自動(dòng)化防盜電電度表的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自動(dòng)化防盜電電度表，包括封印移動(dòng)識(shí)別設(shè)備、螺絲變動(dòng)識(shí)別設(shè)備、電能檢測設(shè)備和主控制器，封印移動(dòng)識(shí)別設(shè)備和螺絲變動(dòng)識(shí)別設(shè)備分別用于識(shí)別電度表外框上封印和螺絲的變動(dòng)情況，主控制器分別與封印移動(dòng)識(shí)別設(shè)備、螺絲變動(dòng)識(shí)別設(shè)備和電能檢測設(shè)備連接。通過本發(fā)明，能夠自動(dòng)檢測電度表的盜電事實(shí)，避免相關(guān)電力部門受到進(jìn)一步的經(jīng)濟(jì)損失。
【專利說明】
自動(dòng)化防盜電電度表
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及電度表領(lǐng)域，尤其涉及一種自動(dòng)化防盜電電度表。
【背景技術(shù)】
[0002]電度表是用于測量居民或工廠用電數(shù)量的重要儀器，供電管理部門根據(jù)電度表的讀數(shù)來確定用電一方的具體用電數(shù)量，以此作為收費(fèi)的依據(jù)，要求用電一方付費(fèi)。
[0003]由此可見，電度表與供電管理部門和用電方的經(jīng)濟(jì)利益密切相關(guān)，如果電度表的測量結(jié)果不準(zhǔn)，很容易導(dǎo)致收費(fèi)不夠客觀，收費(fèi)過多，則侵犯了用電方的經(jīng)濟(jì)利益，收費(fèi)過少，則損害了供電管理部門的經(jīng)濟(jì)利益，因此，電度表的測量精度一定要準(zhǔn)確。
[0004]同時(shí)，對電度表做手腳能夠?qū)崿F(xiàn)改變電度表讀數(shù)的盜電效果，這也是供電管理部門不愿意看到的，供電管理部門一般會(huì)對電度表在機(jī)械和電子方面做出一些防盜電處理，然而，由于電度表大多設(shè)置在用電方所在位置附近的公共區(qū)域內(nèi)，長時(shí)間脫離供電管理部門的視野，這還是給盜電提供了機(jī)會(huì)。
[0005]因此，需要一種自動(dòng)化防盜電電度表，能夠?qū)崟r(shí)對電度表進(jìn)行檢測，在發(fā)現(xiàn)盜電情況時(shí)立即進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)，還能夠優(yōu)化現(xiàn)有的電度表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提供電度表的測量性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種自動(dòng)化防盜電電度表，通過對電度表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)去冗余化，改善電度表對供電線路電力參數(shù)的檢測精度，更關(guān)鍵的是，采用有針對性的圖像識(shí)別技術(shù)以實(shí)時(shí)檢測到電度表的封印和螺絲變動(dòng)情況，從而進(jìn)一步判斷電度表是否被盜電。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種自動(dòng)化防盜電電度表，包括封印移動(dòng)識(shí)別設(shè)備、螺絲變動(dòng)識(shí)別設(shè)備、電能檢測設(shè)備和主控制器，封印移動(dòng)識(shí)別設(shè)備和螺絲變動(dòng)識(shí)別設(shè)備分別用于識(shí)別電度表外框上封印和螺絲的變動(dòng)情況，主控制器分別與封印移動(dòng)識(shí)別設(shè)備、螺絲變動(dòng)識(shí)別設(shè)備和電能檢測設(shè)備連接。
[0008]更具體地，在所述自動(dòng)化防盜電電度表中，包括:CCD圖像傳感設(shè)備，設(shè)置在電度表的上方，面向電度表的外框進(jìn)行拍攝，以獲得高清外框圖像;復(fù)雜度檢測設(shè)備，與CCD圖像傳感設(shè)備連接，用于接收高清外框圖像，并基于高清外框圖像計(jì)算并輸出圖像復(fù)雜度;灰度轉(zhuǎn)化設(shè)備，與CCD圖像傳感設(shè)備連接，用于接收高清外框圖像，針對高清外框圖像中的每一個(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O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;輪廓檢測設(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)電度表外框封印輪廓和電度表外框螺絲輪廓檢測校正圖像中電度表外框封印的位置和電度表外框螺絲的位置，并基于校正圖像中電度表外框封印的位置從灰度化圖像處分割出對應(yīng)的電度表外框封印圖像，基于校正圖像中電度表外框螺絲的位置從灰度化圖像處分割出對應(yīng)的電度表外框螺絲圖像;校準(zhǔn)電阻，為一滑動(dòng)變阻器，電阻值為2ΜΩ，一個(gè)固定端與工頻交流電的零線連接，滑動(dòng)端與第二電阻的一端連接;第二電阻，電阻值為1ΜΩ，另一端與第一電阻的一端連接，同時(shí)，另一端作為采樣電壓的一測量端輸出；第一電阻，電阻值為1.5K Ω，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470 Ω，一端與第四電阻的一端連接，另一端作為米樣電流的一測量端輸出；第六電阻，電阻值為470 Ω，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0.0lSuf，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(zhuǎn)變?yōu)?V低壓直流電，以用作電能檢測設(shè)備的電源；電能檢測設(shè)備，包括電壓測量電路、電流測量電路和微控制器，電壓測量電路與采樣電壓的兩個(gè)測量端分別連接以檢測并輸出工頻交流電的實(shí)時(shí)采樣電壓，電流測量電路與采樣電流的兩個(gè)測量端分別連接以檢測并輸出工頻交流電的實(shí)時(shí)采樣電流，微控制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(shí)時(shí)采樣電壓和工頻交流電的實(shí)時(shí)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(shè)備，位于電能檢測設(shè)備和MSP430單片機(jī)之間，采用光電耦合電路，用于實(shí)現(xiàn)模擬電路部分與數(shù)字電路部分的隔離，避免相互干擾;AC/DC電源設(shè)備，包括變壓器降壓電路、全橋整流電路、濾波電路和穩(wěn)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(zhuǎn)換為5V或3.3V的直流電；ZIGffiE通信接口，與MSP430單片機(jī)連接，用于接收并向附近的無線抄表設(shè)備發(fā)送有功功率和無功功率；串行可擦除存儲(chǔ)器AT24C16B，具有I萬次擦寫循環(huán)，與MSP430單片機(jī)連接，用于接收工頻交流電的有功功率和無功功率;封印移動(dòng)識(shí)別設(shè)備，與輪廓檢測設(shè)備和串行可擦除存儲(chǔ)器AT24C16B連接，用于確定電度表外框封印圖像和預(yù)設(shè)灰度外框封印圖像之間的匹配程度，并基于匹配程度確定是否輸出封印移動(dòng)信號(hào)；螺絲變動(dòng)識(shí)別設(shè)備，與輪廓檢測設(shè)備和串行可擦除存儲(chǔ)器AT24C16B連接，用于確定電度表外框螺絲圖像和預(yù)設(shè)灰度外框螺絲圖像之間的匹配程度，并基于匹配程度確定是否輸出螺絲變動(dòng)信號(hào);MSP430單片機(jī)，通過隔離電路與電能檢測設(shè)備連接，用于接收工頻交流電的有功功率和無功功率;其中，MSP430單片機(jī)還與封印移動(dòng)識(shí)別設(shè)備和螺絲變動(dòng)識(shí)別設(shè)備分別連接，當(dāng)接收到封印移動(dòng)信號(hào)且接收到螺絲變動(dòng)信號(hào)時(shí)，發(fā)出盜電確認(rèn)信號(hào)，當(dāng)只接收到封印移動(dòng)信號(hào)或只接收到螺絲變動(dòng)信號(hào)時(shí)，發(fā)出盜電疑似信號(hào)，當(dāng)封印移動(dòng)信號(hào)和螺絲變動(dòng)信號(hào)都未接收到時(shí)，發(fā)出盜電否認(rèn)信號(hào)；其中，串行可擦除存儲(chǔ)器AT24C16B還用于存儲(chǔ)預(yù)設(shè)灰度外框封印圖像和預(yù)設(shè)灰度外框螺絲圖像。
[0009]更具體地，在所述自動(dòng)化防盜電電度表中:時(shí)分雙工通信接口，設(shè)置在電度表的外框上。
[0010]更具體地，在所述自動(dòng)化防盜電電度表中:時(shí)分雙工通信接口與MSP430單片機(jī)連接，用于無線發(fā)送工頻交流電的有功功率和無功功率。
[0011 ]更具體地，在所述自動(dòng)化防盜電電度表中:時(shí)分雙工通信接口與MSP430單片機(jī)連接，用于無線發(fā)送盜電確認(rèn)信號(hào)、盜電疑似信號(hào)或盜電否認(rèn)信號(hào)。
[0012]更具體地，在所述自動(dòng)化防盜電電度表中:MSP430單片機(jī)設(shè)置在電度表的外框內(nèi)。
【附圖說明】
[0013]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中:
[0014]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的自動(dòng)化防盜電電度表的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0015]附圖標(biāo)記:1封印移動(dòng)識(shí)別設(shè)備;2螺絲變動(dòng)識(shí)別設(shè)備;3電能檢測設(shè)備;4主控制器
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將參照附圖對本發(fā)明的自動(dòng)化防盜電電度表的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017]電度表是采樣技術(shù)、微處理技術(shù)、設(shè)計(jì)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的產(chǎn)物，是跨學(xué)科的高技術(shù)產(chǎn)品。電度表制造商根據(jù)自身設(shè)計(jì)的理解和應(yīng)用技巧，實(shí)現(xiàn)電度表的各項(xiàng)功能。
[0018]電度表產(chǎn)品上，目前已經(jīng)具備了多功能、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、數(shù)字化的需求，能夠滿足當(dāng)前各種計(jì)量的要求，如有功計(jì)量、無功計(jì)量、需量計(jì)算，電網(wǎng)質(zhì)量檢測、電網(wǎng)事件記錄等復(fù)雜功能，并能夠作為通訊從站與中央控制主站進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
[0019]當(dāng)前，用于測量電能使用情況的電度表仍存在以下缺陷:(I)精度不高，無法同時(shí)滿足供電方和用電方要求的數(shù)據(jù)分辨率；(2)盜電情況時(shí)有發(fā)生，只能通過人工手段去定點(diǎn)定時(shí)檢測盜電情況是否存在，無法做到盜電的實(shí)時(shí)檢測。
[0020]為了克服上述不足，本發(fā)明搭建了一種自動(dòng)化防盜電電度表，對電度表進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造和升級(jí)，提高電度表的檢測效率和準(zhǔn)確性，同時(shí)，在電度表設(shè)備空間內(nèi)引入實(shí)時(shí)防盜電設(shè)備，提高電度表的防盜電性能。
[0021]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的自動(dòng)化防盜電電度表的結(jié)構(gòu)方框圖，包括封印移動(dòng)識(shí)別設(shè)備、螺絲變動(dòng)識(shí)別設(shè)備、電能檢測設(shè)備和主控制器，封印移動(dòng)識(shí)別設(shè)備和螺絲變動(dòng)識(shí)別設(shè)備分別用于識(shí)別電度表外框上封印和螺絲的變動(dòng)情況，主控制器分別與封印移動(dòng)識(shí)別設(shè)備、螺絲變動(dòng)識(shí)別設(shè)備和電能檢測設(shè)備連接。
[0022]接著，繼續(xù)對本發(fā)明的自動(dòng)化防盜電電度表的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
[0023]所述電度表包括:CCD圖像傳感設(shè)備，設(shè)置在電度表的上方，面向電度表的外框進(jìn)行拍攝，以獲得高清外框圖像;復(fù)雜度檢測設(shè)備，與CCD圖像傳感設(shè)備連接，用于接收高清外框圖像，并基于高清外框圖像計(jì)算并輸出圖像復(fù)雜度;灰度轉(zhuǎn)化設(shè)備，與CCD圖像傳感設(shè)備連接，用于接收高清外框圖像，針對高清外框圖像中的每一個(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。
[0024]所述電度表包括:圖像濾波設(shè)備，分別與復(fù)雜度檢測設(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灰度化圖像進(jìn)行濾波。
[0025]所述電度表包括:全局二值化設(shè)備，分別與復(fù)雜度檢測設(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O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。
[0026]所述電度表包括: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；輪廓檢測設(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)電度表外框封印輪廓和電度表外框螺絲輪廓檢測校正圖像中電度表外框封印的位置和電度表外框螺絲的位置，并基于校正圖像中電度表外框封印的位置從灰度化圖像處分割出對應(yīng)的電度表外框封印圖像，基于校正圖像中電度表外框螺絲的位置從灰度化圖像處分割出對應(yīng)的電度表外框螺絲圖像。
[0027]所述電度表包括:校準(zhǔn)電阻，為一滑動(dòng)變阻器，電阻值為2ΜΩ，一個(gè)固定端與工頻交流電的零線連接，滑動(dòng)端與第二電阻的一端連接;第二電阻，電阻值為1ΜΩ，另一端與第一電阻的一端連接，同時(shí)，另一端作為米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470 Ω，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。
[0028]所述電度表包括: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0.6πιΩ，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470 Ω，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470 Ω，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。
[0029]所述電度表包括: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0.0lSuf，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(zhuǎn)變?yōu)?V低壓直流電，以用作電能檢測設(shè)備的電源。
[0030]所述電度表包括:電能檢測設(shè)備，包括電壓測量電路、電流測量電路和微控制器，電壓測量電路與采樣電壓的兩個(gè)測量端分別連接以檢測并輸出工頻交流電的實(shí)時(shí)采樣電壓，電流測量電路與采樣電流的兩個(gè)測量端分別連接以檢測并輸出工頻交流電的實(shí)時(shí)采樣電流，微控制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(shí)時(shí)采樣電壓和工頻交流電的實(shí)時(shí)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(shè)備，位于電能檢測設(shè)備和MSP430單片機(jī)之間，采用光電耦合電路，用于實(shí)現(xiàn)模擬電路部分與數(shù)字電路部分的隔離，避免相互干擾。
[0031]所述電度表包括:AC/DC電源設(shè)備，包括變壓器降壓電路、全橋整流電路、濾波電路和穩(wěn)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(zhuǎn)換為5V或3.3V的直流電；ZIGBEE通信接口，與MSP430單片機(jī)連接，用于接收并向附近的無線抄表設(shè)備發(fā)送有功功率和無功功率；串行可擦除存儲(chǔ)器AT24C16B，具有I萬次擦寫循環(huán)，與MSP430單片機(jī)連接，用于接收工頻交流電的有功功率和無功功率。
[0032]所述電度表包括:封印移動(dòng)識(shí)別設(shè)備，與輪廓檢測設(shè)備和串行可擦除存儲(chǔ)器AT24C16B連接，用于確定電度表外框封印圖像和預(yù)設(shè)灰度外框封印圖像之間的匹配程度，并基于匹配程度確定是否輸出封印移動(dòng)信號(hào)；螺絲變動(dòng)識(shí)別設(shè)備，與輪廓檢測設(shè)備和串行可擦除存儲(chǔ)器AT24C16B連接，用于確定電度表外框螺絲圖像和預(yù)設(shè)灰度外框螺絲圖像之間的匹配程度，并基于匹配程度確定是否輸出螺絲變動(dòng)信號(hào)。
[0033]所述電度表包括:MSP430單片機(jī)，通過隔離電路與電能檢測設(shè)備連接，用于接收工頻交流電的有功功率和無功功率;其中，MSP430單片機(jī)還與封印移動(dòng)識(shí)別設(shè)備和螺絲變動(dòng)識(shí)別設(shè)備分別連接，當(dāng)接收到封印移動(dòng)信號(hào)且接收到螺絲變動(dòng)信號(hào)時(shí)，發(fā)出盜電確認(rèn)信號(hào)，當(dāng)只接收到封印移動(dòng)信號(hào)或只接收到螺絲變動(dòng)信號(hào)時(shí)，發(fā)出盜電疑似信號(hào)，當(dāng)封印移動(dòng)信號(hào)和螺絲變動(dòng)信號(hào)都未接收到時(shí)，發(fā)出盜電否認(rèn)信號(hào)。
[0034]其中，串行可擦除存儲(chǔ)器AT24C16B還用于存儲(chǔ)預(yù)設(shè)灰度外框封印圖像和預(yù)設(shè)灰度外框螺絲圖像。
[0035]可選地，在所述電度表中:時(shí)分雙工通信接口，設(shè)置在電度表的外框上；時(shí)分雙工通信接口與MSP430單片機(jī)連接，用于無線發(fā)送工頻交流電的有功功率和無功功率;時(shí)分雙工通信接口與MSP430單片機(jī)連接，用于無線發(fā)送盜電確認(rèn)信號(hào)、盜電疑似信號(hào)或盜電否認(rèn)信號(hào)；以及可以將MSP430單片機(jī)設(shè)置在電度表的外框內(nèi)。
[0036]另外，4GLTE是一個(gè)全球通用的標(biāo)準(zhǔn)，包括兩種網(wǎng)絡(luò)模式FDD和TDD，分別用于成對頻譜和非成對頻譜。運(yùn)營商最初在兩個(gè)模式之間的取舍純粹出于對頻譜可用性的考慮。大多運(yùn)營商將會(huì)同時(shí)部署兩種網(wǎng)絡(luò)，以便充分利用其擁有的所有頻譜資源。FDD和TDD在技術(shù)上區(qū)別其實(shí)很小，主要區(qū)別就在于采用不同的雙工方式，頻分雙工(FDD)和時(shí)分雙工(TDD)是兩種不同的雙工方式。
[0037]FDD是在分離的兩個(gè)對稱頻率信道上進(jìn)行接收和發(fā)送，用保護(hù)頻段來分離接收和發(fā)送信道。FDD必須采用成對的頻率，依靠頻率來區(qū)分上下行鏈路，其單方向的資源在時(shí)間上是連續(xù)的。FDD在支持對稱業(yè)務(wù)時(shí)，能充分利用上下行的頻譜，但在支持非對稱業(yè)務(wù)時(shí)，頻譜利用率將大大降低。
[0038]TDD用時(shí)間來分離接收和發(fā)送信道。在TDD方式的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，接收和發(fā)送使用同一頻率載波的不同時(shí)隙作為信道的承載，其單方向的資源在時(shí)間上是不連續(xù)的，時(shí)間資源在兩個(gè)方向上進(jìn)行了分配。某個(gè)時(shí)間段由基站發(fā)送信號(hào)給移動(dòng)臺(tái)，另外的時(shí)間由移動(dòng)臺(tái)發(fā)送信號(hào)給基站，基站和移動(dòng)臺(tái)之間必須協(xié)同一致才能順利工作。
[0039]采用本發(fā)明的自動(dòng)化防盜電電度表，針對現(xiàn)有技術(shù)電度表精度不高且無法實(shí)時(shí)防盜電的技術(shù)問題，通過對電度表的測量機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化，提高測量的準(zhǔn)確性，還引入了基于圖像處理的封印檢測設(shè)備和螺絲檢測設(shè)備，用于識(shí)別電度表外框上封印和螺絲的變動(dòng)情況，并基于電度表外框上封印和螺絲的變動(dòng)情況實(shí)時(shí)做出電度表是否被盜電的報(bào)警操作。
[0040]可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自動(dòng)化防盜電電度表，包括封印移動(dòng)識(shí)別設(shè)備、螺絲變動(dòng)識(shí)別設(shè)備、電能檢測設(shè)備和主控制器，封印移動(dòng)識(shí)別設(shè)備和螺絲變動(dòng)識(shí)別設(shè)備分別用于識(shí)別電度表外框上封印和螺絲的變動(dòng)情況，主控制器分別與封印移動(dòng)識(shí)別設(shè)備、螺絲變動(dòng)識(shí)別設(shè)備和電能檢測設(shè)備連接。2.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化防盜電電度表，其特征在于，所述電度表包括: CCD圖像傳感設(shè)備，設(shè)置在電度表的上方，面向電度表的外框進(jìn)行拍攝，以獲得高清外框圖像； 復(fù)雜度檢測設(shè)備，與CCD圖像傳感設(shè)備連接，用于接收高清外框圖像，并基于高清外框圖像計(jì)算并輸出圖像復(fù)雜度； 灰度轉(zhuǎn)化設(shè)備，與CCD圖像傳感設(shè)備連接，用于接收高清外框圖像，針對高清外框圖像中的每一個(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O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； 輪廓檢測設(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)電度表外框封印輪廓和電度表外框螺絲輪廓檢測校正圖像中電度表外框封印的位置和電度表外框螺絲的位置，并基于校正圖像中電度表外框封印的位置從灰度化圖像處分割出對應(yīng)的電度表外框封印圖像，基于校正圖像中電度表外框螺絲的位置從灰度化圖像處分割出對應(yīng)的電度表外框螺絲圖像； 校準(zhǔn)電阻，為一滑動(dòng)變阻器，電阻值為2ΜΩ，一個(gè)固定端與工頻交流電的零線連接，滑動(dòng)端與第二電阻的一端連接； 第二電阻，電阻值為1ΜΩ，另一端與第一電阻的一端連接，同時(shí)，另一端作為采樣電壓的一測量端輸出； 第一電阻，電阻值為1.5K Ω，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470 Ω，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0.6πιΩ，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470 Ω，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470 Ω，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0.0lSuf，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(zhuǎn)變?yōu)?V低壓直流電，以用作電能檢測設(shè)備的電源； 電能檢測設(shè)備，包括電壓測量電路、電流測量電路和微控制器，電壓測量電路與采樣電壓的兩個(gè)測量端分別連接以檢測并輸出工頻交流電的實(shí)時(shí)采樣電壓，電流測量電路與采樣電流的兩個(gè)測量端分別連接以檢測并輸出工頻交流電的實(shí)時(shí)采樣電流，微控制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(shí)時(shí)采樣電壓和工頻交流電的實(shí)時(shí)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(shè)備，位于電能檢測設(shè)備和MSP430單片機(jī)之間，采用光電耦合電路，用于實(shí)現(xiàn)模擬電路部分與數(shù)字電路部分的隔離，避免相互干擾； AC/DC電源設(shè)備，包括變壓器降壓電路、全橋整流電路、濾波電路和穩(wěn)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(zhuǎn)換為5V或3.3V的直流電； ZIGBEE通信接口，與MSP430單片機(jī)連接，用于接收并向附近的無線抄表設(shè)備發(fā)送有功功率和無功功率； 串行可擦除存儲(chǔ)器AT24C16B，具有I萬次擦寫循環(huán)，與MSP430單片機(jī)連接，用于接收工頻交流電的有功功率和無功功率； 封印移動(dòng)識(shí)別設(shè)備，與輪廓檢測設(shè)備和串行可擦除存儲(chǔ)器AT24C16B連接，用于確定電度表外框封印圖像和預(yù)設(shè)灰度外框封印圖像之間的匹配程度，并基于匹配程度確定是否輸出封印移動(dòng)信號(hào)； 螺絲變動(dòng)識(shí)別設(shè)備，與輪廓檢測設(shè)備和串行可擦除存儲(chǔ)器AT24C16B連接，用于確定電度表外框螺絲圖像和預(yù)設(shè)灰度外框螺絲圖像之間的匹配程度，并基于匹配程度確定是否輸出螺絲變動(dòng)信號(hào)； MSP430單片機(jī)，通過隔離電路與電能檢測設(shè)備連接，用于接收工頻交流電的有功功率和無功功率； 其中，MSP430單片機(jī)還與封印移動(dòng)識(shí)別設(shè)備和螺絲變動(dòng)識(shí)別設(shè)備分別連接，當(dāng)接收到封印移動(dòng)信號(hào)且接收到螺絲變動(dòng)信號(hào)時(shí)，發(fā)出盜電確認(rèn)信號(hào)，當(dāng)只接收到封印移動(dòng)信號(hào)或只接收到螺絲變動(dòng)信號(hào)時(shí)，發(fā)出盜電疑似信號(hào)，當(dāng)封印移動(dòng)信號(hào)和螺絲變動(dòng)信號(hào)都未接收到時(shí)，發(fā)出盜電否認(rèn)信號(hào)； 其中，串行可擦除存儲(chǔ)器AT24C16B還用于存儲(chǔ)預(yù)設(shè)灰度外框封印圖像和預(yù)設(shè)灰度外框螺絲圖像。3.如權(quán)利要求2所述的自動(dòng)化防盜電電度表，其特征在于，還包括: 時(shí)分雙工通信接口，設(shè)置在電度表的外框上。4.如權(quán)利要求3所述的自動(dòng)化防盜電電度表，其特征在于: 時(shí)分雙工通信接口與MSP430單片機(jī)連接，用于無線發(fā)送工頻交流電的有功功率和無功功率。5.如權(quán)利要求3所述的自動(dòng)化防盜電電度表，其特征在于: 時(shí)分雙工通信接口與MSP430單片機(jī)連接，用于無線發(fā)送盜電確認(rèn)信號(hào)、盜電疑似信號(hào)或盜電否認(rèn)信號(hào)。6.如權(quán)利要求2-5任一所述的自動(dòng)化防盜電電度表，其特征在于: MSP430單片機(jī)設(shè)置在電度表的外框內(nèi)。
【文檔編號(hào)】G01R11/24GK105842501SQ201610180230
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】宋健
【申請人】宋健