lingyunxsh/mqtt_power
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2025-05-19 09:44:53 +08:00
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@@ -0,0 +1,251 @@
# 智能充电桩管理系统 (Charging Pile Management System)
## 1. 项目简介
本项目是一个基于 Spring Boot (后端) 和 Next.js (前端) 构建的智能充电桩管理与计费系统。旨在为用户提供便捷的充电服务，并为管理员提供高效的充电桩、用户及计费管理功能。支持通过 MQTT 协议与充电桩硬件（单片机）进行实时通信和控制。
### 核心功能
* **用户端**:
* 用户注册与登录
* 查看账户余额、充电记录
* 扫码/输入ID启动充电
* 停止充电
* 激活码兑换充值
* **管理端**:
* 用户管理（查询、添加、编辑、删除）
* 充电桩/车位管理（状态监控、添加、编辑、删除）
* 充电会话管理（查询、监控）
* 激活码管理（生成、查询、删除）
* 系统概览与统计
* **硬件交互 (通过 MQTT)**:
* 充电桩状态上报 (空闲、连接中、充电中、故障等)
* 远程启动/停止充电指令下发
* 心跳维持
## 2. 技术栈
* **后端**: Spring Boot, Spring Security, MyBatis Plus, MySQL, Mosquitto (MQTT Broker)
* **前端**: Next.js, React, TypeScript, Ant Design, Axios
* **数据库**: MySQL
* **通信协议**: HTTP/HTTPS, MQTT
## 3. 项目部署与运行
### 3.1. 环境准备
* Java JDK 1.8 或更高版本
* Maven 3.x
* Node.js 16.x 或更高版本
* Yarn 或 npm
* MySQL 5.7 或更高版本
* MQTT Broker (例如 Mosquitto) 已安装并运行 (默认端口 1883)
### 3.2. 后端服务 (springboot-init-main)
1. **数据库配置**:
* 创建一个数据库 (例如 `charging_system_db`)。
* 修改 `springboot-init-main/src/main/resources/application.yml` (或对应环境的配置文件) 中的数据库连接信息:
```yaml
spring:
datasource:
url: jdbc:mysql://localhost:3306/your_database_name?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&serverTimezone=Asia/Shanghai
username: your_db_username
password: your_db_password
```
2. **MQTT Broker 配置**:
* 确保 MQTT Broker 正在运行。
* 在 `application.yml` 中配置 MQTT 连接参数 (如果需要修改默认值或添加认证):
```yaml
mqtt:
broker-url: tcp://localhost:1883 # 替换为您的 MQTT Broker 地址
client-id-publisher: backend-publisher-default
client-id-subscriber: backend-subscriber-default
default-topic: "charging/default/topic" # 示例，具体业务主题见单片机对接部分
# username: your_mqtt_username # 如果 Broker 需要认证
# password: your_mqtt_password # 如果 Broker 需要认证
```
3. **启动后端服务**:
* 在 `springboot-init-main` 目录下，使用 Maven 运行:
```bash
mvn spring-boot:run
```
* 或者打包成 jar 文件后运行:
```bash
mvn clean package
java -jar target/springboot-init-main-0.0.1-SNAPSHOT.jar # 注意替换为实际生成的jar包名
```
* 服务默认运行在 `http://localhost:7529` (或您在 `application.yml` 中配置的端口)。
### 3.3. 前端应用 (charging_web_app)
1. **安装依赖**:
在 `charging_web_app` 目录下运行:
```bash
yarn install
# 或者
# npm install
```
2. **API 代理配置**:
前端应用通过 Next.js 的代理将 `/api` 请求转发到后端服务。此配置在 `next.config.js` 中：
```javascript
// next.config.js (示例)
/** @type {import('next').NextConfig} */
const nextConfig = {
reactStrictMode: true,
async rewrites() {
return [
{
source: '/api/:path*',
destination: 'http://localhost:7529/api/:path*', // 后端服务地址
},
];
},
};
module.exports = nextConfig;
```
确保 `destination` 指向您后端服务的正确地址和端口。
3. **启动前端开发服务器**:
```bash
yarn dev
# 或者
# npm run dev
```
前端应用默认运行在 `http://localhost:3000`。
4. **构建生产版本**:
```bash
yarn build
yarn start
# 或者
# npm run build
# npm run start
```
## 4. 单片机 (充电桩硬件) 对接指南
智能充电桩硬件需通过 MQTT 协议与本系统的后端服务进行通信。
### 4.1. MQTT 连接配置
* **Broker 地址**: 单片机需配置连接到与后端服务相同的 MQTT Broker (例如 `tcp://your_mqtt_broker_address:1883`)。
* **Client ID**: 每个充电桩应使用唯一的 Client ID。建议使用充电桩的物理ID或序列号，例如 `charger_spot_001`。
* **认证**: 如果 MQTT Broker 配置了用户名/密码认证，单片机连接时也需提供。
### 4.2. MQTT 主题 (Topics) 约定
#### 4.2.1. 状态上报 (单片机 -> 后端)
* **主题格式**: `charging/spot/{spotUid}/status`
* `{spotUid}`: 充电桩/车位的唯一标识符 (必须与后端数据库中 `parking_spot` 表记录的 `uid` 一致)。
* **消息格式 (Payload)**: JSON
```json
{
"spotUid": "SPOT001",
"timestamp": "2024-05-19T12:30:00Z", // ISO 8601 UTC
"status": "IDLE",
"voltage": 220.5,
"current": 0.0,
"power": 0.0,
"energyConsumed": 0.0, // 本次充电已用电量 (kWh)
"errorCode": 0,
"errorMessage": "",
"sessionId": null // 可选，充电中则为当前会话ID
}
```
* **状态定义 (`status`)**: (根据实际项目枚举调整)
* `IDLE`: 空闲
* `PLUGGED_IN`: 已插枪 (待启动)
* `AWAITING_START_COMMAND`: (可选) 已扫码，等待后端确认启动
* `CHARGING`: 充电中
* `STOPPING`: 停止中
* `COMPLETED`: 充电完成
* `FAULTED`: 故障
#### 4.2.2. 指令下发 (后端 -> 单片机)
单片机需订阅以下主题以接收指令。
* **启动充电指令**:
* **主题格式**: `charging/spot/{spotUid}/command/start`
* **消息格式 (Payload)**: JSON
```json
{
"commandId": "cmd_uuid_123",
"sessionId": 789,
"userId": 123
}
```
* **停止充电指令**:
* **主题格式**: `charging/spot/{spotUid}/command/stop`
* **消息格式 (Payload)**: JSON
```json
{
"commandId": "cmd_uuid_678",
"sessionId": 789,
"reason": "USER_REQUEST"
}
```
#### 4.2.3. 指令执行回执 (单片机 -> 后端, 推荐)
* **主题格式**: `charging/spot/{spotUid}/command/ack`
* **消息格式 (Payload)**: JSON
```json
{
"commandId": "cmd_uuid_123",
"spotUid": "SPOT001",
"status": "SUCCESS",
"message": "Charging started"
}
```
#### 4.2.4. 心跳 (单片机 -> 后端)
* **主题格式**: `charging/spot/{spotUid}/heartbeat`
* **消息格式 (Payload)**: JSON
```json
{
"spotUid": "SPOT001",
"timestamp": "2024-05-19T12:35:00Z",
"status": "IDLE"
}
```
* **频率**: 例如每 30-60 秒。
### 4.3. 单片机开发关键逻辑
1. **MQTT 初始化与重连机制**。
2. **订阅指令主题**。
3. **JSON 指令消息解析**。
4. **充电启停控制** (继电器等硬件操作)。
5. **状态监测与实时上报**。
6. **心跳包定时发送**。
7. **故障检测与上报**。
8. **安全性**: 确保 `spotUid` 唯一性；推荐 MQTT 通信使用 TLS/SSL 加密。
### 4.4. 示例流程：用户启动充电
1. 用户在前端 App 请求启动充电桩 `SPOT001`。
2. 后端服务验证，创建充电会话 `sessionId=789`。
3. 后端向 MQTT 主题 `charging/spot/SPOT001/command/start` 发布启动指令。
4. 单片机 `SPOT001` 接收指令，启动充电。
5. 单片机向 `charging/spot/SPOT001/status` 上报状态 `CHARGING`，包含 `sessionId`。
6. (可选) 单片机向 `charging/spot/SPOT001/command/ack` 发布成功回执。
7. 后端更新会话状态，前端界面同步更新。
## 5. 项目结构 (简要)
```
. 项目根目录
├── charging_web_app/ # 前端 Next.js 应用
│ ├── src/
│ ├── public/
│ └── package.json
├── springboot-init-main/ # 后端 Spring Boot 应用
│ ├── src/
│ │ ├── main/
│ │ │ ├── java/com/yupi/project/
│ │ │ └── resources/
│ │ └── test/
│ ├── doc/ # 项目文档 (如数据库DDL, 阶段计划等)
│ └── pom.xml
└── README.md # 本文件
```
## 6. 后续工作与展望
* 完善各模块的单元测试和集成测试。
* 进一步优化 API 文档和错误处理机制。
* 根据实际运营需求，增加更细致的统计报表功能。
* 考虑引入更高级的 MQTT 特性，如QoS、遗嘱消息等。
* 前端 UI/UX 持续打磨，提升用户体验。

33
springboot-init-main/sql/mqtt_power.sql
View File

@@ -11,12 +11,35 @@
Target Server Version : 50744 Target Server Version : 50744
File Encoding : 65001 File Encoding : 65001
Date: 17/05/2025 21:14:59 Date: 18/05/2025 19:54:49
*/ */
SET NAMES utf8mb4; SET NAMES utf8mb4;
SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 0; SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 0;
-- ----------------------------
-- Table structure for activation_code
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `activation_code`;
CREATE TABLE `activation_code` (
`id` bigint(20) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键ID',
`code` varchar(64) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_unicode_ci NOT NULL COMMENT '激活码字符串，确保全局唯一',
`value` decimal(10, 2) NOT NULL COMMENT '激活码对应的面值（金额）',
`is_used` tinyint(3) UNSIGNED NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '是否已使用：0-未使用，1-已使用',
`user_id` bigint(20) UNSIGNED NULL DEFAULT NULL COMMENT '使用者用户ID (如果已使用)',
`use_time` datetime NULL DEFAULT NULL COMMENT '激活码使用时间 (如果已使用)',
`expire_time` datetime NULL DEFAULT NULL COMMENT '激活码过期时间 (NULL表示永不过期)',
`batch_id` varchar(64) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_unicode_ci NULL DEFAULT NULL COMMENT '生成批次号，方便管理员追踪管理',
`create_time` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
`update_time` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间',
`is_delete` tinyint(3) UNSIGNED NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '逻辑删除标志：0-未删除，1-已删除',
PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE,
UNIQUE INDEX `uk_code`(`code`) USING BTREE COMMENT '激活码唯一索引',
INDEX `idx_user_id`(`user_id`) USING BTREE COMMENT '使用者用户ID索引',
INDEX `idx_expire_time`(`expire_time`) USING BTREE COMMENT '过期时间索引',
INDEX `idx_batch_id`(`batch_id`) USING BTREE COMMENT '批次号索引'
) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 102 CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_unicode_ci COMMENT = '激活码表' ROW_FORMAT = Dynamic;
-- ---------------------------- -- ----------------------------
-- Table structure for charging_robot -- Table structure for charging_robot
-- ---------------------------- -- ----------------------------
@@ -34,7 +57,7 @@ CREATE TABLE `charging_robot` (
`is_deleted` tinyint(1) NULL DEFAULT 0 COMMENT '逻辑删除标志 (0:未删, 1:已删)', `is_deleted` tinyint(1) NULL DEFAULT 0 COMMENT '逻辑删除标志 (0:未删, 1:已删)',
PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE, PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE,
UNIQUE INDEX `robot_uid`(`robot_uid`) USING BTREE UNIQUE INDEX `robot_uid`(`robot_uid`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 1 CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_german2_ci COMMENT = '充电机器人表' ROW_FORMAT = Dynamic; ) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 5 CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_german2_ci COMMENT = '充电机器人表' ROW_FORMAT = Dynamic;
-- ---------------------------- -- ----------------------------
-- Table structure for charging_session -- Table structure for charging_session
@@ -64,7 +87,7 @@ CREATE TABLE `charging_session` (
`update_time` datetime NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '记录更新时间', `update_time` datetime NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '记录更新时间',
`is_deleted` tinyint(1) NULL DEFAULT 0 COMMENT '逻辑删除标志 (0:未删, 1:已删)', `is_deleted` tinyint(1) NULL DEFAULT 0 COMMENT '逻辑删除标志 (0:未删, 1:已删)',
PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 1 CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_german2_ci COMMENT = '充电记录表' ROW_FORMAT = Dynamic; ) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 8 CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_german2_ci COMMENT = '充电记录表' ROW_FORMAT = Dynamic;
-- ---------------------------- -- ----------------------------
-- Table structure for parking_spot -- Table structure for parking_spot
@@ -82,7 +105,7 @@ CREATE TABLE `parking_spot` (
`is_deleted` tinyint(1) NULL DEFAULT 0 COMMENT '逻辑删除标志 (0:未删, 1:已删)', `is_deleted` tinyint(1) NULL DEFAULT 0 COMMENT '逻辑删除标志 (0:未删, 1:已删)',
PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE, PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE,
UNIQUE INDEX `spot_uid`(`spot_uid`) USING BTREE UNIQUE INDEX `spot_uid`(`spot_uid`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 1 CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_german2_ci COMMENT = '车位表' ROW_FORMAT = Dynamic; ) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 5 CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_german2_ci COMMENT = '车位表' ROW_FORMAT = Dynamic;
-- ---------------------------- -- ----------------------------
-- Table structure for robot_task -- Table structure for robot_task
@@ -103,7 +126,7 @@ CREATE TABLE `robot_task` (
`is_delete` tinyint(1) NULL DEFAULT 0 COMMENT '逻辑删除标志 (0:未删, 1:已删)', `is_delete` tinyint(1) NULL DEFAULT 0 COMMENT '逻辑删除标志 (0:未删, 1:已删)',
PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE, PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE,
INDEX `idx_robot_status`(`robot_id`, `status`) USING BTREE COMMENT '机器人和状态索引，便于查询' INDEX `idx_robot_status`(`robot_id`, `status`) USING BTREE COMMENT '机器人和状态索引，便于查询'
) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 1 CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_german2_ci COMMENT = '机器人指令任务表' ROW_FORMAT = Dynamic; ) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 7 CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_german2_ci COMMENT = '机器人指令任务表' ROW_FORMAT = Dynamic;
-- ---------------------------- -- ----------------------------
-- Table structure for user -- Table structure for user