本發(fā)明涉及充電樁領(lǐng)域,尤其涉及一種多應(yīng)用充電樁。
背景技術(shù):
當(dāng)前,為了保護(hù)環(huán)境,降低對(duì)傳統(tǒng)能源的消耗,很多國(guó)家和地區(qū)都在積極推行新能源汽車。其中,電動(dòng)汽車是新能源汽車中的主要類型。
電動(dòng)汽車的發(fā)展過程中,限制其大規(guī)模使用的瓶頸之一在于配套的充電設(shè)備無法滿足電動(dòng)汽車的需求。對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電的設(shè)備為充電樁,由于電動(dòng)汽車行駛在各條道路上,每一條道路都可能存在即將耗盡電力的電動(dòng)汽車,因此,實(shí)際上電動(dòng)汽車對(duì)充電樁的需求應(yīng)該是鋪設(shè)在每條道路附近。然而,如果電動(dòng)汽車的管理者或推廣者如果真正將充電樁設(shè)置在每條道路附近,則對(duì)城市公共空間的占據(jù)量是一個(gè)龐大的數(shù)字,影響其他公共設(shè)備的安置,也給車輛和行人帶來不便,同時(shí),大量的充電樁的鋪設(shè)也耗費(fèi)大量運(yùn)營(yíng)成本,實(shí)際上在運(yùn)行中,即使很少有電動(dòng)汽車前來充電,不少充電樁仍然不間斷運(yùn)行,這同樣會(huì)花費(fèi)大量的運(yùn)營(yíng)成本。
由此可見,現(xiàn)有技術(shù)中缺乏均衡電動(dòng)汽車需求和節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本的具體設(shè)備,而且,現(xiàn)有技術(shù)中的充電樁充電結(jié)構(gòu)落后,除了充電,很少有其他應(yīng)用功能,從而導(dǎo)致了充電樁的充電效率低下,無法滿足電動(dòng)汽車用戶的日益增長(zhǎng)的各種需求。
因此,需要一種新的充電樁,能夠?yàn)榻鉀Q均衡電動(dòng)汽車需求和節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本提供有價(jià)值的參考數(shù)據(jù),同時(shí)為能夠擴(kuò)展其自身的應(yīng)用范圍,方便電動(dòng)汽車用戶的使用,減少對(duì)城市公共資源的占用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決上述問題,本發(fā)明提供了一種多應(yīng)用充電樁,以改良電路結(jié) 構(gòu)和增加應(yīng)用功能設(shè)備的充電樁主體作為硬件平臺(tái),在其上集成紅外線傳感陣列和排氣管檢測(cè)設(shè)備分別對(duì)附近的汽車總量和非電動(dòng)汽車數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并進(jìn)一步獲得電動(dòng)汽車數(shù)量,之后引入lcd顯示設(shè)備對(duì)汽車類型數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示,為決策者提供充電樁分布設(shè)置的重要參考數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的一方面,提供了一種多應(yīng)用充電樁,所述充電樁包括充電允許開關(guān)、防雷跳閘、充電插座、凌陽spce061a芯片、紅外線傳感陣列、排氣管檢測(cè)設(shè)備和lcd顯示器,充電允許開關(guān)用于控制充電插座是否能夠?qū)﹄妱?dòng)車進(jìn)行充電,充電插座用于對(duì)電動(dòng)車進(jìn)行交流充電,凌陽spce061a芯片與紅外線傳感陣列、排氣管檢測(cè)設(shè)備和lcd顯示器分別連接,用于基于紅外線傳感陣列和排氣管檢測(cè)設(shè)備的輸出控制lcd顯示器的顯示。
更具體地,在所述多應(yīng)用充電樁中,包括:充電樁主體架構(gòu),包括充電允許開關(guān)、防雷跳閘、急停開關(guān)和防盜開關(guān)、lcd顯示器、觸摸屏、指示燈、控制按鍵、打印機(jī)、ic卡讀寫設(shè)備、模擬量采集設(shè)備、開關(guān)量采集設(shè)備和充電插座;lcd顯示器與凌陽spce061a芯片連接,用于顯示充電樁主體架構(gòu)的各種工作狀態(tài);觸摸屏與凌陽spce061a芯片連接,用于接收電動(dòng)車用戶的各種輸入;指示燈與凌陽spce061a芯片連接,用于顯示充電插座是否連接上電動(dòng)汽車的電池;控制按鍵與凌陽spce061a芯片連接,用于接收電動(dòng)車用戶的各種輸入;打印機(jī)與凌陽spce061a芯片連接,用于在凌陽spce061a芯片的控制下,打印各類報(bào)表;ic卡讀寫設(shè)備與凌陽spce061a芯片連接,用于在凌陽spce061a芯片的控制下對(duì)電動(dòng)車用戶的ic卡進(jìn)行讀寫操作,以實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車用戶充電操作的計(jì)費(fèi);模擬量采集設(shè)備與凌陽spce061a芯片連接,用于采集充電樁主體架構(gòu)充電的輸入電壓、輸出電壓、輸出電流以及采集充電插座的連接狀態(tài),并將充電樁主體架構(gòu)充電的輸入電壓、輸出電壓、輸出電流以及采集充電插座的連接狀態(tài)發(fā)送給凌陽spce061a芯片;開關(guān)量采集設(shè)備與凌陽spce061a芯片、充電允許開關(guān)、防雷跳閘、急停開關(guān)和防盜開關(guān)分別連接,用于對(duì)充電允許開關(guān)、防雷跳閘、急停開關(guān)和防盜開關(guān)的開關(guān)量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,并將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給凌陽spce061a芯片;紅外線傳感陣列,水平設(shè)置在充電站附近道路位置,由多個(gè)紅外線傳感單元組成,根據(jù)同時(shí)被觸發(fā)的紅外 線傳感單元的數(shù)量確定充電站附近道路是否存在汽車行駛通過,當(dāng)確定存在汽車行駛通過時(shí)發(fā)出汽車通過信號(hào);sd存儲(chǔ)卡,預(yù)先存儲(chǔ)了排氣管灰度上限閾值、排氣管灰度下限閾值和各類排氣管基準(zhǔn)模版,排氣管灰度上限閾值和排氣管灰度下限閾值用于將圖像中的排氣管與背景分離,所述各類排氣管基準(zhǔn)模版為對(duì)各類用油汽車的基準(zhǔn)排氣管預(yù)先進(jìn)行拍攝所得到的各個(gè)圖像,所述排氣管灰度上限閾值和所述排氣管灰度下限閾值的取值范圍均為0-255,所述排氣管灰度上限閾值大于所述排氣管灰度下限閾值;ccd拍攝設(shè)備,用于對(duì)充電樁附近道路進(jìn)行拍攝,以獲得附近道路圖像,所述附近道路圖像的分辨率為3840×2160;排氣管檢測(cè)設(shè)備,與sd存儲(chǔ)卡和ccd拍攝設(shè)備分別連接,包括邊緣增強(qiáng)子設(shè)備、haar小波濾波子設(shè)備、中值濾波子設(shè)備、尺度變換增強(qiáng)子設(shè)備、目標(biāo)分割子設(shè)備和目標(biāo)識(shí)別子設(shè)備;所述邊緣增強(qiáng)子設(shè)備與所述ccd拍攝設(shè)備連接,用于對(duì)所述附近道路圖像執(zhí)行邊緣增強(qiáng)處理以獲得邊緣增強(qiáng)圖像;所述haar小波濾波子設(shè)備與所述邊緣增強(qiáng)子設(shè)備連接,用于對(duì)所述邊緣增強(qiáng)圖像采用基于2階haar小波基的小波濾波處理,以濾除所述邊緣增強(qiáng)圖像中的高斯噪聲,獲得小波濾波圖像;所述中值濾波子設(shè)備與所述haar小波濾波子設(shè)備連接,用于對(duì)所述小波濾波圖像執(zhí)行中值濾波處理,以獲得中值濾波圖像;所述尺度變換增強(qiáng)子設(shè)備與所述中值濾波子設(shè)備連接,用于對(duì)所述中值濾波圖像執(zhí)行尺度變換增強(qiáng)處理,以增強(qiáng)圖像中目標(biāo)與背景的對(duì)比度,獲得對(duì)比度增強(qiáng)圖像;所述目標(biāo)分割子設(shè)備與所述尺度變換增強(qiáng)子設(shè)備連接,將所述對(duì)比度增強(qiáng)圖像中像素灰度值在排氣管灰度上限閾值和排氣管灰度下限閾值之間的所有像素組成排氣管子圖像;所述目標(biāo)識(shí)別子設(shè)備與所述目標(biāo)分割子設(shè)備連接,將所述排氣管子圖像與各類用油汽車的排氣管基準(zhǔn)模版逐一匹配,匹配成功,則輸出存在排氣管信號(hào),并輸出匹配成功的排氣管基準(zhǔn)模版對(duì)應(yīng)的用油汽車類型,匹配失敗,則輸出不存在排氣管信號(hào);凌陽spce061a芯片,與紅外線傳感陣列和排氣管檢測(cè)設(shè)備分別連接,當(dāng)接收到汽車通過信號(hào)時(shí),汽車數(shù)量自加1,當(dāng)接收到汽車通過信號(hào)且接收到存在排氣管信號(hào)時(shí),非電動(dòng)車數(shù)量自加1,電動(dòng)車數(shù)量為汽車數(shù)量減去非電動(dòng)車數(shù)量,汽車數(shù)量、電動(dòng)車數(shù)量和非電動(dòng)車數(shù)量每月自動(dòng)清零;其中,lcd顯示器還與凌陽spce061a芯片連接,用于實(shí)時(shí)顯示汽車數(shù)量、 電動(dòng)車數(shù)量和非電動(dòng)車數(shù)量。
更具體地,在所述多應(yīng)用充電樁中:紅外線傳感陣列的水平寬度大于等于最長(zhǎng)汽車的長(zhǎng)度。
更具體地,在所述多應(yīng)用充電樁中:多個(gè)紅外線傳感單元為等間隔均勻分布。
更具體地,在所述多應(yīng)用充電樁中:凌陽spce061a芯片采用內(nèi)置定時(shí)器實(shí)現(xiàn)定時(shí)操作。
更具體地,在所述多應(yīng)用充電樁中,還包括:定時(shí)器,與凌陽spce061a芯片連接,用于提供定時(shí)信號(hào)。
附圖說明
以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述,其中:
圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的多應(yīng)用充電樁的結(jié)構(gòu)方框圖。
附圖標(biāo)記:1充電允許開關(guān);2防雷跳閘;3充電插座;4凌陽spce061a芯片;5紅外線傳感陣列;6排氣管檢測(cè)設(shè)備;7lcd顯示器
具體實(shí)施方式
下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的多應(yīng)用充電樁的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
電動(dòng)汽車優(yōu)點(diǎn)在于:技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單成熟,只要有電力供應(yīng)的地方都能夠充電。電動(dòng)汽車缺點(diǎn):蓄電池單位重量?jī)?chǔ)存的能量太少,還因電動(dòng)車的電池較貴,又沒形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模,故購(gòu)買價(jià)格較貴,至于使用成本,有些使用價(jià)格比汽車貴,有些價(jià)格僅為汽車的1/3,這主要取決于電池的壽命及當(dāng)?shù)氐挠?、電價(jià)格。
從電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)來對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行分類,可分為直流電動(dòng)汽車和交流電動(dòng)汽車。對(duì)于電動(dòng)汽車來說,限制其發(fā)展的主要原因之一在于,無法配置每條道路都擁有的充電樁的充電網(wǎng)絡(luò),實(shí)際上,并非技術(shù)問題無法配置,而是如果真正配置下來,運(yùn)營(yíng)方的成本較高,而且占據(jù)了大量的城市公共資源。同時(shí),即使是現(xiàn)有的充電樁,也無法根據(jù)附近道路的電動(dòng)汽車的行駛數(shù)量決定其是否進(jìn)入省電模式,這樣導(dǎo)致了充電樁需要不簡(jiǎn)單工作,如果充電樁的數(shù)量一多,浪費(fèi)的電力較為可觀。同時(shí),充電樁的結(jié) 構(gòu)不夠合理,應(yīng)用范圍較窄,無法迎合用戶的需求。
為了克服上述不足,本發(fā)明搭建了一種多應(yīng)用充電樁,通過優(yōu)化充電樁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一套高效、多應(yīng)用的充電樁主體作為硬件平臺(tái),在充電樁主體上集成了高精度、有針對(duì)性的汽車類型檢測(cè)設(shè)備并進(jìn)行本地顯示,從而克服了上述技術(shù)問題。
圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的多應(yīng)用充電樁的結(jié)構(gòu)方框圖,所述充電樁包括充電允許開關(guān)、防雷跳閘、充電插座、凌陽spce061a芯片、紅外線傳感陣列、排氣管檢測(cè)設(shè)備和lcd顯示器,充電允許開關(guān)用于控制充電插座是否能夠?qū)﹄妱?dòng)車進(jìn)行充電,充電插座用于對(duì)電動(dòng)車進(jìn)行交流充電,凌陽spce061a芯片與紅外線傳感陣列、排氣管檢測(cè)設(shè)備和lcd顯示器分別連接,用于基于紅外線傳感陣列和排氣管檢測(cè)設(shè)備的輸出控制lcd顯示器的顯示。
接著,繼續(xù)對(duì)本發(fā)明的多應(yīng)用充電樁的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
所述充電樁包括:充電樁主體架構(gòu),包括充電允許開關(guān)、防雷跳閘、急停開關(guān)和防盜開關(guān)、lcd顯示器、觸摸屏、指示燈、控制按鍵、打印機(jī)、ic卡讀寫設(shè)備、模擬量采集設(shè)備、開關(guān)量采集設(shè)備和充電插座。
lcd顯示器與凌陽spce061a芯片連接,用于顯示充電樁主體架構(gòu)的各種工作狀態(tài);觸摸屏與凌陽spce061a芯片連接,用于接收電動(dòng)車用戶的各種輸入;指示燈與凌陽spce061a芯片連接,用于顯示充電插座是否連接上電動(dòng)汽車的電池;控制按鍵與凌陽spce061a芯片連接,用于接收電動(dòng)車用戶的各種輸入。
打印機(jī)與凌陽spce061a芯片連接,用于在凌陽spce061a芯片的控制下,打印各類報(bào)表;ic卡讀寫設(shè)備與凌陽spce061a芯片連接,用于在凌陽spce061a芯片的控制下對(duì)電動(dòng)車用戶的ic卡進(jìn)行讀寫操作,以實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車用戶充電操作的計(jì)費(fèi);模擬量采集設(shè)備與凌陽spce061a芯片連接,用于采集充電樁主體架構(gòu)充電的輸入電壓、輸出電壓、輸出電流以及采集充電插座的連接狀態(tài),并將充電樁主體架構(gòu)充電的輸入電壓、輸出電壓、輸出電流以及采集充電插座的連接狀態(tài)發(fā)送給凌陽spce061a芯片。
開關(guān)量采集設(shè)備與凌陽spce061a芯片、充電允許開關(guān)、防雷跳閘、急停開關(guān)和防盜開關(guān)分別連接,用于對(duì)充電允許開關(guān)、防雷跳閘、急停開 關(guān)和防盜開關(guān)的開關(guān)量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,并將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給凌陽spce061a芯片。
所述充電樁包括:紅外線傳感陣列,水平設(shè)置在充電站附近道路位置,由多個(gè)紅外線傳感單元組成,根據(jù)同時(shí)被觸發(fā)的紅外線傳感單元的數(shù)量確定充電站附近道路是否存在汽車行駛通過,當(dāng)確定存在汽車行駛通過時(shí)發(fā)出汽車通過信號(hào)。
所述充電樁包括:sd存儲(chǔ)卡,預(yù)先存儲(chǔ)了排氣管灰度上限閾值、排氣管灰度下限閾值和各類排氣管基準(zhǔn)模版,排氣管灰度上限閾值和排氣管灰度下限閾值用于將圖像中的排氣管與背景分離,所述各類排氣管基準(zhǔn)模版為對(duì)各類用油汽車的基準(zhǔn)排氣管預(yù)先進(jìn)行拍攝所得到的各個(gè)圖像,所述排氣管灰度上限閾值和所述排氣管灰度下限閾值的取值范圍均為0-255,所述排氣管灰度上限閾值大于所述排氣管灰度下限閾值。
所述充電樁包括:ccd拍攝設(shè)備,用于對(duì)充電樁附近道路進(jìn)行拍攝,以獲得附近道路圖像,所述附近道路圖像的分辨率為3840×2160。
所述充電樁包括:排氣管檢測(cè)設(shè)備,與sd存儲(chǔ)卡和ccd拍攝設(shè)備分別連接,包括邊緣增強(qiáng)子設(shè)備、haar小波濾波子設(shè)備、中值濾波子設(shè)備、尺度變換增強(qiáng)子設(shè)備、目標(biāo)分割子設(shè)備和目標(biāo)識(shí)別子設(shè)備。
所述邊緣增強(qiáng)子設(shè)備與所述ccd拍攝設(shè)備連接,用于對(duì)所述附近道路圖像執(zhí)行邊緣增強(qiáng)處理以獲得邊緣增強(qiáng)圖像;所述haar小波濾波子設(shè)備與所述邊緣增強(qiáng)子設(shè)備連接,用于對(duì)所述邊緣增強(qiáng)圖像采用基于2階haar小波基的小波濾波處理,以濾除所述邊緣增強(qiáng)圖像中的高斯噪聲,獲得小波濾波圖像;所述中值濾波子設(shè)備與所述haar小波濾波子設(shè)備連接,用于對(duì)所述小波濾波圖像執(zhí)行中值濾波處理,以獲得中值濾波圖像。
所述尺度變換增強(qiáng)子設(shè)備與所述中值濾波子設(shè)備連接,用于對(duì)所述中值濾波圖像執(zhí)行尺度變換增強(qiáng)處理,以增強(qiáng)圖像中目標(biāo)與背景的對(duì)比度,獲得對(duì)比度增強(qiáng)圖像;所述目標(biāo)分割子設(shè)備與所述尺度變換增強(qiáng)子設(shè)備連接,將所述對(duì)比度增強(qiáng)圖像中像素灰度值在排氣管灰度上限閾值和排氣管灰度下限閾值之間的所有像素組成排氣管子圖像。
所述目標(biāo)識(shí)別子設(shè)備與所述目標(biāo)分割子設(shè)備連接,將所述排氣管子圖像與各類用油汽車的排氣管基準(zhǔn)模版逐一匹配,匹配成功,則輸出存在排 氣管信號(hào),并輸出匹配成功的排氣管基準(zhǔn)模版對(duì)應(yīng)的用油汽車類型,匹配失敗,則輸出不存在排氣管信號(hào)。
所述充電樁包括:凌陽spce061a芯片,與紅外線傳感陣列和排氣管檢測(cè)設(shè)備分別連接,當(dāng)接收到汽車通過信號(hào)時(shí),汽車數(shù)量自加1,當(dāng)接收到汽車通過信號(hào)且接收到存在排氣管信號(hào)時(shí),非電動(dòng)車數(shù)量自加1,電動(dòng)車數(shù)量為汽車數(shù)量減去非電動(dòng)車數(shù)量,汽車數(shù)量、電動(dòng)車數(shù)量和非電動(dòng)車數(shù)量每月自動(dòng)清零。
其中,lcd顯示器還與凌陽spce061a芯片連接,用于實(shí)時(shí)顯示汽車數(shù)量、電動(dòng)車數(shù)量和非電動(dòng)車數(shù)量。
可選地,在所述多應(yīng)用充電樁中:紅外線傳感陣列的水平寬度大于等于最長(zhǎng)汽車的長(zhǎng)度;多個(gè)紅外線傳感單元為等間隔均勻分布;凌陽spce061a芯片采用內(nèi)置定時(shí)器實(shí)現(xiàn)定時(shí)操作;以及所述多應(yīng)用充電樁還可以包括:定時(shí)器,與凌陽spce061a芯片連接,用于提供定時(shí)信號(hào)。
另外,小波(wavelet)這一術(shù)語,顧名思義,“小波”就是小的波形。所謂“小”是指他具有衰減性;而稱之為“波”則是指它的波動(dòng)性,其振幅正負(fù)相間的震蕩形式。與fourier變換相比,小波變換是時(shí)間(空間)頻率的局部化分析,他通過伸縮平移運(yùn)算對(duì)信號(hào)(函數(shù))逐步進(jìn)行多尺度細(xì)化,最終達(dá)到高頻處時(shí)間細(xì)分,低頻處頻率細(xì)分,能自動(dòng)適應(yīng)時(shí)頻信號(hào)分析的要求,從而可聚焦到信號(hào)的任意細(xì)節(jié),解決了fourier變換的困難問題,成為繼fourier變換以來在科學(xué)方法上的重大突破。有人把小波變換稱為“數(shù)學(xué)顯微鏡”。
小波分析的應(yīng)用是與小波分析的理論研究緊密地結(jié)合在一起地。他已經(jīng)在科技信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域取得了令人矚目的成就。電子信息技術(shù)是六大高新技術(shù)中重要的一個(gè)領(lǐng)域,他的重要方面是圖像和信號(hào)處理?,F(xiàn)今,信號(hào)處理已經(jīng)成為當(dāng)代科學(xué)技術(shù)工作的重要部分,信號(hào)處理的目的就是:準(zhǔn)確的分析、診斷、編碼壓縮和量化、快速傳遞或存儲(chǔ)、精確地重構(gòu)(或恢復(fù))。從數(shù)學(xué)地角度來看,信號(hào)與圖像處理可以統(tǒng)一看作是信號(hào)處理(圖像可以看作是二維信號(hào)),在小波分析地許多分析的許多應(yīng)用中,都可以歸結(jié)為信號(hào)處理問題。對(duì)于其性質(zhì)隨時(shí)間是穩(wěn)定不變的信號(hào),處理的理想工具仍然是傅立葉分析。但是在實(shí)際應(yīng)用中的絕大多數(shù)信號(hào)是非穩(wěn)定的,而特別 適用于非穩(wěn)定信號(hào)的工具就是小波分析。
采用本發(fā)明的多應(yīng)用充電樁,針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)充電樁布局缺乏參考數(shù)據(jù)且充電樁應(yīng)用范圍較窄的技術(shù)問題,對(duì)充電樁的充電平臺(tái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化和功能引進(jìn),滿足用戶的各種需求,通過引入高精度的汽車類型統(tǒng)計(jì)設(shè)備對(duì)附近道路上的汽車和電動(dòng)汽車進(jìn)行類型識(shí)別,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行本地顯示,從而解決了上述技術(shù)問題。
可以理解的是,雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上,然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對(duì)于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言,在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下,都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾,或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此,凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容,依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。