流程图

从充电过程的顺序分析 MQTT 通信架构

sequenceDiagram
    participant EV as 电动汽车
    participant BSP as 硬件层(BSP)
    participant EVSE as EVSE Manager
    participant V2G as V2G Server
    participant MQTT as MQTT Broker
    participant OCPP as OCPP Server
    participant UI as 外部系统/UI

    Note over EV,UI: 1. 初始化阶段
    BSP->>MQTT: 发布硬件状态(温度/电压/电流)
    EVSE->>MQTT: 发布充电桩就绪状态
    
    Note over EV,UI: 2. 车辆插入阶段
    EV->>BSP: 物理连接
    BSP->>MQTT: 发布连接状态变化
    MQTT->>EVSE: 通知连接状态
    EVSE->>MQTT: 发布会话事件(SessionEvent)
    
    Note over EV,UI: 3. 通信建立阶段
    V2G->>MQTT: 发布协议选择(ISO15118/DIN70121)
    EV->>V2G: 发送充电参数请求
    V2G->>MQTT: 发布充电需求(ChargingNeeds)
    
    Note over EV,UI: 4. 充电过程
    loop 充电循环
        BSP->>MQTT: 发布实时测量值
        EVSE->>MQTT: 发布充电状态
        MQTT->>OCPP: 转发充电数据
        MQTT->>UI: 更新UI显示
    end
    
    Note over EV,UI: 5. 结束充电
    EV->>V2G: 发送停止请求
    V2G->>MQTT: 发布停止信号
    MQTT->>EVSE: 通知停止充电
    EVSE->>BSP: 执行停止命令

初始化阶段

硬件层初始化

// modules/MicroMegaWattBSP/MicroMegaWattBSP.cpp
void MicroMegaWattBSP::ready() {
    serial.signalTelemetry.connect([this](Telemetry t) {
        mqtt.publish("everest_external/umwc/cp_hi", t.cp_hi);
        mqtt.publish("everest_external/umwc/cp_lo", t.cp_lo);
        mqtt.publish("everest_external/umwc/pwm_dc", t.pwm_dc);
        mqtt.publish("everest_external/umwc/relais_on", t.relais_on);
        mqtt.publish("everest_external/umwc/output_voltage", t.voltage);
    });
}

这里硬件模块会定期发布基础状态数据到 MQTT。

EVSE Manager 初始化

// evse_managerImpl.cpp
void evse_managerImpl::ready() {
    // 发布充电桩ID
    publish_evse_id(mod->config.evse_id);
 
    // 订阅遥测数据
    mod->r_bsp->subscribe_telemetry([this](types::evse_board_support::Telemetry telemetry) {
        mod->mqtt.publish(fmt::format("everest_external/nodered/{}/state/temperature", 
            mod->config.connector_id), telemetry.evse_temperature_C);
    });
}

车辆插入阶段

当车辆物理连接后，BSP 会检测到并通过 MQTT 通知系统：

// Setup.cpp
void Setup::ready() {
    this->publish_application_info_thread = std::thread([this]() {
        while (true) {
            this->publish_supported_features();
            this->publish_application_info();
            this->publish_ap_state();
            std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
        }
    });
}

通信建立阶段

V2G 服务器负责处理与车辆的高级通信协议：

// v2g_server.cpp
switch (selected_protocol) {
    case V2G_PROTO_ISO15118_2013:
        // 处理 ISO15118 通信
        v2gEvent = iso_handle_request(conn);
        break;
    case V2G_PROTO_DIN70121:
        // 处理 DIN70121 通信
        v2gEvent = din_handle_request(conn);
        break;
}

充电参数协商：

// iso_server.cpp
static void publish_iso_charge_parameter_discovery_req(
    struct v2g_context* ctx,
    struct iso2_ChargeParameterDiscoveryReqType const* const v2g_charge_parameter_discovery_req) {
    
    types::iso15118::ChargingNeeds charging_needs;
    charging_needs.requested_energy_transfer = transfer_mode;
    ctx->p_extensions->publish_charging_needs(charging_needs);
}

充电过程

在充电过程中，系统会持续发布状态更新：

// API.cpp
this->api_threads.push_back(std::thread([this, var_session_info]() {
    while (this->running) {
        this->mqtt.publish(var_session_info, *session_info);
        this->mqtt.publish(var_hw_caps, hw_caps);
        next_tick += NOTIFICATION_PERIOD;
        std::this_thread::sleep_until(next_tick);
    }
}));

同时支持外部控制和监控：

// OCPP201.cpp
if (this->config.EnableExternalWebsocketControl) {
    this->mqtt.subscribe("everest_api/ocpp/cmd/connect",
        [this](const std::string& data) { 
            this->charge_point->connect_websocket(); 
        });
}

错误处理

系统还包含完整的错误处理机制：

// YetiSimulator.cpp
mqtt.subscribe("everest_external/nodered/" + std::to_string(config.connector_id) + "/carsim/error",
    [this](const std::string& payload) {
        const auto [raise, error_definition] = parse_error_type(payload);
        if (error_definition->error_target == ErrorTarget::BoardSupport) {
            const auto error = p_board_support->error_factory->create_error(
                error_definition->type, 
                error_definition->sub_type, 
                error_definition->message,
                error_definition->severity
            );
            forward_error(p_board_support, error, raise);
        }
    });

MQTT 主题结构

主要的 MQTT 主题结构如下：

硬件状态主题

everest_external/umwc/* - 硬件基础数据
everest_external/nodered/{connector_id}/state/* - 连接器状态

控制命令主题

everest_api/ocpp/cmd/* - OCPP 控制命令
everest_external/nodered/{connector_id}/carsim/cmd/* - 模拟器控制

错误和诊断主题

everest_external/nodered/{connector_id}/carsim/error - 错误报告
everest_external/nodered/{connector_id}/state/temperature - 温度监控

这种分层的通信架构确保了

模块解耦：各个组件通过 MQTT 消息进行通信，不直接依赖
实时性：关键状态变化可以立即通知到相关组件
可扩展性：新功能可以通过订阅相关主题来实现
可靠性：包含错误处理和状态监控机制
标准兼容：支持多种充电协议和标准

通过这种基于 MQTT 的架构，整个充电系统可以灵活地协调各个组件的工作，并支持实时监控和控制。

Kris' Blog

最近更新

EV-cli

ocpp类型转换错误

B配置

A安全

mqtt通信架构

流程图