册，注册成功后，云端充电服务平台就可以与对应充电桩建立通信，并建立对应充电桩的数据库，存放相关运营数据，包括充电相关数据。给用户安装好充电桩设备后，用户通过移动设备的用户端扫描充电桩上唯一的身份二维码，或直接输入充电桩身份ID号，充电桩接收用户发起的匹配指定，使得移动设备的用户端和充电桩进行绑定，就本实施例而言，移动设备的用户端为手机APP。

S2.充电桩接收用户预约请求，为了防止通信异常问题，可以通过两种方式发送预约充电信息，一种是手机APP通过4G/5G通信，发送到云端充电服务平台，再转发到充电桩设备，一种是手机APP通过蓝牙通信直接发送到充电桩设备。主要包括以下步骤：

S201.如果用户未配置预约充电指令，则进入步骤S5，如果用户配置预约充电指令，并发送预约充电信息至充电桩，充电桩接收用户的预约充电指令，进入步骤S202，其中预约指令中包括用户制定的预约充电相关配置数据；用户根据用车习惯和个人需求定制预约充电相关配置数据，预约充电相关配置数据包括开始充电时间（如：2021年12月25号23时）、持续充电的最小时间（如：6小时）、持续充电的最大时间（如：8小时）、持续充电的最小电能值（如：60度）和持续充电的最大电能值（如：70度）等。

S202.用户请求发送相关数据，手机APP按照规定格式把以上相关数据按照帧格式添加到数据帧中，完整的帧数据包括充电桩ID号。再通过4G/5G通信发送给云端充电服务平台，云端充电服务平台接收用户发送的相关配置数据以及充电桩的ID数据，再进入步骤S203，

S203.云端充电服务平台根据一帧数据包中对应的充电桩ID号，首先查询对应充电桩的状态，确认是否可以预约充电。如果不能预约充电，则拒绝用户的预约充电请求，并把拒绝相关原因推送给用户手机APP上。拒绝的原因可能包括充电桩处于故障状态、充电桩无法通信连接、预约时间段已经被预约或充电桩系统处于升级中等。预约失败，则拒绝用户的预约充电请求，结束预约请求，进入步骤S204；如果在用户请求的预约充电时间段是空闲的，则把预约充电数据转发给对应的充电桩，同时，预约成功信息推送给用户的手机APP上，进入步骤S3；

S204.如果手机APP显示拒绝失败，而且拒绝原因是充电桩无法通信连接，则手机APP启动手机蓝牙通信预约功能；只要用户开车到停车场，靠近充电桩，手机蓝牙就会跟充电桩蓝牙建立连接。一旦连接成功，手机APP就会把预约充电信息通过手机蓝牙通信发送给充电桩设备。进入步骤S3。如果失败原因不是充电桩无法通信连接，取消本次预约申请。

S3.充电桩设备收到预约充电指令，实现预约充电功能；其中，充电桩设备可以通过两种方式收到预约充电信息，第一种为手机APP通过将预约充电信息发送到云端充电服务平台，云端充电服务平台再转发到充电桩设备，使得充电桩设备可以收到预约充电信息；第二种为手机APP通过蓝牙通信直接将预约充电信息发送到充电桩设备；两种连接方式中，以云端充电服务平台发送的信息优先级高。充电桩在没有收到云端充电服务平台的预约充电信息时，才会响应手机APP通过蓝牙通信发送的预约充电信息。从而能够防止通信异常问题。

预约充电主要步骤如下：

S301.充电桩设备收到预约充电相关信息后，要区分是手机蓝牙预约还是平台预约，如果是平台预约，则设置充电预约源为平台。如果是手机蓝牙预约，而且当前充电预约源为空，则设置充电预约源为手机蓝牙。如果当前充电预约源已经为平台或手机蓝牙，则不响应现场的手机蓝牙的再次预约，以当前的充电预约源为准，当充电桩设备收到的预约充电信息后，把预约开始充电时间（如：2021年12月25号23时0分0秒）减去系统当前时间（如：2021年12月25号18时30分0秒），算出启动充电的相对时间（如：4小时30分），开启定时器从0开始计时，同时，充电桩设备进入预约充电模式，进入步骤S311；

S311.判断用户是否把充电桩的充电枪插上，如果没有插上，则进入步骤S312。如果插上，则进入步骤S302。

S312.判断启动充电的相对时间与定时器计时时间的差值与预设临界值的关系，本实施例中，系统设置的预设临界值为启动充电的相对时间的三分之一，以启动充电的相对时间4小时30分为例，系统设置的预设临界值为1小时30分，如果启动充电的相对时间与定时器计时时间的差值在未达到1小时30分，则继续等待，如果启动充电的相对时间与定时器计时时间的差值达到1小时30分，而且充电枪未插上，则把未插枪状态通过4G\5G通信发送给平台，再由平台推送给用户手机APP，提示用户及时插上充电枪；再进入步骤S313；

S313.判断定时器计时时间是否大于或等于启动充电的相对时间，如果满足，而且充电枪未插上，则继续等待一定时长，本实施例中设置的一定时长为5分钟，如果5分钟达到后，充电枪未插上，则取消预约充电，并把取消预约充电功能通过4G\5G通信发送给平台，再由平台推送给用户手机APP，提示用户预约充电功能由于超时未插枪取消，取消预约。如果不满足，则进入步骤S312；

S302.判断定时器计时时间是否大于或等于启动充电的相对时间（如：4小时30分），如果不满足，则继续等待。如果满足，则充电桩控制器启动充电，同时，关闭定时器。进入步骤S4。

S4.充电桩控制器启动充电后，需要根据充电时间和充电电能，判断是否停止充电。主要步骤包括：

S401.设置充电时间变量，并初始化为0，记录充电时间长度，设置单次充电电能值变量，并初始化为0，设置电能表初始电能值变量，并初始化为0，控制器通过SPI通信读取电能芯片当前的电能值，并赋值给电能表初始电能值，控制器启动的周期任务的时间为t，进入步骤S402；

S402.控制器每t秒对充电时间变量加t，则：充电时间变量=充电时间变量+t，同时更新单次充电电能值，单次充电电能值=通过SPI通信读取电能芯片当前的电能值-电能表初始电能值，进入步骤S403，本实施例中，设置t为10秒；

S403.控制器发送充电相关数据给云端充电服务平台，数据包括充电持续时间、单次充电电能值和充电状态，云端充电服务平台再将相关数据发送至手机APP，方便用户通过手机APP实时查询。进入步骤S404；

S404.判断充电时间变量是否大于持续充电的最小时间，如果不满足，则进入步骤S402；如果满足，则进入步骤S405；

S405.判断单次充电电能值是否大于持续充电的最小电能值，如果不满足，则进入步骤S402；如果满足，则进入步骤S406；

S406.判断充电时间变量是否大于等于持续充电的最大时间，或者单次充电电能值是否大于等于持续充电的最大电能值，如果不满足，则进入步骤S402；如果满足，则进入步骤S407；

S407.充电桩控制器停止充电，关闭相关充电执行器端口继电器，发送本次预约充电结束通知云端充电服务平台，由云端充电服务平台推送信息给手机APP，本次预约充电结束。即当持续充电的最小时间和持续充电的最小电能值同时满足，并且持续充电的最大时间或持续充电的最大电能值满足时，充电桩控制器控制充电桩停止充电。

在步骤S2中，如果用户未配置预约充电指令，充电桩未接收用户的预约充电指令，则进入步骤S5，步骤S5包括：

S501.判断充电桩的充电枪为插枪状态（即充电枪插入至电动车上），如果是，则进入S502；如果否，则结束；

S502.判断充电桩蓝牙和用户手机蓝牙是否联上，如果是，则进入S503；如果否，则结束；

S503.充电桩自动启动充电功能，通过充电枪立刻对电动车进行充电，当车辆电池充满或者用户拔出充电枪时，断开充电。

使得用户选择多样化，用户可以通过配置预约充电信息，进行预约充电，用户也可以不配置预约用电信息，直接进行充电。

本发明的预约充电方法，利用预约充电相关配置数据，使得充电桩能够根据配置时间自动启动充电，同时，根据充电时间和充电电能数据有效关闭充电，使得智能充电桩能够安全的预约充电，避开用电高峰，降低用电成本。

作为本发明的一种改进，充电桩上设有摄像头，对充电现场进行监控。摄像头将拍摄到的信息通过充电桩控制器发送至手机APP，方便用户通过手机APP查看充电桩现场视频或图片。

用户通过摄像头对充电桩周围环境进行查看，摄像头查看方法包括以下步骤：

d1.用户通过手机APP界面进行操作，并发送查看指令至云端充电服务平台，云端充电服务平台接收用户的查看指令，如果查看指令为充电桩现场视频，则进入步骤d2；如果查看指令为充电桩现场图片，则进入步骤d4；如果查看指令为关闭摄像头，则进入步骤d6；

d2. 用户通过点击手机APP界面查看视频按钮，请求查看充电桩现场视频，通过4G/5G通信把信息发送给云端充电服务平台，云端充电服务平台将查看视频指令转发给充电桩，进入步骤d3；

d3.充电桩控制器周期查询请求视频指令信息，如果收到查看视频请求，通过打开摄像头的电源，开启摄像头，同时，把摄像头数据传输给云端充电服务平台，再传输到手机APP显示，传输速度每秒12帧数据传输视频数据；

d4. 用户通过点击手机APP界面查看图片按钮，请求查看充电桩现场图片，通过4G/5G通信把信息发送给云端充电服务平台，云端充电服务平台将查看图片指令转发给充电桩，进入步骤d5；

d5.充电桩控制器周期查询请求图片指令信息，如果收到查看图片请求，通过打开摄像头的电源，开启摄像头，延迟200毫秒后，抓取摄像头视频图像一帧完整数据，同时，把一帧视频数据转换成图片数据，再把数据传输给云端充电服务平台，再传输到手机APP显示；

d6.关闭摄像头电源。

用户通过手机APP控制旋转摄像头视角，手机APP界面上具有上、下、左、右的方向按钮，手指触摸点击一次按钮，则发送一次对应按钮（上、下、左、右）的按键请求。如果手指长按按钮，则每隔500毫秒发送一次对应按钮的按键请求。

控制摄像头的旋转包括以下步骤：

e1.摄像头通过两个马达电机控制摄像头旋转，一个电机控制上下旋转，一个电机控制左右旋转；充电桩控制器对电机的控制在一个周期任务中处理，本实施例中，设置的一个周期为5毫秒；首先，对电机旋转计时器值初始化为0，进入步骤e2；

e2.周期的查询手机APP发过来的按键信息，如果是向右按键，则进入步骤e3；如果是向左按键，则进入步骤e4；如果是向上按键，则进入步骤e5；如果是向下按键，则进入步骤e6，否则，进入步骤e10；

e3.对左右旋转电机的正极设置高电平，负极设置低电平；进入步骤e7；

e4.对左右旋转电机的正极设置低电平，负极设置高电平；进入步骤e7；

e5.对上下旋转电机的正极设置高电平，负极设置低电平；进入步骤e7；

e6.对上下旋转电机的正极设置低电平，负极设置高电平；进入步骤e7；

e7.每5毫秒对电机旋转计时器值加1；进入步骤e8；

e8.判断电机旋转计时器值是否大于等于预设值，本实施例中预设值为40（200毫秒），如果不满足，则进入步骤e7，如果满足，则进入步骤e9；

e9.把左右电机的正极和负极都设置成低电平，把上下电机的正极和负极都设置成低电平；电机停止，进入步骤e10；

e10.周期查询按键，进入步骤e1。

通过增加充电桩现场视频监控，方便用户实时查看充电桩对电动车充电现场的视频或图片，真实了解充电状态，确保有效又安全的充电。同时，通过控制摄像头自带的电机，有效调节摄像头视角，查看更广阔视野的视频或图片数据。

作为本发明的一种改进，充电桩控制器系统每次启动后，会主动跟云端充电服务平台建立连接；以保证通信正常。

连接的步骤如下：

f1.初始化连接超时计时器为0，初始化4G/5G模组复位次数为0，检测连接任务为每5秒周期运行，进入步骤f2；

f2.计算超时阈值，计算公式：超时阈值=（复位次数+1）*600/5，其中600表示600秒，5表示每隔5秒会连接一次，并且预设的最大超时阈值为720，判断实际超时阈值是否大于720，如果实际计算的超时阈值大于720，则按照预设的最大超时阈值720进行，如果实际计算的超时阈值小于720，则按照实际计算的超时阈值进行，进入步骤f3；

f3.每隔5秒，对连接超时计时器值加1，判断连接超时计时器是否大于或等于超时阈值，如果满足，则进入步骤f5，如果不满足，则进入步骤f4；

f4.通过拨号跟云端充电服务平台建立连接，如果连接成功，则进入步骤f6，如果没有连接成功，则继续连接，进入步骤f3；

f5.对4G/5G模组进行复位，对4G/5G模组复位次数加1，对连接超时计时器初始化为0，进入步骤f2；

f6.连接结束。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。