本发明涉及新能源汽车技术领域，特别是基于超声波车位检测的电动汽车智能预约充电车位系统。
背景技术：
改革开放以来，我国的经济一直处于高速发展的状态，人民生活质量日益提高，小汽车开进了家家户户的大门，给人们的出行带来了极大的方便，随着能源与环境问题的日益突出的，电动汽车以及插电式混合动力电动汽车 ( 简称电动汽车 ) 发展十分迅速，相应的电动汽车充电装置的需求也日益明显。现有技术，电动汽车充电主要采用两种方式，一种直流快速充电，一种是采用家庭的 220V 交流电进行低速充电。为了满足这种充电方式，现有技术中，在电动汽车中分别固定安装了直流充电设备以及交流充电设备，以能够分别实现直流充电和交流充电，满足电动汽车的充电需求。
电动汽车是新能源战略的重要组成部分，但目前，城市中现有的诸如充电站或充电桩之类的充电设备很少，且充电设备主要建设在停车场或者特定的充电场所内，电动汽车充电极其不方便，这成为了阻碍电动汽车普及的因素之一。另外，建设充电站或者充电桩必然需要有电能输入，重新铺设电力线路也会增加建设成本。
虽然直流充电设备和交流充电设备，满足电动汽车的充电需求，但是占用了电动汽车的使用空间，增加了电动汽车的负载。随着科技的进步，新能源汽车以其具有的轻便，无污染且节能的的有点被广大消费者购买并使用。随着科技的不断进步，新能源汽车尤其是纯电动轿车已逐渐普及。目前，新能源汽车与传统汽车一样，均装有铅酸辅助电池，重量约10公斤。该辅助电池需要良好的维护，车辆长期不启动则辅助电池可能会产生失电情况，导致车辆无法启动，并且辅助电池占用空间和重量，从而产生更多能耗。如果取消辅助电池，直接使用主电池组进行直流变换，会导致车辆的高压系统和较多控制器件处于工作状态，耗费电力，且存在安全隐患。目前电动汽车的普及还有障碍，由于续航里程有限，大众担心给电动汽车充电不能像给燃油汽车加油那样方便，毕竟充电站还不像加油站那么常见。
随着环境保护意识日渐深入人心，利用电能来驱动的电动车辆得到了广泛的发展。电动车辆具有蓄电池，用以存储驱动电动车辆行驶所需的电能。为了保障电动车辆的续航能力，在电动车辆上的蓄电池所存储的电能快要消耗完之前，电动车辆的用户需要驾驶电动车辆到充电站，向电动车辆上的蓄电池充电。物联网是几年来发展较为迅速的ICT技术，是一种集感知，通信及计算于一体的综合解决方案，目的在于提供一个物物相连的泛在感知网络。其体系结构包括感知层，通信层与应用层，具有深入感知，广泛互联，高度智能的特点。而目前的停车车位管理多为人工简易管理，远达不到智能管理的水平。将物联网的智能管理控制体系和结构引入停车车位管理中，形成一种全新的智能预约车位系统，提高停车车位智慧化管理水平。
作为城市停车的主要场所，停车场是解决城市停车难问题的关键突破口。大量兴起停车场的建设，给泊车需求者提供了足够的停车位数量，虽然可以有效缓解停车难问题，但是由于在停车场的管理技术方面受到制约，不能充分有效利用这些停车资源，极大的增加了停车场的扩建难度，目前电动汽车的普及还有障碍，由于续航里程有限，大众担心给电动汽车充电不能像给燃油汽车加油那样方便，毕竟充电站还不像加油站那么常见，而电动车辆的用户更需要及时驾驶电动车辆到可充电停车场去充电，向电动车辆上的蓄电池充电。如何有效及时的预约停车位为电动汽车充电是亟待解决的一大问题。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种基于超声波车位检测的电动汽车智能预约充电车位系统，可实现及时的预约停车位去充电，给车主带来了方便。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
根据本发明提出的一种基于超声波车位检测的电动汽车智能预约充电车位系统，包括后台服务器、无线通信模块、终端、以及设置在每个停车位上的车牌号识别模块、超声波车位检测模块、道闸和充电桩；终端包括输入模块和APP预约申请模块，后台服务器包括预先存储模块、检索模块、空闲模块、预占模块和分配模块，超声波车位检测模块包括超声波发射电路模块和超声波接收电路模块；其中，
预先存储模块，用于预先存储车主的身份证信息与车牌号信息；
超声波车位检测模块，用于感应停车位上是否停有汽车，并将该停车位的状态信息发送至空闲模块；
输入模块，用于将输入的车牌号信息经无线通信模块传输至检索模块；
检索模块，用于检索接收的车牌号信息是否存在预先存储模块中，若存在此车牌号信息则将此车牌号信息再次经无线通信模块传输至APP预约申请模块；
APP预约申请模块，用于当接收到车牌号信息时，则由用户从空闲车位信息中预约一个停车位号，将该被预约的停车位号经无线通信模块传输至预占模块，车牌号信息以及该车所预约的停车位号经无线通信模块传输至分配模块；
预占模块，用于锁定被预约的停车位号，锁定的时间为预设的，输出被锁定的预约车位号至空闲模块；
空闲模块，用于根据各超声波车位检测模块发送过来的停车位的状态信息、预占模块发送过来的被锁定的预约车位号，进行汇总从而统计出剩余的空闲车位信息；输出空闲车位信息至APP预约申请模块；
分配模块，用于将车牌号信息传输至该车所预约的停车位上的车牌号识别模块；
车牌号识别模块，用于当待停车的车牌号与接收的车牌号信息一致时，控制道闸打开从而实现停车；
充电桩，用于为停车位上的电动汽车充电；
超声波发射电路模块包括时基电路芯片LM555、电阻、可调电阻、第一电容、第二电容和超声波探头，其中，时基电路芯片LM555的第1引脚接地，时基电路芯片LM555的第5引脚与第一电容的一端连接，第一电容的另一端与地连接，时基电路芯片LM555的第8引脚与电源、电阻的一端分别连接，电阻的另一端与时基电路芯片LM555的第7引脚、可调电阻的一个固定端分别连接，时基电路芯片LM555的第6引脚与可调电阻的滑动端、第二电容的一端分别连接，时基电路芯片LM555的第2引脚与可调电阻的另一固定端连接，第二电容的另一端与超声波探头的一端连接，时基电路芯片LM555的第3引脚与超声波探头的另一端连接。
作为本发明所述的一种基于超声波车位检测的电动汽车智能预约充电车位系统进一步优化方案，无线通信模块为ZigBee模块。
作为本发明所述的一种基于超声波车位检测的电动汽车智能预约充电车位系统进一步优化方案，所述锁定的时间设为1个小时。
作为本发明所述的一种基于超声波车位检测的电动汽车智能预约充电车位系统进一步优化方案，还包括用于当有其它车闯进停车车位时则报警的警报模块。
作为本发明所述的一种基于超声波车位检测的电动汽车智能预约充电车位系统进一步优化方案，警报模块为蜂鸣器。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
（1）本发明能够智能且及时的预约停车位去充电；
（2）本发明能保证预约车位充电的实时性；
（3）通过超声波车位检测，及时跟新最新车位，给车主带来了方便。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
一种基于超声波车位检测的电动汽车智能预约充电车位系统，包括后台服务器、无线通信模块、终端、以及设置在每个停车位上的车牌号识别模块、超声波车位检测模块、道闸和充电桩；终端包括输入模块和APP预约申请模块，后台服务器包括预先存储模块、检索模块、空闲模块、预占模块和分配模块，超声波车位检测模块包括超声波发射电路模块和超声波接收电路模块；其中，
预先存储模块，用于预先存储车主的身份证信息与车牌号信息；
超声波车位检测模块，用于感应停车位上是否停有汽车，并将该停车位的状态信息发送至空闲模块；
输入模块，用于将输入的车牌号信息经无线通信模块传输至检索模块；
检索模块，用于检索接收的车牌号信息是否存在预先存储模块中，若存在此车牌号信息则将此车牌号信息再次经无线通信模块传输至APP预约申请模块；
APP预约申请模块，用于当接收到车牌号信息时，则由用户从空闲车位信息中预约一个停车位号，将该被预约的停车位号经无线通信模块传输至预占模块，车牌号信息以及该车所预约的停车位号经无线通信模块传输至分配模块；
预占模块，用于锁定被预约的停车位号，锁定的时间为预设的，输出被锁定的预约车位号至空闲模块；
空闲模块，用于根据各超声波车位检测模块发送过来的停车位的状态信息、预占模块发送过来的被锁定的预约车位号，进行汇总从而统计出剩余的空闲车位信息；输出空闲车位信息至APP预约申请模块；
分配模块，用于将车牌号信息传输至该车所预约的停车位上的车牌号识别模块；
车牌号识别模块，用于当待停车的车牌号与接收的车牌号信息一致时，控制道闸打开从而实现停车；
充电桩，用于为停车位上的电动汽车充电；
超声波发射电路模块包括时基电路芯片LM555、电阻、可调电阻、第一电容、第二电容和超声波探头，其中，时基电路芯片LM555的第1引脚接地，时基电路芯片LM555的第5引脚与第一电容的一端连接，第一电容的另一端与地连接，时基电路芯片LM555的第8引脚与电源、电阻的一端分别连接，电阻的另一端与时基电路芯片LM555的第7引脚、可调电阻的一个固定端分别连接，时基电路芯片LM555的第6引脚与可调电阻的滑动端、第二电容的一端分别连接，时基电路芯片LM555的第2引脚与可调电阻的另一固定端连接，第二电容的另一端与超声波探头的一端连接，时基电路芯片LM555的第3引脚与超声波探头的另一端连接。
无线通信模块为ZigBee模块。
所述锁定的时间设为1个小时。
还包括用于当有其它车闯进停车车位时则报警的警报模块。
警报模块为蜂鸣器。
后台服务器具有三个功能:第一，存储车主的身份证信息与车牌号信息，停车车位号信息等关于数据库的管理系统；第二，与前端的交互，即与手机终端预约车位APP的交互,当车位被预约，前端将信息发送到后台，当停车位停车后后台将信息反馈到前端；第三,与硬件的交互，即与识别模块和车位感应模块的交互，识别模块识别的车牌号与预约的车牌号一致的时候将信息反馈到后台服务器，车停在停车位的时候将信息反馈到后台服务器。
手机终端车位预约APP是可以安装在手机端的APP,首先这是需要连接网络才能使用这款APP，然后车主将车牌号输入到APP相应位置，APP先将车牌后发送到后台数据库，后台数据库检索是否存在此车牌号，如果显示存在才可以选择预约停车位号，如果显示不存在，则不可以预约停车位。这是需要与后台交互才能应用的APP。
识别模块，当车停在识别模块一定范围内的时候，就能解析识别出车牌号码，当识别的车牌号与已成功预约车位的车牌号一致时就会自动打开。将栏杆机是成功开门还是被意外开门的信息反馈到后台服务器。一旦后台服务器收到的意外情况，立即将信息反馈到车位监控管理负责人员的手机预约车位APP，并通过警报模块发出警报声，以便监管人员很快做出相应的处理。
手机终端车位预约APP,首先这是需要连接网络才能使用的，车主将车牌号写入APP，APP先将车牌后发送到后台数据库，后台数据库检索是否存在此车牌号，如果显示存在才可以选择预约停车位号如果显示不存在则不可以预约，如果预约时间超过一个小时车还未停入停车位中，后台将会消除此车牌号的预约权限，允许其他车位预约。这样保证了停车场上的充电桩的充分被使用。
以上所述的具体实施方案，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方案而已，并非用以限定本发明的范围，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。