[發明專利]一種基于樓梯間清潔度分析的電度表的使用方法

在審

• 申請號: 201610184839.4
• 申請日: 2016-03-28
• 公開（公告）號: CN105652052A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 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: G01R11/00
• 分類號: G01R11/00;G01N15/06;G08C17/02
• 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

1.一種基于樓梯間清潔度分析的電度表的使用方法，該方法包 括：

1)提供一種基于樓梯間清潔度分析的電度表，包括電能檢測子 系統、灰塵檢測子系統和無線傳輸子系統，電能檢測子系統用于檢測 并輸出工頻交流電輸出的電能，灰塵檢測子系統用于檢測樓梯間的灰 塵狀態，無線傳輸子系統用于無線發送電能檢測子系統和灰塵檢測子 系統的輸出數據；

2)使用該電度表。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述電度表包括：

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；

CCD圖像傳感器，設置在電度表的外框上，面向樓梯間進行拍 攝以獲得高清樓梯間圖像；

復雜度檢測設備，與CCD圖像傳感器連接，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CCD圖像傳感器連接，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；

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；

校準電阻，為一滑動變阻器，電阻值為2MΩ，一個固定端與工 頻交流電的零線連接，滑動端與第二電阻的一端連接；

第二電阻，電阻值為1MΩ，另一端與第一電阻的一端連接，同 時，另一端作為采樣電壓的一測量端輸出；

第一電阻，電阻值為1.5KΩ，另一端與工頻交流電的火線連接；

第一電容，電容值為220pf，一端與第二電阻的另一端連接，另 一端接地；

第三電阻，電阻值為470Ω，一端與工頻交流電的火線連接，另 一端作為采樣電壓的另一測量端輸出；

第二電容，電容值為220pf，一端與第三電阻的另一端連接，另 一端接地；

第三電容，電容值為0.018uf，一端與第二電阻的另一端連接， 另一端與第三電阻的另一端連接；

第四電阻，電阻值為0.6mΩ，插入在工頻交流電的火線上，即 兩端都與工頻交流電的火線連接；

第五電阻，電阻值為470Ω，一端與第四電阻的一端連接，另一 端作為采樣電流的一測量端輸出；

第六電阻，電阻值為470Ω，與第四電阻的另一端連接，另一端 作為采樣電流的另一測量端輸出；

第四電容，電容值為220pf，一端與第五電阻的另一端連接，另 一端接地；

第五電容，電容值為220pf，一端與第六電阻的另一端連接，另 一端接地；

第六電容，電容值為0.018uf，一端與第五電阻的另一端連接， 另一端與第六電阻的另一端連接；

電容降壓電路，與工頻交流電的零線和火線連接，用于將工頻交 流電轉變為5V低壓直流電，以用作電能檢測設備的電源；

電能檢測設備，包括電壓測量電路、電流測量電路和微處理器， 電壓測量電路與采樣電壓的兩個測量端分別連接以檢測并輸出工頻 交流電的實時采樣電壓，電流測量電路與采樣電流的兩個測量端分別 連接以檢測并輸出工頻交流電的實時采樣電流，微處理器分別與電壓 測量電路和電流測量電路，基于工頻交流電的實時采樣電壓和工頻交 流電的實時采樣電流，確定并輸出工頻交流電的有功功率和無功功率；

隔離設備，位于電能檢測設備和飛思卡爾MC9S12芯片之間，采 用光電耦合電路，用于實現模擬電路部分與數字電路部分的隔離，避 免相互干擾；

時分雙工通信接口，與飛思卡爾MC9S12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，還用于無線發送工頻交流電的 有功功率和無功功率；

AC/DC電源設備，包括變壓器降壓電路、全橋整流電路、濾波 電路和穩壓電路，與工頻交流電的零線和火線連接，用于將220V的 工頻交流電轉換為5V或3.3V的直流電；

飛思卡爾MC9S12芯片，通過隔離電路與電能檢測設備連接，用 于接收工頻交流電的有功功率和無功功率；飛思卡爾MC9S12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；

ZIGBEE通信接口，與飛思卡爾MC9S12芯片連接，用于接收并 向附近的無線抄表設備發送有功功率和無功功率；

串行可擦除存儲器AT24C16B，具有1萬次擦寫循環，與飛思卡 爾MC9S12芯片連接，用于接收工頻交流電的有功功率和無功功率。