CN105698809B - 太阳能光伏电站远程管理测控*** - Google Patents

太阳能光伏电站远程管理测控*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种太阳能光伏电站远程管理测控***，包括：通信接口单元、微处理器、环境检测设备、制动设备和主控设备等。该***能够实现对于电量数据的实时上报，进而实现对于电量数据的实时监控。

Description

太阳能光伏电站远程管理测控***
技术领域
本发明涉及电力领域，尤其涉及一种太阳能光伏电站远程管理测控***。
背景技术
目前，由于资源紧缺，环保、高效的太阳能以其独有的特点替代传统能源，成为人们关注的焦点之一。
近年来，许多国家及地区已大范围建立光伏电站，实现并网发电，既环保节能又可获得可观的经济效益。但是，由于光伏电站具有数量多、规模大、地理位置分散等特殊性，给工作人员的监测、维护工作带来极大的不便。
发明内容
根据本发明的一方面，提供了一种太阳能光伏电站远程管理测控***，设置于夜间避障式电动汽车，所述电动汽车包括夜间环境检测设备、制动设备和主控设备，夜间环境检测设备用于检测电动汽车在夜间的环境参数，主控设备与夜间环境检测设备和制动设备分别连接，用于基于夜间环境检测设备的输出确定对制动设备的控制策略。
更具体地，在所述夜间避障式电动汽车中，包括：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AVR32芯片之间，用于提供红外热成像设备和AVR32芯片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AVR32芯片和盘式制动器连接，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AVR32芯片连接，用于实时显示AVR32芯片在红外热成像检测模式的判断操作的判断结果；AVR32芯片，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，AVR32芯片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，AVR32芯片退出红外热成像检测模式；AVR32芯片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；无线通信设备，位于电动汽车的车身外侧，与AVR32芯片连接，用于将AVR32芯片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，还用于基于电动汽车的当前GPS位置从远端的充电站管理服务器处接收电动汽车的当前GPS位置附近各个充电站的占用百分比；GPS收发设备，用于接收GPS定位卫星实时发送的、电动汽车的当前GPS位置，还用于接收GPS电子地图中、电动汽车的当前GPS位置附近各个充电站的GPS位置；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；其中，AVR32芯片还与无线通信设备、电量检测设备和GPS收发设备分别连接，当实时剩余电量小于等于预设电量阈值时，进入自动导航模式；AVR32芯片在自动导航模式中，启动无线通信设备和GPS收发设备，从GPS收发设备处接收当前GPS位置和附近各个充电站的GPS位置，将当前GPS位置发送给无线通信设备以获得附近各个充电站的占用百分比，基于当前GPS位置和附近各个充电站的GPS位置确定当前GPS位置到附近各个充电站的GPS位置的各个充电站GPS距离，基于附近每一个充电站的占用百分比、占用百分比权重、附近每一个充电站的GPS距离和距离权重计算附近每一个充电站的便利程度，占用百分比越低，便利程度越高，GPS距离越短，便利程度越高，选择便利程度最高的附近充电站作为目标充电站；其中，AVR32芯片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。
更具体地，在所述夜间避障式电动汽车中：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。
更具体地，在所述夜间避障式电动汽车中：预设电量阈值、占用百分比权重和距离权重为预设固定数值。
更具体地，在所述夜间避障式电动汽车中，还包括：TF卡，与AVR32芯片连接，用于预先存储预设电量阈值、占用百分比权重和距离权重。
更具体地，在所述夜间避障式电动汽车中：AVR32芯片根据目标充电站的GPS距离确定控制速度。
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夜间避障式电动汽车的结构方框图。
图2为根据本发明实施方案示出的夜间避障式电动汽车的GPS收发设备的结构方框图。
附图标记：1夜间环境检测设备；2制动设备；3主控设备；4GPS接收器；5GPS发送器
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的夜间避障式电动汽车的实施方案进行详细说明。
在19世纪末20世纪初迎来经济繁荣的美国，人们的收入快速增长，汽车开始流行起来。1899年和1900年，电动汽车销量远远超过其他动力的汽车。电动汽车相比同时代的其它动力汽车具有非常明显的优势，他们没有震动，没有难闻的废气，也没有汽油机巨大的噪音。汽油机汽车需要换挡，令其操控起来比较繁杂，而电动汽车不需要切换挡位。虽然蒸汽机汽车也不需要换挡，但却需要长达45分钟的漫长的预热时间。并且蒸汽机汽车加一次水的续航里程，相比电动汽车单次充电的续航里程更短。由于当时只有城市中才拥有良好路面，大部分时候汽车都只能在本地使用，因此电动汽车续航里程短的问题并没有成为阻碍其发展的原因。
相对于汽油发动机汽车，电动汽车不需要人力起动和频繁的换挡，成为大部分人的选择。当时的基本型电动汽车售价在1000美元以下，但也发展出电动豪华车，他们的外形被设计得非常华贵，拥有宽敞的座舱，座舱内则用上价格不菲的高级材料。在1910年时，这类电动豪华车的均价达到了3000美元。
电动汽车最初因为缺乏充电配套设施而阻碍了发展，但是随着电网的高速发展，到了1912年，很多美国家庭都已经通电，从而能够在家中完成充电。在世纪之交，有40％的美国汽车采用蒸汽机，38％的汽车采用电力驱动，22％的汽车使用汽油动力。美国的电动汽车保有量达到33842辆，电动汽车在19世纪20年代大获成功，销量在1912年达到了顶峰。
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，Charles Kettering在1912年发明的电力起动***使得汽油机不再需要人力起动；第四，HiramPercy Maxim在1897发明的***，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，对白天行驶环境下的行驶模式研发过多，对夜间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，无法提供科学的比较机制去选择附近最方便的充电站进行充电，充电效率得不到保障。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种夜间避障式电动汽车，一方面，引入了夜间检测设备和夜间识别设备以识别夜间行驶环境以及识别前方目标类型，以确定是否需要自动执行相应的制动操作，另一方面，引入了导航设备和无线通信设备以确定附近各个充电站的相关信息，并进一步判断能够最快提供充电服务的充电站作为目标充电站，从而在提高电动汽车安全性能的同时，避免电量耗尽的情况发生。
图1为根据本发明实施方案示出的夜间避障式电动汽车的结构方框图，所述电动汽车包括夜间环境检测设备、制动设备和主控设备，夜间环境检测设备用于检测电动汽车在夜间的环境参数，主控设备与夜间环境检测设备和制动设备分别连接，用于基于夜间环境检测设备的输出确定对制动设备的控制策略。
接着，继续对本发明的夜间避障式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：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。
所述电动汽车包括：并行通信设备，位于红外热成像设备和AVR32芯片之间，用于提供红外热成像设备和AVR32芯片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AVR32芯片和盘式制动器连接，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AVR32芯片连接，用于实时显示AVR32芯片在红外热成像检测模式的判断操作的判断结果。
所述电动汽车包括：AVR32芯片，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，AVR32芯片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，AVR32芯片退出红外热成像检测模式。
其中，AVR32芯片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。
所述电动汽车包括：无线通信设备，位于电动汽车的车身外侧，与AVR32芯片连接，用于将AVR32芯片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，还用于基于电动汽车的当前GPS位置从远端的充电站管理服务器处接收电动汽车的当前GPS位置附近各个充电站的占用百分比。
如图2所示，所述电动汽车包括：GPS收发设备，用于接收GPS定位卫星实时发送的、电动汽车的当前GPS位置，还用于接收GPS电子地图中、电动汽车的当前GPS位置附近各个充电站的GPS位置。其中，GPS收发设备包括GPS接收器和GPS发送器。
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。
其中，AVR32芯片还与无线通信设备、电量检测设备和GPS收发设备分别连接，当实时剩余电量小于等于预设电量阈值时，进入自动导航模式；AVR32芯片在自动导航模式中，启动无线通信设备和GPS收发设备，从GPS收发设备处接收当前GPS位置和附近各个充电站的GPS位置，将当前GPS位置发送给无线通信设备以获得附近各个充电站的占用百分比，基于当前GPS位置和附近各个充电站的GPS位置确定当前GPS位置到附近各个充电站的GPS位置的各个充电站GPS距离，基于附近每一个充电站的占用百分比、占用百分比权重、附近每一个充电站的GPS距离和距离权重计算附近每一个充电站的便利程度，占用百分比越低，便利程度越高，GPS距离越短，便利程度越高，选择便利程度最高的附近充电站作为目标充电站；AVR32芯片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。
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；预设电量阈值、占用百分比权重和距离权重为预设固定数值；所述电动汽车还包括：TF卡，与AVR32芯片连接，用于预先存储预设电量阈值、占用百分比权重和距离权重；以及AVR32芯片还可以根据目标充电站的GPS距离确定控制速度。
另外，由于黑体辐射的存在，任何物体都依据温度的不同对外进行电磁波辐射。波长为2.0到1000微米的部分称为热红外线。热红外成像通过对热红外敏感CCD对物体进行成像，能反映出物体表面的温度场。热红外在军事、工业、汽车辅助驾驶、医学领域都有广泛的应用。
红外热成像原理并不神秘，从物理学原理分析，人体就是一个自然的生物红外辐射源，能够不断向周围发射和吸收红外辐射。正常人体的温度分布具有一定的稳定性和特征性，机体各部位温度不同，形成了不同的热场。当人体某处发生疾病或功能改变时，该处血流量会相应发生变化，导致人体局部温度改变，表现为温度偏高或偏低。根据这一原理，通过热成像***采集人体红外辐射，并转换为数字信号，形成伪色彩热图，利用专用分析设备，能够为人体识别和人体医疗等各个应用领域提供方便。
采用本发明的夜间避障式电动汽车，针对现有技术无法为电动汽车提供夜间避障机制以及无法为电动汽车提供快捷充电站技术问题，通过引入环境亮度检测设备确定是否进入夜间行驶模式，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，同时，还引入了导航设备、无线通信设备以确定附近充电效率最高的充电站供电动汽车参考，从而解决了上述技术问题。
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。

Claims (1)

1.一种太阳能光伏电站远程管理测控***，设置于夜间避障式电动汽车，所述电动汽车包括夜间环境检测设备、制动设备和主控设备，夜间环境检测设备用于检测电动汽车在夜间的环境参数，主控设备与夜间环境检测设备和制动设备分别连接，用于基于夜间环境检测设备的输出确定对制动设备的控制策略；
其特征在于，所述电动汽车还包括：
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AVR32芯片之间，用于提供红外热成像设备和AVR32芯片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AVR32芯片和盘式制动器连接，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AVR32芯片连接，用于实时显示AVR32芯片在红外热成像检测模式的判断操作的判断结果；
AVR32芯片，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，AVR32芯片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，AVR32芯片退出红外热成像检测模式；AVR32芯片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；
无线通信设备，位于电动汽车的车身外侧，与AVR32芯片连接，用于将AVR32芯片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，还用于基于电动汽车的当前GPS位置从远端的充电站管理服务器处接收电动汽车的当前GPS位置附近各个充电站的占用百分比；
GPS收发设备，用于接收GPS定位卫星实时发送的、电动汽车的当前GPS位置，还用于接收GPS电子地图中、电动汽车的当前GPS位置附近各个充电站的GPS位置；
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；
其中，AVR32芯片还与无线通信设备、电量检测设备和GPS收发设备分别连接，当实时剩余电量小于等于预设电量阈值时，进入自动导航模式；AVR32芯片在自动导航模式中，启动无线通信设备和GPS收发设备，从GPS收发设备处接收当前GPS位置和附近各个充电站的GPS位置，将当前GPS位置发送给无线通信设备以获得附近各个充电站的占用百分比，基于当前GPS位置和附近各个充电站的GPS位置确定当前GPS位置到附近各个充电站的GPS位置的各个充电站GPS距离，基于附近每一个充电站的占用百分比、占用百分比权重、附近每一个充电站的GPS距离和距离权重计算附近每一个充电站的便利程度，占用百分比越低，便利程度越高，GPS距离越短，便利程度越高，选择便利程度最高的附近充电站作为目标充电站；
其中，AVR32芯片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。
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