CN107730811A - 一种电动拖拉机无线充电智能监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动拖拉机无线充电智能监控系统，包括摄像单元、树莓派、语音报警单元、断电保护单元以及串口WiFi模块；摄像单元由摄像头和监控补光灯组成；树莓派通过Python语言调用OpenCV库函数对摄像头拍摄的视频流进行灰度化以及高斯滤波；语音报警单元由声光报警器和语音播放模块组成；断电保护单元由光电耦合器、继电器和三相交流接触器组成；本发明能将无线电能发射线圈和无线电能接收线圈区域设定为危险区域，其他区域设定为警告区域，将当前最新时刻的图像与背景图像做差，对运动物体进行检测追踪，并通过断电保护单元强制断掉充电主回路上的电流，保证充电安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动拖拉机无线充电智能监控系统，属于无线充电智能监控领域。
背景技术
能源短缺和环境污染已成为制约人类社会可持续发展的重要因素，采用绿色环保能源将是未来农业机械发展的新趋势，电动拖拉机作为一种新型绿色农业机械，将得到广泛的推广和应用。
目前，对于动力电池包的充电方式主要有线充电和无线充电两种形式，有线充电会使得充电操作比较麻烦，并且充电插头在插拔过程中容易发生接触不良和漏电问题，产生电火花，而无线充电方式可以克服有线方式的诸多弊端，实现动力电池包的无线充电是众望所趋。
对于电动拖拉机来说，其作业环境较为恶劣，尤其是地面大多凹凸不平，因此无线电能接收线圈不能像普通电动汽车一样安装在电动拖拉机底盘，且针对一般拖拉机的车型来说，无线电能接收线圈更适宜安装在车身前方，无线电能发射线圈嵌入到墙体，当无线电能接收线圈的谐振频率与无线电能发射线圈产生的固定频率相同时产生谐振，基于谐振耦合，能量由无线电能发射线圈耦合到无线电能接收线圈，在这个过程中，两者之间会产生较强的磁场辐射，会对生物体造成较大危害。这样一来，在无线充电过程中，无线电能接收线圈和无线电能发射线圈之间如果混入不知情的生物体，会带来极大的安全隐患。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种电动拖拉机无线充电智能监控系统；目的在于提供一种在电动拖拉机无线充电过程中针对生物体的智能监控系统，该系统能在不知情生物体靠近无线充电线圈时发出警报及语音提示，当生物体进入无线电能接收线圈和无线电能发射线圈之间区域时，停止无线充电并通过手机app远程通知用户，能够有效保证充电安全。
一种电动拖拉机无线充电智能监控系统，包括摄像单元、树莓派、语音报警单元、断电保护单元以及串口WiFi模块；无线电能发射圈安装在电动拖拉机正前方，无线电能接收线圈安装在电动拖拉机车身前端；无线电能发射圈和无线电能接收线圈平行设置；
所述摄像单元由摄像头和监控补光灯组成；所述摄像头安装在无线电能发射线圈正上方，摄像头的安装高度和拍摄角度以其能够拍摄到无线电能发射线圈前方和电动拖拉机之间且以无线电能发射线圈为中心直径一米范围内的图像确定；摄像头通过FFC 15Pin排线与树莓派视频CSI接口连接，用于向树莓派传输拍摄的视频流，视频流由实时拍摄到的逐帧图像组成；所述监控补光灯安装在摄像头正下方，用于在光照差的情况下，通过调节灯的亮度为摄像头的拍摄提供补光。
所述树莓派通过Python语言调用OpenCV库函数对摄像头拍摄的视频流进行灰度化以及高斯滤波；取对电动拖拉机无线充电开始时获取的图像作为背景图像，通过图像分割将背景图像中无线电能发射线圈和无线电能接收线圈两个平面之间的区域设定为危险区域，背景图像中其他区域设定为警告区域，将实时图像与背景图像做差，对运动物体进行检测追踪，当运动物体进入警告区域但并未进入危险区域时，树莓派控制语音报警单元发出语音警告进行驱赶；当运动物体进入危险区域，通过树莓派控制断电保护单元强制断掉充电主回路上的电流，结束充电，并通过串口WiFi模块将该情况无线发送到用户手机。
所述语音报警单元由声光报警器和语音播放模块组成；当运动物体进入警告区域但并未进入危险区域时，所述声光报警器发出声光报警，所述语音播放模块提示“电动拖拉机正在无线充电，请勿靠近”；所述声光报警器和语音播放模块分别通过信号线与树莓派I/O引脚连接，通过引脚高低电平控制声光报警器和语音播放模块的启停。
所述断电保护单元由光电耦合器、继电器和三相交流接触器组成；所述光电耦合器输入端与树莓派I/O引脚通过信号线连接，通过高低电平控制继电器的导通和切断；所述继电器用于控制三相交流接触器的导通和切断；所述三相交流接触器接入到主电路回路(即380V三相交流电)的输入端，用于切断380V三相交流电的输入，强制结束无线充电。
所述串口WIFI模块用于与用户手机无线连接，用于在无线充电被强制结束时，将无线充电强制结束信息通过无线与用户手机APP进行通讯。
所述树莓派选用树莓派3B型。
所述摄像头为树莓派专用摄像头。
本发明的优点：
在本发明中，无线电能发射线圈和无线电能接收线圈可以看做两个平面，两者以空气为介质进行电能传输，两者之间有一定距离，两者之间有较高辐射，定义为危险区域，可通过调用opencv库现有图像分割函数与其他区域进行区分；在不知情生物体靠近无线充电线圈时发出警报及语音提示，当生物体进入无线电能接收线圈和无线电能发射线圈之间的危险区域时，停止无线充电并通过无线WIFI与用户手机APP进行通讯通知用户，能够有效保证充电安全。
附图说明
图1是具有智能监控系统功能无线充电装置系统拓扑图；
图2是一种电动拖拉机无线充电智能监控系统原理图；
图3是一种电动拖拉机无线充电智能监控系统断电保护单元电路原理图；
图1中：1、直流电源，2、滤波电容3、逆变桥，4、智能监控系统，5、电动拖拉机动力电池包，6、整流桥，7、谐振电容，8、无线电能接收线圈，9、无线电能发射线圈。
具体实施方式
实施例1：参照图1。本发明包括直流电源、滤波电容、逆变桥、无线电能发射线圈、发射端谐振电容、无线电能接收线圈、接收端谐振电容、整流桥、电动拖拉机动力电池包和智能监控系统。
所述直流电源输出直流电经过滤波电容滤波处理后输入到高频的逆变桥，所述高频逆变桥的输出端与谐振电容串联连接至无线电能发射线圈；所述无线电能发射线圈嵌入到墙体，用于产生固定频率高频谐振磁场；所述无线电能接收线圈固定在电动拖拉机车头前方的墙体内，当无线电能接收线圈的谐振频率与无线电能发射线圈产生的固定频率相同时产生谐振，基于谐振耦合，能量由无线电能发射线圈耦合到无线电能接收线圈，并产生感生电动势，无线电能接收线圈与谐振电容串联连接至整流桥的输入端，电能经过整流桥转化为直流电，用于对电动拖拉机动力电池包进行充电。
当无线电能接收线圈的谐振频率与无线电能发射线圈产生的固定频率相同时产生谐振时，两者之间会产生较强的磁场辐射，会对生物体造成较大危害，本发明能在检测到不知情生物体靠近无线充电线圈时，发出警报及语音提示，当生物体进入无线电能接收线圈和无线电能发射线圈之间危险区域时，停止无线充电并通过串口WIFI模块与用户手机APP进行通讯远程通知用户，能够有效保证充电安全。
实施例2：参照图2和图3。一种电动拖拉机无线充电智能监控系统，包括摄像单元、树莓派、语音报警单元、断电保护单元以及串口WiFi模块；
摄像头为树莓派专用摄像头(可市购)，摄像头通过FFC 15Pin排线与树莓派连接；所述摄像单元由摄像头和监控补光灯组成；所述摄像头选用500W像素OV5647摄像头，通过调整拍摄角度限定摄像头的拍摄场景在距离无线电能发射线圈一米的范围内；所述摄像头通过FFC 15Pin软排线与树莓派视频CSI接口连接，用于向树莓派传输拍摄视频流，视频流通过逐帧图像组成。所述监控补光灯选用大华DH-PFM511型光感智能LED灯，其安装在摄像头正下方位置，用于在光照差的情况下，通过调节灯的亮度使光强均匀有效分布，达到整体高亮效果，为摄像头的拍摄提供补光。监控补光灯本身带有光敏电阻，可以根据室外光照的强度改变灯的亮度完成补光操作。
所述树莓派选用树莓派3B型，其通过Python语言调用OpenCV库函数对图像进行灰度化以及高斯滤波(采用现有技术实现，灰度处理和高斯滤波都是OpenCV库里现有的函数)，取无线充电开始时获取的图像作为背景图像(摄像头固定好后，其拍摄范围是固定的，人将车停好后进行无线充电，此时无活体或运动物体进入，将此刻获取的图像作为背景图像，之后获取的图像为实时图像)，将图像中无线电能发射线圈和无线电能接收线圈区域设定为危险区域，图像中其他区域设定为警告区域，将当前时刻最新的图像与背景图像做差，对运动物体进行检测追踪(运动追踪是OpenCV库里现有的函数)，当运动物体进入警告区域但并未进入危险区域时，语音报警单元发出语音警告进行驱赶，当运动物体进入危险区域，通过断电保护单元强制断掉充电主回路上的电流，结束充电，并通过串口WiFi模块将该情况无线发送到用户手机。
所述语音报警单元由声光报警器LTE-1101J和飞音云电子M3D6语音播放模块组成；当运动物体进入警告区域但并未进入危险区域时，所述声光报警器发出声光报警，所述语音播放模块提示“电动拖拉机正在无线充电，请勿靠近”(语音播放内容可事先设置)；所述语音报警单元通过信号线与树莓派I/O引脚连接，通过引脚高低电平控制语音报警单元的启停。
所述断电保护单元由光电耦合器PC817、继电器HA-200-12和三相交流接触器宗意CJ20-100A组成；所述光电耦合器输入端与树莓派I/O引脚通过信号线连接，通过高低电平控制继电器的导通和切断；所述继电器用于控制三相交流接触器的导通和切断；所述三相交流接触器接入到主电路回路的输入端，用于强制结束无线充电。
所述串口WIFI模块，选用ESP8266WiFi模块，用于在无线充电被强制结束时，通过无线与用户手机APP进行通讯远程通知用户。
Claims (5)
1.一种电动拖拉机无线充电智能监控系统，其特征在于包括摄像单元、树莓派、语音报警单元、断电保护单元以及串口WiFi模块；
所述摄像单元由摄像头和监控补光灯组成；所述摄像头安装在无线电能发射线圈正上方；摄像头通过FFC 15Pin排线与树莓派视频CSI接口连接，用于向树莓派传输拍摄的视频流，视频流由实时拍摄到的逐帧图像组成；所述监控补光灯安装在摄像头正下方，通过调节灯的亮度为摄像头的拍摄提供补光；
所述树莓派对摄像头拍摄的视频流进行灰度化以及高斯滤波，取对电动拖拉机无线充电开始时获取的图像作为背景图像，通过图像分割设定背景图像中无线电能发射线圈和无线电能接收线圈两个平面之间的区域为危险区域，设定背景图像中其他区域为警告区域，将实时图像与背景图像做差，对运动物体进行检测追踪，当运动物体进入警告区域但并未进入危险区域时，树莓派控制语音报警单元发出语音警告进行驱赶；当运动物体进入危险区域，通过树莓派控制断电保护单元强制断掉充电主回路上的电流，结束充电；
所述语音报警单元由声光报警器和语音播放模块组成；所述声光报警器发出声光报警，所述语音播放模块进行语音提示；所述声光报警器和语音播放模块分别通过信号线与树莓派I/O引脚连接，通过引脚高低电平控制声光报警器和语音播放模块的启停；
所述断电保护单元由光电耦合器、继电器和三相交流接触器组成；所述光电耦合器输入端与树莓派I/O引脚通过信号线连接，通过高低电平控制继电器的导通和切断；所述继电器用于控制三相交流接触器的导通和切断；所述三相交流接触器接入到主电路回路的输入端，用于切断380V三相交流电的输入，强制结束无线充电；
所述串口WIFI模块用于与用户手机无线连接，用于在无线充电被强制结束时，将无线充电强制结束信息通过无线与用户手机APP进行通讯。
2.如权利要求1所述的一种电动拖拉机无线充电智能监控系统，其特征在于所述摄像头能够拍摄到无线电能发射线圈前方和电动拖拉机之间且以无线电能发射线圈为中心直径一米范围内的图像。
3.如权利要求1所述的一种电动拖拉机无线充电智能监控系统，其特征在于所述树莓派选用树莓派3B型。
4.如权利要求1所述的一种电动拖拉机无线充电智能监控系统，其特征在于所述摄像头为树莓派专用摄像头。
5.如权利要求1所述的一种电动拖拉机无线充电智能监控系统，其特征在于所述无线电能发射圈安装在电动拖拉机正前方，无线电能接收线圈安装在电动拖拉机车身前端；无线电能发射圈和无线电能接收线圈平行设置。
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|---|---|
| CN (1) | CN107730811A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108521556A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-09-11 | 北京林业大学 | 基于嵌入式系统的智能跟踪监控摄像头 |
| CN112261371A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-01-22 | 四川天邑康和通信股份有限公司 | 一种基于电视机顶盒摄像头的视频监视控制系统 |
| CN112987641A (zh) * | 2021-03-01 | 2021-06-18 | 浙江商业职业技术学院(杭州商业技工学校) | 一种无线充电监控系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160016478A1 (en) * | 2013-07-16 | 2016-01-21 | Ihi Corporation | Foreign matter detection device and method for wireless power supply device |
| CN206472229U (zh) * | 2017-01-24 | 2017-09-05 | 华北电力大学（保定） | 一种电力施工现场全过程监控系统 |
| CN107278115A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-10-20 | 无锡北斗星通信息科技有限公司 | 防辐射定向保护系统 |
| CN207380858U (zh) * | 2017-11-18 | 2018-05-18 | 山东农业大学 | 一种电动拖拉机无线充电智能监控系统 |
-
2017
- 2017-11-18 CN CN201711151312.2A patent/CN107730811A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160016478A1 (en) * | 2013-07-16 | 2016-01-21 | Ihi Corporation | Foreign matter detection device and method for wireless power supply device |
| CN206472229U (zh) * | 2017-01-24 | 2017-09-05 | 华北电力大学（保定） | 一种电力施工现场全过程监控系统 |
| CN107278115A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-10-20 | 无锡北斗星通信息科技有限公司 | 防辐射定向保护系统 |
| CN207380858U (zh) * | 2017-11-18 | 2018-05-18 | 山东农业大学 | 一种电动拖拉机无线充电智能监控系统 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 葛晶晶: "智能监控系统在高压测试区域的研究与应用", 《山西电子技术》 * |
| 韩宇 等: "基于嵌入式树莓派和OpenCV的运动检测与跟踪系统", 《电视技术》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108521556A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-09-11 | 北京林业大学 | 基于嵌入式系统的智能跟踪监控摄像头 |
| CN112261371A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-01-22 | 四川天邑康和通信股份有限公司 | 一种基于电视机顶盒摄像头的视频监视控制系统 |
| CN112987641A (zh) * | 2021-03-01 | 2021-06-18 | 浙江商业职业技术学院(杭州商业技工学校) | 一种无线充电监控系统 |
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