[发明专利]基于GPS定位检测的一体化充电桩

摘要

本发明涉及一种基于GPS定位检测的一体化充电桩，包括汽车检测设备、充电桩主体架构、排气管检测设备和频分双工通信设备，汽车检测设备用于检测充电桩附近道路是否有汽车通过，排气管检测设备用于检测通过汽车的车辆类型，充电桩主体架构内包括凌阳SPCE061A芯片，充电桩主体架构用于对电动汽车充电，凌阳SPCE061A芯片与汽车检测设备、排气管检测设备和频分双工通信设备分别连接。通过本发明，能够在为电动汽车提供更方便的充电服务的同时，对周围道路的车辆类型进行统计，从而为城市电动车管理者提供有价值的参考数据。

主权项

一种基于GPS定位检测的一体化充电桩，所述充电桩包括汽车检测设备、充电桩主体架构、排气管检测设备和频分双工通信设备，汽车检测设备用于检测充电桩附近道路是否有汽车通过，排气管检测设备用于检测通过汽车的车辆类型，充电桩主体架构内包括凌阳SPCE061A芯片，充电桩主体架构用于对电动汽车充电，凌阳SPCE061A芯片与汽车检测设备、排气管检测设备和频分双工通信设备分别连接；其特征在于，所述充电桩还包括：汽车检测设备，包括存储设备和GPRS通信设备，存储设备用于预先存储GPS电子地图，GPRS通信设备与存储设备连接，接收交管中心发送的、GPS电子地图中汽车检测设备附近道路上行驶车辆的GPS实时数据，当GPS实时数据与汽车检测设备GPS位置相符合时，发出汽车通过信号；充电桩主体架构，包括交流电接收设备、凌阳SPCE061A芯片、读卡器、打印机、显示屏、电能表、充电枪、三相插座、第一电涌保护设备、第二电涌保护设备、第一断路器、第二短路器、第一漏电保护设备、第二漏电保护设备、开关电源和电源转换设备；交流电接收设备用于接收交流线路，交流线路包括交流电源线和中线；第一断路器的输入端与交流电接收设备连接，输出端与电能表的电源输入端连接，相应地，第一断路器的输入端和输出端都包括交流电源线和中线两条线路，第一断路器包括两个开关，分别位于交流电源线和中线上；第一漏电保护设备的两端与第一断路器输入端的中线、输出端的中线分别连接；第一电涌保护设备与第一断路器的输出端连接；第二断路器的输入端与交流电接收设备连接，输出端与开关电源的输入端连接，相应地，第二断路器的输入端和输出端都包括交流电源线和中线两条线路，第二断路器包括两个开关，分别位于交流电源线和中线上；第二漏电保护设备的两端与第二断路器输入端的中线、输出端的中线分别连接；第二电涌保护设备与第二断路器的输出端连接；电能表的电源输出端与充电枪的输入端连接，电能表的数据输出端与凌阳SPCE061A芯片的RS485串口连接；充电枪的输出端包括三条线路，除了通过充电枪的输入端连接电能表的输出端的交流电源线和中线之外，还包括接地线；电源转换设备，包括太阳能供电器件、切换开关和电压转换器，切换开关与太阳能供电器件和第二断路器的输出端分别连接，根据太阳能供电器件处的输出电压大小决定是否切换到第二断路器的输出端以由第二断路器的输出端供电，电压转换器与切换开关连接，用于将通过切换开关输入的电压转换为5V电压、3.3V电压或12V电压，为凌阳SPCE061A芯片、读卡器和显示屏提供电力供应；读卡器与凌阳SPCE061A芯片的第一RS232串口连接；打印机通过串口与凌阳SPCE061A芯片的第二RS232串口连接，打印机的电源接收端还与开关电源的输出端连接；显示屏与凌阳SPCE061A芯片的并行数据接口连接；频分双工通信设备，与远端的电动汽车信息采集中心建立无线双向通信链路；SD存储卡，预先存储了黑白阈值和像素数阈值，所述黑白阈值用于对图像执行二值化处理，所述SD存储卡还预先存储了多个灰度化排气管形状模版，每一个灰度化排气管形状模版为对不同类型用油汽车基准排气管进行拍摄所得到的排气管图像执行灰度化处理而获得；高清摄像头，用于对充电桩附近道路进行拍摄，以获得附近道路图像，所述附近道路图像的分辨率为3840×2160；排气管检测设备，与高清摄像头连接，包括灰度化处理子设备、图像预处理子设备、二值化处理子设备、列边缘检测子设备、行边缘检测子设备、目标分割子设备和目标识别子设备，所述灰度化处理子设备与所述高清摄像头连接，以对所述附近道路图像执行灰度化处理以获得灰度化道路图像；所述图像预处理子设备与所述灰度化处理子设备连接，以对所述灰度化道路图像依次执行对比度增强和自适应递归滤波处理以获得预处理道路图像；所述二值化处理子设备与所述图像预处理子设备和所述SD存储卡分别连接，将所述预处理道路图像的每一个像素的灰度值与所述黑白阈值分别比较，当像素的灰度值大于所述黑白阈值时，将像素记为白色像素，当像素的灰度值小于所述黑白阈值时，将像素记为黑色像素，从而获得二值化道路图像；所述列边缘检测子设备与所述二值化处理子设备和所述SD存储卡分别连接，用于对所述二值化道路图像，计算每列黑色像素的数目，将黑色像素的数目大于等于所述像素数阈值的列记为边缘列；所述行边缘检测子设备与所述二值化处理子设备和所述SD存储卡分别连接，用于对所述二值化道路图像，计算每行黑色像素的数目，将黑色像素的数目大于等于所述像素数阈值的行记为边缘行；所述目标分割子设备与所述列边缘检测子设备和所述行边缘检测子设备分别连接，将边缘列和边缘行交织的区域作为目标存在区域，并从所述二值化道路图像中分割出所述目标存在区域以作为目标子图像输出；所述目标识别子设备与所述目标分割子设备和所述SD存储卡分别连接，将所述目标子图像与所述多个灰度化排气管形状模版匹配，匹配成功，则输出存在用油汽车信号，并输出对应的用油汽车车型，匹配失败，则输出不存在用油汽车信号；凌阳SPCE061A芯片与频分双工通信设备、排气管检测设备和汽车检测设备分别连接，当接收到汽车通过信号时，汽车数量自加1，当接收到汽车通过信号且接收到存在用油汽车信号时，用油汽车数量自加1，电动汽车数量为汽车数量减去用油汽车数量，汽车数量、用油汽车数量和电动汽车数量每天自动清零，凌阳SPCE061A芯片通过频分双工通信设备将汽车数量、用油汽车数量和电动汽车数量发送给远端的电动汽车信息采集中心位置处的服务器。