diff --git a/content/Obsidian/OCPP/Everest/EVerest-core.md b/content/Obsidian/OCPP/Everest/EVerest-core.md new file mode 100644 index 000000000..7ec0f54df --- /dev/null +++ b/content/Obsidian/OCPP/Everest/EVerest-core.md @@ -0,0 +1,531 @@ +--- +date: 2025-03-05 10:33 +updated: 2025-03-11 11:39 +tags: Everest,ocpp +link: +publish: true +share: true +--- + +# 项目依赖 + +阅读CMakeLists.txt文件可以知道，项目EVerest依赖于多个组件： + +1. everest-cmake - 项目的构建系统工具 +2. Boost库 - 使用了filesystem、program_options、system和thread组件 +3. [[./EVerest-framework|EVerest-framework]] - 核心框架 +4. everest-sunspec - 太阳能相关组件 +5. everest-modbus - Modbus通信协议支持 +6. everest-ocpp - 开放充电点协议(Open Charge Point Protocol)支持 +7. everest-openv2g - 电动汽车到电网(V2G)通信支持 +8. PalSigslot - 信号槽库 +9. fsm - 有限状态机 +10. slac - 可能是Signal Level Attenuation Characterization的缩写，用于电力线通信 +11. pugixml - XML解析库 + +这些项目通过EDM管理，当EDM不使能时，cmake会去查找本地安装的路径。 + +# 架构图 + +```mermaid +graph LR + A[EVerest Core] --> B[模块系统] + A --> C[接口定义] + A --> D[构建系统] + + B --> B1[通信模块] + B --> B2[协议模块] + B --> B3[硬件接入模块] + B --> B4[能源管理模块] + + B1 --> B1a[SerialCommHub] + B1 --> B1b[SLAC] + + B2 --> B2a[OCPP] + B2 --> B2b[ISO15118] + + B3 --> B3a[GenericPowermeter] + + B2b --> B2b1[PyJosev-SECC] + B2b --> B2b2[PyEvJosev-EVCC] + + C --> C1[YAML接口定义] + C1 --> C1a[kvs.yaml] + C1 --> C1b[energy.yaml] + C1 --> C1c[auth.yaml] + C1 --> C1d[slac.yaml] + C1 --> C1e[power.yaml] + + D --> D1[CMake系统] + D --> D2[ev-project-bootstrap] +``` + +# 核心组件解析 + +## 模块系统 + +EVerest采用模块化设计，每个模块专注于特定功能 + +### GenericPowermeter + +```sh +# 通过ModbusRTU协议连接和读取电表数据 +# 支持AC和DC电表，通过配置文件描述寄存器映射 +# 读取数据包括：能量、功率、电压、电流、频率等 +``` + +### SerialCommHub + +```c +// 串行通信中心，处理Modbus通信 +response = modbus.txrx(target_device_id, tiny_modbus::FunctionCode::READ_MULTIPLE_HOLDING_REGISTERS, + first_register_address, num_registers_to_read); +``` + +### OCPP模块 + +```c +// 实现开放充电点协议 +bool ocpp_1_6_charge_pointImpl::handle_restart() { + std::lock_guard(this->m); + mod->charging_schedules_timer->interval(std::chrono::seconds(this->mod->config.PublishChargingScheduleIntervalS)); + bool success = mod->charge_point->restart(); + if (success) { + this->mod->ocpp_stopped = false; + } + return success; +} +``` + +### ISO15118实现 + +#### PyJosev - 充电站侧实现(SECC) + +```c +async def secc_handler_main_loop(module_config: dict): + # 启动ISO 15118 SECC控制器 + config = Config() + patch_josev_config(config, module_config) + sim_evse_controller = await SimEVSEController.create() + await SECCHandler( + exi_codec=ExificientEXICodec(), evse_controller=sim_evse_controller, config=config + ).start(config.iface) +``` + +#### PyEvJosev - 车辆侧实现(EVCC) + +```c +async def evcc_handler_main_loop(module_config: dict): + # 启动ISO 15118 EVCC控制器 + iface = determine_network_interface(module_config['device']) + evcc_config = EVCCConfig() + patch_josev_config(evcc_config, module_config) + await EVCCHandler( + evcc_config=evcc_config, + iface=iface, + exi_codec=ExificientEXICodec(), + ev_controller=SimEVController(evcc_config), + ).start() +``` + +## 接口定义系统 + +EVerest使用YAML文件定义模块间接口，采用统一的格式定义命令和变量 + +```yaml +# 接口示例 (kvs.yaml - 键值存储接口) +description: This interface defines a simple key-value-store interface +cmds: + store: + description: This command stores a value under a given key + arguments: + key: + description: Key to store the value for + type: string + pattern: ^[A-Za-z0-9_.]*$ +``` + +# OCPP模块 + +以OCPP模块为例，学习EVerest-core的构建到执行的过程。 + +## 架构流程图 + +```mermaid +graph TD + A[OCPP模块初始化] --> B[模块构造与依赖注入] + B --> C[init调用] + C --> D[ready调用] + D --> E[启动ChargePoint服务] + + E --> F1[处理OCPP核心功能] + E --> F2[提供令牌验证] + E --> F3[提供令牌授权] + + F1 --> G1[通信控制] + F1 --> G2[配置管理] + F1 --> G3[数据传输] + F1 --> G4[安全事件] + + G1 --> H1[启动/停止连接] + G1 --> H2[重新连接] + + G2 --> I1[获取配置] + G2 --> I2[设置配置] + G2 --> I3[监控配置变更] + + G3 --> J1[DataTransfer请求/响应] + + G4 --> K1[安全事件通知] + + subgraph 定时任务 + L1[充电计划定时器] + end + + E --> L1 +``` + +## 核心组件解析 + +### 模块结构与初始化 + +#### 依赖注入机制 + +OCPP模块的初始化过程包括 构造函数中的依赖注入和init/ready方法： + +```cpp +// OCPP.hpp - 模块构造函数 +OCPP(const ModuleInfo& info, Everest::MqttProvider& mqtt_provider, + std::unique_ptr p_main, + std::unique_ptr p_auth_validator, + std::unique_ptr p_auth_provider, + std::vector> r_evse_manager, + std::vector> r_connector_zero_sink, + std::unique_ptr r_reservation, std::unique_ptr r_auth, + std::unique_ptr r_system, std::unique_ptr r_security, + Conf& config) : + ModuleBase(info), + mqtt(mqtt_provider), + p_main(std::move(p_main)), + p_auth_validator(std::move(p_auth_validator)), + p_auth_provider(std::move(p_auth_provider)), + r_evse_manager(std::move(r_evse_manager)), + r_connector_zero_sink(std::move(r_connector_zero_sink)), + r_reservation(std::move(r_reservation)), + r_auth(std::move(r_auth)), + r_system(std::move(r_system)), + r_security(std::move(r_security)), + config(config){}; +``` + +这个构造函数显示该模块的复杂性，它需要多个接口交互，包括: + +- 提供的接口: OCPP充电点、认证令牌验证、认证令牌提供 +- 依赖的接口: EVSE管理器、能源限制、预约、认证、系统和安全 + +这种注入方式遵循依赖倒置原则，通过接口而非具体实现进行交互，提高了系统的解耦性和可测试性。 + +#### 初始化流程 + +OCPP模块的初始化分为两个阶段 + +##### 初始化阶段 (init) + +- 创建ChargePoint实例 +- 配置数据库路径 +- 设置安全参数 +- 建立MQTT连接 +- 初始化定时器 + +##### 就绪阶段 (ready) + +- 启动WebSocket连接 +- 设置充电计划定时器 +- 注册回调函数 +- 订阅相关主题 + +##### 初始化代码示例 + +```cpp +void OCPP::init() { + // 配置文件路径处理 + ocpp_share_path = std::filesystem::path(this->info.paths.share); + + // 创建ChargePoint核心对象 + charge_point = std::make_unique( + /* 配置参数 */ + ); +} + +void OCPP::ready() { + // 设置充电计划定时器 + charging_schedules_timer = std::make_unique( + [this](){ + // 定时发布充电计划 + this->publish_charging_schedules( + this->charge_point->get_composite_schedule( + std::chrono::seconds(this->config.PublishChargingScheduleDurationS) + ) + ); + } + ); +} +``` + +### ChargePoint核心组件 + +ChargePoint是OCPP模块的核心组件，负责所有OCPP通信： + +- WebSocket管理：建立和维护与CSMS的WebSocket连接 +- 消息序列化：将OCPP消息转换为JSON格式 +- 会话管理：处理认证和会话状态 +- 事务处理：管理充电事务的开始、进行和结束 +- 配置管理：处理配置请求和更新 + +### 接口实现 + +#### ocpp_1_6_charge_pointImpl + +`ocpp_1_6_charge_pointImpl`类实现了OCPP 1.6协议的主要功能: + +```cpp +bool ocpp_1_6_charge_pointImpl::handle_stop() { + std::lock_guard(this->m); + mod->charging_schedules_timer->stop(); + bool success = mod->charge_point->stop(); + if (success) { + this->mod->ocpp_stopped = true; + } + return success; +} + +bool ocpp_1_6_charge_pointImpl::handle_restart() { + std::lock_guard(this->m); + mod->charging_schedules_timer->interval(std::chrono::seconds(this->mod->config.PublishChargingScheduleIntervalS)); + bool success = mod->charge_point->restart(); + if (success) { + this->mod->ocpp_stopped = false; + } + return success; +} +``` + +数据转换函数示例： + +```cpp +types::ocpp::KeyValue to_everest(const ocpp::v16::KeyValue& key_value) { + types::ocpp::KeyValue _key_value; + _key_value.key = key_value.key.get(); + _key_value.read_only = key_value.readonly; + if (key_value.value.has_value()) { + _key_value.value = key_value.value.value().get(); + } + return _key_value; +} +``` + +#### auth_token_validatorImpl + +实现令牌验证功能，将验证请求传递给OCPP后端： + +```c +auth_token_validatorImpl::handle_validate_token(types::authorization::ProvidedIdToken& provided_token) { + if (provided_token.authorization_type == types::authorization::AuthorizationType::PlugAndCharge) { + return validate_pnc_request(provided_token); + } else { + return validate_standard_request(provided_token); + } +}; +``` + +#### auth_token_providerImpl + +提供令牌信息给其他模块： + +```cpp +// 伪代码 +void auth_token_providerImpl::handle_get_token_info(const std::string& id_token, types::authorization::TokenInfo& token_info) { + auto response = mod->charge_point->get_token_info(id_token); + token_info.auth_status = convert_auth_status(response.status); + // 填充其他令牌信息 +} +``` + +这里为什么没有具体的实现代码？ + +### 配置管理功能 + +模块支持全面的配置管理，包括获取、设置和监控配置: + +```cpp +// 获取配置 +types::ocpp::GetConfigurationResponse ocpp_1_6_charge_pointImpl::handle_get_configuration_key(Array& keys) { + ocpp::v16::GetConfigurationRequest request; + std::vector> _keys; + for (const auto& key : keys) { + _keys.push_back(key); + } + request.key = _keys; + + const auto response = this->mod->charge_point->get_configuration_key(request); + return to_everest(response); +} + +// 监控配置变更 +void ocpp_1_6_charge_pointImpl::handle_monitor_configuration_keys(Array& keys) { + for (const auto& key : keys) { + this->mod->charge_point->register_configuration_key_changed_callback( + key, + [this](const ocpp::v16::KeyValue key_value) { + this->publish_configuration_key(to_everest(key_value)); + }); + } +} +``` + +### 安全机制 + +OCPP模块通过EvseSecurity类实现OCPP安全功能： + +```cpp +class evse_securityImpl : public evse_securityImplBase { +public: + evse_securityImpl() = delete; + evse_securityImpl(Everest::ModuleAdapter* ev, const Everest::PtrContainer& mod, Conf& config) : + evse_securityImplBase(ev, "main"), mod(mod), config(config){}; +protected: +//伪代码 + EvseSecurity(evse_securityIntf& r_security); + + // 证书安装 + ocpp::InstallCertificateResult install_ca_certificate(const std::string& certificate, + const ocpp::CaCertificateType& certificate_type) override; + + // 证书删除 + ocpp::DeleteCertificateResult + delete_certificate(const ocpp::CertificateHashDataType& certificate_hash_data) override; + + // 证书验证 + ocpp::InstallCertificateResult verify_certificate(const std::string& certificate_chain, + const ocpp::CertificateSigningUseEnum& certificate_type) override; + + // 更多安全操作... +}; +``` + +### 定时任务 + +模块使用定时器定期执行任务： + +```cpp +// 初始化定时器 +charging_schedules_timer = std::make_unique(); + +// 设置定时任务 +charging_schedules_timer->interval(std::chrono::seconds(config.PublishChargingScheduleIntervalS)); +charging_schedules_timer->start(); +``` + +## 模块执行流程 + +### 启动流程 + +1. 模块构造 - 依赖注入 +2. init() - 初始化内部状态 +3. ready() - 启动服务 +4. 建立WebSocket连接 +5. 注册回调函数 +6. 开始定时任务 + +### OCPP消息处理流程 + +#### 接收消息 + +WebSocket接收CSMS消息 +JSON解析为OCPP对象 + +#### 消息分发 + +根据消息类型调用对应处理函数 +执行业务逻辑 + +#### 响应生成 + +创建响应对象 +序列化为JSON +通过WebSocket发送 + +#### 状态更新 + +更新内部状态 +发布相关事件 + +### 认证流程 + +1. 接收认证令牌 +2. 发送Authorize.req消息到CSMS +3. 接收Authorize.conf响应 +4. 转换OCPP认证状态为EVerest认证状态 +5. 返回认证结果 + +### 充电计划处理 + +1. 定时器触发 +2. 请求最新充电计划 +3. 转换为EVerest格式 +4. 发布到MQTT +5. 传递给能源限制接口 + +## 与其他模块交互 + +### EVSE管理器交互 + +```cpp +// 伪代码 +void handle_evse_status_change(int32_t evse_id, evse_manager::EVSEState state) { + // 转换状态 + ocpp::v16::ChargePointStatus cp_status = convert_evse_state(state); + + // 向CSMS发送状态变更 + charge_point->status_notification(evse_id, cp_status); +} +``` + +### 安全模块交互 + +```cpp +// 初始化安全组件 +auto evse_security = std::make_shared(*r_security); + +// 配置ChargePoint使用安全组件 +charge_point_config.evse_security = evse_security; +``` + +### OCPPExtensionExample扩展 + +通过OCPPExtensionExample模式，可以扩展OCPP功能: + +```cpp +class OCPPExtensionExample : public Everest::ModuleBase { +public: + OCPPExtensionExample(const ModuleInfo& info, + std::unique_ptr p_empty, + std::unique_ptr r_ocpp, + Conf& config); + + void ready() { + // 监控配置变更 + std::vector keys_to_monitor = parse_keys(config.keys_to_monitor); + r_ocpp->monitor_configuration_keys(keys_to_monitor); + + // 订阅变更通知 + r_ocpp->subscribe_configuration_key([this](types::ocpp::KeyValue key_value) { + // 处理配置变更 + }); + } +}; +``` + +# OCPP 2.0.1 + +todo diff --git a/content/Obsidian/OCPP/Everest/EVerest-framework.md b/content/Obsidian/OCPP/Everest/EVerest-framework.md index 60efb2d0e..3c384e11b 100644 --- a/content/Obsidian/OCPP/Everest/EVerest-framework.md +++ b/content/Obsidian/OCPP/Everest/EVerest-framework.md @@ -1,7 +1,8 @@ --- date: 2025-03-05 10:35 -updated: 2025-03-05 13:28 -tags: ocpp,Everest +updated: 2025-03-05 15:51 +tags: + - ocpp,Everest link: false share: true publish: true @@ -13,6 +14,54 @@ EVerest-Framework 是一个支持多语言模块化开发的框架，主要用 # 项目结构 +```sh +EVerest-Framework/ +│ +├── cmake/ # CMake 模块和辅助函数 +│ ├── NodeApiVersion.cmake +│ └── find-mqttc.cmake +│ +├── everestjs/ # JavaScript 模块支持 +│ ├── CMakeLists.txt +│ ├── conversions.cpp +│ └── ... +│ +├── everestpy/ # Python 模块支持 +│ ├── CMakeLists.txt +│ ├── setup.cfg +│ └── src/ +│ └── everest/ +│ +├── everestrs/ # Rust 模块支持（可选） +│ └── everestrs_sys/ +│ +├── include/ # 头文件 +│ ├── compile_time_settings.hpp.in +│ └── ... +│ +├── lib/ # 核心库实现 +│ ├── config.cpp # 配置系统实现 +│ └── ... +│ +├── schemas/ # JSON Schema 定义 +│ ├── config.yaml +│ ├── manifest.yaml +│ ├── interface.yaml +│ └── ... +│ +├── src/ # 源代码 +│ ├── manager.cpp # 主管理器实现 +│ ├── controller/ +│ └── ... +│ +└── tests/ # 测试代码 + ├── CMakeLists.txt + ├── test_config.cpp + ├── test_configs/ + ├── test_modules/ + └── test_interfaces/ +``` + ```mermaid graph LR A[everest-framework] --> B[src] @@ -55,6 +104,7 @@ classDiagram cpp javascript python + rust } ModuleStartInfo --> Language @@ -570,3 +620,5 @@ graph LR - CodeCoverage.cmake (用于代码覆盖率测试) - 元编程宏库 (来自 libextobjc) +- EVerest-timer +- EVerest-log