[發(fā)明專利]智能化火表

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610184713.7
• 申請(qǐng)日: 2016-03-28
• 公開（公告）號(hào): CN105629053A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無錫智谷銳拓技術(shù)服務(wù)有限公司
• 主分類號(hào): G01R22/06
• 分類號(hào): G01R22/06;G01N15/06;G06T7/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識(shí)產(chǎn)權(quán)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(cè)設(shè)備、樓梯間灰塵 狀態(tài)檢測(cè)設(shè)備和主控設(shè)備，電能檢測(cè)設(shè)備用于檢測(cè)并輸出三相電力線 路輸出的電能，樓梯間灰塵狀態(tài)檢測(cè)設(shè)備用于檢測(cè)樓梯間的灰塵狀態(tài)， 主控設(shè)備分別與電能檢測(cè)設(shè)備和樓梯間灰塵狀態(tài)檢測(cè)設(shè)備連接。

2.如權(quán)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(cè)設(shè)備，包括激光發(fā)射器、光敏元件、信號(hào)放大器、 內(nèi)置RAM和AT89C51單片機(jī)，激光發(fā)射器用于向空氣中發(fā)射探測(cè) 激光，光敏元件用于接收探測(cè)激光被塵埃粒子散射后的散射激光，并 將散射激光轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)，信號(hào)放大器與光敏元件連接，用 于將脈沖信號(hào)進(jìn)行放大，內(nèi)置RAM用于預(yù)先存儲(chǔ)基準(zhǔn)激光粒子信號(hào) 的相關(guān)信息，AT89C51單片機(jī)分別與信號(hào)放大器和內(nèi)置RAM連接， 對(duì)放大后的脈沖信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，將處理結(jié)果與基準(zhǔn)激光粒子 信號(hào)的相關(guān)信息進(jìn)行比較，以判斷并輸出空氣中的灰塵濃度；

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

復(fù)雜度檢測(cè)設(shè)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(jì)算并輸出圖像復(fù)雜度；

灰度轉(zhuǎn)化設(shè)備，與CMOS視覺傳感器連接，用于接收高清樓梯 間圖像，針對(duì)高清樓梯間圖像中的每一個(gè)像素點(diǎn)，提取其R、G、B 三顏色通道分量，對(duì)R、G、B三顏色通道分量賦予不同的權(quán)重值以 進(jìn)行加權(quán)平均，以獲得對(duì)應(yīng)的灰度值，所有像素點(diǎn)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(quán)重值分別為0.3、0.59 和0.11；

圖像濾波設(shè)備，分別與復(fù)雜度檢測(cè)設(shè)備和灰度轉(zhuǎn)化設(shè)備連接，用 于基于圖像復(fù)雜度確定選擇的濾波策略，當(dāng)圖像復(fù)雜度在預(yù)設(shè)復(fù)雜度 范圍下限以下時(shí)，選擇高斯濾波策略對(duì)灰度化圖像進(jìn)行濾波，當(dāng)圖像 復(fù)雜度在預(yù)設(shè)復(fù)雜度范圍上限以上時(shí)，選擇均值濾波策略對(duì)灰度化圖 像進(jìn)行濾波，當(dāng)圖像復(fù)雜度在預(yù)設(shè)復(fù)雜度范圍以內(nèi)時(shí)，選擇中值濾波 策略對(duì)灰度化圖像進(jìn)行濾波；

全局二值化設(shè)備，分別與復(fù)雜度檢測(cè)設(shè)備和圖像濾波設(shè)備連接， 用于基于圖像復(fù)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(jìn)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(fù)雜度確定全局二值化閾值的確定策略具體包括：當(dāng)圖像復(fù)雜 度在預(yù)設(shè)復(fù)雜度范圍下限以下時(shí)，采用雙峰法確定全局二值化閾值， 當(dāng)圖像復(fù)雜度在預(yù)設(shè)復(fù)雜度范圍上限以上時(shí)，采用最大類間方差法確 定全局二值化閾值，當(dāng)圖像復(fù)雜度在預(yù)設(shè)復(fù)雜度范圍以內(nèi)時(shí)，采用平 均值法確定全局二值化閾值；

圖像校正設(shè)備，與全局二值化設(shè)備連接以接收二值化圖像，用于 對(duì)二值化圖像依次進(jìn)行旋轉(zhuǎn)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(shè)備，分別與圖像校正設(shè)備和灰度轉(zhuǎn)化設(shè)備連接，用于 基于預(yù)設(shè)樓宇地面輪廓檢測(cè)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(duì)應(yīng)的灰度化地面圖像；

清潔度檢測(cè)設(shè)備，與圖像分割設(shè)備連接，用于基于灰度化地面圖 像的全部像素點(diǎn)的灰度值計(jì)算灰度化地面圖像的灰度平均值，并將灰 度平均值與預(yù)設(shè)灰度值進(jìn)行比較，當(dāng)灰度平均值小于等于預(yù)設(shè)灰度值， 發(fā)出需要清潔信號(hào)，當(dāng)灰度平均值小于預(yù)設(shè)灰度值，發(fā)出不需要清潔 信號(hào)；

電流傳感器，與三相電力線路連接，用于對(duì)三相電力線路中的電 流信號(hào)進(jìn)行大小轉(zhuǎn)換，輸出相對(duì)于三相電力線路中的電流信號(hào)較小的 微電流信號(hào)；

電壓傳感器，與三相電力線路連接，用于對(duì)三相電力線路中的電 壓信號(hào)進(jìn)行大小轉(zhuǎn)換，輸出相對(duì)于三相電力線路中的電壓信號(hào)較小的 微電壓信號(hào)；

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(duì) 接收到的微電流信號(hào)和微電壓信號(hào)進(jìn)行抗混疊濾波處理，以輸出處理 后的微電流信號(hào)和微電壓信號(hào)；

三相電能計(jì)量設(shè)備，與抗混疊濾波電路連接，基于處理后的微電 流信號(hào)和微電壓信號(hào)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(shè)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(wěn)壓設(shè)備，與整流設(shè)備連接，用于對(duì)直流電進(jìn)行穩(wěn)壓處理；

變壓設(shè)備，與穩(wěn)壓設(shè)備連接，用于對(duì)穩(wěn)壓后的直流電進(jìn)行變壓處 理以獲得各個(gè)電子設(shè)備所需要的工作電壓，各個(gè)電子設(shè)備所需要的工 作電壓包括36V、12V、5V和3.3V；

日歷時(shí)鐘設(shè)備，包括日歷時(shí)鐘芯片和鋰電池，日歷時(shí)鐘芯片用于 提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘數(shù)據(jù)，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(shí)鐘芯片連接，用于在斷電情況下為日歷時(shí)鐘芯 片提供備用電力支持；

液晶顯示設(shè)備，包括筆段式液晶顯示驅(qū)動(dòng)器和液晶顯示屏，筆段 式液晶顯示驅(qū)動(dòng)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(nèi)容；

FLASH存儲(chǔ)設(shè)備，采用AT45DB081芯片，通過串行外設(shè)接口 SPI與凌陽SPCE061A芯片進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換；

集成通信設(shè)備，與凌陽SPCE061A芯片連接，包括紅外發(fā)射器、 紅外接收器、光耦器件、RS485驅(qū)動(dòng)器和RS485通信接口，紅外發(fā) 射器采用38kHz的調(diào)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(diào)出來的數(shù)字信號(hào)，RS485 驅(qū)動(dòng)器與RS485通信接口連接，光耦器件用于將紅外發(fā)射器和紅外 接收器隔離于RS485驅(qū)動(dòng)器和RS485通信接口；

凌陽SPCE061A芯片，分別與變壓設(shè)備、日歷時(shí)鐘設(shè)備、液晶顯 示設(shè)備、FLASH存儲(chǔ)設(shè)備、集成通信設(shè)備和三相電能計(jì)量設(shè)備連接， 用于實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓設(shè)備、日歷時(shí)鐘設(shè)備、液晶顯示設(shè)備、FLASH存儲(chǔ) 設(shè)備、集成通信設(shè)備和三相電能計(jì)量設(shè)備的控制；凌陽SPCE061A芯 片還分別與灰塵濃度檢測(cè)設(shè)備和清潔度檢測(cè)設(shè)備連接，當(dāng)接收到的灰 塵濃度大于等于預(yù)設(shè)濃度閾值且接收到需要清潔信號(hào)時(shí)，發(fā)出灰塵過 多信號(hào)，當(dāng)接收到的灰塵濃度小于預(yù)設(shè)濃度閾值或接收到不需要清潔 信號(hào)時(shí)，發(fā)出灰塵正常信號(hào)；

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(hào)發(fā)送到遠(yuǎn)端的物業(yè)管理中心，以觸發(fā)物業(yè)管理中心派遣清潔人 員前往對(duì)應(yīng)的樓梯間進(jìn)行清掃工作。