本发明属于电动汽车充电技术领域，涉及充电桩的预约使用服务方向，具体涉及一种节能型充电桩预约方法及系统。
背景技术：
电动汽车的充电桩功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电枪用于为电动汽车充电。充电桩一般提供常规充电和快速充电两种充电方式，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。
随着电动车的增加，对充电桩的数量需求也在增强，目前充电桩的使用过程中，存在一个主要的问题就是，预约排队等待时间长，由于排队人数众多，后面的车主不知道大约的等待时长。
技术实现要素：
根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种节能型充电桩预约方法及系统，通过识别主干道上的车辆是否为预约电动汽车，提醒非电动汽车不要占据充电位，并且根据实时情况提供充电等待时长，解决了临时新增未预约电动汽车的情况下，也能提供等待时长的问题，具有工作能耗低、预估充电时长更准确的优点。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种节能型充电桩预约方法，预约方法适用于充电桩系统和后台服务器上，步骤一、判断充电桩前方的主干道上是否有车辆靠近，如果有车辆靠近，识别是否是电动汽车；如果不是，发出警告显示，提醒非电动汽车离开不要私占充电桩的充电位；步骤二、如果判断出主干道上是电动汽车，继续判断是否已经预约充电；如果是非预约电动汽车，发出询问提醒；步骤三、如果是预约电动汽车，需要充电时，拔下的充电枪给充电桩系统发出一个触发信号，结合预约信息、车型判断信息和充电枪的触发信息，充电桩系统开启充电工作。
上述方法中，所述步骤一中的判断充电桩前方的主干道上是否有车辆靠近的具体方法为，主干道前方的充电桩正上方高过汽车高度的位置，发出距离检测信号，用来判断是否有车辆靠近。所述充电桩系统中设有一个以上的充电桩，充电桩之间采用非网络信号传递信号。所述步骤二中：询问提醒内容包括：汽车型号、是否充电、非充电汽车不要占据充电位的友情提示；如果车主不回应询问提醒，判断为占据充电位，抓拍照片保存到充电桩系统中，在系统工作的时候，发送到后台服务器。
一种节能型充电桩预约系统，系统包括一个及以上充电桩、面朝主干道的充电桩的上方安装有识别装置，每个充电桩的充电枪和充电桩的接触部设有感应触发器，充电桩之间进行信号传递。
上述系统中，所述识别装置设有检测主干道上是否有车辆的多个距离探测仪，距离探测仪等间距安装在充电桩上方。所述识别装置中设有连接在微控制器上的宽度检测器、长度检测器、高度检测器和图像抓拍模块。
本发明有益效果是:本发明提供的充电桩预约系统及方法，改进了充电桩的待机系统，使得待机状态只有低功耗的显示器在工作，降低待机能耗。此外，预约系统设置了自动识别模块，用来自动识别充电桩周围的电动汽车，计算待充电汽车数量预估充电时长，发送到后台服务器，其他有充电需求的驾驶员可以有预见性的选择充电桩位置。
具体实施方式
下面通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
本发明提供的充电装预约方法，该方法可以应用于充电桩供应商的服务器及充电桩设备上，提供一种能够自动识别电动汽车数量、估算排队时长的预约方法。节能型充电桩预约系统，包括一个及以上充电桩、面朝主干道的充电桩的上方安装有识别装置，每个充电桩的充电枪和充电桩的接触部设有感应触发器，充电桩之间进行信号传递。识别装置设有检测主干道上是否有车辆的多个距离探测仪，距离探测仪等间距安装在充电桩上方，还设有连接在微控制器上的宽度检测器、长度检测器、高度检测器和图像抓拍模块。
充电装预约方法的具体内容为：步骤一、判断充电桩前方的主干道上是否有车辆靠近，如果有车辆靠近，识别是否是电动汽车；如果不是，发出警告显示，提醒非电动汽车离开充电桩停靠位置不得私占充电桩的充电位。如果非电动汽车，忽视提醒，执意占据电动汽车的充电位置，抓拍车辆图像保存到预约系统中，在系统工作的时候，和数据一起发送到后台服务器。
停车场上安装有一个及以上数量的充电桩，面朝主干道的充电桩称为中心充电桩，中心充电桩的正面安装有识别装置，用于识别主干道上的汽车是否是电动汽车，为节省成本，多个充电桩的情况下，建议充电桩安装在停车场的角落，车辆不多的地方，减少识别装置的检测计算工作时长，延长使用寿命。考虑到主干道的车位不需要多余的拐弯、倒车动作，最方便停放，很容易被占据车位，识别装置安装在充电桩的本体上，容易被车辆遮挡，影响正常的图像采集工作，所以识别装置安装在充电桩正面的上方，选择1.8-2米的高度，汽车的高度在1.4-1.6米之间，识别装置的高度高于汽车高度即可。
识别装置中设有微控制器、宽度检测器、长度检测器、高度检测器、距离探测仪和图像抓拍模块，宽度检测器、长度检测器、高度检测器、距离探测仪和图像抓拍模块均连接在微控制器上。距离探测仪处于一直工作状态，距离探测仪的检测距离可以根据需要设置在8-15米之间，小型汽车的长度一般<6米，而且大多数小型汽车的长度在3.6-4.6之间，而电动汽车的车长大部分<3.5米(数据来自百度检索)，所以距离探测仪的检测距离设置在8-15之间，包括车与车之间的间距，8米距离能检测到2辆车，15米可以检测到3-4辆车，能够达到实用功能，不需要精度、功率非常高的探测仪，增加额外成本。如果有汽车进入探测距离内，距离探测仪收到信号反馈发送采集数据到微控制器，微控制器启动宽度检测器、长度检测器和高度检测器用来检测主干道上的车辆参数数据，在车辆距离充电桩3-5米时，启动图像抓拍模块采集车辆的正面视图，与数据库的车型匹配，识别处车辆的车型信息，并判断是否是电动汽车。数据库中存储有汽车的车辆型号、正视图、长宽高等各款车相对应的匹配数据，数据库中的数据，每周远程更新一次，而且在充电桩的显示器上设有报错提醒，增设车型补充单元，车主可以主动补充车型信息。
距离探测仪选用信号反馈型，接收到逐渐变小的反馈信号判断为车辆正在驶来，但是为了避免行人、电动车、三轮车等其他主干道上的非汽车物体，造成数据误报，所以设有两个及以上数量的距离探测仪，间距为1米，小于汽车的宽度，探测仪的数量根据主干道的宽度选择，微控制器接收到相邻两个以上的距离探测仪信号，启动检测器，减少检测器的测量工作。本发明中为了电器元件设备的工作时长，采用了大量的检测判断触发功能，以此减少电器元件的工作时长，同时减少耗电量。
如果停车位附近仅安装了一个充电桩，则也称之为中心充电桩。工作原理和多个充电桩相同。
步骤二、如果判断出主干道上是电动汽车，则继续判断是否已经预约。
预约的电动汽车直接充电，现有技术已经实现后台服务器能够根据汽车的电量，估算出充电时长。但是没有预约的电动汽车，已经到达停车场准备充电，是一个潜在的影响充电时长计算的变量，需要调整后台服务器的充电时长。如果不同意临时到达的电动汽车充电，只能预约充电，服务考虑不太全面，影响充电桩的使用效果。
所以本发明中考虑到未预约的车主，提供一种改进的预约方法，系统判断电动汽车是否已经预约，系统一直显示目前已经有的预约车辆及大约时长，如果未预约车主想要继续等待，可以在充电桩的操作面板上主动录入预约请求，主动预约请求包括：是否需要充电、确认当前的排队车辆数量、自身车型型号及电量，然后排队等待。未预约车主的请求信息和后台服务器的信息汇总，能够实时更新等待充电时长的数据信息，临时到达的未预约车主也能现场预约，根据现场情况随时调节排队。在操作面板上录入预约请求，表示车主已经在现场等待，不像有些车辆一直未达到停车场，在有些车主超时未到的情况下，系统可以优先考虑现场预约车主使用充电桩。面对预约车主失约，超时3分钟不来的情况，系统自动更换后续的预约车主进行充电工作，车辆充满电离开的情况下，系统中设有语音播放器，广播下一辆预约车主。
识别装置抓拍车辆照片后，会自动编号车辆，通知系统该汽车的车辆编号，充电桩采用蓝牙、局域网等通讯，不使用网络通讯降低通讯成本。针对电动汽车不充电占据充电车位的情况，将没有网络预约充电，也没有现场主动录入充电信息，停放在充电桩车位的车辆定义为不充电占据充电车位的情况。如果该电动汽车没有网络预约，也没有现场预约，距离该状况未知汽车最近的充电桩会发出询问提醒，询问提醒内容包括：汽车型号、是否充电、非充电汽车不要占据充电停车位。如果车主不回应，则判断为不充电占据充电车位，抓拍照片保存到充电桩系统中，在系统工作的时候，和数据一起发送到后台服务器。充电桩对汽车的后续跟踪可以选择摄像头自身转动目标跟踪、停车位设置管理器给每辆车发放一个信号器如rfid标签、每辆汽车安装一个信号发射器和充电桩系统可以信号沟通等方式，实现系统对车辆的位置跟踪，进而达到占位提醒、后续抓拍处理。
步骤三、判断出是预约电动汽车，需要充电时，先拔下充电枪，充电枪的拔下动作给系统发出一个触发信号，充电桩结合系统中的预约信息、车型判断信息和充电枪的触发信息，开启充电桩的充电工作；系统缺少启动信息中的任意一种或两种，充电桩不会开启充电工作，整个系统处于待机状态，只有车辆识别功能和显示提醒功能开启，充电桩的整体待机功能，耗电量很大。
充电枪和充电桩的接触部位设有感应触发器，充电枪拔出的时候，感应触发器导通，发送导通信号给微控制器。充电桩收到三个确认信号才会开启充电工作，由于充电桩的待机耗电量大，所以利用信号触发开启工作，考虑到信号的正确性，以及预约车主可能在等待阈值时间内迟到、随意插队等情况，所以充电桩的开启工作需要三种信号的结合才开始。
本系统中为节约耗电量，选择存储数据，间歇性集体发送数据，如果充电桩系统在数据发送阈值时间段内一直没有充电工作，则每隔一个数据发送阈值发送一次检测到的积累数据，包括非电动汽车的强行占据充电桩停车位的车辆照片、不充电电动汽车强行占据停车位的车辆照片等其他的占据充电桩停车位不进行正常充电工作，影响他人充电工作的数据信息。
上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。