[發明專利]一種外框破損自動檢測的電能表

在審

• 申請號: 201610417018.0
• 申請日: 2016-03-25
• 公開（公告）號: CN107228965A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 秦霞
• 主分類號: G01R11/25
• 分類號: G01R11/25;G01N21/95;G08C17/02;G08C23/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種外框破損自動檢測的電能表，包括三相電能計量設備、外框檢測設備和主控制器，三相電能計量設備用于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，外框檢測設備用于檢測所述電能表的外框特征，主控制器分別與三相電能計量設備和外框檢測設備連接，用于控制三相電能計量設備以及基于所述電能表的外框特征確定所述電能表的外框破損程度。

2.如權利要求1所述的外框破損自動檢測的電能表，其特征在于，所述電能表包括：

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，通過串行外設接口SPI與凌陽SPCE061A芯片進行雙向數據交換，FLASH存儲設備還用于存儲預設灰度基準外框；

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，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；

高清攝像頭，設置在電能表的上方，面向電能表的外框進行拍攝，以獲得高清外框圖像；

復雜度檢測設備，與高清攝像頭連接，用于接收高清外框圖像圖像，并基于高清外框圖像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，用于接收高清外框圖像圖像，針對高清外框圖像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；

輪廓檢測設備，分別與圖像校正設備和灰度轉化設備連接，用于基于預設電能表外框輪廓檢測校正圖像中電能表外框的位置，并基于校正圖像中電能表外框的位置從灰度化圖像處分割出對應的電能表外框圖像；

凌陽SPCE061A芯片，與輪廓檢測設備和FLASH存儲設備連接，用于確定電能表外框圖像和預設灰度基準外框之間的匹配程度，并基于匹配程度確定是否輸出外框正常信號、外框出現破損信號或外框破損嚴重信號；

無線通信接口，與凌陽SPCE061A芯片連接，用于將外框正常信號、外框出現破損信號或外框破損嚴重信號發送給遠端的電力設備管理中心，以便有電力設備管理中心確定是否需要更換電能表；

其中，凌陽SPCE061A芯片還分別與變壓設備、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操作，還用于從三相電能計量設備處接收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；

其中，FLASH存儲設備采用容量為1M字節的AT45DB081芯片；

紅外發射器采用的通信速率為1200bps；

液晶顯示設備還用于顯示外框正常信號、外框出現破損信號或外框破損嚴重信號。