電，車型識別系統獲取的影像信息可以通過云接入單元上傳至遠方云端，方便用戶查看充電機附近的實時影像，BMS通訊系統在電動汽車的BMS得到可靠供電后即可與電動汽車的BMS進行握手連接從而進行可靠的實時通訊，RISC主控制單元對其通訊數據進行分析得到電池所需電源的參數，然后對AC/DC變換部分的智能型電壓諧振開關電源進行控制使其輸出相應的直流電，實現對電動汽車的充電功能;綜合測量模塊實現了對該新型非車載智能直流充電粧的電壓、電流、絕緣以及相應輸入輸出開關量的檢測，如有異常進行相應的保護措施，并提供本地及云端報警，保證充電粧安全穩定運行，云接入單元將該新型非車載智能直流充電粧與遠端云服務器進行可靠連接，實現了將充電粧各項數據傳送到遠方云端的同時還可以實現對該新型非車載智能直流充電粧的遠程診斷及現場重編程功能，給用戶及運行維護人員提供了極大的方便。
[0022]該系統原理總框圖描述了該新型非車載智能直流充電粧總體硬件的框架構成與控制流程。圖2中，JKl為交流輸入開關、JK2為單相交流輸入開關、MKl — MK6為功率變換模塊輸入開關、ZCl為直流輸出開關、RTl和RT2為熔斷器、N3為智能寬輸出電壓范圍開關電源、Ml — M6為智能型功率變換模塊。該新型非車載智能直流充電粧的運行分為兩個狀態:待機狀態和工作狀態。無論何種運行狀態其左右的交流輸入開關均閉合。在待機狀態下，N3與Ml — M6處于低功耗工作模式只有其控制單元在工作，此時功率變換部分沒有工作、ZCl在斷開位置。N2處于睡眠狀態，時刻等待用戶喚醒。N1、N4、N5、N6(只圖像采集部分)在運行狀態，此時作為主控制器的NI與其它單元保持正常的通訊，時刻判斷其它單元的狀態，當有用戶通過網絡接入訪問時，實時將充電粧的數據通過N5傳輸到云服務器提供給用戶查詢；當N2被用戶喚醒進行人機交互，該新型非車載智能直流充電粧判斷用戶要進行充電時，充電粧進入工作狀態，首先N6進行圖像分析車型判斷，將車型結果通過485接口發送至NI，N1查找數據庫找到該車型BMS所需的電壓值，然后啟動N3使其輸出該電壓等級的直流電為電動汽車BMS供電，NI通過CAN總線得到電動汽車充電信息后，根據BMS的數據控制Ml — M6啟動并輸出相應的電壓電流，當輸出直流與電動汽車電池電壓一致時閉合ZCl，實現對電動汽車的充電，當充電結束時ZCl斷開，充電粧回到待機狀態。
[0023]見圖3，新型非車載智能直流充電粧中的云接入單元的硬件構成與工作原理是:
[0024]云接入單元由三部分構成:RISC處理器為核心的主控制部分、2.4GHz IEEE802.llb/g模塊、WIFI無線路由器，主控制部分內部裝載實時嵌入式Linux操作系統及MySQL關系型數據庫，內嵌TCP/IP協議、HTTP協議、USB協議棧，將通過USB總線獲得的主控制器數據及視頻數據進行HTTP封裝并進行TLS/SSL加密存入MySQL數據庫，滿足用戶的基于B/S的訪問要求，并通過通用I/O端口控φ?」2.4GHz IEEE 802.1 lb/g模塊工作，將數據通過以太網接口傳輸至2.4GHz IEEE 802.1 lb/g模塊，該模塊符合IEEE 802.11標準，具有低功耗特性的2.4GHz無線通訊模塊，含有所有相關的RF元件一一晶振、帶集成MAC的旁路和無源偏置電路、基帶、RF和功率放大器，以及支持AES和TKIP(WEP、WPA和WPA2安全性)的內置硬件，內部集成PCB螺旋天線，模塊內嵌TCP/IP協議棧支持IEEE標準802.11和TCP/IP、HTTP等服務，輕松實現基于B/S的無線Web服務，該2.4GHz IEEE 802.1 lb/g模塊將主控制部分數據進行DSSS/OFDM調制形成工作于ISM波段2.400至2.484GHz的無線信號，通過WIFI傳輸至WIFI無線路由器，反之，亦將WIFI無線路由器的無線信號進行解調制通過以太網接口傳送至主控制部分;WIFI無線路由器是利用符合IEEE 802.11標準的2.4GHz頻段，組建一個無線局域網，并配置無線局域網的基本信息，通過Linux系統的iptables將無線局域網接人到4G網絡中，該路由器是基于三個模塊來實現的，分別為4G Network Service單元、IEEE 802.llb/g控制器和GPS控制器，4GNetwork Service單元的功能是利用運營商的無線數據卡進行PPP撥號，使得路由器能通過運營商網絡連接至互聯網，IEEE 802.llb/g控制器的功能是使得無線網卡工作在AP(Access Point)模式，并配置動態主機配置協議的腳本文件，來建立一個2.4GHz的WiFi無線局域網，該路由器裝載了嵌入式Linux操作系統，它主要實現兩個方面的功能，一方面支持4GNetwork Service單元和IEEE 802.1 lb/g控制器的驅動，另一方面要通過嵌入式Linux系統中的iptables數據包過濾系統將無線局域網與4G網絡連通，2.4GHzIEEE 802.llb/g模塊通過WiFi信道接入到該路由器所提供的無線局域網中，分配到一個IP地址之后，則通過該無線局域網的網關進行數據包的接收和發送，而該網關則通過4GNetwork Service單元上的網絡撥號接口來接收和發送數據包至4G網絡，從而實現主控制部分與互聯網的數據交互，通過該云接入單元新型非車載智能直流充電粧可以輕松實現互聯網的云接入功能，實現了該充電粧的高度智能化。
[0025]圖4描述了3D手勢人機界面的硬件構成與工作原理，圖中Ch1—Ch5:接收電極和手(大地)之間的電容。相對于人的軀體來說，手的尺寸非常小，始終可以視為接地。CRX1TX_Crxstx:接收電極和發送電極之間的電容。Crxig_Crxsg:接收電極到系統地的電容+接收器電路的輸入電容。CTxC:發送電極到系統地的電容。該3D手勢人機界面是采用電場感應技術實現的3D手勢識別和運動跟蹤結合LCD顯示的新一代人機交互界面。它利用手和手指的移動作為用戶命令輸入。運用電近場傳感原理，具有強大的3D手勢輸入傳感系統，提供了一組豐富的智能功能，包括:集成信號驅動器、用于實現自動噪聲抑制的頻率自適應輸入路徑，以及數字信號處理單元。該3D手勢人機界面可將位置數據、觸摸或多點觸摸信息添加到自由空間手勢傳感，是特別適合充電粧的新一代用戶界面。該3D手勢人機界面的核心是3D傳感技術，該技術利用電場(E-field)進行高級接近傳感。它可以通過檢測、跟蹤和分類用戶在自由空間中的手勢來實現用戶界面應用。電場由電荷產生，分布在表面帶電荷的三維空間。對電極施加直流電壓(DC)會產生持續電場。施加交流電壓(AC)時電荷會隨著時間變化，從而產生電場。當電荷隨著頻率f按照正弦曲線變化時，產生的電磁波特性波長A = c/f，其中c是波速一一真空中的光速。在波長比電極幾何大小大很多的情況下，磁分量實際為零，且不會傳播電波。所得到的是準靜態電近場，可用于感應導電物體(如人體)。該3D手勢人機界面使用10kHz范圍內的發送頻率，這會反射出大約3km的波長，而電極幾何大小通常小于14x 14cm，相比而言波長較大。在人手或手指進入電場時，電場會失真。由于人體本身的導電性，因此電場線會沿著手部分流到地面，本地的三維電場會減小。該3D手勢人機界面使用5個電極接收器(如圖4所示)電極檢測不同位置的電場變化，以測量電場失真一一偏離所接收到的不斷變化的信號，5個接收電極的信號進入ADC進行模數轉換，并將轉換好的數字量進入3D手勢信號控制及信號處理單元，進行數字信號處理并使用基于隱馬爾可夫模型(Hidden Markov Model，HMM)的高級隨機分類，即可實現手勢識別。然后將識別出的手勢在數據處理及通信口控制單元中與LCD的顯示信息數據進行分析得到用戶的確定操作信息，并通過USB總線傳輸至主控制器，主控制器根據該信息實現相應控制，并將結果回顯到LCD中，從而完成人機交互工作。
[0026]圖5(a)、圖5(b)描述了智能開關電源的框架構成與工作流程。圖5(a)為智能型功率變換模塊的原理框圖。圖5(b)為智能寬輸出電壓范圍開關電源的原理框圖。在圖5(a)中，交流380伏三相四線電源首先進行EMI濾波保證其為波形較好的正弦電源，在經過整流濾波形成直流電源，在經過DC/DC多諧振功率變換與輸出濾波，最后輸出平滑穩定的直流電。其中DC/DC多諧振功率變換采用電壓諧振軟開關技術，包括高頻諧振逆變橋、高頻隔離變壓器、高頻整流三個環節，工作于PFM(脈沖頻率調制)方式，采用“諧振電壓型雙環控制”，具有即時控制、前饋補償功能、同時又具有諧振式電路高效率、高可靠性、低干擾的顯著優勢；RISC主控器