[發明專利]智能化火表

在審

• 申請號: 201610184713.7
• 申請日: 2016-03-28
• 公開（公告）號: CN105629053A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 無錫智谷銳拓技術服務有限公司
• 主分類號: G01R22/06
• 分類號: G01R22/06;G01N15/06;G06T7/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

1.一種智能化火表，所述火表包括電能檢測設備、樓梯間灰塵 狀態檢測設備和主控設備，電能檢測設備用于檢測并輸出三相電力線 路輸出的電能，樓梯間灰塵狀態檢測設備用于檢測樓梯間的灰塵狀態， 主控設備分別與電能檢測設備和樓梯間灰塵狀態檢測設備連接。

2.如權利要求1所述的智能化火表，其特征在于，所述火表包 括：

灰塵濃度檢測設備，包括激光發射器、光敏元件、信號放大器、 內置RAM和AT89C51單片機，激光發射器用于向空氣中發射探測 激光，光敏元件用于接收探測激光被塵埃粒子散射后的散射激光，并 將散射激光轉換為對應的脈沖信號，信號放大器與光敏元件連接，用 于將脈沖信號進行放大，內置RAM用于預先存儲基準激光粒子信號 的相關信息，AT89C51單片機分別與信號放大器和內置RAM連接， 對放大后的脈沖信號進行數字信號處理，將處理結果與基準激光粒子 信號的相關信息進行比較，以判斷并輸出空氣中的灰塵濃度；

CMOS視覺傳感器，設置在火表的外框上，面向電梯間進行拍攝 以獲得高清樓梯間圖像；

復雜度檢測設備，與CMOS視覺傳感器連接，用于接收高清樓 梯間圖像，并基于高清樓梯間圖像計算并輸出圖像復雜度；

灰度轉化設備，與CMOS視覺傳感器連接，用于接收高清樓梯 間圖像，針對高清樓梯間圖像中的每一個像素點，提取其R、G、B 三顏色通道分量，對R、G、B三顏色通道分量賦予不同的權重值以 進行加權平均，以獲得對應的灰度值，所有像素點的灰度值組成灰度 化圖像，其中R、G、B三顏色通道分量的權重值分別為0.3、0.59 和0.11；

圖像濾波設備，分別與復雜度檢測設備和灰度轉化設備連接，用 于基于圖像復雜度確定選擇的濾波策略，當圖像復雜度在預設復雜度 范圍下限以下時，選擇高斯濾波策略對灰度化圖像進行濾波，當圖像 復雜度在預設復雜度范圍上限以上時，選擇均值濾波策略對灰度化圖 像進行濾波，當圖像復雜度在預設復雜度范圍以內時，選擇中值濾波 策略對灰度化圖像進行濾波；

全局二值化設備，分別與復雜度檢測設備和圖像濾波設備連接， 用于基于圖像復雜度確定全局二值化閾值的確定策略，在確定全局二 值化閾值之后，使用全局二值化閾值將灰度化圖像進行二值化處理， 使得處理后的二值化圖像的像素值只有0或255這二種選擇，其中基 于圖像復雜度確定全局二值化閾值的確定策略具體包括：當圖像復雜 度在預設復雜度范圍下限以下時，采用雙峰法確定全局二值化閾值， 當圖像復雜度在預設復雜度范圍上限以上時，采用最大類間方差法確 定全局二值化閾值，當圖像復雜度在預設復雜度范圍以內時，采用平 均值法確定全局二值化閾值；

圖像校正設備，與全局二值化設備連接以接收二值化圖像，用于 對二值化圖像依次進行旋轉校正處理、冗余裁剪處理和圖像歸一化處 理，以獲得校正圖像；

圖像分割設備，分別與圖像校正設備和灰度轉化設備連接，用于 基于預設樓宇地面輪廓檢測校正圖像中樓宇地面的位置，并基于樓宇 地面的位置從灰度化圖像處分割出對應的灰度化地面圖像；

清潔度檢測設備，與圖像分割設備連接，用于基于灰度化地面圖 像的全部像素點的灰度值計算灰度化地面圖像的灰度平均值，并將灰 度平均值與預設灰度值進行比較，當灰度平均值小于等于預設灰度值， 發出需要清潔信號，當灰度平均值小于預設灰度值，發出不需要清潔 信號；

電流傳感器，與三相電力線路連接，用于對三相電力線路中的電 流信號進行大小轉換，輸出相對于三相電力線路中的電流信號較小的 微電流信號；

電壓傳感器，與三相電力線路連接，用于對三相電力線路中的電 壓信號進行大小轉換，輸出相對于三相電力線路中的電壓信號較小的 微電壓信號；

抗混疊濾波電路，分別與電流傳感器和電壓傳感器連接，用于對 接收到的微電流信號和微電壓信號進行抗混疊濾波處理，以輸出處理 后的微電流信號和微電壓信號；

三相電能計量設備，與抗混疊濾波電路連接，基于處理后的微電 流信號和微電壓信號確定三相電力線路中各相以及合相的有功功率、 無功功率和視在功率；

整流設備，與三相電力線路連接，用于將三相電力線路的交流電 整流為直流電；

穩壓設備，與整流設備連接，用于對直流電進行穩壓處理；

變壓設備，與穩壓設備連接，用于對穩壓后的直流電進行變壓處 理以獲得各個電子設備所需要的工作電壓，各個電子設備所需要的工 作電壓包括36V、12V、5V和3.3V；

日歷時鐘設備，包括日歷時鐘芯片和鋰電池，日歷時鐘芯片用于 提供實時時鐘數據，還通過同步串行接口I2C與凌陽SPCE061A芯片 連接，鋰電池與日歷時鐘芯片連接，用于在斷電情況下為日歷時鐘芯 片提供備用電力支持；

液晶顯示設備，包括筆段式液晶顯示驅動器和液晶顯示屏，筆段 式液晶顯示驅動器通過同步串行接口I2C與凌陽SPCE061A芯片連接， 用于控制液晶顯示屏上的顯示內容；

FLASH存儲設備，采用AT45DB081芯片，通過串行外設接口 SPI與凌陽SPCE061A芯片進行雙向數據交換；

集成通信設備，與凌陽SPCE061A芯片連接，包括紅外發射器、 紅外接收器、光耦器件、RS485驅動器和RS485通信接口，紅外發 射器采用38kHz的調制光，通信速率為1200bps，紅外接收器采用集 電極開路方式輸出從接收到的紅外光中解調出來的數字信號，RS485 驅動器與RS485通信接口連接，光耦器件用于將紅外發射器和紅外 接收器隔離于RS485驅動器和RS485通信接口；

凌陽SPCE061A芯片，分別與變壓設備、日歷時鐘設備、液晶顯 示設備、FLASH存儲設備、集成通信設備和三相電能計量設備連接， 用于實現對變壓設備、日歷時鐘設備、液晶顯示設備、FLASH存儲 設備、集成通信設備和三相電能計量設備的控制；凌陽SPCE061A芯 片還分別與灰塵濃度檢測設備和清潔度檢測設備連接，當接收到的灰 塵濃度大于等于預設濃度閾值且接收到需要清潔信號時，發出灰塵過 多信號，當接收到的灰塵濃度小于預設濃度閾值或接收到不需要清潔 信號時，發出灰塵正常信號；

頻分雙工通信接口，與凌陽SPCE061A芯片連接，用于將灰塵過 多信號發送到遠端的物業管理中心，以觸發物業管理中心派遣清潔人 員前往對應的樓梯間進行清掃工作。