[发明专利]基于CNN卷积神经网络的充电场智能管理系统

权利要求书

1.基于CNN卷积神经网络的充电场智能管理系统，包括微控制单元、通信模块、充电场管理平台、设置在充电场能为新能源汽车充电的充电机和设置在充电场的摄像头；通信模块、充电机的控制端和摄像头的控制端都分别与微控制单元相连接；微控制单元通过通信模块与充电场管理平台通信连接；其特征在于，在充电场管理平台上设有能对摄像头所拍摄图片进行处理的CNN卷积神经网络模块；

在充电场的每个充电停车位处都分别独立设有供新能源汽车停在其上面进行充电的充电停车板；在每个充电停车板的下方分别设有板压力传感器，每个板压力传感器分别独立绑定有板地址编码器；在停车板上的上表面上均布设有若干个板半通孔，在每个板半通孔内一对一设有面压力传感器，每个面压力传感器分别独立绑定有面地址编码器；板压力传感器、板地址编码器、面压力传感器和面地址编码器分别与与微控制单元相连接；

在充电停车板下方设有基座，在充电停车板下表面上竖直向下固定设有上管，在上管上上下滑动套设有下管，下管的下端固定连接在基座上；在基座的上表面上分别竖直固定设有若干顶板弹簧和压力弹簧，顶板弹簧的上端面顶紧挤压连接在充电停车板的下表面上，从而使停车板能在基座上上下移动；板压力传感器固定连接在压力弹簧的顶端，充电停车板下移到设定高度后充电停车板的下表面压紧连接在板压力传感器上；

在充电停车板后方的充电场内设有水平档杆，在水平档杆上沿着水平档杆的轴线排列设有若干个接近半通孔，在每个接近半通孔内分别设有接近传感器，每个接近传感器分别独立绑定有接近地址编码器；每个接近传感器和每个接近地址编码器都分别与微控制单元相连接；

微控制单元每间隔设定时间就借助摄像头拍摄图片上传到充电场管理平台；充电场管理平台收到图片后立即将图片送入CNN卷积神经网络模块由CNN卷积神经网络模块对图片进行处理；

CNN卷积神经网络模块对图片进行处理过程如下：

在CNN卷积神经网络模块的输入层输入任意大小的图片，系统在将图片送入CNN卷积网络之前，会对图片进行一定的预处理，将图片大小调整为32*32统一大小的图片；

在CNN卷积神经网络模块的第一卷积层采用12个5*5大小的卷积核并加入zero-padding进行特征提取后生成12个featureMap；

在CNN卷积神经网络模块的第一激活层采用Relu激活函数对网络进行修正；

在CNN卷积神经网络模块的第一池化层采用2*2的大小并选用Max-pooling对图片进行压缩；

在CNN卷积神经网络模块的第二卷积层采用24个4*4大小的卷积核进行特征提取后生成24个featureMap；

在CNN卷积神经网络模块的第二激活层采用Relu激活函数对网络进行修正；

在CNN卷积神经网络模块的第二池化层采用2*2的大小并选用Max-pooling进行池化；

在CNN卷积神经网络模块的第三卷积层采用40个3*3大小的卷积核进行特征提取后生成40个featureMap；

在CNN卷积神经网络模块的第三激活层采用Relu激活函数对网络进行修正；

在CNN卷积神经网络模块的第三池化层采用2*2的大小并选用Max-pooling进行池化；

在CNN卷积神经网络模块的全连接层把做完MaxPooling池化后的数据送入到Flatten层，然后把Flatten层的output放到fullconnectedLayer里，采用softmax逻辑回归模型对其进行分类；

在CNN卷积神经网络模块的输出层这里的输出结果包含，当前图片是空闲充电停车板、还是充电桩、还是车辆，

如果是空闲充电停车板，则给出当前是空闲充电停车板的提示，

如果是充电桩，则进一步判断充电枪是否在充电座上，

如果是车辆，则判断当前车辆的车牌颜色，如果车牌是蓝色，则说明当前车位状态被油车占用，进一步对车牌进行识别，如果车牌是绿色，则说明当前车位状态被新能源汽车占用；

在充电机的充电枪上设有分别与微控制单元相连接的ADC采样增益调整电路、CAN隔离通信模块电路、DA输出放大电路、LCD屏电路、V/F电路和F/V电路；

在充电机的充电枪上还设有参考源电路，所述参考源电路包括电解电容CR1、电容CR2、电容CR3、电容CR4、电容CR5、电解电容CR6、电阻RF1、电阻RF2、电阻RF3、电阻RF4、接地端AGND、直流VA+5V输出端、高精准基准电压芯片UD3、放大芯片UD4、电解电容C6、电容C7、电解电容C8、电容C9、电解电容C11、电容C12、正电压稳压器D2和稳压管D3；

所述高精准基准电压芯片UD3为AD780芯片；放大芯片UD4为OP07芯片；正电压稳压器D2为L7805芯片；稳压管D3为SPX1117-3.3V芯片；

电解电容CR1的负极端、电容CR2的一端、电容CR3的一端、电容CR4的一端、电容CR5的一端、电解电容CR6的负极端、电阻RF1的一端和高精准基准电压芯片UD3的com管脚都分别与接地端AGND相连接；

电解电容CR1的正极端、电容CR2的另一端和高精准基准电压芯片UD3的Vi管脚都分别与直流VA+5V输出端相连接；

电容CR3的另一端与高精准基准电压芯片UD3的temp管脚相连接；

电阻RF1的另一端与高精准基准电压芯片UD3的O/P管脚相连接；

高精准基准电压芯片UD3的Vo管脚与放大芯片UD4的正向输入端相连接；

电阻RF3的一端与放大芯片UD4的反向输入端相连接；

电阻RF3的另一端、电解电容CR6的正极端和放大芯片UD4的输出端都分别连接在微控制单元的VREF+管脚上；

放大芯片UD4的接地端和电阻FR4的一端都分别连接在电容CR5的另一端上；

电阻FR4的另一端连接在12V电源负极上；

放大芯片UD4的接电源正极端口和电阻RF2的一端都分别连接在电容CR4的另一端上；

电解电容C6的负极端、电容C7的一端、电解电容C8的负极端、电容C9的一端、电容C11的负极端、电容C12的一端、正电压稳压器D2的GND管脚和稳压管D3的GND管脚都分别与接地端AGND相连接；

电阻FR2的另一端、电解电容C6的正极端和电容C7的另一端都分别与正电压稳压器D2的Vin管脚相连接；

电解电容C8的正极端、电容C8的另一端和稳压管D3的VIN管脚都分别与正电压稳压器D2的Vin管脚相连接；

电解电容C11的正极端、电容C12的另一端都分别与稳压管D3的VOUT管脚相连接；

在充电场管理平台上还设有充电信用租借模块；

充电场智能管理系统还包括若干个分别持有智能手机且都分别在智能手机上独立安装有外部APP的司机；

每个司机均可通过自己智能手机上的外部APP分别与充电场管理平台上的充电信用租借模块网络连接；

每个司机还可通过自己智能手机内的外部APP在充电信用租借模块上相互加为好友；

每个司机均可通过自己智能手机内的外部APP在信用租借模块上查看每个好友的延期缴纳充电费用信用等级分数；

相互加为好友的司机之间的延期缴纳充电费用信用等级分数可相互暂时全部或部分借用；

司机借用好友的延期缴纳充电费用信用等级分数后，该司机当前的延期缴纳充电费用信用等级分数就等于该司机原来的延期缴纳充电费用信用等级分数加上该司机从好友那里借来的延期缴纳充电费用信用等级分数之和，并在该司机将该次充电的费用缴纳成功后由信用租借模块自动将该司机所借的延期缴纳充电费用信用等级分数减去后自动退还给被借出消费等级的那个司机；

司机在利用延期缴纳充电费用信用等级分数对车辆进行先充电后交费时无需先支付充电费用，该司机的充电费用只需在充电完成后信用租借模块设定的时间内支付完成即可；

如果司机充电后在信用租借模块设定的时间内支付完充电费用的，该司机的延期缴纳充电费用信用等级分数由信用租借模块自动给加上相应分数，并且同时将借给该司机的那个好友的延期缴纳充电费用信用等级分数也由信用租借模块自动给加上相应分数；

如果司机充电后未在信用租借模块设定的时间内支付完充电费用的，该司机的延期缴纳充电费用信用等级分数由信用租借模块自动给减去相应分数，并且同时将借给该司机的那个好友的延期缴纳充电费用信用等级分数也由信用租借模块自动给减去相应分数；

如果司机充电后未在信用租借模块设定的时间内支付完充电费用的，则在该司机在下次充电时需要先交齐上次的充电费用后才能进行该次充电；

如果司机充电后超出规定交费时间结后的两个月内还未交充电费的，则当初将延期缴纳充电费用信用等级分数借给该司机的对应好友在两个月结束后的第一次充电时就需要先代替未交充电费的那个司机交齐充电费用后才能给自己的新能源汽车充电；

在充电机的充电枪上分别设有抢编号二维码和抢编号数字。