[發明專利]用于灰塵檢測的電能表

在審

• 申請號: 201610293876.9
• 申請日: 2016-03-28
• 公開（公告）號: CN105738694A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 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: G01R22/10
• 分類號: G01R22/10;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

1.一種用于灰塵檢測的電能表，包括圖像拍攝設備、清潔度檢測設備、灰塵濃度檢測設備和MSP430單片機，圖像拍攝設備和清潔度檢測設備用于基于圖像處理以檢測電梯間灰度狀況，灰塵濃度檢測設備用于基于激光檢測以獲得電梯間灰塵濃度，MSP430單片機分別與圖像拍攝設備、清潔度檢測設備和灰塵濃度檢測設備連接。

2.如權利要求1所述的用于灰塵檢測的電能表，其特征在于，所述電能表包括：

高清攝像頭，設置在電能表的外框上，面向電梯間進行拍攝以獲得高清電梯間圖像；

復雜度檢測設備，與高清攝像頭連接，用于接收高清電梯間圖像，并基于高清電梯間圖像計算并輸出圖像復雜度；

灰度轉化設備，與高清攝像頭連接，用于接收高清電梯間圖像，針對高清電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；

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；

電流互感器及取樣電路，與交流線路中的A相線路、B相線路和C相線路連接，用于對A相線路、B相線路和C相線路中的電流信號分別進行取樣；

電壓取樣電路，與交流線路中的A相線路、B相線路和C相線路連接，用于對A相線路、B相線路和C相線路中的電壓信號分別進行取樣；

電流信號調理電路，與電流互感器及取樣電路連接，用于對取樣電流進行信號調理；

電壓信號調理電路，與電壓取樣電路連接，用于對取樣電壓進行信號調理；

AD73360芯片，分別與電流信號調理電路和電壓信號調理電路連接，對調理后的取樣電流和調理后的取樣電壓分別執行16位A/D轉換，獲得數字電流信號和數字電壓信號，還通過串行外設接口SPI與MSP430單片機進行數據通信；

EEPROM存儲芯片，通過串行外設接口SPI與MSP430單片機進行雙向數據交換；

系統供電電源模塊，與交流線路中的A相線路、B相線路和C相線路連接，用于執行交流電到直流電的轉換，為各個電子器件提供直流電力供應；

GPRS通信接口，與MSP430單片機連接，用于接收并輸出交流線路的有功功率和無功功率，GPRS通信接口還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電梯間進行清掃工作；

顯示接口，與MSP430單片機連接，用于接收并顯示交流線路的有功功率和無功功率；

電力線載波通訊設備，與MSP430單片機連接，包括載波接收電路和載波發送電路，載波接收電路由耦合電路、帶通濾波器和模擬前端組成，載波發送電路由信號耦合電路、諧振功率放大器和擴頻調制信號輸入接口組成；

MSP430單片機，分別與AD73360芯片、EEPROM存儲芯片、GPRS通信接口和顯示接口連接，用于接收AD73360芯片通過串行外設接口SPI輸出的數字電流信號和數字電壓信號，基于數字電流信號和數字電壓信號確定數字電流信號的有效值、數字電壓信號的有效值以及交流線路的有功功率和無功功率；MSP430單片機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；

EEPROM存儲芯片還存儲了預設灰度值；

清潔度檢測設備還與EEPROM存儲芯片連接。