CN112848957A - 基于物联网和无线传感器的电动汽车充电站安全监测平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开基于物联网和无线传感器的电动汽车充电站安全监测平台，通过采集电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面图像，获取各充电桩的表面图像破损面积，计算各充电桩表面的实际破损面积，并检测各充电桩的表面温度和线路温度，若某充电桩的线路温度大于设定阈值，则控制该充电桩的线路进行断电处理，同时统计各充电桩对应的电动汽车在未充电时电池剩余电量，计算各充电桩对应电动汽车的电池预计充满时间，并记录各充电桩对应电动汽车的电池实际充满时间，综合计算电动汽车充电站中各充电桩的充电安全影响系数，对比分析各充电桩是否存在充电安全隐患，若存在充电安全隐患则进行预警提醒，从而保障电动汽车充电站的运行安全。
Description
技术领域
本发明涉及充电站安全监测领域，涉及到基于物联网和无线传感器的电动汽车充电站安全监测平台。
背景技术
随着电动汽车的普及，电动汽车充电站必将成为汽车工业和能源产业发展的重点。电动汽车充电站能较好的解决快速充电问题，节能减排。但是，现有的电动汽车充电站安全监测技术普遍存在一些不足之处，现有的电动汽车充电站安全监测技术大都是采用人工监测方式，即人工定时对电动汽车充电站内各充电桩进行监测，存在部分充电桩表面出现破损现象无法及时监测，从而降低电动汽车充电站的安全可靠性，同时现有的技术无法实时监测充电桩的线路温度，存在充电桩在充电过程中温度过高无法及时进行针对性的处理，从而增加电动汽车充电站发生火灾的可能性，降低充电桩充电安全性能，使得电动汽车充电站存在巨大的安全隐患，为了解决以上问题，现设计基于物联网和无线传感器的电动汽车充电站安全监测平台。
发明内容
本发明的目的在于提供基于物联网和无线传感器的电动汽车充电站安全监测平台，本发明通过采集电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面图像，并进行图像处理，获取电动汽车充电站内各充电桩的表面图像破损面积，计算电动汽车充电站内各充电桩表面的实际破损面积，同时检测电动汽车充电站内各充电桩的表面温度和线路温度，对比得到电动汽车充电站内各充电桩的线路温度差值，若某充电桩的线路温度差值大于设定阈值，则控制该充电桩的线路进行断电处理，同时统计各充电桩对应的电动汽车在未充电时电池剩余电量，计算各充电桩对应电动汽车的电池预计充满时间，并记录各充电桩对应电动汽车的电池实际充满时间，综合计算电动汽车充电站中各充电桩的充电安全影响系数，对比分析各充电桩是否存在充电安全隐患，若存在充电安全隐患则进行预警提醒，解决了背景技术中存在的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
基于物联网和无线传感器的电动汽车充电站安全监测平台，包括充电桩划分模块、图像采集模块、图像处理模块、图像破损面积获取模块、实际破损面积分析模块、存储数据库、温度检测模块、温度分析模块、剩余电量获取模块、预计充满时间分析模块、实际充满时间记录模块、分析服务器和预警提醒模块；
所述充电桩划分模块用于对电动汽车充电站内充电桩进行划分，按照各充电桩的安装位置顺序依次进行编号，电动汽车充电站内各充电桩的位置编号分别为1,2,...,i,...,n，将电动汽车充电站内各充电桩的位置编号发送至图像采集模块；
所述图像采集模块与充电桩划分模块连接，用于接收充电桩划分模块发送的电动汽车充电站内各充电桩的位置编号，对电动汽车充电站内各充电桩的表面进行图像采集，获取电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面图像，构成电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面图像集合P(p1,p2,...,pi,...,pn)，pi表示为电动汽车充电站内第i个充电桩的全方位表面图像，将电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面图像集合发送至图像处理模块；
所述图像处理模块与图像采集模块连接，用于接收图像采集模块发送的电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面图像，分别对电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面图像进行图像处理，获得电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面处理图像，统计电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面处理图像，将电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面处理图像发送至图像破损面积获取模块；
所述图像破损面积获取模块与图像处理模块连接，用于接收图像处理模块发送的电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面处理图像，获取电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面图像中图像破损面积，统计电动汽车充电站内各充电桩的表面图像破损面积，构成电动汽车充电站内各充电桩的表面图像破损面积集合S(s1,s2,...,si,...,sn)，si表示为电动汽车充电站内第i个充电桩的表面图像破损面积，将电动汽车充电站内各充电桩的表面图像破损面积集合发送至实际破损面积分析模块；
所述实际破损面积分析模块与图像破损面积获取模块连接，用于接收图像破损面积获取模块发送的电动汽车充电站内各充电桩的表面图像破损面积集合，提取存储数据库中存储的标准形式图像数据与实际数据的比例系数，计算电动汽车充电站内各充电桩表面的实际破损面积，统计电动汽车充电站内各充电桩表面的实际破损面积，将电动汽车充电站内各充电桩表面的实际破损面积发送至分析服务器；
所述存储数据库与实际破损面积分析模块连接，用于存储标准形式图像数据与实际数据的比例系数k和电动汽车充电站内充电桩充电时安全线路温度T′安，同时存储电动汽车充电站中充电桩单位时间内充电速率v标和各电动汽车的电池额定电量Qi，并存储充电桩线路温度和表面温度对应的充电安全权重比例系数，分别记为α,β，存储充电桩表面破损的安全影响系数μ和电动汽车充电站内充电桩的标准表面温度T标；
所述温度检测模块用于对电动汽车充电站内各充电桩的表面温度和线路温度进行检测，分别检测电动汽车充电站内各充电桩的表面温度和线路温度，构成电动汽车充电站内各充电桩的表面温度集合T(T1,T2,...,Ti,...,Tn)，Ti表示为电动汽车充电站内第i个充电桩的表面温度，将电动汽车充电站内各充电桩的表面温度集合发送至分析服务器；同时构成电动汽车充电站内各充电桩的线路温度集合T′(T′1,T′2,...,T′i,...,T′n)，Ti′表示为电动汽车充电站内第i个充电桩的线路温度，将电动汽车充电站内各充电桩的线路温度集合发送至温度分析模块；
所述温度分析模块分别与温度检测模块和存储数据库连接，用于接收温度检测模块发送的电动汽车充电站内各充电桩的线路温度集合，提取存储数据库中存储的电动汽车充电站内充电桩充电时安全线路温度，将电动汽车充电站内各充电桩的线路温度与充电桩充电时安全线路温度进行对比，得到电动汽车充电站内各充电桩的线路温度差值集合ΔT′(ΔT′1,ΔT′2,...,ΔT′i,...,ΔT′n)，ΔTi′表示为电动汽车充电站内第i个充电桩的线路温度与充电桩充电时安全线路温度的对比差值，将电动汽车充电站内各充电桩的线路温度差值集合发送至分析服务器；
所述分析服务器分别与实际破损面积分析模块、温度检测模块和温度分析模块连接，用于接收实际破损面积分析模块发送的电动汽车充电站内各充电桩表面的实际破损面积，同时接收温度检测模块发送的电动汽车充电站内各充电桩的表面温度集合，并接收温度分析模块发送的电动汽车充电站内各充电桩的线路温度差值集合，将电动汽车充电站内各充电桩的线路温度差值与设定的线路温度差值阈值进行对比，若电动汽车充电站内某充电桩的线路温度差值大于设定的线路温度差值阈值，则控制该充电桩的线路进行断电处理，直到该充电桩的线路温度差值为零时继续进行充电服务；
所述剩余电量获取模块用于获取各充电桩对应的电动汽车在未充电时电池剩余电量，统计各充电桩对应的电动汽车在未充电时电池剩余电量，构成各充电桩对应的电动汽车在未充电时电池剩余电量集合q(q1,q2,...,qi,...,qn)，qi表示为第i个充电桩对应的电动汽车在未充电时电池剩余电量，将各充电桩对应的电动汽车在未充电时电池剩余电量集合发送至预计充满时间分析模块；
所述预计充满时间分析模块分别与剩余电量获取模块和存储数据库连接，用于接收剩余电量获取模块发送的各充电桩对应的电动汽车在未充电时电池剩余电量集合，提取存储数据库中存储的电动汽车充电站中充电桩单位时间内充电速率和各电动汽车的电池额定电量，计算各充电桩对应电动汽车的电池预计充满时间，统计各充电桩对应电动汽车的电池预计充满时间，将各充电桩对应电动汽车的电池预计充满时间发送至分析服务器；
所述实际充满时间记录模块用于记录各充电桩对应电动汽车的电池实际充满时间，统计各充电桩对应电动汽车的电池实际充满时间，构成各充电桩对应电动汽车的电池实际充满时间集合t′(t′1,t′2,...,t′i,...,t′n)，t′i表示为第i个充电桩对应电动汽车的电池实际充满时间，将各充电桩对应电动汽车的电池实际充满时间集合发送至分析服务器；
所述分析服务器分别与预计充满时间分析模块、实际充满时间记录模块和存储数据库连接，用于接收预计充满时间分析模块发送的各充电桩对应电动汽车的电池预计充满时间，同时接收实际充满时间记录模块发送的各充电桩对应电动汽车的电池实际充满时间集合，提取存储数据库中存储的充电桩线路温度和表面温度对应的充电安全权重比例系数、充电桩表面破损的安全影响系数和电动汽车充电站内充电桩的标准表面温度，计算电动汽车充电站中各充电桩的充电安全影响系数，将电动汽车充电站中各充电桩的充电安全影响系数与设定的充电安全影响系数阈值进行对比，若电动汽车充电站中某充电桩的充电安全影响系数大于设定的充电安全影响系数阈值，表明该充电桩存在充电安全隐患，则发出预警指令至预警提醒模块；
所述预警提醒模块与分析服务器连接，用于接收分析服务器发送的预警指令，进行预警提醒，通知相关人员对对应的充电桩进行维修处理措施。
进一步地，所述图像采集模块包括高清摄像头，其中高清摄像头安装在遥控机器小车上，通过控制遥控机器小车对电动汽车充电站内各充电桩的各方位表面进行图像拍摄，采集电动汽车充电站内各充电桩的各方位表面子图像，并将电动汽车充电站内各充电桩的各方位表面子图像进行重叠整合，获得电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面图像。
进一步地，所述图像处理模块中图像处理为归一化处理，用于对电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面图像进行归一化处理，变换为固定标准形式的各充电桩的全方位表面图像，并对变换后的各充电桩的全方位表面图像进行滤波降噪处理和增强处理。
进一步地，所述电动汽车充电站内各充电桩表面的实际破损面积计算公式为s′i＝k*si，s′i表示为电动汽车充电站内第i个充电桩表面的实际破损面积，k表示为标准形式图像数据与实际数据的比例系数，si表示为电动汽车充电站内第i个充电桩的表面图像破损面积。
进一步地，所述温度检测模块包括若干温度传感器，其中若干温度传感器分别安装在各充电桩的表面区域中和线路位置处，通过温度传感器分别检测电动汽车充电站内各充电桩的表面温度和线路温度。
进一步地，所述电动汽车充电站内各充电桩数量与进入电动汽车充电站内充电的各电动汽车数量相同，且各充电桩与各电动汽车一一对应。
进一步地，所述各充电桩对应电动汽车的电池预计充满时间计算公式为
ti表示为第i个充电桩对应电动汽车的电池预计充满时间，Qi表示为第i个充电桩对应电动汽车的电池额定电量，qi表示为第i个充电桩对应的电动汽车在未充电时电池剩余电量，v标表示为电动汽车充电站中充电桩单位时间内充电速率。
进一步地，所述电动汽车充电站中各充电桩的充电安全影响系数计算公式为
ξi表示为电动汽车充电站中第i个充电桩的充电安全影响系数，α,β分别表示为充电桩线路温度和表面温度对应的充电安全权重比例系数，ΔTi′表示为电动汽车充电站内第i个充电桩的线路温度与充电桩充电时安全线路温度的对比差值，T′安表示为电动汽车充电站内充电桩充电时安全线路温度，μ表示为充电桩表面破损的安全影响系数，s′i表示为电动汽车充电站内第i个充电桩表面的实际破损面积，t′i表示为第i个充电桩对应电动汽车的电池实际充满时间，ti表示为第i个充电桩对应电动汽车的电池预计充满时间，Ti表示为电动汽车充电站内第i个充电桩的表面温度，T标表示为电动汽车充电站内充电桩的标准表面温度。
有益效果：
(1)本发明提供的基于物联网和无线传感器的电动汽车充电站安全监测平台，通过采集电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面图像，并进行图像处理，从而减少图像分析所需的时间以及任务量，获取电动汽车充电站内各充电桩的表面图像破损面积，计算电动汽车充电站内各充电桩表面的实际破损面积，从而能够及时监测各充电桩表面的破损现象，为后期计算各充电桩的充电安全影响系数提供可靠的参考数据，同时检测电动汽车充电站内各充电桩的表面温度和线路温度，对比得到电动汽车充电站内各充电桩的线路温度差值，若某充电桩的线路温度差值大于设定阈值，则控制该充电桩的线路进行断电处理，从而避免充电桩在充电过程中温度过高无法及时进行针对性处理的问题，降低电动汽车充电站发生火灾的可能性，提高电动汽车充电站的安全可靠性。
(2)本发明通过统计各充电桩对应的电动汽车在未充电时电池剩余电量，计算各充电桩对应电动汽车的电池预计充满时间，为后期计算各充电桩的充电安全影响系数提供可靠的参考依据，并记录各充电桩对应电动汽车的电池实际充满时间，综合计算电动汽车充电站中各充电桩的充电安全影响系数，对比分析各充电桩是否存在充电安全隐患，若存在充电安全隐患则进行预警提醒，通知相关人员对对应的充电桩进行维修处理措施，从而增加充电桩充电安全性能，保障电动汽车充电站的运行安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，基于物联网和无线传感器的电动汽车充电站安全监测平台，包括充电桩划分模块、图像采集模块、图像处理模块、图像破损面积获取模块、实际破损面积分析模块、存储数据库、温度检测模块、温度分析模块、剩余电量获取模块、预计充满时间分析模块、实际充满时间记录模块、分析服务器和预警提醒模块。
所述充电桩划分模块用于对电动汽车充电站内充电桩进行划分，按照各充电桩的安装位置顺序依次进行编号，电动汽车充电站内各充电桩的位置编号分别为1,2,...,i,...,n，将电动汽车充电站内各充电桩的位置编号发送至图像采集模块。
所述图像采集模块与充电桩划分模块连接，用于接收充电桩划分模块发送的电动汽车充电站内各充电桩的位置编号，所述图像采集模块包括高清摄像头，其中高清摄像头安装在遥控机器小车上，通过控制遥控机器小车对电动汽车充电站内各充电桩的各方位表面进行图像拍摄，采集电动汽车充电站内各充电桩的各方位表面子图像，并将电动汽车充电站内各充电桩的各方位表面子图像进行重叠整合，获得电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面图像，构成电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面图像集合P(p1,p2,...,pi,...,pn)，pi表示为电动汽车充电站内第i个充电桩的全方位表面图像，将电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面图像集合发送至图像处理模块。
所述图像处理模块与图像采集模块连接，用于接收图像采集模块发送的电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面图像，分别对电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面图像进行图像处理，获得电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面处理图像，从而减少图像分析所需的时间以及任务量，并统计电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面处理图像，将电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面处理图像发送至图像破损面积获取模块。
所述图像处理模块中图像处理为归一化处理，用于对电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面图像进行归一化处理，变换为固定标准形式的各充电桩的全方位表面图像，并对变换后的各充电桩的全方位表面图像进行滤波降噪处理和增强处理。
所述图像破损面积获取模块与图像处理模块连接，用于接收图像处理模块发送的电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面处理图像，获取电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面图像中图像破损面积，统计电动汽车充电站内各充电桩的表面图像破损面积，构成电动汽车充电站内各充电桩的表面图像破损面积集合S(s1,s2,...,si,...,sn)，si表示为电动汽车充电站内第i个充电桩的表面图像破损面积，将电动汽车充电站内各充电桩的表面图像破损面积集合发送至实际破损面积分析模块。
所述实际破损面积分析模块与图像破损面积获取模块连接，用于接收图像破损面积获取模块发送的电动汽车充电站内各充电桩的表面图像破损面积集合，提取存储数据库中存储的标准形式图像数据与实际数据的比例系数，计算电动汽车充电站内各充电桩表面的实际破损面积s′i＝k*si，s′i表示为电动汽车充电站内第i个充电桩表面的实际破损面积，k表示为标准形式图像数据与实际数据的比例系数，si表示为电动汽车充电站内第i个充电桩的表面图像破损面积，统计电动汽车充电站内各充电桩表面的实际破损面积，从而能够及时监测各充电桩表面的破损现象，为后期计算各充电桩的充电安全影响系数提供可靠的参考数据，并将电动汽车充电站内各充电桩表面的实际破损面积发送至分析服务器。
所述存储数据库与实际破损面积分析模块连接，用于存储标准形式图像数据与实际数据的比例系数k和电动汽车充电站内充电桩充电时安全线路温度T′安，同时存储电动汽车充电站中充电桩单位时间内充电速率v标和各电动汽车的电池额定电量Qi，并存储充电桩线路温度和表面温度对应的充电安全权重比例系数，分别记为α,β，存储充电桩表面破损的安全影响系数μ和电动汽车充电站内充电桩的标准表面温度T标。
所述温度检测模块包括若干温度传感器，其中若干温度传感器分别安装在各充电桩的表面区域中和线路位置处，用于对电动汽车充电站内各充电桩的表面温度和线路温度进行检测，通过温度传感器分别检测电动汽车充电站内各充电桩的表面温度和线路温度，构成电动汽车充电站内各充电桩的表面温度集合T(T1,T2,...,Ti,...,Tn)，Ti表示为电动汽车充电站内第i个充电桩的表面温度，将电动汽车充电站内各充电桩的表面温度集合发送至分析服务器；同时构成电动汽车充电站内各充电桩的线路温度集合T′(T′1,T′2,...,T′i,...,T′n)，Ti′表示为电动汽车充电站内第i个充电桩的线路温度，将电动汽车充电站内各充电桩的线路温度集合发送至温度分析模块。
所述温度分析模块分别与温度检测模块和存储数据库连接，用于接收温度检测模块发送的电动汽车充电站内各充电桩的线路温度集合，提取存储数据库中存储的电动汽车充电站内充电桩充电时安全线路温度，将电动汽车充电站内各充电桩的线路温度与充电桩充电时安全线路温度进行对比，得到电动汽车充电站内各充电桩的线路温度差值集合ΔT′(ΔT′1,ΔT′2,...,ΔT′i,...,ΔT′n)，ΔTi′表示为电动汽车充电站内第i个充电桩的线路温度与充电桩充电时安全线路温度的对比差值，将电动汽车充电站内各充电桩的线路温度差值集合发送至分析服务器。
所述分析服务器分别与实际破损面积分析模块、温度检测模块和温度分析模块连接，用于接收实际破损面积分析模块发送的电动汽车充电站内各充电桩表面的实际破损面积，同时接收温度检测模块发送的电动汽车充电站内各充电桩的表面温度集合，并接收温度分析模块发送的电动汽车充电站内各充电桩的线路温度差值集合，将电动汽车充电站内各充电桩的线路温度差值与设定的线路温度差值阈值进行对比，若电动汽车充电站内某充电桩的线路温度差值大于设定的线路温度差值阈值，则控制该充电桩的线路进行断电处理，直到该充电桩的线路温度差值为零时继续进行充电服务，从而避免充电桩在充电过程中温度过高无法及时进行针对性处理的问题，降低电动汽车充电站发生火灾的可能性，提高电动汽车充电站的安全可靠性。
所述剩余电量获取模块用于获取各充电桩对应的电动汽车在未充电时电池剩余电量，统计各充电桩对应的电动汽车在未充电时电池剩余电量，构成各充电桩对应的电动汽车在未充电时电池剩余电量集合q(q1,q2,...,qi,...,qn)，qi表示为第i个充电桩对应的电动汽车在未充电时电池剩余电量，将各充电桩对应的电动汽车在未充电时电池剩余电量集合发送至预计充满时间分析模块。
所述电动汽车充电站内各充电桩数量与进入电动汽车充电站内充电的各电动汽车数量相同，且各充电桩与各电动汽车一一对应。
所述预计充满时间分析模块分别与剩余电量获取模块和存储数据库连接，用于接收剩余电量获取模块发送的各充电桩对应的电动汽车在未充电时电池剩余电量集合，提取存储数据库中存储的电动汽车充电站中充电桩单位时间内充电速率和各电动汽车的电池额定电量，计算各充电桩对应电动汽车的电池预计充满时间
ti表示为第i个充电桩对应电动汽车的电池预计充满时间，Qi表示为第i个充电桩对应电动汽车的电池额定电量，qi表示为第i个充电桩对应的电动汽车在未充电时电池剩余电量，v标表示为电动汽车充电站中充电桩单位时间内充电速率，统计各充电桩对应电动汽车的电池预计充满时间，将各充电桩对应电动汽车的电池预计充满时间发送至分析服务器，为后期计算各充电桩的充电安全影响系数提供可靠的参考依据。
所述实际充满时间记录模块用于记录各充电桩对应电动汽车的电池实际充满时间，统计各充电桩对应电动汽车的电池实际充满时间，构成各充电桩对应电动汽车的电池实际充满时间集合t′(t′1,t′2,...,t′i,...,t′n)，t′i表示为第i个充电桩对应电动汽车的电池实际充满时间，将各充电桩对应电动汽车的电池实际充满时间集合发送至分析服务器。
所述分析服务器分别与预计充满时间分析模块、实际充满时间记录模块和存储数据库连接，用于接收预计充满时间分析模块发送的各充电桩对应电动汽车的电池预计充满时间，同时接收实际充满时间记录模块发送的各充电桩对应电动汽车的电池实际充满时间集合，提取存储数据库中存储的充电桩线路温度和表面温度对应的充电安全权重比例系数、充电桩表面破损的安全影响系数和电动汽车充电站内充电桩的标准表面温度，计算电动汽车充电站中各充电桩的充电安全影响系数
ξi表示为电动汽车充电站中第i个充电桩的充电安全影响系数，α,β分别表示为充电桩线路温度和表面温度对应的充电安全权重比例系数，ΔTi′表示为电动汽车充电站内第i个充电桩的线路温度与充电桩充电时安全线路温度的对比差值，T′安表示为电动汽车充电站内充电桩充电时安全线路温度，μ表示为充电桩表面破损的安全影响系数，s′i表示为电动汽车充电站内第i个充电桩表面的实际破损面积，t′i表示为第i个充电桩对应电动汽车的电池实际充满时间，ti表示为第i个充电桩对应电动汽车的电池预计充满时间，Ti表示为电动汽车充电站内第i个充电桩的表面温度，T标表示为电动汽车充电站内充电桩的标准表面温度，将电动汽车充电站中各充电桩的充电安全影响系数与设定的充电安全影响系数阈值进行对比，若电动汽车充电站中某充电桩的充电安全影响系数大于设定的充电安全影响系数阈值，表明该充电桩存在充电安全隐患，则发出预警指令至预警提醒模块。
所述预警提醒模块与分析服务器连接，用于接收分析服务器发送的预警指令，进行预警提醒，通知相关人员对对应的充电桩进行维修处理措施，从而增加充电桩充电安全性能，保障电动汽车充电站的运行安全。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.基于物联网和无线传感器的电动汽车充电站安全监测平台，其特征在于：包括充电桩划分模块、图像采集模块、图像处理模块、图像破损面积获取模块、实际破损面积分析模块、存储数据库、温度检测模块、温度分析模块、剩余电量获取模块、预计充满时间分析模块、实际充满时间记录模块、分析服务器和预警提醒模块；
所述充电桩划分模块用于对电动汽车充电站内充电桩进行划分，按照各充电桩的安装位置顺序依次进行编号，电动汽车充电站内各充电桩的位置编号分别为1,2,...,i,...,n，将电动汽车充电站内各充电桩的位置编号发送至图像采集模块；
所述图像采集模块与充电桩划分模块连接，用于接收充电桩划分模块发送的电动汽车充电站内各充电桩的位置编号，对电动汽车充电站内各充电桩的表面进行图像采集，获取电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面图像，构成电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面图像集合P(p1,p2,...,pi,...,pn)，pi表示为电动汽车充电站内第i个充电桩的全方位表面图像，将电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面图像集合发送至图像处理模块；
所述图像处理模块与图像采集模块连接，用于接收图像采集模块发送的电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面图像，分别对电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面图像进行图像处理，获得电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面处理图像，统计电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面处理图像，将电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面处理图像发送至图像破损面积获取模块；
所述图像破损面积获取模块与图像处理模块连接，用于接收图像处理模块发送的电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面处理图像，获取电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面图像中图像破损面积，统计电动汽车充电站内各充电桩的表面图像破损面积，构成电动汽车充电站内各充电桩的表面图像破损面积集合S(s1,s2,...,si,...,sn)，si表示为电动汽车充电站内第i个充电桩的表面图像破损面积，将电动汽车充电站内各充电桩的表面图像破损面积集合发送至实际破损面积分析模块；
所述实际破损面积分析模块与图像破损面积获取模块连接，用于接收图像破损面积获取模块发送的电动汽车充电站内各充电桩的表面图像破损面积集合，提取存储数据库中存储的标准形式图像数据与实际数据的比例系数，计算电动汽车充电站内各充电桩表面的实际破损面积，统计电动汽车充电站内各充电桩表面的实际破损面积，将电动汽车充电站内各充电桩表面的实际破损面积发送至分析服务器；
所述存储数据库与实际破损面积分析模块连接，用于存储标准形式图像数据与实际数据的比例系数k和电动汽车充电站内充电桩充电时安全线路温度T′安，同时存储电动汽车充电站中充电桩单位时间内充电速率v标和各电动汽车的电池额定电量Qi，并存储充电桩线路温度和表面温度对应的充电安全权重比例系数，分别记为α,β，存储充电桩表面破损的安全影响系数μ和电动汽车充电站内充电桩的标准表面温度T标；
所述温度检测模块用于对电动汽车充电站内各充电桩的表面温度和线路温度进行检测，分别检测电动汽车充电站内各充电桩的表面温度和线路温度，构成电动汽车充电站内各充电桩的表面温度集合T(T1,T2,...,Ti,...,Tn)，Ti表示为电动汽车充电站内第i个充电桩的表面温度，将电动汽车充电站内各充电桩的表面温度集合发送至分析服务器；同时构成电动汽车充电站内各充电桩的线路温度集合T′(T′1,T′2,...,T′i,...,T′n)，Ti′表示为电动汽车充电站内第i个充电桩的线路温度，将电动汽车充电站内各充电桩的线路温度集合发送至温度分析模块；
所述温度分析模块分别与温度检测模块和存储数据库连接，用于接收温度检测模块发送的电动汽车充电站内各充电桩的线路温度集合，提取存储数据库中存储的电动汽车充电站内充电桩充电时安全线路温度，将电动汽车充电站内各充电桩的线路温度与充电桩充电时安全线路温度进行对比，得到电动汽车充电站内各充电桩的线路温度差值集合ΔT′(ΔT′1,ΔT′2,...,ΔT′i,...,ΔT′n)，ΔTi′表示为电动汽车充电站内第i个充电桩的线路温度与充电桩充电时安全线路温度的对比差值，将电动汽车充电站内各充电桩的线路温度差值集合发送至分析服务器；
所述分析服务器分别与实际破损面积分析模块、温度检测模块和温度分析模块连接，用于接收实际破损面积分析模块发送的电动汽车充电站内各充电桩表面的实际破损面积，同时接收温度检测模块发送的电动汽车充电站内各充电桩的表面温度集合，并接收温度分析模块发送的电动汽车充电站内各充电桩的线路温度差值集合，将电动汽车充电站内各充电桩的线路温度差值与设定的线路温度差值阈值进行对比，若电动汽车充电站内某充电桩的线路温度差值大于设定的线路温度差值阈值，则控制该充电桩的线路进行断电处理，直到该充电桩的线路温度差值为零时继续进行充电服务；
所述剩余电量获取模块用于获取各充电桩对应的电动汽车在未充电时电池剩余电量，统计各充电桩对应的电动汽车在未充电时电池剩余电量，构成各充电桩对应的电动汽车在未充电时电池剩余电量集合q(q1,q2,...,qi,...,qn)，qi表示为第i个充电桩对应的电动汽车在未充电时电池剩余电量，将各充电桩对应的电动汽车在未充电时电池剩余电量集合发送至预计充满时间分析模块；
所述预计充满时间分析模块分别与剩余电量获取模块和存储数据库连接，用于接收剩余电量获取模块发送的各充电桩对应的电动汽车在未充电时电池剩余电量集合，提取存储数据库中存储的电动汽车充电站中充电桩单位时间内充电速率和各电动汽车的电池额定电量，计算各充电桩对应电动汽车的电池预计充满时间，统计各充电桩对应电动汽车的电池预计充满时间，将各充电桩对应电动汽车的电池预计充满时间发送至分析服务器；
所述实际充满时间记录模块用于记录各充电桩对应电动汽车的电池实际充满时间，统计各充电桩对应电动汽车的电池实际充满时间，构成各充电桩对应电动汽车的电池实际充满时间集合t′(t′1,t′2,...,t′i,...,t′n)，t′i表示为第i个充电桩对应电动汽车的电池实际充满时间，将各充电桩对应电动汽车的电池实际充满时间集合发送至分析服务器；
所述分析服务器分别与预计充满时间分析模块、实际充满时间记录模块和存储数据库连接，用于接收预计充满时间分析模块发送的各充电桩对应电动汽车的电池预计充满时间，同时接收实际充满时间记录模块发送的各充电桩对应电动汽车的电池实际充满时间集合，提取存储数据库中存储的充电桩线路温度和表面温度对应的充电安全权重比例系数、充电桩表面破损的安全影响系数和电动汽车充电站内充电桩的标准表面温度，计算电动汽车充电站中各充电桩的充电安全影响系数，将电动汽车充电站中各充电桩的充电安全影响系数与设定的充电安全影响系数阈值进行对比，若电动汽车充电站中某充电桩的充电安全影响系数大于设定的充电安全影响系数阈值，表明该充电桩存在充电安全隐患，则发出预警指令至预警提醒模块；
所述预警提醒模块与分析服务器连接，用于接收分析服务器发送的预警指令，进行预警提醒，通知相关人员对对应的充电桩进行维修处理措施。
2.根据权利要求1所述的基于物联网和无线传感器的电动汽车充电站安全监测平台，其特征在于：所述图像采集模块包括高清摄像头，其中高清摄像头安装在遥控机器小车上，通过控制遥控机器小车对电动汽车充电站内各充电桩的各方位表面进行图像拍摄，采集电动汽车充电站内各充电桩的各方位表面子图像，并将电动汽车充电站内各充电桩的各方位表面子图像进行重叠整合，获得电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面图像。
3.根据权利要求1所述的基于物联网和无线传感器的电动汽车充电站安全监测平台，其特征在于：所述图像处理模块中图像处理为归一化处理，用于对电动汽车充电站内各充电桩的全方位表面图像进行归一化处理，变换为固定标准形式的各充电桩的全方位表面图像，并对变换后的各充电桩的全方位表面图像进行滤波降噪处理和增强处理。
4.根据权利要求1所述的基于物联网和无线传感器的电动汽车充电站安全监测平台，其特征在于：所述电动汽车充电站内各充电桩表面的实际破损面积计算公式为s′i＝k*si，s′i表示为电动汽车充电站内第i个充电桩表面的实际破损面积，k表示为标准形式图像数据与实际数据的比例系数，si表示为电动汽车充电站内第i个充电桩的表面图像破损面积。
5.根据权利要求1所述的基于物联网和无线传感器的电动汽车充电站安全监测平台，其特征在于：所述温度检测模块包括若干温度传感器，其中若干温度传感器分别安装在各充电桩的表面区域中和线路位置处，通过温度传感器分别检测电动汽车充电站内各充电桩的表面温度和线路温度。
6.根据权利要求1所述的基于物联网和无线传感器的电动汽车充电站安全监测平台，其特征在于：所述电动汽车充电站内各充电桩数量与进入电动汽车充电站内充电的各电动汽车数量相同，且各充电桩与各电动汽车一一对应。
7.根据权利要求1所述的基于物联网和无线传感器的电动汽车充电站安全监测平台，其特征在于：所述各充电桩对应电动汽车的电池预计充满时间计算公式为
ti表示为第i个充电桩对应电动汽车的电池预计充满时间，Qi表示为第i个充电桩对应电动汽车的电池额定电量，qi表示为第i个充电桩对应的电动汽车在未充电时电池剩余电量，v标表示为电动汽车充电站中充电桩单位时间内充电速率。
8.根据权利要求1所述的基于物联网和无线传感器的电动汽车充电站安全监测平台，其特征在于：所述电动汽车充电站中各充电桩的充电安全影响系数计算公式为
ξi表示为电动汽车充电站中第i个充电桩的充电安全影响系数，α,β分别表示为充电桩线路温度和表面温度对应的充电安全权重比例系数，ΔT′i表示为电动汽车充电站内第i个充电桩的线路温度与充电桩充电时安全线路温度的对比差值，T′安表示为电动汽车充电站内充电桩充电时安全线路温度，μ表示为充电桩表面破损的安全影响系数，s′i表示为电动汽车充电站内第i个充电桩表面的实际破损面积，t′i表示为第i个充电桩对应电动汽车的电池实际充满时间，ti表示为第i个充电桩对应电动汽车的电池预计充满时间，Ti表示为电动汽车充电站内第i个充电桩的表面温度，T标表示为电动汽车充电站内充电桩的标准表面温度。
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- 2021-04-13 CN CN202110396682.2A patent/CN112848957A/zh not_active Withdrawn
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