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技术领域

本发明涉及充电桩领域，尤其涉及一种双模式充电桩。

背景技术

对于电动汽车的管理者和推动者来说，如何设置合理的充电桩分布网 络，始终是一个难题。原因在于，每一条道路的电动汽车过往数量不同， 对充电桩的需求也不同，现有技术中缺乏这样的本地需求数据的获得方 式，导致充电桩的设置往往是粗犷的。

如果充电桩分布网络不够合理，会对相关方面造成不利影响，例如， 如果对每条道路都设置大量的充电桩，这样配置下来，运营方的成本较高， 而且占据了大量的城市公共资源。

相反，如果道路附近的充电桩配置较少，则容易导致道路附近的电动 汽车无电可充，而且，即使是现有的充电桩，也无法根据附近道路的电动 汽车的行驶数量决定其是否进入省电模式，这样导致了交流充电桩需要24 小时时刻准备充电，浪费大量的电力资源。

现有技术中的充电桩的另外一个问题在于，由于充电桩发展时间较为 短暂，设计经验较少，导致现有技术中的充电桩的结构不够合理，充电效 率低下。

因此，需要一种新的充电桩，通过优化充电桩的结构以提高充电桩的 充电性能，同时能够集成用于采集本地电动汽车需求数据的数据采集设 备，从而为电动汽车的拥有者提供更完善的服务。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种双模式充电桩，改造现有技术 中充电桩，将充电模式设备和车辆信息采集模式设备集成于一体，实现对 电动车进行充电以及对充电桩附近道路上的行驶车辆进行类型统计的功 能，避免城市资源浪费的同时，为用户的使用提供方便。

根据本发明的一方面，提供了一种双模式充电桩，所述充电桩包括充 电模式设备和车辆信息采集模式设备，充电模式设备用于对电动车进行充 电，车辆信息采集模式设备用于对充电桩附近道路上的行驶车辆进行类型 统计。

更具体地，在所述双模式充电桩中，包括：充电桩主体架构，包括充 电允许开关、防雷跳闸、急停开关和防盗开关、触摸屏、指示灯、控制按 键、打印机、IC卡读写设备、模拟量采集设备、开关量采集设备和充电插 座；触摸屏与嵌入式处理设备连接，用于接收电动车用户的各种输入；指 示灯与嵌入式处理设备连接，用于显示充电插座是否连接上电动车的电 池；控制按键与嵌入式处理设备连接，用于接收电动车用户的各种输入； 打印机与嵌入式处理设备连接，用于在嵌入式处理设备的控制下，打印各 类报表；IC卡读写设备与嵌入式处理设备连接，用于在嵌入式处理设备的 控制下对电动车用户的IC卡进行读写操作，以实现对电动车用户充电操 作的计费；模拟量采集设备与嵌入式处理设备连接，用于采集充电桩主体 架构充电的输入电压、输出电压、输出电流以及采集充电插座的连接状态， 并将充电桩主体架构充电的输入电压、输出电压、输出电流以及采集充电 插座的连接状态发送给嵌入式处理设备；开关量采集设备与嵌入式处理设 备、充电允许开关、防雷跳闸、急停开关和防盗开关分别连接，用于对充 电允许开关、防雷跳闸、急停开关和防盗开关的开关量进行数据采集，并 将采集到的数据发送给嵌入式处理设备；射频识别设备，设置在充电桩附 近道路的正上方，用于检测过往目标中具有射频识别卡的汽车，在检测到 具有射频识别卡的汽车时发出汽车通过信号；静态存储设备，用于预先存 储排气管的基准特征向量，排气管的基准特征向量由基准排气管图像的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；CCD图像传感器，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 CCD图像传感器连接，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CCD图像传感器连接，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 静态存储设备分别连接，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排气管的基准特征向量进行匹配，匹配成功则输 出存在用油汽车信号；液晶显示设备，与嵌入式处理设备连接，用于显示 充电桩主体架构的各种工作状态，还用于实时显示汽车数量、电动车数量 和非电动车数量；嵌入式处理设备，与目标匹配设备和射频识别设备分别 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，非电动车数量自加1，电动车数量为汽 车数量减去非电动车数量，汽车数量、电动车数量和非电动车数量每天自 动清零；其中，射频识别卡为汽车所携带的、集成ETC通行功能的卡片。

更具体地，在所述双模式充电桩中：将触摸屏和液晶显示设备集成在 一起。

更具体地，在所述双模式充电桩中，所述充电桩还包括：充电桩外壳， 由不锈钢材料制造而成。

更具体地，在所述双模式充电桩中：嵌入式处理设备位于充电桩外壳 内。

更具体地，在所述双模式充电桩中：嵌入式处理设备内置有计时器， 用于提供实时的计时信号。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的双模式充电桩的结构方框图。

附图标记：1充电模式设备；2车辆信息采集模式设备

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的双模式充电桩的实施方案进行详细说明。

当前，电动汽车的发展如火如荼，电动汽车具有传统能源汽车无法比 拟的优点，但其发展也不是一帆风顺的。

在电动汽车的发展过程中，限制其大规模使用的瓶颈之一在于配套的 充电设备无法满足电动汽车的需求。对电动汽车进行充电的设备为充电 桩，由于电动汽车行驶在各条道路上，每一条道路都可能存在即将耗尽电 力的电动汽车，因此，实际上电动汽车对充电桩的需求应该是铺设在每条 道路附近。然而，如果电动汽车的管理者或推广者如果真正将充电桩设置 在每条道路附近，则对城市公共空间的占据量是一个庞大的数字，并带来 巨大的经济开销。

由此可见，现有技术中缺乏均衡电动汽车需求和节省运营成本的具体 设备，而且，现有技术中的交流充电桩充电结构落后，除了充电，很少有 其他辅助功能。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种双模式充电桩，能够改良自身 结构，提高自身的充电性能，还能够通过汽车类型统计设备的统计结果为 充电桩的布局提供更有价值的参考数据，从而使得充电桩能够保持双模式 同时工作的状态。

图1为根据本发明实施方案示出的双模式充电桩的结构方框图，所述 充电桩包括充电模式设备和车辆信息采集模式设备，充电模式设备用于对 电动车进行充电，车辆信息采集模式设备用于对充电桩附近道路上的行驶 车辆进行类型统计。

接着，继续对本发明的双模式充电桩的具体结构进行进一步的说明。

所述充电桩包括：充电桩主体架构，包括充电允许开关、防雷跳闸、 急停开关和防盗开关、触摸屏、指示灯、控制按键、打印机、IC卡读写设 备、模拟量采集设备、开关量采集设备和充电插座。

触摸屏与嵌入式处理设备连接，用于接收电动车用户的各种输入；指 示灯与嵌入式处理设备连接，用于显示充电插座是否连接上电动车的电 池；控制按键与嵌入式处理设备连接，用于接收电动车用户的各种输入； 打印机与嵌入式处理设备连接，用于在嵌入式处理设备的控制下，打印各 类报表。

IC卡读写设备与嵌入式处理设备连接，用于在嵌入式处理设备的控制 下对电动车用户的IC卡进行读写操作，以实现对电动车用户充电操作的 计费；模拟量采集设备与嵌入式处理设备连接，用于采集充电桩主体架构 充电的输入电压、输出电压、输出电流以及采集充电插座的连接状态，并 将充电桩主体架构充电的输入电压、输出电压、输出电流以及采集充电插 座的连接状态发送给嵌入式处理设备。

开关量采集设备与嵌入式处理设备、充电允许开关、防雷跳闸、急停 开关和防盗开关分别连接，用于对充电允许开关、防雷跳闸、急停开关和 防盗开关的开关量进行数据采集，并将采集到的数据发送给嵌入式处理设 备。

所述充电桩包括：射频识别设备，设置在充电桩附近道路的正上方， 用于检测过往目标中具有射频识别卡的汽车，在检测到具有射频识别卡的 汽车时发出汽车通过信号。

所述充电桩包括：静态存储设备，用于预先存储排气管的基准特征向 量，排气管的基准特征向量由基准排气管图像的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。

所述充电桩包括：CCD图像传感器，用于对充电桩附近道路进行拍摄， 以获得附近道路图像。

所述充电桩包括：图像预处理设备，与所述CCD图像传感器连接， 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CCD图像传感器连接，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 预处理设备和所述静态存储设备分别连接，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排气管的基准特征向量进行匹配，匹配成功则输出存 在用油汽车信号。

所述充电桩包括：液晶显示设备，与嵌入式处理设备连接，用于显示 充电桩主体架构的各种工作状态，还用于实时显示汽车数量、电动车数量 和非电动车数量。

所述充电桩包括：嵌入式处理设备，与目标匹配设备和射频识别设备 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，非电动车数量自加1，电动车数量 为汽车数量减去非电动车数量，汽车数量、电动车数量和非电动车数量每 天自动清零。

其中，射频识别卡为汽车所携带的、集成ETC通行功能的卡片。

可选地，在所述双模式充电桩中：将触摸屏和液晶显示设备集成在一 起；所述充电桩还可以包括充电桩外壳，充电桩外壳由不锈钢材料制造而 成；嵌入式处理设备位于充电桩外壳内；以及，嵌入式处理设备内可以置 有计时器，用于提供实时的计时信号。

另外，滤波器，顾名思义，是对波进行过滤的器件。“波”是一个非 常广泛的物理概念，在电子技术领域，“波”被狭义地局限于特指描述各 种物理量的取值随时间起伏变化的过程。该过程通过各类传感器的作用， 被转换为电压或电流的时间函数，称之为各种物理量的时间波形，或者称 之为信号。因为自变量时间是连续取值的，所以称之为连续时间信号，又 习惯地称之为模拟信号。

随着数字式电子计算机技术的产生和飞速发展，为了便于计算机对信 号进行处理，产生了在抽样定理指导下将连续时间信号变换成离散时间信 号的完整的理论和方法。也就是说，可以只用原模拟信号在一系列离散时 间坐标点上的样本值表达原始信号而不丢失任何信息，波、波形、信号这 些概念既然表达的是客观世界中各种物理量的变化，自然就是现代社会赖 以生存的各种信息的载体。信息需要传播，靠的就是波形信号的传递。信 号在它的产生、转换、传输的每一个环节都可能由于环境和干扰的存在而 畸变，甚至是在相当多的情况下，这种畸变还很严重，导致信号及其所携 带的信息被深深地埋在噪声当中了。为了滤除这些噪声，恢复原本的信号， 需要使用各种滤波器进行滤波处理。

采用本发明的双模式充电桩，针对现有技术充电桩性能差且缺乏充电 桩布局参考信息的提供设备的技术问题，通过引入汽车类型检测设备对附 近道路上的汽车和电动汽车进行识别，并通过显示设备进行本地显示，同 时，对充电桩的充电平台进行升级改造，更好地满足用户的充电需求。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施 例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离 本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术 方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此， 凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例 所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的 范围内。