本专利针对充电区域监控数据碎片化、场景还原度低的问题，提出基于充电桩的多维度数据采集与智能建模方案。通过采集端同步获取电流、温度、环境参数及图像信息，服务端构建2.5D场景模型，结合产热率、散热率向量运算动态修正显示参数，实现充电区域真实场景的智能还原与设备控制。该方法解决了传统监控系统数据维度单一、场景建模不精准的缺陷，为充电管理提供了可视化、可交互的智能平台。

　　1.本发明涉及智能充电平台管理技术领域，具体是一种基于充电桩的采集与监控系统及方法。

　　2.随着新能源汽车的普及，新建的停车场中大都会设有充电区域，充电区域与停泊区域的不同之处在于，充电区域中会有很多电子设备，这些电子设备成本较高，一旦发生损坏，工作人员需要对电子设备的损坏原因进行溯源；溯源过程离不开信息采集系统；现有的信息采集系统大都依赖于传统的枪球联动式的摄像头，这种方式的信息获取效率较高，但是信息清晰度不高，而且信息类型较少。如何设计一种监控系统，更加智能化的获取或是辅助现有系统获取充电区域的信息，便于后续的事件处理过程是本发明技术方案想要解决的技术问题。

　　3.本发明的目的在于提供一种基于充电桩的采集与监控系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

　　4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于充电桩的采集与监控系统，所述系统包括：安装在充电桩上的采集端，用于获取物理参数和环境参数，将所述环境参数向服务端发送；所述物理参数包括电流数据和温度数据；所述环境参数包括风向、风速和靶气体浓度；接收服务端发送的采集范围，根据所述采集范围生成采集指令，获取并筛选图像信息，得到图像信息库；其中，所述充电桩与所述采集端含有同一标签；服务端，获取充电桩的位置信息，根据所述位置信息确定含有编号的虚拟点，将所述虚拟点插入预设的显示模型；所述显示模型为2.5d建筑模型；接收采集端获取到的物理参数和环境参数，根据所述物理参数和环境参数确定各虚拟点的显示参数，根据所述显示参数修正所述显示模型；根据虚拟点对显示模型进行区域切分，确定各虚拟点的采集范围；将所述采集范围向各虚拟点对应的采集端发送，接收采集端反馈的图像信息库，建立所述图像信息库与相应虚拟点的连接关系；基于含有连接关系的显示模型确定充电区域的各电子设备的控制指令。

　　5.作为本发明技术方案进一步的限定，所述采集端包括：参数获取模块，用于获取物理参数和环境参数，将所述环境参数向服务端发送；所述物理参数包括电流数据和温度数据；所述环境参数包括风向、风速和靶气体浓度；图像采集模块，用于接收服务端发送的采集范围，根据所述采集范围生成采集指令，获取并筛选图像信息，得到图像信息库。

　　6.作为本发明技术方案进一步的限定，所述图像采集模块包括：边界确定单元，用于接收服务端发送的采集范围，获取采集端视角范围，根据所述

　　采集范围和所述视角范围确定采集端的旋转角边界；轮廓识别单元，用于根据所述旋转角边界确定采集端旋转起点，在所述旋转起点处获取待检图像，对所述待检图像进行轮廓识别，定位在旋转方向上距离待检图像中心线最远的轮廓，并获取其轮廓中心线，作为标识线；旋转执行单元，用于生成旋转指令，当所述标识线与拍摄中心线重合时，获取下一待检图像；图像筛选单元，用于根据时间顺序对获取到的待检图像进行排序，并对排序后的待检图像进行筛选，得到图像信息库。

　　7.作为本发明技术方案进一步的限定，所述轮廓识别单元包括：异常处理子单元，用于当在检测方向上距离待检图像中心线最远的轮廓不是闭合轮廓时，确定该轮廓中距离待检图像中心线最近的像素点；根据所述距离待检图像中心线最近的像素点确定标识线.作为本发明技术方案进一步的限定，所述图像筛选单元包括：读取子单元，用于读取待检图像的时间信息，根据时间信息将待检图像插入预设的缓存队列；重合度计算子单元，用于依次从所述缓存队列中读取待检图像，计算所述待检图像与图像信息库中的尾部图像进行比对，计算得到重合度；删除子单元，用于将所述重合度与预设的重合度阈值进行比对，当所述重合度达到预设的重合度阈值时，删除待检图像；存储子单元，用于当所述重合度小于预设的重合度阈值时，将待检图像插入图像信息库尾部。

　　9.作为本发明技术方案进一步的限定，所述服务端包括：建模模块，用于获取充电桩的位置信息，根据所述位置信息确定含有编号的虚拟点，将所述虚拟点插入预设的显示模型；所述显示模型为2.5d建筑模型；显示修正模块，用于接收采集端获取到的物理参数和环境参数，根据所述物理参数和环境参数确定各虚拟点的显示参数，根据所述显示参数修正所述显示模型；模型切分模块，用于根据虚拟点对显示模型进行区域切分，确定各虚拟点的采集范围；数据连接模块，用于将所述采集范围向各虚拟点对应的采集端发送，接收采集端反馈的图像信息库，建立所述图像信息库与相应虚拟点的连接关系；控制模块，用于基于含有连接关系的显示模型确定充电区域的各电子设备的控制指令。

　　10.作为本发明技术方案进一步的限定，所述显示修正模块包括：基准计算单元，用于接收采集端获取到的物理参数，根据所述物理参数中的温度数据确定各虚拟点的基准亮度；根据所述物理参数中的电流数据计算产热率；向量确定单元，用于接收采集端获取到的环境参数，根据环境参数中的风向、风速和计算得到的产热率计算散热率；所述散热率是向量；方向为风向；向量标记单元，用于读取显示模型，在所述显示模型中确定以各虚拟点为起点的散热率；

　　向量运算单元，用于以风向作为遍历方向，依次以各虚拟点为中心点，相邻虚拟点为影响点计算中心点处的排热率；所述排热率为所有影响点的散热率的合成向量的模；基准修正单元，用于根据排热率和所述产热率确定修正比例，根据所述修正比例修正各虚拟点的基准亮度。

　　11.作为本发明技术方案进一步的限定，所述显示修正模块还包括：级别确定单元，用于读取修正后的基准亮度，将所述基准亮度与预设的亮度阈值进行比对，确定亮度级别；色值赋值单元，用于根据亮度级别确定各虚拟点的显示色值；异常显示单元，用于读取环境参数中的靶气体浓度，根据靶气体浓度修正各虚拟点的显示色值。

　　12.本发明技术方案还提供了一种基于充电桩的采集与监控方法，所述方法应用于服务端，所述方法包括：获取充电桩的位置信息，根据所述位置信息确定含有编号的虚拟点，将所述虚拟点插入预设的显示模型；所述显示模型为2.5d建筑模型；接收采集端获取到的物理参数和环境参数，根据所述物理参数和环境参数确定各虚拟点的显示参数，根据所述显示参数修正所述显示模型；根据虚拟点对显示模型进行区域切分，确定各虚拟点的采集范围；将所述采集范围向各虚拟点对应的采集端发送，接收采集端反馈的图像信息库，建立所述图像信息库与相应虚拟点的连接关系；基于含有连接关系的显示模型确定充电区域的各电子设备的控制指令。

　　13.作为本发明技术方案进一步的限定，所述接收采集端获取到的物理参数和环境参数，根据所述物理参数和环境参数确定各虚拟点的显示参数，根据所述显示参数修正所述显示模型的步骤包括：接收采集端获取到的物理参数，根据所述物理参数中的温度数据确定各虚拟点的基准亮度；根据所述物理参数中的电流数据计算产热率；接收采集端获取到的环境参数，根据环境参数中的风向、风速和计算得到的产热率计算散热率；所述散热率是向量；方向为风向；读取显示模型，在所述显示模型中确定以各虚拟点为起点的散热率；以风向作为遍历方向，依次以各虚拟点为中心点，相邻虚拟点为影响点计算中心点处的排热率；所述排热率为所有影响点的散热率的合成向量的模；根据排热率和所述产热率确定修正比例，根据所述修正比例修正各虚拟点的基准亮度。

　　14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设置了基于充电桩的采集端，通过采集端获取多种维度参数，服务平台基于这些参数生成场景模型，所述场景模型能够智能化地、真实的反映充电区域的情况，搭建了一种新型监控平台，便于管理方的数据查询操作。

　　15.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述

　　中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

　　22.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

　　23.实施例1本发明实施例中，一种基于充电桩的采集与监控系统，所述系统包括：安装在充电桩上的采集端，用于获取物理参数和环境参数，将所述环境参数向服务端发送；所述物理参数包括电流数据和温度数据；所述环境参数包括风向、风速和靶气体浓度；接收服务端发送的采集范围，根据所述采集范围生成采集指令，获取并筛选图像信息，得到图像信息库；其中，所述充电桩与所述采集端含有同一标签；服务端，获取充电桩的位置信息，根据所述位置信息确定含有编号的虚拟点，将所述虚拟点插入预设的显示模型；所述显示模型为2.5d建筑模型；接收采集端获取到的物理参数和环境参数，根据所述物理参数和环境参数确定各虚拟点的显示参数，根据所述显示参数修正所述显示模型；根据虚拟点对显示模型进行区域切分，确定各虚拟点的采集范围；将所述采集范围向各虚拟点对应的采集端发送，接收采集端反馈的图像信息库，建立所述图像信息库与相应虚拟点的连接关系；基于含有连接关系的显示模型确定充电区域的各电子设备的控制指令。

　　24.本发明技术方案是两端交互的系统，应用场景是智能化停车场，随着新能源汽车的普及，新建的停车场中大都会设有充电区域，充电区域与停泊区域的不同之处在于，充电区域中会有很多电子设备，这些电子设备容易损坏，工作人员需要对电子设备的损坏原因进行溯源；溯源过程离不开信息采集系统；现有的信息采集系统大都依赖于传统的枪球联动式的摄像头，这种方式的信息获取效率较高，但是信息清晰度不高，而且信息类型较少；因此，本发明技术方案在充电桩上安装采集设备，基于充电桩上的采集设备对充电区域进行数据采集，配合后台实现监控功能。

　　25.图1为基于充电桩的采集与监控系统中采集端的组成结构框图，所述采集端10包括：参数获取模块11，用于获取物理参数和环境参数，将所述环境参数向服务端发送；所述物理参数包括电流数据和温度数据；所述环境参数包括风向、风速和靶气体浓度；图像采集模块12，用于接收服务端发送的采集范围，根据所述采集范围生成采集指令，获取并筛选图像信息，得到图像信息库。

　　26.上述内容对采集端10的功能进行了模块化的细分，采集端10包括两个部分，一是传统的图像获取设备，用于获取图像信息；二是一些传感器，用于获取其他参数；其他参数主要包括物理参数和环境参数，所述物理参数就是充电桩本身的一些电学参数及物理性质，其中，以电流和温度为代表；环境参数主要是空气参数，包括空气流动特征及空气重要成分；所述靶气体的类型不唯一，一般情况下，它是一些燃烧产物，用于监测充电桩或汽车是否发生烧坏的现象。

　　27.图2为采集端中图像采集模块12的组成结构框图，所述图像采集模块12包括：边界确定单元121，用于接收服务端发送的采集范围，获取采集端视角范围，根据所述采集范围和所述视角范围确定采集端的旋转角边界；轮廓识别单元122，用于根据所述旋转角边界确定采集端旋转起点，在所述旋转起点处获取待检图像，对所述待检图像进行轮廓识别，定位在旋转方向上距离待检图像中心线最远的轮廓，并获取其轮廓中心线，作为标识线，用于生成旋转指令，当所述标识线与拍摄中心线重合时，获取下一待检图像；图像筛选单元124，用于根据时间顺序对获取到的待检图像进行排序，并对排序后的待检图像进行筛选，得到图像信息库。

　　28.上述内容对图像采集模块12进行了具体的限定，首先，接收服务端发送的采集范围，这个采集范围可以是一个扇面，采集端视角范围指的是图像获取设备的视角范围，它也可以是一个扇面，根据两个扇面可以确定图像获取设备的工位范围，进而确定旋转指令；然后，根据旋转角边界确定图像获取设备的旋转起点，值得一提的是，图像获取设备的旋转起点可以略微超过旋转角边界，防止出现边界获取失真的问题；最后，依次生成旋转指令，获取图像即可。

　　29.需要说明的是，每次转动，图像获取设备都会停止一段时间，在这一段时间里，图像获取设备连续获取多张图像。

　　30.进一步的，所述轮廓识别单元122包括：异常处理子单元，用于当在检测方向上正规买球的网站距离待检图像中心线最远的轮廓不是闭合轮廓时，确定该轮廓中距离待检图像中心线最近的像素点；根据所述距离待检图像中心线最近的像素点确定标识线.在本发明技术方案的一个实例中，假设图像获取设备由左向右旋转，在获取到的待检图像中，最右端的轮廓是不闭合的轮廓，这就代表着它还有一半在下一张图像中，此时，以该轮廓的最左端作为下一张图像的中心线；如果下一张图像中，依次还是不闭合的轮廓，那么就将该图像标记，重复执行轮廓识别单元122和旋转执行单元123。一般情况下，出现这种情况都是图像获取设备被遮挡了。

　　32.作为本发明技术方案的一个优选实施例，所述图像筛选单元124包括：读取子单元，用于读取待检图像的时间信息，根据时间信息将待检图像插入预设的缓存队列；重合度计算子单元，用于依次从所述缓存队列中读取待检图像，计算所述待检图像与图像信息库中的尾部图像进行比对，计算得到重合度；删除子单元，用于将所述重合度与预设的重合度阈值进行比对，当所述重合度达

　　到预设的重合度阈值时，删除待检图像；存储子单元，用于当所述重合度小于预设的重合度阈值时，将待检图像插入图像信息库尾部。

　　33.上述内容提供了一种具体的图像筛选方案，其核心原理就是剔除重复的图像；我们知道，在停车场中，都是静物的时间有很多，此时，图像获取设备获取到的图像大部分都是重复图像，不具备存储价值，因此，需要进行剔除；具体的剔除方式是设置一个缓存队列（先进先出），读取缓存队列的数据，与预设的图像信息库中的数据进行比对，计算重合度，根据重合度判定是将数据删除还是存储。

　　34.图3为基于充电桩的采集与监控系统中服务端的组成结构框图，所述服务端20包括：建模模块21，用于获取充电桩的位置信息，根据所述位置信息确定含有编号的虚拟点，将所述虚拟点插入预设的显示模型；所述显示模型为2.5d建筑模型；显示修正模块22，用于接收采集端获取到的物理参数和环境参数，根据所述物理参数和环境参数确定各虚拟点的显示参数，根据所述显示参数修正所述显示模型；模型切分模块23，用于根据虚拟点对显示模型进行区域切分，确定各虚拟点的采集范围；数据连接模块24，用于将所述采集范围向各虚拟点对应的采集端发送，接收采集端反馈的图像信息库，建立所述图像信息库与相应虚拟点的连接关系；控制模块25，用于基于含有连接关系的显示模型确定充电区域的各电子设备的控制指令。

　　35.上述内容对服务端20的功能进行了模块化细分，首先，根据充电区域和充电桩的位置信息确定一个显示模型，所述显示模型本质上是二维模型，类似于地图的模型；然后，接收采集端获取到的数据，根据采集端获取到的数据可以确定虚拟点的显示参数；其中，所述采集端与显示模型中的虚拟点是一一对应的关系；进一步的，根据虚拟点可以对显示模型进行切分，将充电区域的监控任务拆分至多个虚拟点，也就是多个采集端；拆分方式由工作人员设备；最后，接收各采集端反馈的图像信息，建立连接关系，使得工作人员或者其他主体通过显示模型即可查询到相关的图像信息，所述连接关系可以类比于超连接地址。

　　36.需要说明的是，控制模块25是显示模型的应用过程，它可以接收用户通过用户端输入的控制指令，也可以接收其他监控设备自动生成的控制指令，具体不再赘述；本发明技术方案的目的仅是搭建一个工作平台，便于后续的控制过程。

　　37.图4为服务端20中显示修正模块22的组成结构框图，所述显示修正模块22包括：基准计算单元221，用于接收采集端获取到的物理参数，根据所述物理参数中的温度数据确定各虚拟点的基准亮度；根据所述物理参数中的电流数据计算产热率；向量确定单元222，用于接收采集端获取到的环境参数，根据环境参数中的风向、风速和计算得到的产热率计算散热率；所述散热率是向量；方向为风向；向量标记单元223，用于读取显示模型，在所述显示模型中确定以各虚拟点为起点的散热率；向量运算单元224，用于以风向作为遍历方向，依次以各虚拟点为中心点，相邻虚拟点为影响点计算中心点处的排热率；所述排热率为所有影响点的散热率的合成向量的

　　模；基准修正单元225，用于根据排热率和所述产热率确定修正比例，根据所述修正比例修正各虚拟点的基准亮度。

　　38.上述内容对显示修正模块22进行了具体的限定，举例来说，如果充电区域是一块矩形区域，矩形区域中有3

　　4个充电桩，然后每个充电桩会有自己的产热率，当工作时，产热率较高，不工作时，产热率几乎是零（采集端工作过程产热）；每个充电桩都会对周围的充电桩有影响，表达这一影响的参数是散热率，所述散热率与风向有关，因此，它是一个向量；统计任一虚拟点周围的所有虚拟点的影响，可以得到该虚拟点处的排热率；其中，排热率和产热率是标量；根据排热率和产热率可以计算出一个真实的产热情况，根据真实的产热情况确定显示亮度。

　　39.进一步的，所述显示修正模块22还包括：级别确定单元，用于读取修正后的基准亮度，将所述基准亮度与预设的亮度阈值进行比对，确定亮度级别；色值赋值单元，用于根据亮度级别确定各虚拟点的显示色值；异常显示单元，用于读取环境参数中的靶气体浓度，根据靶气体浓度修正各虚拟点的显示色值。

　　40.上述内容是对显示修正模埠22的一个补充限定，就是在显示亮度的基础上增设“颜色”这一参数，至于何种颜色对应何种情况，本发明技术方案不做限定。

　　41.实施例2图5为基于充电桩的采集与监控方法的流程框图，本发明实施例中，一种基于充电桩的采集与监控方法，所述方法应用于服务端，所述方法包括：步骤s100：获取充电桩的位置信息，根据所述位置信息确定含有编号的虚拟点，将所述虚拟点插入预设的显示模型；所述显示模型为2.5d建筑模型；步骤s200：接收采集端获取到的物理参数和环境参数，根据所述物理参数和环境参数确定各虚拟点的显示参数，根据所述显示参数修正所述显示模型；步骤s300：根据虚拟点对显示模型进行区域切分，确定各虚拟点的采集范围；步骤s400：将所述采集范围向各虚拟点对应的采集端发送，接收采集端反馈的图像信息库，建立所述图像信息库与相应虚拟点的连接关系；步骤s500：基于含有连接关系的显示模型确定充电区域的各电子设备的控制指令。

　　42.图6为基于充电桩的采集与监控方法的子流程框图，所述接收采集端获取到的物理参数和环境参数，根据所述物理参数和环境参数确定各虚拟点的显示参数，根据所述显示参数修正所述显示模型的步骤包括：步骤s201：接收采集端获取到的物理参数，根据所述物理参数中的温度数据确定各虚拟点的基准亮度；根据所述物理参数中的电流数据计算产热率；步骤s202：接收采集端获取到的环境参数，根据环境参数中的风向、风速和计算得到的产热率计算散热率；所述散热率是向量；方向为风向；步骤s203：读取显示模型，在所述显示模型中确定以各虚拟点为起点的散热率；步骤s204：以风向作为遍历方向，依次以各虚拟点为中心点，相邻虚拟点为影响点

　　计算中心点处的排热率；所述排热率为所有影响点的散热率的合成向量的模；步骤s205：根据排热率和所述产热率确定修正比例，根据所述修正比例修正各虚拟点的基准亮度。

　　43.所述基于充电桩的采集与监控方法所能实现的功能均由计算机设备完成，所述计算机设备包括一个或多个处理器和一个或多个存储器，所述一个或多个存储器中存储有至少一条程序代码，所述程序代码由所述一个或多个处理器加载并执行以实现所述基于充电桩的采集与监控方法的功能。

　　44.处理器从存储器中逐条取出指令、分析指令，然后根据指令要求完成相应操作，产生一系列控制命令，使计算机各部分自动、连续并协调动作，成为一个有机的整体，实现程序的输入、数据的输入以及运算并输出结果，这一过程中产生的算术运算或逻辑运算均由运算器完成；所述存储器包括只读存储器（read-only memory，rom），所述只读存储器用于存储计算机程序，所述存储器外部设有保护装置。

　　45.示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块，一个或者多个模块被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本发明。一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在终端设备中的执行过程。

　　46.本领域技术人员可以理解，上述服务设备的描述仅仅是示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括比上述描述更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线.所称处理器可以是中央处理单元（central processing unit，cpu），还可以是其他通用处理器、数字信号处理器（digital signal processor，dsp）、专用集成电路（application specific integrated circuit，asic）、现成可编程门阵列（field-programmable gate array，fpga）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，上述处理器是上述终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个用户终端的各个部分。

　　48.上述存储器可用于存储计算机程序和/或模块，上述处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现上述终端设备的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序（比如信息采集模板展示功能、产品信息发布功能等）等；存储数据区可存储根据泊位状态显示系统的使用所创建的数据（比如不同产品种类对应的产品信息采集模板、不同产品提供方需要发布的产品信息等）等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡（smart media card， smc），安全数字（secure digital， sd）卡，闪存卡（flash card）、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

　　49.终端设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例系统中的全部或部分模块/单元，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的计算机程序可存储于计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个系统实施例的功能。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码

　　可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（rom，read-only memory）、随机存取存储器（ram，random access memory）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。

　　50.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个

　　限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

　　51.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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