基于SpringBoot的小区互联网充电桩管理系统设计与实现

1. 系统概述与背景

随着新能源汽车的普及，小区内的充电需求急剧增长。传统充电桩管理模式存在信息不透明、支付不便、管理效率低下等问题。本文旨在设计并实现一个基于SpringBoot框架的“小区互联网充电桩管理系统”（项目参考编码：SI20L9），通过系统集成技术，构建一个集用户端、管理端与硬件交互于一体的智能化管理平台。该系统旨在提升充电桩使用效率、优化用户体验、实现便捷的在线支付与远程监控，并为物业提供高效的数据管理与运维支持。

2. 系统核心功能模块设计

本系统采用B/S架构，主要分为用户端、物业管理端和系统管理端，并与充电桩硬件进行数据集成。

2.1 用户端功能模块
用户注册与登录：支持手机号注册、微信授权登录。
充电桩查询与预订：通过地图或列表查看小区内充电桩的实时状态（空闲/使用中/故障），支持在线预订。
扫码充电与支付：用户扫描桩体二维码，启动充电，支持微信支付、支付宝等在线支付方式。
充电过程监控：实时查看充电时长、电量、费用等信息。
* 个人中心：查看历史订单、消费记录，管理个人信息和车辆信息。

2.2 物业管理端功能模块
充电桩设备管理：对小区内所有充电桩进行录入、状态监控（在线/离线/故障）、远程启停控制。
订单与收益管理：查看所有充电订单明细，进行收益统计与报表生成。
费用策略管理：灵活设置不同时段、不同桩型的充电费率。
故障报修处理：接收用户提交的故障报修，并指派维修工单。
* 用户管理：管理小区内注册用户信息。

2.3 系统管理端功能模块
角色与权限管理：基于RBAC模型，精细控制管理员、物业人员等不同角色的操作权限。
系统监控与日志：监控系统运行状态，记录关键操作日志和安全日志。
* 数据备份与统计：定期备份业务数据，提供多维度的数据统计分析看板。

3. 系统集成（SI）关键技术实现

本项目作为计算机系统集成（SI）的具体实践，核心在于将软件系统与硬件设备、第三方服务无缝整合。

3.1 软件技术栈集成
后端框架：采用SpringBoot快速构建RESTful API，简化配置与部署。集成Spring Security实现安全认证与授权。
数据持久层：使用MyBatis-Plus操作MySQL数据库，提升开发效率。
缓存与消息队列：集成Redis缓存热点数据（如充电桩状态），提升查询性能；使用RabbitMQ处理异步任务（如订单超时取消、消息推送）。
第三方服务集成：通过SDK集成微信支付/支付宝支付接口；集成腾讯地图API实现位置服务；使用WebSocket实现充电状态的实时推送。

3.2 硬件与通信协议集成
充电桩硬件通过4G/5G或以太网接入小区网络，内置通信模块。
系统与充电桩之间采用标准的物联网通信协议（如MQTT协议）进行交互，实现指令下发（开始充电、停止充电）与状态数据（电压、电流、电量）上报。
* 设计统一的设备接入层，抽象不同品牌、型号充电桩的差异，提供统一的设备管理接口，增强系统的扩展性。

3.3 系统部署与运维集成
采用Docker容器化技术打包应用，实现环境一致性。
使用Nginx作为反向代理服务器，实现负载均衡。
* 集成Prometheus和Grafana进行系统性能监控与告警。

4. 数据库设计核心表结构

关键数据表包括：

• user（用户表）：存储用户基本信息。
• charging_pile（充电桩表）：记录桩体编号、位置、型号、状态等。
• charging_order（充电订单表）：核心业务表，关联用户、充电桩，记录充电起止时间、电量、金额、支付状态等。
• payment_record（支付记录表）：记录详细的支付流水。
• fault_report（故障报修表）：管理报修流程。
• sys<em>role, sys</em>menu, sys<em>user</em>role（系统权限相关表）：实现权限控制。

5. 与展望

本毕业设计通过SpringBoot框架结合现代系统集成技术，构建了一个功能完备、安全可靠、扩展性强的小区互联网充电桩管理系统。它不仅解决了用户充电难、支付烦的问题，也为物业提供了数字化管理工具，提升了运营效率。系统成功实现了软硬件协同、多服务聚合的集成目标。可考虑引入人工智能算法进行充电需求预测与调度优化，或拓展至分时共享、V2G（车辆到电网）等高级应用场景，进一步提升系统的智能化水平与商业价值。