程序聚合 软件案例 某充电桩管理大后端

某充电桩管理大后端

2025-09-09 16:40:51
行业:物联网
载体:小程序、H5
技术:MyBatis、Spring、Spring Boot、Spring Cloud

业务和功能介绍

1. 立项背景与目标​​
​​背景:​​
中国是两轮电动车的保有量大国。政府大力推动智能充电桩进社区、进园区,以技防代替人防,市场迎来爆发式增长。我司决定研发一个​​面向两轮充电市场​​的、集​​用户服务、商户运营、设备管理​​于一体的智能化SaaS平台。
​​目标:​​
​​对用户(C端):​​提供最便捷、最安全的充电体验。
​​对商户/运营商(B端):​​ 提供一套“​​开箱即用、免运维​​”的SaaS化管理平台。
​​对公司(平台方):​​ 打造行业领先的物联网PaaS平台,通过​​设备接入、SaaS服务、支付分账​​三大核心能力,构建平台生态。

​​2. 软件功能与核心模块介绍​​
平台采用​​微服务架构​​,确保高可用、高并发和易扩展性,主要分为四大核心板块:

​​2.1 C端用户服务模块 (微信小程序)​​
找桩导航:​​ 基于地理位置展示周边充电站点的空闲插座数量、价格、距离,支持导航。
​​灵活支付与营销:​​ 支持微信支付、支付宝、充值余额等多种方式。集成优惠券、充值赠送、会员折扣等营销工具。
​​充电实时监控:​​ 实时查看充电状态、已充时长、消费金额,支持远程续充和手动停止。
​​安全预警与保险:​​ 充电异常(如过载、断电)实时推送提醒,并可引入充电险,提升用户安全感。

​​2.2 B端商户SaaS管理模块 (PC Web管理后台)​
​​多维价格策略管理:​​ 支持按​​功率​​、​​时长​​、​​电量​​等多种计费模式,可设置分时电价(如峰、谷、平),满足不同场景需求。
​​资产与设备监控:​​ 可视化管理所有充电桩和插座,实时监控其​​在线/离线、空闲/使用中/故障​​状态,支持远程重启、固件升级。
​​自动化财务分账:​​ 系统自动按日、周、月生成收益报表,并支持根据预设比例与物业等合作方进行​​自动化分账结算​​,简化对账流程。


​​2.3 设备接入与协议通信模块 (IoT物联网中台)​​
​​连接管理与状态同步:​​ 维护与海量充电桩的稳定长连接,处理心跳检测、断线重连,确保设备状态实时同步至平台。
​​指令精准下发:​​ 向设备发送启动充电、停止充电、校准时间、调整功率阈值等控制指令,要求高可靠性。
​​安全与告警处理:​​ 实时接收并处理设备上报的​​过载、漏电、断电、离线​​等安全告警事件,并触发推送和后台通知。

​​2.4 平台核心支撑模块​​
​​订单服务:​​ 处理充电订单的生成、计费(根据复杂的计费规则)、结束和状态管理。
​​支付与分账服务:​​ 对接支付渠道,处理支付、退款,并执行与商户、渠道方的自动化分账逻辑。
​​用户认证与授权:​​ 管理C端用户、B端商户、运维人员等多端身份的认证和权限控制。

项目实现

1. 整体架构与设计思路​​
​​1.1 设计思路​​
我们的核心设计目标是构建一个​​高并发、高可用、易扩展​​的物联网SaaS平台。面临的主要挑战是:海量设备长连接管理、不同硬件厂商的协议兼容、订单与设备状态的强一致性,以及灵活的分账策略。我们采用了 ​​“前后端分离 + 微服务化”​​ 的架构思想,将系统解耦,使各服务能够独立开发、部署和扩容。
​2. 我的负责模块与量化结果​​
作为核心后端开发工程师,我主要负责了​​设备接入与通信中台​​和​​订单与支付服务​​的设计与实现。

​​2.1 负责模块一:设备接入与通信中台 (IoT Core)​​
​​工作内容​​:
1.​基于设备自身协议实现了高性能的TCP长连接服务​​,作为设备接入的入口。
2.对接其他平台设备(MQTT协议)。
3.​实现了设备心跳检测、断线重连、指令重发​​等机制,保障通信链路的可靠性。
4.将设备实时状态(在线/离线/使用中)同步至Redis​​,供API网关和业务服务高效查询。

​​量化结果​​:
​​连接规模​​:成功支撑了​​50,000+​​ 台充电设备的​​稳定长连接​​,平均心跳间隔30秒。
​​性能提升​​:通过连接池和异步处理,单服务节点可承载​​2,000+​​ 台设备连接,​​CPU平均负载低于40%​​。
​​开发效率​​:协议适配器模式使新厂商设备接入周期从 ​​2人周缩短至1人日​​,只需实现新的编解码器即可。

​​2.2 负责模块二:订单与支付服务 (Order & Payment Service)​​
​​工作内容​​:
1.设计了​​状态机模式的订单系统​​,清晰管理“生成->待支付->充电中->已完成”等状态流转。
2.实现了​​基于实际功率的实时计费逻辑​​(如0-200W一个价,200-500W一个价)。
3.对接了​​微信支付​​,处理支付回调,并基于MQ消息驱动订单状态变更。
4.参与了​​每日自动分账​​功能的开发,通过定时任务统计订单,按比例计算商户收入。

​​量化结果​​:
​​处理量​​:系统日均处理​​30,000+​​ 个充电订单,支付成功率达​​99.98%​​。
​​准确性​​:计费模块实现了​​100%​​ 的财务准确性,未发生因代码bug导致的资损事件。
​​稳定性​​:通过Sentinel对支付回调接口进行限流保护,成功应对了节假日高峰流量,未出现宕机。

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鹏小燊
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