一种基于多模态身份识别和智能感知插座的充电桩系统的制作方法

本发明属于电动车充电，涉及一种基于多模态身份识别和智能感知插座的充电桩系统。

背景技术：

1、随着环保意识的增强和城市交通拥堵问题的加剧，电动自行车作为一种便捷、环保的交通工具，受到了越来越多人的青睐。然而，电动自行车充电桩系统的发展却相对滞后，存在诸多问题，如身份验证方式单一导致用户体验不佳、安全性不足等。因此，开发一种新型的、智能化的电动自行车充电桩系统显得尤为重要。

技术实现思路

1、本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种基于多模态身份识别和智能感知插座的充电桩系统，该系统主要包含用户交互模块、多模态身份识别模块、智能感知插座模块、控制处理模块和综合管理平台。本发明通过多模态身份识别技术为用户提供多种安全、高效的身份认证方式，通过智能感知插座实现充电过程的智能化管理，从而提高充电的安全性、效率和用户体验。本发明是通过如下技术方案实现的：本发明提供了一种基于多模态身份识别和智能感知插座的充电桩系统，包括用户交互模块、多模态身份识别模块、智能感知插座模块、控制处理模块和综合管理平台；

2、用户交互模块包括充电桩控制面板、用户app和语音交互模块；用户app连接综合管理平台；

3、多模态身份识别模块包括面部识别、指纹识别、rfid卡识别和二维码识别四种身份验证方式，该模块包含软件和硬件两大部分，其中硬件包括摄像头、指纹采集模块、rfid读卡器和充电桩控制面板的二维码刷新展示屏；软件包括集成在本模块中的身份认证算法；

4、智能感知插座模块包括温度检测模块和占位检测模块；其中温度检测模块通过插座内置温度传感器和远距离红外测温传感器对充电口以及周围的环境进行温度检测；占位检测模块通过安装在插座内的显微检测传感器，检测插座是否被占用；

5、控制处理模块接收各个模块的数据信息，进行智能分析，控制充电桩的整体充电流程，并将信息上传到综合管理平台；控制处理模块接收多模态身份识别模块识别结果，判断用户是否有对应权限，并控制各个模块对用户选择做出反应；接收温度传感器信号，实时监测插座端口温度，当温度高于设定阈值时，控制充电桩断电并控制语音模块发出警报声；接收红外测温传感器信号，实时监测电动车电池及周边环境温度，当温度高于设定阈值时候，控制充电桩断电并控制语音模块发出警报声；接收限位检测传感器信号，实时监测插座占用状态，当检测到插座占用，并且订单未开始超出时间阈值或者订单结束超出时间阈值，判定为插座违规占用，控制插座弹出插头；

6、综合管理平台基于云服务技术，主要包括用户数据库和充电桩数据库；进行身份信息、账户信息的存储。

7、优选的，用户交互模块的充电桩控制面板，可以选择使用的充电端口，并选择不同的用户注册方式和账户充值方式；用户app连接综合管理平台，方便查看充电桩信息、监控充电过程信息，并且对身份信息和账户信息进行管理；语音模块主要包括“充电开始”、“充电结束”、“充电剩余时间**时**秒”的提示音和报警声。

8、优选的，多模态身份识别模块包括面部识别、指纹识别、rfid卡识别和二维码识别四种身份验证方式；

9、其中面部识别通过摄像头采集用户人脸信息，通过人脸识别单元的retinaface模型算法识别图像中的人脸并提取人脸特征，并在本地构建人脸数据库，将人脸特征存储在本地数据库中，并同时将数据库信息更新到综合管理平台；将提取的人脸特征与数据库中的所有人脸数据进行对比，计算余弦相识度，当相似度大于0.4时，选择相似度阈值最大的作为人脸识别结果；

10、其中指纹识别通过指纹采集模块采集用户指纹图像信息，然后对采集的图像进行预处理，包括去噪、灰度化、二值化、图像分割和细化处理，接着使用基于细节特征点的minutia cylinder-code算法提取指纹特征并和本地数据库中存储的特征进行匹配，同时将数据库信息更新到综合管理平台；

11、其中rfid卡识别通过rfid读卡器读取用户rfid卡信息，完成用户信息认证；

12、其中二维码身份识别通过充电桩控制面板的二维码展示屏，展示当前充电桩二维码，用户通过手机app扫码功能，完成用户信息认证。

13、优选的，智能感知插座模块通过内置温度传感器实时监测插座温度，可以第一现场实时了解该端口充电时的温度，对于因充电起火的电池，由于热辐射，温度传感器可及时监测到该插座温度高于其他插座端口温度，发送信息给控制处理模块。

14、优选的，智能感知插座模块通过远距离红外测温传感器，监测插座正前方2到3米内的温度变化，相对于插座内的温度传感器扩大了温度监测范围，可对电动车电池起火做出快速响应。

15、优选的，智能感知插座模块通过内置限位检测传感器，检测插座是否被占用；将机械式限位开关的探头安装在插座内部，位置设定在在插头完全插入后才能触碰到探头的区域；当检测到插座插入后，限位检测传感器信息发送到控制处理模块；对于被异常占用的插座，通过内置弹簧将插头弹出。

16、优选的，综合管理平台中的账户信息主要包含用户的剩余金额，身份信息包含用户的rfid卡信息、人脸信息、指纹信息；充电桩数据库主要存储充电桩的历史记录、充电过程信息、充电桩各个传感器状态以及报警信息；综合管理平台还支持用户通过手机app查看充电进度、历史记录及费用详情，并且对身份信息进行增删改，对账户进行查询和充值。

17、优选的，该系统还包括充电桩本体、通信模块和电源模块。

18、本发明的有益效果是：

19、该系统利用多模态生物识别技术，通过采集和分析用户的生物特征，实现对用户身份的精准识别和认证。与传统的单一识别方式相比，多模态生物识别技术为老中青各个年龄段的用户提供多样化的身份认证选择。

20、此外该系统还采用了智能感知插座技术，包括内置温度检测模块和占位检测模块。温度检测模块实时检测充电桩插座端口温度和外部环境温度，一旦温度超过预设的安全阈值，系统会立即采取断电措施，防止火灾等安全事故的发生;占位检测功能通过内置的传感器实时监测插座的使用状态，结合订单状态判断端口是否异常占用，对于异常占用，系统会提示用户进行充电并且弹出充电插头，防止影响其他用户使用，从而提高了充电桩的利用率和用户满意度。本发明具有安全、智能、高效和用户体验好等优点，在电动车充电技术领域具有广泛的应用前景。

21、结合多模态身份识别和智能感知插座技术，本电动自行车充电桩系统不仅提供了安全、便捷的身份验证方式，还通过温度检测和占位检测功能实现了对充电过程的智能监控和管理。这种新型充电解决方案将为用户带来更加方便、快捷、安全的充电体验。

技术特征：

1.一种基于多模态身份识别和智能感知插座的充电桩系统，其特征在于，包括用户交互模块、多模态身份识别模块、智能感知插座模块、控制处理模块和综合管理平台；

2.根据权利要求1所述的基于多模态身份识别和智能感知插座的充电桩系统，其特征在于，用户交互模块的充电桩控制面板，可以选择使用的充电端口，并选择不同的用户注册方式和账户充值方式；用户app连接综合管理平台，方便查看充电桩信息、监控充电过程信息，并且对身份信息和账户信息进行管理；语音模块主要包括“充电开始”、“充电结束”、“充电剩余时间**时**秒”的提示音和报警声。

3.根据权利要求1所述的基于多模态身份识别和智能感知插座的充电桩系统，其特征在于，多模态身份识别模块包括面部识别、指纹识别、rfid卡识别和二维码识别四种身份验证方式；

4.根据权利要求1所述的基于多模态身份识别和智能感知插座的充电桩系统，其特征在于，智能感知插座模块通过内置温度传感器实时监测插座温度，可以第一现场实时了解该端口充电时的温度，对于因充电起火的电池，由于热辐射，温度传感器可及时监测到该插座温度高于其他插座端口温度，发送信息给控制处理模块。

5.根据权利要求1所述的基于多模态身份识别和智能感知插座的充电桩系统，其特征在于，智能感知插座模块通过远距离红外测温传感器，监测插座正前方2到3米内的温度变化，相对于插座内的温度传感器扩大了温度监测范围，可对电动车电池起火做出快速响应。

6.根据权利要求1所述的基于多模态身份识别和智能感知插座的充电桩系统，其特征在于，智能感知插座模块通过内置限位检测传感器，检测插座是否被占用；将机械式限位开关的探头安装在插座内部，位置设定在在插头完全插入后才能触碰到探头的区域；当检测到插座插入后，限位检测传感器信息发送到控制处理模块；对于被异常占用的插座，通过内置弹簧将插头弹出。

7.根据权利要求1所述的基于多模态身份识别和智能感知插座的充电桩系统，其特征在于，综合管理平台中的账户信息主要包含用户的剩余金额，身份信息包含用户的rfid卡信息、人脸信息、指纹信息；充电桩数据库主要存储充电桩的历史记录、充电过程信息、充电桩各个传感器状态以及报警信息；综合管理平台还支持用户通过手机app查看充电进度、历史记录及费用详情，并且对身份信息进行增删改，对账户进行查询和充值。

8.根据权利要求1所述的基于多模态身份识别和智能感知插座的充电桩系统，其特征在于，该系统还包括充电桩本体、通信模块和电源模块。

技术总结本发明涉及一种基于多模态身份识别和智能感知插座的充电桩系统，属于电动车充电技术领域。其多模态身份识别系统通过结合面部识别、指纹识别、RFID卡识别以及二维码识别等多种身份验证方式，为各个年龄段的用户提供合适的权限认证，大大提高了充电桩的使用便捷性。智能感知插座具有温度检测和占位检测功能。其中温度检测通过温度传感器和远距离红外测温传感器，实时监测充电桩及周围环境的温度，能够及时发现并处理异常情况，确保设备安全。此外，其占位检测功能通过限位检测传感器，结合充电订单状态，对于充满自停结束的用户，将插头自动弹出，防止影响其他用户使用。本发明具有安全、智能、高效和用户体验好等优点，在电动车充电技术领域具有广泛的应用前景。技术研发人员：杨宗圣,赵鲁波,张锋受保护的技术使用者：山东浪潮超高清视频产业有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29