本发明是申请号为2016101259830、申请日为2016年3月6日、发明名称为“一种光伏变电站接地系统”的专利的分案申请。
本发明涉及电力领域，尤其涉及一种光伏变电站接地系统。
背景技术：
由于光伏变电站的电能来源于露天光伏元件,所以常常比普通变电站更容易受到雷电等气象破坏。变电站作为电力系统的重要枢纽，如果发生雷击事故，有可能使变电站的重要设备遭到严重损坏，变电站陷入瘫痪状态，造成大面积的停电，严重影响正常的工农业生产和人民生活，常常给人们的生命财产造成巨大损失，这就要求变电站必须具有十分可靠的接地措施，以保证变电站的安全可靠运行。
在传统理念中，由于光伏发电系统容量很小且应用范围小，对光伏电站的防雷接地技术并不十分重视，但随着太阳能光伏电站规模的增大和应用范围的不断扩大。太阳能光伏电站的防雷接地系统设计也越来越被系统设计人员所重视，接地与防雷技术已成为光伏电站可靠安全运行的一个重要因素。
技术实现要素：
根据本发明的一方面，提供了一种光伏变电站接地系统，设置于基于红外热成像检测的电动汽车，所述电动汽车包括红外热成像设备、msp430单片机、亮度传感器、目标模版存储设备和车辆制动执行设备，红外热成像设备用于对电动汽车正前方进行红外热成像以获得前方红外图像，亮度传感器用于检测电动汽车周围的环境亮度，目标模版存储设备用于预先存储了基准行人图像模版和各种基准障碍物图像模版，msp430单片机与红外热成像设备、亮度传感器、目标模版存储设备和车辆制动执行设备分别连接，用于基于红外热成像设备和亮度传感器的输出以及目标模版存储设备的存储内容对车辆制动执行设备实现制动控制。
更具体地，在所述基于红外热成像检测的电动汽车中，包括：电量检测设备，设置在电动汽车的蓄电池上，用于检测蓄电池的实时剩余电量；行驶控制仪，设置在电动汽车上，与电动汽车的方向电机控制器和速度电机控制器连接，用于接收位置控制信号，基于位置控制信号确定驱动方向和驱动速度，并将驱动方向和驱动速度分别发送给方向电机控制器和速度电机控制器；gps定位设备，用于接收gps定位卫星实时发送的、电动汽车的当前gps位置；雨量传感器，位于电动汽车的车身外侧，用于检测电动汽车周围的雨量并作为实时雨量输出；亮度传感器，位于电动汽车的车身外侧，用于检测电动汽车周围的环境亮度并作为实时环境亮度输出；红外热成像设备，位于电动汽车的车身的正前方，用于对电动汽车正前方进行红外热成像以获得前方红外图像；目标模版存储设备，位于电动汽车的仪表盘内，预先存储了基准行人图像模版和各种基准障碍物图像模版；并行通信设备，位于红外热成像设备和msp430单片机之间，用于提供红外热成像设备和msp430单片机之间的并行数据通信；车辆速度传感器，位于电动汽车的仪表盘内，用于实时检测并输出电动汽车的实时车速；车辆制动执行设备，位于电动汽车的驱动车轮的上方，与msp430单片机和盘式制动器连接，用于接收制动信号，并基于制动信号对盘式制动器执行制动控制；盘式制动器，位于电动汽车的驱动车轮的上方，用于在车辆制动执行设备的制动控制下对电动汽车的驱动车轮执行制动操作；显示设备，位于电动汽车的仪表盘内，与msp430单片机连接，用于实时显示msp430单片机在红外热成像检测模式的判断操作的判断结果；无线通信设备，位于电动汽车的车身外侧，与msp430单片机连接，用于将msp430单片机在红外热成像检测模式的判断操作的判断结果通过无线通信链路实时无线发送给远端的电动汽车控制中心；图像识别设备，用于对电动汽车前方景象进行拍摄以获得前方图像，并对前方图像进行图像识别以确定前方是否存在充电桩，相应地，发出存在充电桩信号或不存在充电桩信号；超声波检测设备，设置在电动汽车前部，用于检测电动汽车前部距离充电桩的实时相差距离；zigbee通信设备，设置在电动汽车上，用于与充电桩的zigbee通信接口进行握手操作，握手成功则发出充电桩合格信号，握手失败则发出充电桩不合格信号；自动充电设备，设置在电动汽车上，包括定位器、位移驱动器、机械手和充电头，定位器、位移驱动器和充电头都设置在机械手上，定位器用于检测机械手与充电桩的充电插座之间的相对距离，位移驱动器与定位器连接，用于基于相对距离驱动机械手前往充电桩的充电插座，机械手用于在抵达充电桩的充电插座后将充电头插入充电桩的充电插座中；msp430单片机，位于电动汽车的仪表盘内，与雨量传感器、亮度传感器、并行通信设备、目标模版存储设备、车辆速度传感器、车辆制动执行设备和显示设备分别连接，当接收到的实时雨量小于等于预设雨量阈值或接收到的实时环境亮度小于等于预设亮度阈值时，通过并行通信设备启动红外热成像设备，msp430单片机进入红外热成像检测模式，当接收到的实时雨量大于预设雨量阈值且接收到的实时环境亮度大于预设亮度阈值时，通过并行通信设备关闭红外热成像设备，msp430单片机退出红外热成像检测模式；msp430单片机在红外热成像检测模式执行以下判断操作：识别前方红外图像中的目标并从前方红外图像处分割出目标子图像，将目标子图像与基准行人图像模版以确定是否存在行人，将目标子图像与各种基准障碍物图像模版逐一匹配，以确定是否存在障碍物并输出对应的障碍物类型；其中，msp430单片机还与电量检测设备、行驶控制仪、gps定位设备、图像识别设备、超声波检测设备、zigbee通信设备和自动充电设备分别连接，当实时剩余电量小于等于第一预设电量阈值时，进入自动导航模式；msp430单片机在自动导航模式中，启动gps定位设备和图像识别设备，接收当前gps位置，基于当前gps位置和预存电子地图中最近充电桩的gps位置确定位置控制信号，将位置控制信号发送给行驶控制仪以控制电动汽车前往预存电子地图中最近充电站，当从图像识别设备处接收到存在充电桩信号时，启动超声波检测设备和zigbee通信设备，在接收到充电桩合格信号且实时相差距离小于等于预设距离阈值时，启动自动充电设备以将充电头插入充电桩的充电插座中，msp430单片机退出自动导航模式；其中，msp430单片机在确定存在行人或障碍物时，向车辆制动执行设备发送制动信号；其中，msp430单片机在实时剩余电量大于等于第二预设电量阈值，控制自动充电设备的机械手以将充电头拔离充电桩的充电插座，第二预设电量阈值大于第一预设电量阈值。
更具体地，在所述基于红外热成像检测的电动汽车中：显示设备还用于实时显示实时车速。
更具体地，在所述基于红外热成像检测的电动汽车中：无线通信设备还用于实时无线发送实时车速。
更具体地，在所述基于红外热成像检测的电动汽车中：第一预设电量阈值、第二预设电量阈值和预设距离阈值都为固定数值。
更具体地，在所述基于红外热成像检测的电动汽车中：采用msp430单片机内置的存储单元预先存储第一预设电量阈值、第二预设电量阈值和预设距离阈值。
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基于红外热成像检测的电动汽车的结构方框图。
附图标记：1红外热成像设备；2msp430单片机；3亮度传感器；4目标模版存储设备；5车辆制动执行设备
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的基于红外热成像检测的电动汽车的实施方案进行详细说明。
电动汽车在20世纪初迎来成功之后，很快又失去了成长的势头。从20世纪20年代开始，电动汽车逐渐被内燃机汽车替代，究其原因主要有四点。第一，美国在城市间建立起良好的公路网络，需要汽车拥有更长的续航里程；第二，德克萨斯、俄克拉荷马和加利福尼亚等大油田的发现，降低了汽油价格，令普通消费者也能负担燃油费用；第三，charleskettering在1912年发明的电力起动系统使得汽油机不再需要人力起动；第四，hirampercymaxim在1897发明的消声器，大幅降低了内燃机的噪音。而当时的电动汽车速度低，续航里程短，而内燃机汽车的速度更快，续航里程更长，并且价格便宜许多。
另外，亨利-福特开始在美国大批量生产内燃机汽车，并且售价平易近人，例如1915年时福特汽车的售价低至440美元(相当于今天的9200美元)。与此相反，效率较低的电动汽车却价格昂贵，一款1912年的电动双座敞篷车售价1750美元(相当于今天的3.9万美元)。19世纪20年代，电动汽车销量迅速下滑，电动汽车在10年后近乎消失。
然而，21世纪以来，随着电池技术的发展、人们对健康的重视以及能源的耗尽，作为传统汽车的替换品，电动汽车又逐渐为人们所青睐，世界强国在电动汽车领域的竞争也愈演愈烈，各个知名品牌的汽车制造商纷纷在电动汽车结构上下足功夫，力求为人们提供一种安全性能更高、智能化程度更高的电动汽车产品，在保障清洁环境的同时，为人们提供更好的交通服务。
目前，现有技术中的电动汽车仍存在以下不足：首先，对能见度正常的行驶环境下的行驶模式研发过多，对能见度差的行驶环境下的行驶模式研发较少，无法及时应对前方出现障碍物或人体的情况，其次，在电动汽车剩余电量不足时，无法提供自动控制车辆前往最近的充电站实现自动化充电，仍过于依赖人工操作。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于红外热成像检测的电动汽车，首先，引入了夜间环境检测设备、雨天环境检测设备和目标识别设备以识别恶劣行驶环境并识别前方目标类型，以确定是否需要自动执行相应的制动操作，其次，引入了导航设备、充电桩识别设备、自动行驶设备和自动充电设备完成电动汽车的自主导航和自动充电。
图1为根据本发明实施方案示出的基于红外热成像检测的电动汽车的结构方框图，所述电动汽车包括红外热成像设备、msp430单片机、亮度传感器、目标模版存储设备和车辆制动执行设备，红外热成像设备用于对电动汽车正前方进行红外热成像以获得前方红外图像，亮度传感器用于检测电动汽车周围的环境亮度，目标模版存储设备用于预先存储了基准行人图像模版和各种基准障碍物图像模版，msp430单片机与红外热成像设备、亮度传感器、目标模版存储设备和车辆制动执行设备分别连接，用于基于红外热成像设备和亮度传感器的输出以及目标模版存储设备的存储内容对车辆制动执行设备实现制动控制。
接着，继续对本发明的基于红外热成像检测的电动汽车的具体结构进行进一步的说明。
所述电动汽车包括：电量检测设备，设置在电动汽车的蓄电池上，用于检测蓄电池的实时剩余电量；行驶控制仪，设置在电动汽车上，与电动汽车的方向电机控制器和速度电机控制器连接，用于接收位置控制信号，基于位置控制信号确定驱动方向和驱动速度，并将驱动方向和驱动速度分别发送给方向电机控制器和速度电机控制器。
所述电动汽车包括：gps定位设备，用于接收gps定位卫星实时发送的、电动汽车的当前gps位置；雨量传感器，位于电动汽车的车身外侧，用于检测电动汽车周围的雨量并作为实时雨量输出；亮度传感器，位于电动汽车的车身外侧，用于检测电动汽车周围的环境亮度并作为实时环境亮度输出。
所述电动汽车包括：红外热成像设备，位于电动汽车的车身的正前方，用于对电动汽车正前方进行红外热成像以获得前方红外图像；目标模版存储设备，位于电动汽车的仪表盘内，预先存储了基准行人图像模版和各种基准障碍物图像模版；并行通信设备，位于红外热成像设备和msp430单片机之间，用于提供红外热成像设备和msp430单片机之间的并行数据通信。
所述电动汽车包括：车辆速度传感器，位于电动汽车的仪表盘内，用于实时检测并输出电动汽车的实时车速；车辆制动执行设备，位于电动汽车的驱动车轮的上方，与msp430单片机和盘式制动器连接，用于接收制动信号，并基于制动信号对盘式制动器执行制动控制。
所述电动汽车包括：盘式制动器，位于电动汽车的驱动车轮的上方，用于在车辆制动执行设备的制动控制下对电动汽车的驱动车轮执行制动操作。
所述电动汽车包括：显示设备，位于电动汽车的仪表盘内，与msp430单片机连接，用于实时显示msp430单片机在红外热成像检测模式的判断操作的判断结果；无线通信设备，位于电动汽车的车身外侧，与msp430单片机连接，用于将msp430单片机在红外热成像检测模式的判断操作的判断结果通过无线通信链路实时无线发送给远端的电动汽车控制中心。
所述电动汽车包括：图像识别设备，用于对电动汽车前方景象进行拍摄以获得前方图像，并对前方图像进行图像识别以确定前方是否存在充电桩，相应地，发出存在充电桩信号或不存在充电桩信号；超声波检测设备，设置在电动汽车前部，用于检测电动汽车前部距离充电桩的实时相差距离。
所述电动汽车包括：zigbee通信设备，设置在电动汽车上，用于与充电桩的zigbee通信接口进行握手操作，握手成功则发出充电桩合格信号，握手失败则发出充电桩不合格信号。
所述电动汽车包括：自动充电设备，设置在电动汽车上，包括定位器、位移驱动器、机械手和充电头，定位器、位移驱动器和充电头都设置在机械手上，定位器用于检测机械手与充电桩的充电插座之间的相对距离，位移驱动器与定位器连接，用于基于相对距离驱动机械手前往充电桩的充电插座，机械手用于在抵达充电桩的充电插座后将充电头插入充电桩的充电插座中。
所述电动汽车包括：msp430单片机，位于电动汽车的仪表盘内，与雨量传感器、亮度传感器、并行通信设备、目标模版存储设备、车辆速度传感器、车辆制动执行设备和显示设备分别连接，当接收到的实时雨量小于等于预设雨量阈值或接收到的实时环境亮度小于等于预设亮度阈值时，通过并行通信设备启动红外热成像设备，msp430单片机进入红外热成像检测模式，当接收到的实时雨量大于预设雨量阈值且接收到的实时环境亮度大于预设亮度阈值时，通过并行通信设备关闭红外热成像设备，msp430单片机退出红外热成像检测模式。
其中，msp430单片机在红外热成像检测模式执行以下判断操作：识别前方红外图像中的目标并从前方红外图像处分割出目标子图像，将目标子图像与基准行人图像模版以确定是否存在行人，将目标子图像与各种基准障碍物图像模版逐一匹配，以确定是否存在障碍物并输出对应的障碍物类型。
其中，msp430单片机还与电量检测设备、行驶控制仪、gps定位设备、图像识别设备、超声波检测设备、zigbee通信设备和自动充电设备分别连接，当实时剩余电量小于等于第一预设电量阈值时，进入自动导航模式；msp430单片机在自动导航模式中，启动gps定位设备和图像识别设备，接收当前gps位置，基于当前gps位置和预存电子地图中最近充电桩的gps位置确定位置控制信号，将位置控制信号发送给行驶控制仪以控制电动汽车前往预存电子地图中最近充电站，当从图像识别设备处接收到存在充电桩信号时，启动超声波检测设备和zigbee通信设备，在接收到充电桩合格信号且实时相差距离小于等于预设距离阈值时，启动自动充电设备以将充电头插入充电桩的充电插座中，msp430单片机退出自动导航模式。
其中，msp430单片机在确定存在行人或障碍物时，向车辆制动执行设备发送制动信号；以及，msp430单片机在实时剩余电量大于等于第二预设电量阈值，控制自动充电设备的机械手以将充电头拔离充电桩的充电插座，第二预设电量阈值大于第一预设电量阈值。
可选地，在所述电动汽车中：显示设备还用于实时显示实时车速；无线通信设备还用于实时无线发送实时车速；第一预设电量阈值、第二预设电量阈值和预设距离阈值都为固定数值；以及可以采用msp430单片机内置的存储单元预先存储第一预设电量阈值、第二预设电量阈值和预设距离阈值。
另外，导航是引导某一设备，从指定航线的一点运动到另一点的方法。导航分两类：(1)自主式导航：用飞行器或船舶上的设备导航，有惯性导航、多普勒导航和天文导航等；(2)非自主式导航：用于飞行器、船舶、汽车等交通设备与有关的地面或空中设备相配合导航，有无线电导航、卫星导航。在军事上，还要配合完成武器投射、侦察、巡逻、反潜和援救等任务。
卫星导航(satellitenavigation)是指采用导航卫星对地面、海洋、空中和空间用户进行导航定位的技术。常见的gps导航、北斗星导航、伽利略导航等均为卫星导航。
gps是英文globalpositioningsystem(全球定位系统)的简称。gps起始于1958年美国军方的一个项目，1964年投入使用。20世纪70年代，美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统gps。主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年，全球覆盖率高达98％的24颗gps卫星己布设完成。
采用本发明的基于红外热成像检测的电动汽车，针对现有技术无法为电动汽车提供恶劣环境避障机制以及无法为电动汽车提供全自动化充电的技术问题，通过引入环境亮度检测设备和实时雨量检测设备确定是否进入恶劣环境行驶模式，通过引入红外热成像设备和图像识别设备以检测前方目标类型，并进一步执行相应制动操作，尤为重要的是，还引入了导航设备、自动行驶设备、充电桩识别设备和自动化充电设备以及时采用目标充电站内最近充电桩的充电插头实现自动化充电。
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。