新能源换电站的安防系统的制作方法

1.本实用新型涉及新能换换电站领域，特别涉及一种新能源换电站的安防系统。


背景技术：

2.随着新能源汽车产业的迅速发展，电动汽车充、换电站在各城市密集布点，然而，电动汽车自燃、储能站烧毁等火灾并不鲜见。锂离子电池理化性质特殊，一旦发生火灾易引发爆炸、爆燃，扑救处置极为困难，且易造成人员伤亡，因此，强化新能源汽车换电站消防安全显得尤为重要。
3.新能源汽车补能方式主要有充电和换电2种模式，充电采用汽车充电桩，单次充电时间在1～6h；换电是一种更高效的补能方式，通常情况下，单次换电所需时间仅需3～5min，因此近年来，换电模式发展较快，各地区新能源换电站的数量也日益增多，换电站在各城市密集布点，然而，电动汽车自燃、储能站烧毁等火灾并不鲜见。锂离子电池理化性质特殊，可能产生燃烧、爆炸等事件。一旦发生火灾易引发爆炸、爆燃，扑救处置极为困难，且易造成人员伤亡，因此，强化新能源汽车换电站消防安全显得尤为重要。目前新能源换电站存在以下问题：
4.1、目前新能源换电站的火灾预防主要还是靠值班人员巡视或通过监控头观察是否有火灾，值班人员巡视费时费力，还存在疏忽的可能性，通过摄像头观察又需要始终有人观看监控屏幕，人力成本高。
5.2、为了减少人力成本，无人值守的新能源换电站成为未来发展的趋势，然而无人值守的新能源换电站不仅存在火灾监控的问题，还存在换电柜内电池盗窃的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种新能源换电站的安防系统，能够实时监测新能源换电站的火灾情况，无需人员值守或监控，还能够防止换电柜内电池被盗窃。
7.根据本实用新型第一方面实施例的新能源换电站的安防系统，新能源换电站包括换电柜，包括：双光源摄像头，所述双光源摄像头用于获取可见光图像数据和热红外图像数据；防盗装置，所述防盗装置安装在所述换电柜的柜门上；控制器，所述双光源摄像头和所述防盗装置分别连接所述控制器的一个信号输入端；身份识别装置，所述身份识别装置连接所述控制器的信号输入端以用于识别并反馈用户身份；通信模块，所述通信模块连接所述控制器以用于连接后台主机。
8.根据本实用新型实施例的方便抢答话筒装置，至少具有如下有益效果：
9.本实用新型实施方式通过双光源摄像头同时获取换电柜的可见光图像数据和热红外图像数据，控制器通过热红外图像数据判断是否存在火情，通过可见光图像数据精确定位火灾位置，一旦发生火灾立即通过通信模块发送告警信息和实时图像数据给后台主机，能够实时监控新能源换电站的火灾情况，无需人员值守或监控。
10.此外在换电柜的柜门设置防盗装置和身份识别装置，一旦有未经认证的人员试图撬开柜门偷取电池，控制器通过通信模块立即发送告警信息并且传输可见光图像数据，能够有效降低盗窃风险，避免换电柜内的电池被盗。
11.根据本实用新型的一些实施例，还包括云台，所述双光源摄像头安装在所述云台上。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述防盗装置包括加速度传感器、信号处理电路和mcu，所述加速度传感器连接所述信号处理电路的一个输入端，所述信号处理电路连接所述mcu的输入端，所述mcu连接所述控制器的输入端。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述信号处理电路包括滤波电路、放大电路和ad转换模块，所述加速度传感器的模拟信号输出端通过所述滤波电路连接所述放大电路的输入端，所述放大电路的输出端连接所述ad转换模块的输入端，所述ad转换模块的输出端连接所述mcu的数字信号输入端。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述防盗装置还包括看门狗电路，所述看门狗电路与所述mcu相连以用于复位。
15.根据本实用新型的一些实施例，所述加速度传感器的型号为adxl202。
16.根据本实用新型的一些实施例，所述mcu的型号为stc90c58。
17.根据本实用新型的一些实施例，所述身份识别装置为人脸识别摄像头或扫码器。
18.根据本实用新型的一些实施例，所述通信模块为网口模块或4g/5g模块。
19.根据本实用新型的一些实施例，还包括本地报警装置，所述本地报警装置连接所述控制器。
20.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
21.下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：
22.图1为本实用新型实施例中新能源换电站的安防系统的原理框图；
23.图2为本实用新型实施例中防盗装置的原理框图；
24.图3为本实用新型实施例中加速度传感器、信号处理电路和mcu的电路原理图。
具体实施方式
25.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
26.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
27.在本实用新型的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于
区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
28.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
29.参照图1所示，为本实用新型实施例的一种新能源换电站的安防系统，换电站内具有放置架锂电池的换电柜，新能源换电站的安防系统包括：双光源摄像头、防盗装置、控制器、身份识别装置和通信模块。
30.需要说明的是，双光源摄像头的作用是获取可见光图像数据和热红外图像数据，本实施例中双光源摄像头安装在云台上，可以实现360的转动，云台通过控制器进行控制，主要监控范围可以设置在换电柜区域，因为新能源换电站主要的起火风险在于换电柜内储存的锂电池，因此换电柜需要进行长时间的监控，一旦发生温度异常表明某一个柜子中的锂电池可能存在爆炸、起火的可能。双光源摄像头和防盗装置分别连接控制器的一个信号输入端，控制器通过热红外图像数据可以第一时间发现火情异常，然后通过可见光图像数据可以定位发生温度异常的具体柜门。
31.防盗装置安装在换电柜的柜门上，防盗装置连接控制器，防盗装置的作用是检测柜门是否被撬开，身份识别装置的作用是识别用户身份，身份识别装置连接控制器的信号输入端以用于识别并反馈用户身份，本实用新型实施例中身份识别装置可以采用人脸识别摄像头或扫码器，一方面身份识别装置可以和柜门控制系统联动，当识别用户身份为需要换电的车主后，立即打开一个柜门弹出锂电池供车主替换。另一方面是与防盗装置进行联动，一旦未经认证的人尝试撬开柜门就会触发报警。
32.通信模块连接控制器，本实用新型实施例中通信模块可以采用网口模块或4g/5g模块，控制器通过网口模块有线连接云服务器，或通过4g/5g模块无线连接云服务器，通过云服务器发送可见光图像数据、热红外图像数据、身份认证信息和告警信息等数据给后台主机，实现全方面的安防监控。
33.参考图2所示，常规防盗装置一般采用压电式振动传感器实现，压电式振动传感器的原理为内部的压电陶瓷片加弹簧装置检测振动信号并输出，但缺点在于检测的误报率高。本实用新型实施例中防盗装置通过加速度传感器u5实现，可以同时测量柜门的振动能量和振动角度，能够有效降低误报率。本实用新型实施例中的防盗装置包括加速度传感器u5、信号处理电路和mcu，其中加速度传感器u5连接信号处理电路的一个输入端，信号处理电路连接mcu的输入端，其作用是将加速度传感器u5反馈的模拟信号转换为数字信号反馈给mcu进行分析判断，mcu连接控制器的输入端。加速度传感器的型号为adxl202。
34.具体的，参考图3，信号处理电路包括滤波电路、放大电路和ad转换模块u2，加速度传感器u5的两个模拟信号输出引脚xout和yout通过滤波电路连接放大电路的输入端，加速度传感器u5通过引脚xout和yout输出x方向和y方向的加速度变化，当正常状态时引脚xout和yout输出2.5v电压，当柜门收到振动或冲击后，加速度传感器u5内部的两根传感轴将各自所感受到的加速度转换成电压的变化由引脚xout和yout输出，该模拟电压的变化量与振动加速度成正比。其中，为了消除外界环境带来的干扰，加速度传感器u5的输出引脚设置由电容c1、电容c2、电阻r1和电阻r2组成的滤波电路，经过滤波后去除干扰信号送入放大电
路，本实用新型实施例中放大电路采用跟随放大器u3和u4，引脚xout和yout输出的信号经过滤波后分别通过跟随放大器u3和u4放大后进入ad转换模块u2，通过ad转换模块u2转换为数字信号输入给mcu的处理器芯片u1，mcu轮流对y方向和x方向的信号进行采集，判断是否正常，如果判断为正常则不动作，如果判断为异常则发送信号给控制器，本实用新型实施例中mcu的型号为stc90c58，当然也可以采用其他型号的mcu芯片。
35.控制器结合身份识别信息进行判断，如果当前开柜门的人属于认证人员则不认为是盗窃，如果当前开柜门的人不属于认证人员则认为是盗窃，此时通过通信模块发送告警信息。并且还包括本地报警装置，本地报警装置连接控制器。一旦发生盗窃事件通过本地报警装置可以惊吓、驱赶盗窃者。本地报警装置可以采用蜂鸣器、告警灯等设备。
36.需要说明的是，为了避免程序死机导致防盗装置失效，本实用新型实施例中防盗装置还包括看门狗电路，看门狗电路与mcu相连以用于复位，参考图3所示，本实用新型实施例中看门狗电路由看门狗芯片u6、或门74ls32、电阻r11、电阻r12、电容c11、电容c12组成，看门狗芯片u6采用x25045，mcu正常工作时定时发送喂狗信号给看门狗电路，一旦程序异常看门狗电路收不到喂狗信号则判断mcu故障，通过引脚reset使mcu复位重新运行。
37.本实用新型实施方式通过双光源摄像头同时获取换电柜的可见光图像数据和热红外图像数据，控制器通过热红外图像数据判断是否存在火情，通过可见光图像数据精确定位火灾位置，一旦发生火灾立即通过通信模块发送告警信息和实时图像数据给后台主机，能够实时监控新能源换电站的火灾情况，无需人员值守或监控。
38.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

技术特征：
1.一种新能源换电站的安防系统，新能源换电站包括换电柜，其特征在于，包括：双光源摄像头，所述双光源摄像头用于获取可见光图像数据和热红外图像数据；防盗装置，所述防盗装置安装在所述换电柜的柜门上；控制器，所述双光源摄像头和所述防盗装置分别连接所述控制器的一个信号输入端；身份识别装置，所述身份识别装置连接所述控制器的信号输入端以用于识别并反馈用户身份；通信模块，所述通信模块连接所述控制器以用于连接后台主机。2.根据权利要求1所述的新能源换电站的安防系统，其特征在于：还包括云台，所述双光源摄像头安装在所述云台上。3.根据权利要求1所述的新能源换电站的安防系统，其特征在于：所述防盗装置包括加速度传感器、信号处理电路和mcu，所述加速度传感器连接所述信号处理电路的一个输入端，所述信号处理电路连接所述mcu的输入端，所述mcu连接所述控制器的输入端。4.根据权利要求3所述的新能源换电站的安防系统，其特征在于：所述信号处理电路包括滤波电路、放大电路和ad转换模块，所述加速度传感器的模拟信号输出端通过所述滤波电路连接所述放大电路的输入端，所述放大电路的输出端连接所述ad转换模块的输入端，所述ad转换模块的输出端连接所述mcu的数字信号输入端。5.根据权利要求3所述的新能源换电站的安防系统，其特征在于：所述防盗装置还包括看门狗电路，所述看门狗电路与所述mcu相连以用于复位。6.根据权利要求3所述的新能源换电站的安防系统，其特征在于：所述加速度传感器的型号为adxl202。7.根据权利要求3所述的新能源换电站的安防系统，其特征在于：所述mcu的型号为stc90c58。8.根据权利要求1所述的新能源换电站的安防系统，其特征在于：所述身份识别装置为人脸识别摄像头或扫码器。9.根据权利要求1所述的新能源换电站的安防系统，其特征在于：所述通信模块为网口模块或4g/5g模块。10.根据权利要求1所述的新能源换电站的安防系统，其特征在于：还包括本地报警装置，所述本地报警装置连接所述控制器。

技术总结
本实用新型公开了一种新能源换电站的安防系统，包括：双光源摄像头，双光源摄像头用于获取可见光图像数据和热红外图像数据；防盗装置，防盗装置安装在换电柜的柜门上；控制器，双光源摄像头和防盗装置分别连接控制器；身份识别装置，身份识别装置连接控制器；通信模块，通信模块连接控制器。本实用新型实施方式通过双光源摄像头同时获取换电柜的可见光图像数据和热红外图像数据，控制器通过热红外图像数据判断是否存在火情，通过可见光图像数据精确定位火灾位置，一旦发生火灾立即通过通信模块发送告警信息和实时图像数据给后台主机，能够实时监控新能源换电站的火灾情况，无需人员值守或监控。或监控。或监控。


技术研发人员：彭牧 张威 裴赞
受保护的技术使用者：湖南省通信建设有限公司
技术研发日：2022.11.15
技术公布日：2023/5/24