[发明专利]车辆身份识别自动计费充电桩

说明书

技术领域

本发明涉及充电桩领域，尤其涉及一种车辆身份识别自动计费充电桩。

背景技术

发展电动汽车是一项庞大的系统工程，包括动力电池组生产、电动汽车生产、配套充电网络建设、整车及配件维护等方面。其中，配套充电网络就是一项必不可少的支撑系统，类似于传统燃油汽车的加油站一样，是电动汽车推广的先决条件。

电动汽车的电能补充可以采用两种方式：更换电池组、整车充电。充电桩是提供便捷即时或者泊车位整车充电服务的主要设备，然而在使用充电桩进行充电前期，往往用户会将存储有用户车辆相关信息的IC卡给充电桩进行接触式信息交互，便于充电桩获取充电所需的相关信息，传统的充电桩上用户识别装置采用的接触式识别方式，如若用户并未携带IC卡就无法实现用户的识别功能，这种充电桩识别功能的使用性就受到了一定的限制。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种车辆身份识别自动计费充电桩，以改良电路结构和增加辅助功能设备的交流充电桩主体作为硬件平台，在其上集成目标匹配设备和环形线圈检测设备分别对附近的电动汽车数量和汽车总量进行统计，最后，通过本地LCD显示设备对统计结果进行实时显示。

根据本发明的一方面，提供了一种车辆身份识别自动计费充电桩，所述充电桩包括LCD显示设备、充电桩主体结构、飞思卡尔MC9S12芯片、SDRAM存储芯片、目标匹配设备和环形线圈检测设备，充电桩主体结构用于对电动车的电池组进行充电，射频识别设备用于检测附近道路是否有汽车通过，SDRAM存储芯片和目标匹配设备协同操作，用于识别通过汽车是否为电动车，飞思卡尔MC9S12芯片与LCD显示设备、目标匹配设备和环形线圈检测设备分别连接，用于控制LCD显示设备以本地显示附近道路的汽车的相关信息。

更具体地，在所述车辆身份识别自动计费充电桩中，包括：充电桩主体结构，设置在机柜内，包括市电连接接口、散热片、电源分流设备、温度检测设备、交流双向可控硅、计量设备、电源转换设备、收费设备、充电插座和触摸显示设备；市电连接接口与市电线路连接，用于接收并输出交流电；电源分流设备与市电连接接口连接，包括空气开关、漏电保护器和分流端子排，空气开关与市电连接接口连接，漏电保护器与空气开关连接，分流端子排与漏电保护器连接，分流端子排与电源转换设备连接；交流双向可控硅为一可控开关器件，设置在电源分流设备和计量设备之间，与飞思卡尔MC9S12芯片连接，用于在飞思卡尔MC9S12芯片的控制下，控制自身输入端和输出端的连接和断开；温度检测设备设置在散热片上，与飞思卡尔MC9S12芯片连接，用于检测机柜内部温度并将机柜内部温度发送给飞思卡尔MC9S12芯片，以为飞思卡尔MC9S12芯片对交流双向可控硅的控制提供参考信号；电源转换设备与市电连接接口连接，将市电连接接口输入的交流电进行转换，以分别为飞思卡尔MC9S12芯片、收费设备和触摸显示设备提供电力供应；计量设备与交流双向可控硅连接，用于检测经过充电插座为电动车的电池进行充电的电量数额；充电插座与计量设备连接，用于容纳电动车的充电插头，为电动车的电池进行充电；飞思卡尔MC9S12芯片，与收费设备、触摸显示设备和计量设备分别连接，用于基于计量设备输出的电量数额确定收费金额，将收费金额发送给收费设备以为电动车用户提供交费接口，触摸显示设备用于为电动车用户提供的人机交互接口；环形线圈检测设备，埋设在充电桩附近道路的下方，用于检测过往目标是否为汽车，并在检测到汽车时发出存在汽车信号；SDRAM存储芯片，用于预先存储电动车的基准特征向量，电动车的基准特征向量由基准电动车图像的8个几何特征组成，8个几何特征分别为基准欧拉孔数、圆度、角点数、凸凹度、光滑度、长径比、紧密度和主轴角度；图像数据采集设备包括防水透明罩、辅助照明子设备和CMOS摄像头，所述防水透明罩用于容纳所述辅助照明子设备和所述CMOS摄像头，所述辅助照明子设备为所述CMOS摄像头的拍摄提供辅助照明，所述CMOS摄像头用于对充电桩附近道路进行拍摄，以获得附近道路图像；图像预处理设备，与所述CMOS摄像头连接，包括中值滤波子设备、低通滤波子设备和同态滤波子设备；所述中值滤波子设备与所述CMOS摄像头连接，用于对所述附近道路图像执行中值滤波，以滤除所述附近道路图像中的点噪声，获得第一滤波图像；所述低通滤波子设备与所述中值滤波子设备连接，用于去除所述第一滤波图像中的随机噪声，获得第二滤波图像；所述同态滤波子设备与所述低通滤波子设备连接，用于对所述第二滤波图像执行图像增强，以获得增强道路图像；目标匹配设备，与所述图像预处理设备和所述SDRAM存储芯片分别连接，包括图像分割子设备和特征向量识别子设备，所述图像分割子设备用于将所述增强道路图像中的目标识别出来以获得目标图像；所述特征向量识别子设备与所述图像分割子设备连接，基于所述目标图像确定目标的8个几何特征，将所述8个几何特征组成目标特征向量，并将目标特征向量与电动车的基准特征向量进行匹配，匹配成功则输出存在电动车信号，匹配失败则输出不存在电动车信号；LCD显示设备，与飞思卡尔MC9S12芯片连接，用于实时显示汽车数量、电动车数量和非电动车数量；飞思卡尔MC9S12芯片还与目标匹配设备和环形线圈检测设备分别连接，当接收到存在汽车信号时，汽车数量自加1，当接收到存在汽车信号且接收到存在电动车信号时，电动车数量自加1，非电动车数量为汽车数量减去电动车数量，汽车数量、电动车数量和非电动车数量每周自动清零；其中，环形线圈检测设备包括第一感应线圈、第二感应线圈、耦合振荡电路、信号整形放大电路和微处理器组成，第二感应线圈设置在第一感应线圈的正前方，耦合振荡电路与第一感应线圈和第二感应线圈分别连接，以在有目标依次通行过第一感应线圈和第二感应线圈时检测第一感应线圈和第二感应线圈各自的线圈电感量的变化，信号整形放大电路与耦合振荡电路连接，用于对耦合振荡电路的输出信号进行整形放大以获得整形放大信号，微处理器与信号整形放大电路连接，用于基于接收到的整形放大信号判断经过的目标是否为汽车以确定是否发出存在汽车信号。