本发明涉及交流充电桩领域，尤其涉及一种快速充电交流充电桩。
背景技术：
现有的室外充电桩受到外界环境因素的影响较为严重，通常在下雨天或是特殊路段处充电桩的显示屏处会出现进水或是大量灰尘，进而导致显示屏工作失灵，即不显示卡片以及充电桩的相互数据信息，造成充电桩的使用寿命降低，严重时会导致充电桩短路甚至直接损毁。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供了一种快速充电交流充电桩，搭建交流充电桩主体作为硬件平台，所述交流充电桩主体为优化后的充电设备，采用电动汽车识别设备和红外线传感阵列分别对附近的电动汽车数量和汽车总量进行统计，随后，通过显示设备对统计结果进行本地显示，从而为交流电动桩的管理者决定是否将所述交流充电桩进入睡眠模式以节省能源，或者决定是否需要增减交流充电桩的数量，提供更有价值的参考数据，避免电动汽车无电可充或浪费电力能源的情况发生。
根据本发明的一方面，提供了一种快速充电交流充电桩，所述充电桩包括计时器、flash存储芯片、充电桩主体结构、at89c51芯片、电动汽车识别设备和红外线传感阵列，充电桩主体结构用于对电动汽车的电池组进行充电，红外线传感阵列用于检测附近道路是否有汽车通过，flash存储芯片和电动汽车识别设备用于识别通过汽车是否为电动汽车，at89c51芯片与充电桩主体结构、计时器、液晶显示屏、电动汽车识别设备和红外线传感阵列分别连接。
更具体地，在所述快速充电交流充电桩中，包括：计时器，用于实时 发送计时信号；液晶显示屏，与at89c51芯片连接，用于实时显示汽车数量、电动汽车数量和非电动汽车数量；充电桩主体结构，设置在机柜内，包括市电连接接口、散热片、电源分流设备、温度检测设备、交流双向可控硅、计量设备、电源转换设备、收费设备、充电插座和触摸显示设备；市电连接接口与市电线路连接，用于接收并输出交流电；电源分流设备与市电连接接口连接，包括空气开关、漏电保护器和分流端子排，空气开关与市电连接接口连接，漏电保护器与空气开关连接，分流端子排与漏电保护器连接，分流端子排与电源转换设备连接；交流双向可控硅为一可控开关器件，设置在电源分流设备和计量设备之间，与at89c51芯片连接，用于在at89c51芯片的控制下，控制自身输入端和输出端的连接和断开；温度检测设备设置在散热片上，与at89c51芯片连接，用于检测机柜内部温度并将机柜内部温度发送给at89c51芯片，以为at89c51芯片对交流双向可控硅的控制提供参考信号；电源转换设备与市电连接接口连接，将市电连接接口输入的交流电进行转换，以分别为at89c51芯片、收费设备和触摸显示设备提供电力供应；at89c51芯片，与收费设备、触摸显示设备和计量设备分别连接，用于基于计量设备输出的电量数额确定收费金额，将收费金额发送给收费设备以为电动汽车用户提供交费接口，触摸显示设备用于为电动汽车用户提供的人机交互接口；红外线传感阵列，水平设置在充电桩附近道路位置，由多个红外线传感单元组成，根据同时被触发的红外线传感单元的数量确定充电桩附近道路是否存在汽车行驶通过，当确定存在汽车行驶通过时发出汽车通过信号，其中，红外线传感阵列的水平宽度大于等于最长汽车的长度，多个红外线传感单元为等间隔均匀分布；flash存储芯片，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flash存储芯片还预先存储了多个灰度化电动汽车形状模版，每一个灰度化电动汽车形状模版为对不同类型的基准电动汽车进行拍摄所得到的电动汽车图像执行灰度化处理而获得；ccd图像采集设备，用于对充电桩附近道路进行拍摄，以获得附近道路图像；电动汽车识别设备，与ccd图像采集设备和flash存储芯片分别连接，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ccd图像采集设备连接，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基于7×7像素窗口的中值滤波，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flash存储芯片分别连接，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flash存储芯片分别连接，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flash存储芯片分别连接，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flash存储芯片分别连接，将所述目标子图像与所述多个灰度化电动汽车形状模版匹配，匹配成功，则输出存在电动汽车信号，并输出对应的电动汽车车型，匹配失败，则输出不存在电动汽车信号；at89c51芯片还与计时器、电动汽车识别设备和红外线传感阵列分别连接，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不存在电动汽车信号时，非电动汽车数量自加1，电动汽车数量为汽车数量减去非电动汽车数量，汽车数量、电动汽车数量和非电动汽车数量每周自动清零；其中，充电插座与计量设备连接，用于容纳电动汽车的充电插头，为电动汽车的电池进行充电，计量设备与交流双向可控硅连接，用于检测经过充电插座为电动汽车的电池进行充电的电量数额。
更具体地，在所述快速充电交流充电桩中：替换地，采用at89c51芯片的内置定时器替换计时器。
更具体地，在所述快速充电交流充电桩中：黑白阈值取值在0-255之 间。
更具体地，在所述快速充电交流充电桩中：at89c51芯片位于充电桩主体结构的机柜内。
更具体地，在所述快速充电交流充电桩中，还包括：flash存储芯片的存储容量为64m。
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快速充电交流充电桩的结构方框图。
附图标记：1计时器；2flash存储芯片；3充电桩主体结构；4at89c51芯片；5电动汽车识别设备；6红外线传感阵列
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的快速充电交流充电桩的实施方案进行详细说明。
电动汽车的驱动电机有直流有刷、无刷、有永磁、电磁之分，再有交流步进电机等，他们的选用也与整车配置、用途、档次有关。另外驱动电机之调速控制也分有级调速和无级调速，有采用电子调速控制器和不用调速控制器之分。电动机有轮毂电机、内转子电机、有单电机驱动、多电机驱动和组合电机驱动等。
电动汽车优点：技术相对简单成熟，只要有电力供应的地方都能够充电。电动汽车缺点：蓄电池单位重量储存的能量太少，还因电动车的电池较贵，又没形成经济规模，故购买价格较贵，至于使用成本，有些使用价格比汽车贵，有些价格仅为汽车的1/3，这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。
从电动汽车的驱动电机来对电动汽车进行分类，可分为直流电动汽车和交流电动汽车。对于交流电动汽车来说，限制其发展的主要原因之一在于，无法配置每条道路都拥有的交流充电桩的充电网络，实际上，并非技术问题无法配置，而是如果真正配置下来，运营方的成本较高，而且占据 了大量的城市公共资源。
同时，即使是现有的交流充电桩，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，交流充电桩的数量一多，浪费的电力较为可观。另外，交流充电桩的结构不够合理，功能不够齐备，无法迎合电动汽车用户日益挑剔的需求。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种快速充电交流充电桩，通过优化充电桩的结构设计一套高效、多功能的交流充电桩主体作为硬件平台，在交流充电桩主体上集成了高精度、有针对性的汽车检测设备和电动汽车检测设备，从而获得汽车类型的统计数据并进行本地显示。
图1为根据本发明实施方案示出的快速充电交流充电桩的结构方框图，所述充电桩包括计时器、flash存储芯片、充电桩主体结构、at89c51芯片、电动汽车识别设备和红外线传感阵列，充电桩主体结构用于对电动汽车的电池组进行充电，红外线传感阵列用于检测附近道路是否有汽车通过，flash存储芯片和电动汽车识别设备用于识别通过汽车是否为电动汽车，at89c51芯片与充电桩主体结构、计时器、液晶显示屏、电动汽车识别设备和红外线传感阵列分别连接。
接着，继续对本发明的快速充电交流充电桩的具体结构进行进一步的说明。
所述充电桩包括：计时器，用于实时发送计时信号；液晶显示屏，与at89c51芯片连接，用于实时显示汽车数量、电动汽车数量和非电动汽车数量。
所述充电桩包括：充电桩主体结构，设置在机柜内，包括市电连接接口、散热片、电源分流设备、温度检测设备、交流双向可控硅、计量设备、电源转换设备、收费设备、充电插座和触摸显示设备。
市电连接接口与市电线路连接，用于接收并输出交流电；电源分流设备与市电连接接口连接，包括空气开关、漏电保护器和分流端子排，空气开关与市电连接接口连接，漏电保护器与空气开关连接，分流端子排与漏电保护器连接，分流端子排与电源转换设备连接。
交流双向可控硅为一可控开关器件，设置在电源分流设备和计量设备 之间，与at89c51芯片连接，用于在at89c51芯片的控制下，控制自身输入端和输出端的连接和断开；温度检测设备设置在散热片上，与at89c51芯片连接，用于检测机柜内部温度并将机柜内部温度发送给at89c51芯片，以为at89c51芯片对交流双向可控硅的控制提供参考信号。
电源转换设备与市电连接接口连接，将市电连接接口输入的交流电进行转换，以分别为at89c51芯片、收费设备和触摸显示设备提供电力供应。
所述充电桩包括：at89c51芯片，与收费设备、触摸显示设备和计量设备分别连接，用于基于计量设备输出的电量数额确定收费金额，将收费金额发送给收费设备以为电动汽车用户提供交费接口，触摸显示设备用于为电动汽车用户提供的人机交互接口。
所述充电桩包括：红外线传感阵列，水平设置在充电桩附近道路位置，由多个红外线传感单元组成，根据同时被触发的红外线传感单元的数量确定充电桩附近道路是否存在汽车行驶通过，当确定存在汽车行驶通过时发出汽车通过信号，其中，红外线传感阵列的水平宽度大于等于最长汽车的长度，多个红外线传感单元为等间隔均匀分布。
所述充电桩包括：flash存储芯片，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flash存储芯片还预先存储了多个灰度化电动汽车形状模版，每一个灰度化电动汽车形状模版为对不同类型的基准电动汽车进行拍摄所得到的电动汽车图像执行灰度化处理而获得。
所述充电桩包括：ccd图像采集设备，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：电动汽车识别设备，与ccd图像采集设备和flash存储芯片分别连接，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ccd图像采集设备连接，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 度增强和基于7×7像素窗口的中值滤波，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flash存储芯片分别连接，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flash存储芯片分别连接，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flash存储芯片分别连接，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flash存储芯片分别连接，将所述目标子图像与所述多个灰度化电动汽车形状模版匹配，匹配成功，则输出存在电动汽车信号，并输出对应的电动汽车车型，匹配失败，则输出不存在电动汽车信号。
at89c51芯片还与计时器、电动汽车识别设备和红外线传感阵列分别连接，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不存在电动汽车信号时，非电动汽车数量自加1，电动汽车数量为汽车数量减去非电动汽车数量，汽车数量、电动汽车数量和非电动汽车数量每周自动清零。
其中，充电插座与计量设备连接，用于容纳电动汽车的充电插头，为电动汽车的电池进行充电，计量设备与交流双向可控硅连接，用于检测经过充电插座为电动汽车的电池进行充电的电量数额。
可选地，在所述快速充电交流充电桩中：替换地，采用at89c51芯片的内置定时器替换计时器；黑白阈值取值在0-255之间；at89c51芯片位于充电桩主体结构的机柜内；以及flash存储芯片的存储容量可以选为64m。
另外，电动汽车大部分车辆直接采用电动机驱动，有一部分车辆把电动机装在发动机舱内，也有一部分直接以车轮作为四台电动机的转子，其难点在于电力储存技术。
电动机的驱动电能，本身不排放污染大气的有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其它污染物也显著减少。
电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电，使发电设备日夜都能充分利用，大大提高其经济效益。正是这些优点，使电动汽车的研究和应用成为汽车工业的一个“热点”。
电动汽车采用类似于手机充电的icm阶梯波六段式充电，具有较好的去硫化效果，可对电池首先激活，然后进行维护式快速充电，具有定时、充满报警、电脑快充、密码控制、自识别电压、多重保护、四路输出等功能，配套万能输出接口，可对所有的电动车快速充电。商场、超市、医院、停车场、小区门口、路边小卖部等公共场所。
电动汽车充电网络建设模式，在充电设施推进过程中，亟待突破的难题就是充电服务网络布点问题。电力部门依托现有的停车场设施，因地制宜地建设微电网、分布式、综合化的可充、可换全功能充电站，可避免充电模式存在的两个短板：一是充电时间长，二是停车环境有限。
采用本发明的快速充电交流充电桩，针对现有技术交流充电桩布局困难且结构不合理的技术问题，通过引入汽车类型检测设备和电动汽车类型检测设备分别对附近道路上的汽车和电动汽车进行识别，并通过本地显示设备进行显示，为交流充电桩的管理者或推广者对交流充电桩布局和管理提供直观的参考数据，同时，对交流充电桩的充电平台进行结构优化和功能引进，提供交流充电桩的全面性能。
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。