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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:歐耿安
研究生(外文):OU, GENG-AN
論文名稱:基於OCPP協定之電動車充電站系統實作
論文名稱(外文):Implementation of an Electric Vehicle Charging Station System Based on the OCPP Protocol
指導教授:鄭慕德
指導教授(外文):JENG, MU-DER
口試委員:鄭慕德張傳育張博綸
口試委員(外文):JENG, MU-DERCHANG, CHUAN-YUCHANG, PO-LUN
口試日期:2023-07-13
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2023
畢業學年度:111
語文別:中文
論文頁數:58
中文關鍵詞:OCPP充電站管理系統MySQLVue.jsNode.js
外文關鍵詞:OCPPCharging Station Management SystemMySQLVue.jsNode.js
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隨著現今的氣溫提升、空氣汙染等全球關注的環保議題不斷增加,人類的生活不斷的朝向電動化邁進,其中,交通工具對環境造成的汙染佔有很大的影響,為了解決其對環境的影響,進而開始有了電動車的出現,而燃油車將會在未來被淘汰,由電動車取而代之。
電動車之數量逐年增長,但仍未普及化,要使電動車真正能在全球範圍內得到廣泛使用,充電基礎設施的發展顯得至關重要,充電基礎設施的發展又依賴於充電站與充電站管理系統之間的高效通訊,在此通訊中透過開放式充電點協定(Open Charge Point Protocol, OCPP)來促使電動車之普及化,OCPP主要目的是創造一個供應商中立的通訊環境,使得不同品牌和型號之電動載具供電設備(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE)能夠和不同的充電站管理系統進行無障礙的溝通。
本論文透過OCPP 2.0.1實現充電站管理系統與充電點之間的連線以及訊息的傳遞。使用MySQL作為系統資料庫,以便儲存與管理來自各個充電站的資料;為了提供管理人員友好的界面和體驗,使用Vue.js和Node.js開發一個動態且互動性強的網頁應用程式,Vue.js為網頁前端,管理充電站以及呈現充電站發送之訊息,Node.js作為網頁後端,使前端可以透過Web API提取資料庫之資料,使整個充電站管理系統更加完整。

As global concerns about rising temperatures and air pollution increase, human life continues to move towards electrification. Among these, transportation pollution has a significant impact on the environment. In order to mitigate this, electric vehicles have emerged, and it is expected that fuel cars will be phased out, to be replaced by electric vehicles in the future.
The number of electric vehicles is growing year by year, but they are not yet widespread. To truly popularize electric vehicles on a global scale, the development of charging infrastructure is crucial. This development depends on efficient communication between charging stations and charging station management systems. This communication is facilitated through the Open Charge Point Protocol (OCPP), which aims to promote the popularization of electric vehicles. The main purpose of OCPP is to create a vendor-neutral communication environment, allowing Electric Vehicle Supply Equipment of different brands and models to communicate with various charging station management systems without barriers.
This paper implements a connection between charging station management systems and charging points using OCPP 2.0.1, as well as message passing. MySQL is used as the system database to store and manage data from various charging stations. To provide administrators with a user-friendly interface and experience, a dynamic and interactive web application is developed using Vue.js and Node.js. Vue.js handles the frontend, managing the charging stations and displaying the messages sent by them, while Node.js is used for the backend, allowing the frontend to extract data from the database via Web API, making the entire charging station management system more comprehensive.

致謝 I
摘要 II
Abstract III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 2
1.3 研究架構與方法 3
1.4 論文架構 4
1.5 論文貢獻 4
第二章 研究背景與文獻回顧 5
2.1 OCPP 5
2.1.1 OCPP簡介 5
2.1.2 OCPP 2.0.1介紹 7
2.1.3 OCPP 2.0.1功能 8
2.1.4 JSON over WebSocket 18
2.2 網頁端系統技術 21
2.2.1 Vue.js 21
2.2.2 元件系統 22
2.2.3 MVVM 23
2.3 後端系統管理與技術 24
2.3.1 Node.js 24
2.3.2 MySQL 25
2.4 文獻回顧 28
第三章 系統設計與實作 29
3.1 系統架構 29
3.2 充電站端 30
3.3 CSMS與Charging Point 31
3.3.1 軟體架構 31
3.3.2 連線 32
3.3.3 充電流程 33
3.4 系統資料端 35
3.4.1 網頁伺服器 35
3.4.2 資料庫設計 37
3.5 網頁顯示端 39
3.5.1 管理介面架構 39
3.5.2 系統首頁 40
3.5.3 Vue CLI工具 40
3.5.4 Vue Router 41
3.5.5 Axios 41
第四章 系統實作結果 42
4.1 環境架設 42
4.2 實作結果 43
4.2.1 Server端與Client端連線 43
4.2.2充電流程之OCPP訊息驗證 45
4.2.3網頁顯示 50
4.3 系統比較 55
第五章 結論與未來方向 56
5.1 結論 56
5.2 未來方向 56
參考文獻 57
[1] L. Gebauer, H. Trsek and G. Lukas, "Evil SteVe: An Approach to Simplify Penetration Testing of OCPP Charge Points," 2022 IEEE 27th International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA), Stuttgart, Germany, 2022, pp. 1-4, doi: 10.1109/ETFA52439.2022.9921430
[2] Z. Garofalaki, D. Kosmanos, S. Moschoyiannis, D. Kallergis and C. Douligeris, "Electric Vehicle Charging: A Survey on the Security Issues and Challenges of the Open Charge Point Protocol (OCPP)," in IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 24, no. 3, pp. 1504-1533, thirdquarter 2022, doi: 10.1109/COMST.2022.3184448.
[3] N. Nurseitov, M. Paulson, R. Reynolds, and C. Izurieta, "Comparison of JSON and XML data interchange formats: A case study," CAINE, pp. 157–162, January.2009.
[4] M. Dawodi, M. H. Hedayati, J. A. Baktash and A. L. Erfan, "Facebook MySQL Performance vs MySQL Performance," 2019 IEEE 10th Annual Information Technology, Electronics and Mobile Communication Conference (IEMCON), Vancouver, BC, Canada, 2019, pp. 0103-0109, doi: 10.1109/IEMCON.2019.8936259.
[5] 黎仲敏。「HTTP和HTML5 WebSocket通訊之探討與製作」。碩士論文,元智大學資訊工程學系,2012。
[6] 洪忠平。「應用 MySQL資料庫於集中式數位監控系統」。碩士論文,明志科技大學機電工程研究所,2008。
[7] 李富源。「基於CI流程之系統與網路管理解題與評測系統」。碩士論文,國立陽明交通大學資訊科學與工程研究所,2022。
[8] 阮文謙。「支援具分散式機器學習平台之模型管理系統」。碩士論文,國立臺中教育大學資訊工程學系,2021。
[9] 楊哲寬。「以Node.js建構智慧型點單機-結合Dropbox雲端硬碟」。碩士論文,南臺科技大學資訊管理系,2019。
[10] 陳昱翔。「遷移Web API之研究-以校園二手市集平台為範例」。碩士論文,淡江大學資訊管理學系碩士班,2023。
[11] 戴廷軒。「基於Hyperledger Fabric之安全高效代幣交易系統」。碩士論文,國立中興大學資訊管理學系所,2021。
[12] ChargLab, https://www.chargelab.co/industry-advocacy/ocpp
[13] 大大通, https://www.wpgdadatong.com.cn/blog/detail/42677
[14] iT邦幫忙, https://ithelp.ithome.com.tw/articles/10222931
[15] 重新認識Vue.js|Kuro Hsu, https://book.vue.tw/CH2/2-1-components.html
[16] 黑暗執行續, https://blog.darkthread.net/blog/db-engines-ranking/
電子全文 電子全文(網際網路公開日期:20280801)
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