基于樓梯間清潔度分析的電度表的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于樓梯間清潔度分析的電度表，包括電能檢測(cè)子系統(tǒng)、灰塵檢測(cè)子系統(tǒng)和無(wú)線傳輸子系統(tǒng)，電能檢測(cè)子系統(tǒng)用于檢測(cè)并輸出工頻交流電輸出的電能，灰塵檢測(cè)子系統(tǒng)用于檢測(cè)樓梯間的灰塵狀態(tài)，無(wú)線傳輸子系統(tǒng)用于無(wú)線發(fā)送電能檢測(cè)子系統(tǒng)和灰塵檢測(cè)子系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)。通過(guò)本發(fā)明，能夠利用電度表準(zhǔn)確檢測(cè)樓梯間的灰塵狀態(tài)并進(jìn)行無(wú)線發(fā)送。
【專利說(shuō)明】基于樓梯間清潔度分析的電度表
[0001 ]本發(fā)明是申請(qǐng)?zhí)枮?016101847921、申請(qǐng)日為2016年3月28日、發(fā)明名稱為“基于樓梯間清潔度分析的電度表”專利的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及清潔度分析領(lǐng)域，尤其涉及一種基于樓梯間清潔度分析的電度表。
【背景技術(shù)】
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，樓梯間并不存在清潔度檢測(cè)設(shè)備，樓梯間的灰塵的清理仍需要清潔人員定期定點(diǎn)前來(lái)處理，這樣的處理方式耗費(fèi)大量的人力和物力，同時(shí)對(duì)灰塵的處理不夠及時(shí)，清理效率低下。
[0004]更關(guān)鍵的是，現(xiàn)有技術(shù)中也沒(méi)有給類似設(shè)備提供合理的設(shè)備安置空間，如果為每一個(gè)設(shè)備安排獨(dú)立的設(shè)備空間，則樓梯間有限的公共空間根本容納不了所有設(shè)備，這需要對(duì)樓梯間的公共空間或樓梯間的一些設(shè)備進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。
[0005]因此，需要一種基于樓梯間清潔度分析的電度表，位于樓梯間，能夠充分利用電度表的設(shè)備空間，在優(yōu)化電度表對(duì)交流電力參數(shù)檢測(cè)技術(shù)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)樓梯間灰塵分布情況的智能化檢測(cè)和分析，從而減少對(duì)樓梯間公共空間的占用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于樓梯間清潔度分析的電度表，一方面，通過(guò)改良現(xiàn)有電度表的結(jié)構(gòu)以提高對(duì)交流電力參數(shù)的檢測(cè)水平，另一方面，在不占用樓梯間公共空間的同時(shí)，達(dá)到有的放矢地對(duì)樓梯間灰塵的自適應(yīng)打掃，從而替換人工打掃方式，節(jié)省物業(yè)開(kāi)銷。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種基于樓梯間清潔度分析的電度表，包括電能檢測(cè)子系統(tǒng)、灰塵檢測(cè)子系統(tǒng)和無(wú)線傳輸子系統(tǒng)，電能檢測(cè)子系統(tǒng)用于檢測(cè)并輸出工頻交流電輸出的電能，灰塵檢測(cè)子系統(tǒng)用于檢測(cè)樓梯間的灰塵狀態(tài)，無(wú)線傳輸子系統(tǒng)用于無(wú)線發(fā)送電能檢測(cè)子系統(tǒng)和灰塵檢測(cè)子系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)。
[0008]更具體地，在所述基于樓梯間清潔度分析的電度表中，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;CCD圖像傳感器，設(shè)置在電度表的外框上，面向樓梯間進(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(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；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(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);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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)設(shè)備的電源；電能檢測(cè)設(shè)備，包括電壓測(cè)量電路、電流測(cè)量電路和微處理器，電壓測(cè)量電路與采樣電壓的兩個(gè)測(cè)量端分別連接以檢測(cè)并輸出工頻交流電的實(shí)時(shí)采樣電壓，電流測(cè)量電路與采樣電流的兩個(gè)測(cè)量端分別連接以檢測(cè)并輸出工頻交流電的實(shí)時(shí)采樣電流，微處理器分別與電壓測(cè)量電路和電流測(cè)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(wú)功功率;隔離設(shè)備，位于電能檢測(cè)設(shè)備和飛思卡爾MC9S12芯片之間，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;時(shí)分雙工通信接口，與飛思卡爾MC9S12芯片連接，用于將灰塵過(guò)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，還用于無(wú)線發(fā)送工頻交流電的有功功率和無(wú)功功率;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；飛思卡爾MC9S12芯片，通過(guò)隔離電路與電能檢測(cè)設(shè)備連接，用于接收工頻交流電的有功功率和無(wú)功功率;飛思卡爾MC9S12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(guò)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)；ZIGffiE通信接口，與飛思卡爾MC9S12芯片連接，用于接收并向附近的無(wú)線抄表設(shè)備發(fā)送有功功率和無(wú)功功率；串行可擦除存儲(chǔ)器AT24C16B，具有I萬(wàn)次擦寫循環(huán)，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(wú)功功率。
[0009]更具體地，在所述基于樓梯間清潔度分析的電度表中:串行可擦除存儲(chǔ)器AT24C16B被設(shè)置在電度表外框內(nèi)，還存儲(chǔ)了預(yù)設(shè)濃度閾值。
[0010]更具體地，在所述基于樓梯間清潔度分析的電度表中:串行可擦除存儲(chǔ)器AT24C16B還存儲(chǔ)了預(yù)設(shè)灰度值。
[0011]更具體地，在所述基于樓梯間清潔度分析的電度表中:清潔度檢測(cè)設(shè)備還與串行可擦除存儲(chǔ)器AT24C16B連接。
[0012]更具體地，在所述基于樓梯間清潔度分析的電度表中: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。
【附圖說(shuō)明】
[0013]以下將結(jié)合附圖對(duì)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)施方案示出的基于樓梯間清潔度分析的電度表的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0015]附圖標(biāo)記:1電能檢測(cè)子系統(tǒng);2灰塵檢測(cè)子系統(tǒng);3無(wú)線傳輸子系統(tǒng)
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的基于樓梯間清潔度分析的電度表的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]目前，樓梯間的衛(wèi)生清理還是采用人工打掃方式，即聘用清潔人員，每隔固定時(shí)間前往每一個(gè)樓梯間進(jìn)行定點(diǎn)打掃灰塵，這種方式?jīng)]有考慮到樓梯間的灰塵的實(shí)際分布情況，同時(shí)過(guò)于依賴人工，導(dǎo)致清潔效率不高，物業(yè)開(kāi)銷很大。
[0018]然而，如果設(shè)計(jì)一套樓梯間灰塵狀況檢測(cè)打掃設(shè)備，為每一個(gè)樓梯間安置這樣的設(shè)備，將導(dǎo)致原本緊張的樓梯間公共空間更加擁擠不堪，因此，需要將一些能夠功能合并和集成的電子設(shè)備放置在同一個(gè)設(shè)備空間內(nèi)，從而減少對(duì)樓梯間公共空間的占用。
[0019]為了克服上述不足，本發(fā)明搭建了一種基于樓梯間清潔度分析的電度表，能夠優(yōu)化電度表對(duì)交流電力線路的檢測(cè)精度，更為關(guān)鍵的是，通過(guò)合理設(shè)計(jì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將灰塵狀況檢測(cè)打掃設(shè)備容納到電能表設(shè)備空間內(nèi)，從而充分利用了樓梯間的公共空間。
[0020]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的基于樓梯間清潔度分析的電度表的結(jié)構(gòu)方框圖，包括電能檢測(cè)子系統(tǒng)、灰塵檢測(cè)子系統(tǒng)和無(wú)線傳輸子系統(tǒng)，電能檢測(cè)子系統(tǒng)用于檢測(cè)并輸出工頻交流電輸出的電能，灰塵檢測(cè)子系統(tǒng)用于檢測(cè)樓梯間的灰塵狀態(tài)，無(wú)線傳輸子系統(tǒng)用于無(wú)線發(fā)送電能檢測(cè)子系統(tǒng)和灰塵檢測(cè)子系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)。
[0021]接著，繼續(xù)對(duì)本發(fā)明的基于樓梯間清潔度分析的電度表的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0022]所述電度表包括: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。
[0023]所述電度表包括:CCD圖像傳感器，設(shè)置在電度表的外框上，面向樓梯間進(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(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。
[0024]所述電度表包括: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。
[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(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(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)。
[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(cè)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(cè)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。
[0028]所述電度表包括: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(cè)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(cè)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。
[0029]所述電度表包括: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(zhuǎn)變?yōu)?V低壓直流電，以用作電能檢測(cè)設(shè)備的電源；電能檢測(cè)設(shè)備，包括電壓測(cè)量電路、電流測(cè)量電路和微處理器，電壓測(cè)量電路與采樣電壓的兩個(gè)測(cè)量端分別連接以檢測(cè)并輸出工頻交流電的實(shí)時(shí)采樣電壓，電流測(cè)量電路與采樣電流的兩個(gè)測(cè)量端分別連接以檢測(cè)并輸出工頻交流電的實(shí)時(shí)采樣電流，微處理器分別與電壓測(cè)量電路和電流測(cè)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(wú)功功率。
[0030]所述電度表包括:隔離設(shè)備，位于電能檢測(cè)設(shè)備和飛思卡爾MC9S12芯片之間，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;時(shí)分雙工通信接口，與飛思卡爾MC9S12芯片連接，用于將灰塵過(guò)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，還用于無(wú)線發(fā)送工頻交流電的有功功率和無(wú)功功率;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。
[0031]所述電度表包括:飛思卡爾MC9S12芯片，通過(guò)隔離電路與電能檢測(cè)設(shè)備連接，用于接收工頻交流電的有功功率和無(wú)功功率;飛思卡爾MC9S12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(guò)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)。
[0032]所述電度表包括: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(wú)線抄表設(shè)備發(fā)送有功功率和無(wú)功功率;串行可擦除存儲(chǔ)器AT24C16B，具有I萬(wàn)次擦寫循環(huán)，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(wú)功功率。
[0033]可選地，在所述基于樓梯間清潔度分析的電度表中:串行可擦除存儲(chǔ)器AT24C16B被設(shè)置在電度表外框內(nèi)，還存儲(chǔ)了預(yù)設(shè)濃度閾值；串行可擦除存儲(chǔ)器AT24C16B還存儲(chǔ)了預(yù)設(shè)灰度值;清潔度檢測(cè)設(shè)備還與串行可擦除存儲(chǔ)器AT24C16B連接;R、G、B三顏色通道分量的權(quán)重值可選擇分別為0.3、0.59和0.11。
[0034]另外，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。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(wú)功計(jì)量、需量計(jì)算，電網(wǎng)質(zhì)量檢測(cè)、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。
[0035]用電信息采集系統(tǒng)產(chǎn)品技術(shù)處于持續(xù)發(fā)展和提升過(guò)程中，產(chǎn)品要求和產(chǎn)品功能不斷優(yōu)化、不斷增加，以適應(yīng)越來(lái)越高的信息化管理要求。產(chǎn)品技術(shù)上綜合了當(dāng)前成熟的電能表計(jì)量功能、電磁測(cè)量技術(shù)、DSP數(shù)據(jù)處理技術(shù)、工業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)、無(wú)線遠(yuǎn)傳技術(shù)、低壓電力線載波通訊技術(shù)、嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)軟件平臺(tái)技術(shù);是跨學(xué)科、高技術(shù)的系統(tǒng)性產(chǎn)品，屬于新興產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)外廠商目前的技術(shù)水平基本處在同一水平上，與國(guó)際知名廠商在技術(shù)上、性能上差距不大。
[0036]電度表行業(yè)目前主流產(chǎn)品在國(guó)際上已經(jīng)處于快速發(fā)展階段，屬于朝陽(yáng)行業(yè)，全球包括發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體和發(fā)展中國(guó)家均在進(jìn)行電能表的更新?lián)Q代，以適應(yīng)當(dāng)前整個(gè)世界形勢(shì)的變化。一是全球性的節(jié)能減排要求，必須進(jìn)行能量的精確計(jì)量，促進(jìn)各用電主體根據(jù)能量的變化進(jìn)行用電控制，改變用電習(xí)慣；二是適應(yīng)電力企業(yè)管理現(xiàn)代化、信息化的要求，通過(guò)智能電度表作為電網(wǎng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，可以快速有效地了解電力用戶、變電站等計(jì)量測(cè)量點(diǎn)的用電實(shí)時(shí)情況，提供更加精確的服務(wù)和管理。
[0037]采用本發(fā)明的基于樓梯間清潔度分析的電度表，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)灰塵檢測(cè)設(shè)備安置困難以及電度表檢測(cè)效率偏下的技術(shù)問(wèn)題，一方面，通過(guò)合理設(shè)計(jì)電度表內(nèi)部結(jié)構(gòu)，優(yōu)化電度表對(duì)交流電力線路的檢測(cè)機(jī)制，另一方面，將集成激光檢測(cè)和圖像檢測(cè)的樓梯間灰度檢測(cè)設(shè)備集成到電度表中，從而避免對(duì)樓梯間原本有限的公共空間的過(guò)度占用，提高樓梯間灰塵打掃的效率。
[0038]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(duì)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(duì)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(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)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)】
1.一種基于樓梯間清潔度分析的電度表，包括電能檢測(cè)子系統(tǒng)、灰塵檢測(cè)子系統(tǒng)和無(wú)線傳輸子系統(tǒng)，電能檢測(cè)子系統(tǒng)用于檢測(cè)并輸出工頻交流電輸出的電能，灰塵檢測(cè)子系統(tǒng)用于檢測(cè)樓梯間的灰塵狀態(tài)，無(wú)線傳輸子系統(tǒng)用于無(wú)線發(fā)送電能檢測(cè)子系統(tǒng)和灰塵檢測(cè)子系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)。2.如權(quán)利要求1所述的基于樓梯間清潔度分析的電度表，其特征在于，所述電度表包括: 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； CCD圖像傳感器，設(shè)置在電度表的外框上，面向樓梯間進(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(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；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(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)； 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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)設(shè)備的電源； 電能檢測(cè)設(shè)備，包括電壓測(cè)量電路、電流測(cè)量電路和微處理器，電壓測(cè)量電路與采樣電壓的兩個(gè)測(cè)量端分別連接以檢測(cè)并輸出工頻交流電的實(shí)時(shí)采樣電壓，電流測(cè)量電路與采樣電流的兩個(gè)測(cè)量端分別連接以檢測(cè)并輸出工頻交流電的實(shí)時(shí)采樣電流，微處理器分別與電壓測(cè)量電路和電流測(cè)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(wú)功功率； 隔離設(shè)備，位于電能檢測(cè)設(shè)備和飛思卡爾MC9S12芯片之間，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； 時(shí)分雙工通信接口，與飛思卡爾MC9S12芯片連接，用于將灰塵過(guò)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，還用于無(wú)線發(fā)送工頻交流電的有功功率和無(wú)功功率； 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； 飛思卡爾MC9S12芯片，通過(guò)隔離電路與電能檢測(cè)設(shè)備連接，用于接收工頻交流電的有功功率和無(wú)功功率;飛思卡爾MC9S12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(guò)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)； 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(wú)線抄表設(shè)備發(fā)送有功功率和無(wú)功功率； 串行可擦除存儲(chǔ)器AT24C16B，具有I萬(wàn)次擦寫循環(huán)，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(wú)功功率； 串行可擦除存儲(chǔ)器AT24C16B還存儲(chǔ)了預(yù)設(shè)灰度值； 清潔度檢測(cè)設(shè)備還與串行可擦除存儲(chǔ)器AT24C16B連接。
【文檔編號(hào)】G01R11/00GK105866487SQ201610298618
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月28日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】無(wú)錫智谷銳拓技術(shù)服務(wù)有限公司