一种外框破损自动检测的电能表制造技术

本发明专利技术涉及一种外框破损自动检测的电能表，包括三相电能计量设备、外框检测设备和主控制器，三相电能计量设备用于确定三相电力线路中各相以及合相的有功功率、无功功率和视在功率，外框检测设备用于检测所述电能表的外框特征，主控制器分别与三相电能计量设备和外框检测设备连接，用于控制三相电能计量设备以及基于所述电能表的外框特征确定所述电能表的外框破损程度。通过本发明专利技术，能够实现电能表破损程度的自我检测。

【技术实现步骤摘要】
一种外框破损自动检测的电能表本专利技术是申请号为2016101793813、申请日为2016年3月25日、专利技术名称为“一种外框破损自动检测的电能表的使用方法”的专利的分案申请。
本专利技术涉及电能表领域，尤其涉及一种外框破损自动检测的电能表。
技术介绍
对于民用电能表来说，通常被安装在居民楼的每层楼梯间的位置，用于对一户或多户的实时用电量进行测量，并在用户预存电量不足的情况下及时进行报警，提醒相应居民进行充电，以避免停电的情况发生。电能表在使用过程中，由于外界压力或者长时间使用，其外框存在破损的可能，一旦外框破损，则电能表内部元器件容易暴露出来，对电能表本身的正常运行造成危害，例如导致内部元器件毁坏，测量精度下降，同时，也容易居民触电，增加了电能表使用的不安全性。因此，需要在电能表的使用过程中，定期对电能表进行设备检查，尤其是外框的检查，在发现存在外框破损的情况下，及时更换外框，甚至更换电能表，从而避免电能表被破坏以及避免居民触电。然而，现有技术中，对民用电能表的设备检查一般是由电力设备管理中心定期安排人手进行巡视，过于依赖人工经验，而且设备检查不是实时性的，容易出现巡视间隔时间过长而没有及时发现电能表外框破损的情况，另外，如果为电能表的外框检查专门定制独立的电子设备，为每个电能表安置一个，则占据过多的设备公共空间。同时，现有的电能表的检测精度不高，需要优化检测机制，提高其对交流线路各个参数的检测效率。因此，需要一种外框破损自动检测的电能表，能够对电能表的电能参数的测量机制进行优化，提高其检测精度，同时能够对电能表的外框破损情况进行实时检测，在发现外框破损时及时进行报警，以避免用电事故发生。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种外框破损自动检测的电能表，节省设备公共空间，对现有技术中每个居民使用的楼梯间处的电能表进行性能优化，提高其对电量的检测准确性，还引入了有针对性的、高精度的图像检测技术以确定电能表外框图像和预设灰度基准外框之间的匹配程度，并基于匹配程度确定是否输出外框正常信号、外框出现破损信号或外框破损严重信号，从而为电力管理部门的换表决策提供数据基础。根据本专利技术的一方面，提供了一种外框破损自动检测的电能表，包括三相电能计量设备、外框检测设备和主控制器，三相电能计量设备用于确定三相电力线路中各相以及合相的有功功率、无功功率和视在功率，外框检测设备用于检测所述电能表的外框特征，主控制器分别与三相电能计量设备和外框检测设备连接，用于控制三相电能计量设备以及基于所述电能表的外框特征确定所述电能表的外框破损程度。更具体地，在所述外框破损自动检测的电能表中，包括：电流传感器，与三相电力线路连接，用于对三相电力线路中的电流信号进行大小转换，输出相对于三相电力线路中的电流信号较小的微电流信号；电压传感器，与三相电力线路连接，用于对三相电力线路中的电压信号进行大小转换，输出相对于三相电力线路中的电压信号较小的微电压信号；抗混叠滤波电路，分别与电流传感器和电压传感器连接，用于对接收到的微电流信号和微电压信号进行抗混叠滤波处理，以输出处理后的微电流信号和微电压信号；三相电能计量设备，与抗混叠滤波电路连接，基于处理后的微电流信号和微电压信号确定三相电力线路中各相以及合相的有功功率、无功功率和视在功率；整流设备，与三相电力线路连接，用于将三相电力线路的交流电整流为直流电；稳压设备，与整流设备连接，用于对直流电进行稳压处理；变压设备，与稳压设备连接，用于对稳压后的直流电进行变压处理以获得各个电子设备所需要的工作电压，各个电子设备所需要的工作电压包括36V、12V、5V和3.3V；日历时钟设备，包括日历时钟芯片和锂电池，日历时钟芯片用于提供实时时钟数据，还通过同步串行接口I2C与凌阳SPCE061A芯片连接，锂电池与日历时钟芯片连接，用于在断电情况下为日历时钟芯片提供备用电力支持；液晶显示设备，包括笔段式液晶显示驱动器和液晶显示屏，笔段式液晶显示驱动器通过同步串行接口I2C与凌阳SPCE061A芯片连接，用于控制液晶显示屏上的显示内容；FLASH存储设备，通过串行外设接口SPI与凌阳SPCE061A芯片进行双向数据交换，FLASH存储设备还用于存储预设灰度基准外框；集成通信设备，与凌阳SPCE061A芯片连接，包括红外发射器、红外接收器、光耦器件、RS485驱动器和RS485通信接口，红外发射器采用38kHz的调制光，红外接收器采用集电极开路方式输出从接收到的红外光中解调出来的数字信号，RS485驱动器与RS485通信接口连接，光耦器件用于将红外发射器和红外接收器隔离于RS485驱动器和RS485通信接口；高清摄像头，设置在电能表的上方，面向电能表的外框进行拍摄，以获得高清外框图像；复杂度检测设备，与高清摄像头连接，用于接收高清外框图像图像，并基于高清外框图像图像计算并输出图像复杂度；灰度转化设备，与高清摄像头连接，用于接收高清外框图像图像，针对高清外框图像图像中的每一个像素点，提取其R、G、B三颜色通道分量，对R、G、B三颜色通道分量赋予不同的权重值以进行加权平均，以获得对应的灰度值，所有像素点的灰度值组成灰度化图像，其中R、G、B三颜色通道分量的权重值分别为0.3、0.59和0.11；图像滤波设备，分别与复杂度检测设备和灰度转化设备连接，用于基于图像复杂度确定选择的滤波策略，当图像复杂度在预设复杂度范围下限以下时，选择高斯滤波策略对灰度化图像进行滤波，当图像复杂度在预设复杂度范围上限以上时，选择均值滤波策略对灰度化图像进行滤波，当图像复杂度在预设复杂度范围以内时，选择中值滤波策略对灰度化图像进行滤波；全局二值化设备，分别与复杂度检测设备和图像滤波设备连接，用于基于图像复杂度确定全局二值化阈值的确定策略，在确定全局二值化阈值之后，使用全局二值化阈值将灰度化图像进行二值化处理，使得处理后的二值化图像的像素值只有0或255这二种选择，其中基于图像复杂度确定全局二值化阈值的确定策略具体包括：当图像复杂度在预设复杂度范围下限以下时，采用双峰法确定全局二值化阈值，当图像复杂度在预设复杂度范围上限以上时，采用最大类间方差法确定全局二值化阈值，当图像复杂度在预设复杂度范围以内时，采用平均值法确定全局二值化阈值；图像校正设备，与全局二值化设备连接以接收二值化图像，用于对二值化图像依次进行旋转校正处理、冗余裁剪处理和图像归一化处理，以获得校正图像；轮廓检测设备，分别与图像校正设备和灰度转化设备连接，用于基于预设电能表外框轮廓检测校正图像中电能表外框的位置，并基于校正图像中电能表外框的位置从灰度化图像处分割出对应的电能表外框图像；凌阳SPCE061A芯片，与轮廓检测设备和FLASH存储设备连接，用于确定电能表外框图像和预设灰度基准外框之间的匹配程度，并基于匹配程度确定是否输出外框正常信号、外框出现破损信号或外框破损严重信号；无线通信接口，与凌阳SPCE061A芯片连接，用于将外框正常信号、外框出现破损信号或外框破损严重信号发送给远端的电力设备管理中心，以便有电力设备管理中心确定是否需要更换电能表；其中，凌阳SPCE061A芯片还分别与变压设备、日历时钟设备、液晶显示设备、FLASH存储设备、集成通信设备和三相电能计量设备连接，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外框破损自动检测的电能表，包括三相电能计量设备、外框检测设备和主控制器，三相电能计量设备用于确定三相电力线路中各相以及合相的有功功率、无功功率和视在功率，外框检测设备用于检测所述电能表的外框特征，主控制器分别与三相电能计量设备和外框检测设备连接，用于控制三相电能计量设备以及基于所述电能表的外框特征确定所述电能表的外框破损程度。

【技术特征摘要】
1.一种外框破损自动检测的电能表，包括三相电能计量设备、外框检测设备和主控制器，三相电能计量设备用于确定三相电力线路中各相以及合相的有功功率、无功功率和视在功率，外框检测设备用于检测所述电能表的外框特征，主控制器分别与三相电能计量设备和外框检测设备连接，用于控制三相电能计量设备以及基于所述电能表的外框特征确定所述电能表的外框破损程度。2.如权利要求1所述的外框破损自动检测的电能表，其特征在于，所述电能表包括：电流传感器，与三相电力线路连接，用于对三相电力线路中的电流信号进行大小转换，输出相对于三相电力线路中的电流信号较小的微电流信号；电压传感器，与三相电力线路连接，用于对三相电力线路中的电压信号进行大小转换，输出相对于三相电力线路中的电压信号较小的微电压信号；抗混叠滤波电路，分别与电流传感器和电压传感器连接，用于对接收到的微电流信号和微电压信号进行抗混叠滤波处理，以输出处理后的微电流信号和微电压信号；三相电能计量设备，与抗混叠滤波电路连接，基于处理后的微电流信号和微电压信号确定三相电力线路中各相以及合相的有功功率、无功功率和视在功率；整流设备，与三相电力线路连接，用于将三相电力线路的交流电整流为直流电；稳压设备，与整流设备连接，用于对直流电进行稳压处理；变压设备，与稳压设备连接，用于对稳压后的直流电进行变压处理以获得各个电子设备所需要的工作电压，各个电子设备所需要的工作电压包括36V、12V、5V和3.3V；日历时钟设备，包括日历时钟芯片和锂电池，日历时钟芯片用于提供实时时钟数据，还通过同步串行接口I2C与凌阳SPCE061A芯片连接，锂电池与日历时钟芯片连接，用于在断电情况下为日历时钟芯片提供备用电力支持；液晶显示设备，包括笔段式液晶显示驱动器和液晶显示屏，笔段式液晶显示驱动器通过同步串行接口I2C与凌阳SPCE061A芯片连接，用于控制液晶显示屏上的显示内容；FLASH存储设备，通过串行外设接口SPI与凌阳SPCE061A芯片进行双向数据交换，FLASH存储设备还用于存储预设灰度基准外框；集成通信设备，与凌阳SPCE061A芯片连接，包括红外发射器、红外接收器、光耦器件、RS485驱动器和RS485通信接口，红外发射器采用38kHz的调制光，红外接收器采用集电极开路方式输出从接收到的红外光中解调出来的数字信号，RS485驱动器与RS485通信接口连接，光耦器件用于将红外发射器和红外接收器隔离于RS485驱动器和RS485通信接口；高清摄像头，设置在电能表的上方，面向电能表的外框进行拍摄，以获得高清外框图像；复杂度检测设备，与高清摄像头连接，用于接收高清外框图像图像，并基于高清外框图像图像计算并输出图像复杂度；灰度转化设备，与高清摄像头连接，用于接收高清...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：秦霞，
类型：发明
国别省市：河北,13