[發明專利]一種電動拖拉機無線充電智能監控系統

在審

• 申請號: 201711151312.2
• 申請日: 2017-11-18
• 公開（公告）號: CN107730811A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 閆銀發;韓守強;劉雙喜;劉莫塵;李法德;宋占華;蓋順華;許榮浩;李承;王廣瑞
• 申請（專利權）人: 山東農業大學
• 主分類號: G08B13/196
• 分類號: G08B13/196
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種電動拖拉機無線充電智能監控系統，屬于無線充電智能監控領域。

背景技術

能源短缺和環境污染已成為制約人類社會可持續發展的重要因素，采用綠色環保能源將是未來農業機械發展的新趨勢，電動拖拉機作為一種新型綠色農業機械，將得到廣泛的推廣和應用。

目前，對于動力電池包的充電方式主要有線充電和無線充電兩種形式，有線充電會使得充電操作比較麻煩，并且充電插頭在插拔過程中容易發生接觸不良和漏電問題，產生電火花，而無線充電方式可以克服有線方式的諸多弊端，實現動力電池包的無線充電是眾望所趨。

對于電動拖拉機來說，其作業環境較為惡劣，尤其是地面大多凹凸不平，因此無線電能接收線圈不能像普通電動汽車一樣安裝在電動拖拉機底盤，且針對一般拖拉機的車型來說，無線電能接收線圈更適宜安裝在車身前方，無線電能發射線圈嵌入到墻體，當無線電能接收線圈的諧振頻率與無線電能發射線圈產生的固定頻率相同時產生諧振，基于諧振耦合，能量由無線電能發射線圈耦合到無線電能接收線圈，在這個過程中，兩者之間會產生較強的磁場輻射，會對生物體造成較大危害。這樣一來，在無線充電過程中，無線電能接收線圈和無線電能發射線圈之間如果混入不知情的生物體，會帶來極大的安全隱患。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種電動拖拉機無線充電智能監控系統；目的在于提供一種在電動拖拉機無線充電過程中針對生物體的智能監控系統，該系統能在不知情生物體靠近無線充電線圈時發出警報及語音提示，當生物體進入無線電能接收線圈和無線電能發射線圈之間區域時，停止無線充電并通過手機app遠程通知用戶，能夠有效保證充電安全。

一種電動拖拉機無線充電智能監控系統，包括攝像單元、樹莓派、語音報警單元、斷電保護單元以及串口WiFi模塊；無線電能發射圈安裝在電動拖拉機正前方，無線電能接收線圈安裝在電動拖拉機車身前端；無線電能發射圈和無線電能接收線圈平行設置；

所述攝像單元由攝像頭和監控補光燈組成；所述攝像頭安裝在無線電能發射線圈正上方，攝像頭的安裝高度和拍攝角度以其能夠拍攝到無線電能發射線圈前方和電動拖拉機之間且以無線電能發射線圈為中心直徑一米范圍內的圖像確定；攝像頭通過FFC 15Pin排線與樹莓派視頻CSI接口連接，用于向樹莓派傳輸拍攝的視頻流，視頻流由實時拍攝到的逐幀圖像組成；所述監控補光燈安裝在攝像頭正下方，用于在光照差的情況下，通過調節燈的亮度為攝像頭的拍攝提供補光。

所述樹莓派通過Python語言調用OpenCV庫函數對攝像頭拍攝的視頻流進行灰度化以及高斯濾波；取對電動拖拉機無線充電開始時獲取的圖像作為背景圖像，通過圖像分割將背景圖像中無線電能發射線圈和無線電能接收線圈兩個平面之間的區域設定為危險區域，背景圖像中其他區域設定為警告區域，將實時圖像與背景圖像做差，對運動物體進行檢測追蹤，當運動物體進入警告區域但并未進入危險區域時，樹莓派控制語音報警單元發出語音警告進行驅趕；當運動物體進入危險區域，通過樹莓派控制斷電保護單元強制斷掉充電主回路上的電流，結束充電，并通過串口WiFi模塊將該情況無線發送到用戶手機。

所述語音報警單元由聲光報警器和語音播放模塊組成；當運動物體進入警告區域但并未進入危險區域時，所述聲光報警器發出聲光報警，所述語音播放模塊提示“電動拖拉機正在無線充電，請勿靠近”；所述聲光報警器和語音播放模塊分別通過信號線與樹莓派I/O引腳連接，通過引腳高低電平控制聲光報警器和語音播放模塊的啟停。

所述斷電保護單元由光電耦合器、繼電器和三相交流接觸器組成；所述光電耦合器輸入端與樹莓派I/O引腳通過信號線連接，通過高低電平控制繼電器的導通和切斷；所述繼電器用于控制三相交流接觸器的導通和切斷；所述三相交流接觸器接入到主電路回路(即380V三相交流電)的輸入端，用于切斷380V三相交流電的輸入，強制結束無線充電。

所述串口WIFI模塊用于與用戶手機無線連接，用于在無線充電被強制結束時，將無線充電強制結束信息通過無線與用戶手機APP進行通訊。

所述樹莓派選用樹莓派3B型。

所述攝像頭為樹莓派專用攝像頭。

本發明的優點：