OCPP 1.6 接入实现文档

news2024/9/21 14:45:49

一、简介

OCPP（Open Charge Point Protocol）是一个开放的通信协议，用于充电站（Charge Point）与中央系统（Central System，如充电站管理系统或服务提供商平台）之间的通讯。本篇文档将详细阐述如何基于OCPP 1.6版本进行接入和实现。

1.1 OCPP 1.6 特点

OCPP 1.6标准增强了安全性，支持JSON格式的消息传输，并引入了更多的功能以满足更复杂的充电需求，例如智能充电、远程触发控制、计量数据上报等。

二、环境准备

硬件：确保充电设备支持OCPP 1.6协议并配置网络连接。
软件：在充电站和中央系统两端均需安装支持OCPP 1.6的软件栈，包括协议解析库和应用层业务逻辑处理程序。
安全设置：根据OCPP 1.6规范，可以使用TLS加密以保证通讯的安全性。

三、接入步骤

3.1 建立连接

充电站启动后主动向中央系统发起TCP连接请求，并发送BootNotification消息以告知其已上线。
中央系统收到BootNotification后回应一个确认消息，并可能提供一些配置信息。
1）BootNotification.req：充电站启动后发送BootNotification.req消息给中央系统。
2）BootNotification.conf：中央系统收到请求后回复BootNotification.conf确认消息，并可能提供配置信息。

3.2 认证授权

根据实际部署情况，可能需要执行身份认证和授权过程，这通常通过Authorize和StartTransaction等消息实现。
1）Authorize.req：当用户插入充电枪时，充电站向中央系统发起Authorize.req请求，包含用户ID（如RFID标签ID）。
2）Authorize.conf：中央系统验证用户身份并回复Authorize.conf响应，指示是否授权成功。
3）StartTransaction.req：在授权成功后，充电站发送StartTransaction.req以开始充电交易。
4）StartTransaction.conf：中央系统回复确认交易开始的消息。

3.3 数据交互

充电站定期或在特定事件触发时向中央系统发送状态更新，如Heartbeat, MeterValues, StatusNotification等。
1）MeterValues.req：充电过程中，充电站定期或按需发送MeterValues.req报告计量值（如电量消耗）。
2）Heartbeat.req/Heartbeat.conf：为了保持连接状态和检查存活，双方可定期互发心跳包。
中央系统可以通过RemoteStartTransaction, RemoteStopTransaction, ChangeConfiguration等命令来远程控制和管理充电站。

3.4 交易处理

交易生命周期涉及StartTransaction, StopTransaction等消息，用于记录并结算充电费用。
1）StopTransaction.req：充电结束时，充电站发送StopTransaction.req停止交易并结算费用。
2）StopTransaction.conf：中央系统确认交易已停止并完成计费处理。
3）UpdateFirmware.req：如果有新固件版本，中央系统可以发送UpdateFirmware.req命令要求充电站升级固件。

四、关键接口实现

4.1 BootNotification

Json

{
  "messageTypeId": "BootNotification",
  "chargePointVendor": "Vendor Name",
  "chargePointModel": "Model Name",
  "firmwareVersion": "Version Number",
  "iccid": "Optional ICCID",
  "imsi": "Optional IMSI"
}

4.2 Authorize

Json

{
  "messageTypeId": "Authorize",
  "idTag": "User's ID Tag"
}

4.3 StartTransaction

Json

{
  "messageTypeId": "StartTransaction",
  "connectorId": "Connector Identifier",
  "idTag": "User's ID Tag",
  // Other optional parameters...
}

4.4 MeterValues

Json

{
  "messageTypeId": "MeterValues",
  "connectorId": "Connector Identifier",
  "transactionId": "Transaction Identifier",
  "meterValue": [
    {
      "timestamp": "Timestamp of the reading",
      "sampledValue": [
        {
          "value": "Energy consumed in Wh",
          // Other sampled values such as voltage, current, etc.
        }
      ]
    }
  ]
}

1. 创建基础结构

首先，你需要创建一个ChargePoint类和一个CentralSystem类来模拟双方交互。假设使用了Spring Boot和WebSockets（因为OCPP 1.6支持WebSocket传输）：

Java

public class ChargePoint {
    // 连接WebSocket会话
    private WebSocketSession session;
    
    // 其他属性如vendor, model等...

    public void sendToCentralSystem(Message message) {
        try {
            this.session.sendMessage(new TextMessage(objectMapper.writeValueAsString(message)));
        } catch (JsonProcessingException e) {
            // 处理序列化异常
        } catch (IOException e) {
            // 处理网络IO异常
        }
    }

    // 实现其他接口调用方法，如bootNotification, startTransaction等...
}

public class CentralSystem {
    // 处理从充电站接收的消息
    public void handleMessage(String json) {
        Message message = objectMapper.readValue(json, Message.class);
        handleIncomingMessage(message);
    }

    private void handleIncomingMessage(Message message) {
        switch (message.getMessageTypeId()) {
            case BOOT_NOTIFICATION:
                BootNotificationRequest bootNotification = (BootNotificationRequest) message;
                // 处理并回应BootNotification请求
                break;
            // 类似的处理StartTransaction, MeterValues等其他类型的消息
        }
    }

    // 实现向充电站发送消息的方法
}

2. 定义消息模型

定义各类消息对象，例如BootNotificationRequest、MeterValuesRequest等，它们都继承自一个基类Message：

Java

public abstract class Message {
    private String messageTypeId;
    // 其他公共属性或方法...
}

public class BootNotificationRequest extends Message {
    private String chargePointVendor;
    private String chargePointModel;
    // 其他属性...
}

public class MeterValuesRequest extends Message {
    private List<MeterValue> meterValues;
    // 其他属性...
    
    public static class MeterValue {
        private Long timestamp;
        private List<SampledValue> sampledValues;
        // ...
    }
    
    public static class SampledValue {
        private String value;
        // 其他计量值属性...
    }
}

3. 序列化与反序列化

利用Jackson库或其他JSON库进行序列化和反序列化操作：

Java

import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;

ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();

4. 实际消息处理逻辑

在handleIncomingMessage方法中，针对每种消息类型执行相应的业务逻辑，例如处理BootNotification：

Java

private void handleIncomingMessage(Message message) {
    if (message instanceof BootNotificationRequest) {
        BootNotificationRequest bootNotification = (BootNotificationRequest) message;
        // 业务逻辑：验证设备信息、保存到数据库、回复确认消息等
        BootNotificationResponse response = new BootNotificationResponse(RegistrationStatus.Accepted, "config");
        String jsonResponse = objectMapper.writeValueAsString(response);
        chargePoint.sendToCentralSystem(response);
    }
    // 其他消息类型的处理...
}