电梯间多功能电能表制造技术

本发明专利技术涉及一种电梯间多功能电能表，包括烟雾检测设备、图像采集设备、图像识别设备、电能检测设备和主控设备，烟雾检测设备用于检测电能表所在的当前电梯间内的烟雾情况，图像采集设备和图像识别设备联合操作，用于确定电能表所在的当前电梯间内的火焰情况，电能检测设备用于检测工频交流电输出的电能，主控设备与烟雾检测设备、图像采集设备、图像识别设备和电能检测设备分别连接。通过本发明专利技术，能够同时实现电能的检测和火灾的识别及报警。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是申请号为201610184919X、申请日为2016年3月28日、专利技术名称为“电梯间多功能电能表”的专利的分案申请。
本专利技术涉及电能表领域，尤其涉及一种电梯间多功能电能表。
技术介绍
电能表行业目前主流产品在国际上已经处于快速发展阶段，属于朝阳行业，全球包括发达经济体和发展中国家均在进行电能表的更新换代，以适应当前整个世界形势的变化。一是全球性的节能减排要求，必须进行能量的精确计量，促进各用电主体根据能量的变化进行用电控制，改变用电习惯；二是适应电力企业管理现代化、信息化的要求，通过智能电能表作为电网的一个节点，可以快速有效地了解电力用户、变电站等计量测量点的用电实时情况，提供更加精确的服务和管理。在居民楼内部，每一户的电能表一般设置在人们等待电梯的电梯间内，然而，在现有技术中，电梯间内的电能表仍存在以下缺陷：(1)对电能的测量结构冗余度高，测量效果不佳；(2)占据独立的公共设备位置，本身还有集成其他检测设备的空间，例如对电梯间的环境参数检测，尤其是对电梯间的火灾情况检测。因此，需要一种新的电能表，对现有的电梯间的电能表的测量机制进行优化，同时，将对电梯间的火灾检测设备集成到电能表的设备空间内，在提高电能表的性能的同时，进一步利用有限的公共设备空间，完成更多参数的准确检测。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种电梯间多功能电能表，对电梯间的电能表进行结构改造，提高对供电线路的电能参数的检测精度，尤其重要的是，通过引入烟雾检测设备、图像采集设备、图像识
别设备对所在电梯间内的火灾状况进行综合检测，从而拓展了电梯间电能表的功能。根据本专利技术的一方面，提供了一种电梯间多功能电能表，包括烟雾检测设备、图像采集设备、图像识别设备、电能检测设备和主控设备，烟雾检测设备用于检测电能表所在的当前电梯间内的烟雾情况，图像采集设备和图像识别设备联合操作，用于确定电能表所在的当前电梯间内的火焰情况，电能检测设备用于检测工频交流电输出的电能，主控设备与烟雾检测设备、图像采集设备、图像识别设备和电能检测设备分别连接。更具体地，在所述电梯间多功能电能表中，包括：烟雾检测设备，设置在电能表所在的当前电梯间，包括工作指示灯、信号输出接口、电流匹配检测电路、内电离室和外电离室，内电离室和外电离室内都放置了放射源镅241，放射源镅241电离产生正负离子，在电场作用下各自向正负电极移动，在没有烟雾的情况下，内电离室和外电离室的电流是匹配的，当存在烟雾侵入外电离室时，内电离室和外电离室的电流不匹配，电流匹配检测电路分别与信号输出接口、内电离室和外电离室连接，当检测到内电离室和外电离室的电流不匹配时，控制信号输出接口发出烟雾报警信号，当检测到内电离室和外电离室的电流匹配时，控制信号输出接口发出环境正常信号；CMOS图像传感器，设置在电能表所在的当前电梯间，用于对当前电梯间进行拍摄以获得高清电梯间图像；复杂度检测设备，与CMOS图像传感器连接，用于接收高清电梯间图像，并基于高清电梯间图像计算并输出图像复杂度；灰度转化设备，与CMOS图像传感器连接，用于接收高清电梯间图像，针对高清电梯间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；火焰检测设备，分别与图像校正设备和CMOS图像传感器连接以接收二值化图像和高清电梯间图像，用于基于预设的基准火焰形状识别出二值化图像的火焰目标，并基于火焰目标在二值化图像处的位置从高清电梯间图像处分割出对应的火焰目标图像，还基于火焰目标占据二值化图像的比例确定实时火焰大小；校准电阻，为一滑动变阻器，电阻值为2MΩ，一个固定端与工频交流电的零线连接，滑动端与第二电阻的一端连接；第二电阻，电阻值为1MΩ，另一端与第一电阻的一端连接，同时，另一端作为采样电压的一测量端输出；第一电阻，电阻值为1.5KΩ，另一端与工频交流电的火线连接；第一电容，电容值为220pf，一端与第二电阻的另一端连接，另一端接地；第三电阻，电阻值为470Ω，一端与工频交流电的火线连接，另一端作为采样电压的另一测量端输出；第二电容，电容值为220pf，一端与第三电阻的另一端连接，另一端接地；第三电容，电容值为0.018uf，一端与第二电阻的另一端连接，另一端与第三电阻的另一端连接；第四电阻，电阻值为0.6mΩ，插入在工频交流电的火线上，即两端都与工频交流电的火线连接；第五电阻，电阻值为470Ω，一端与第四电阻的一端连接，另一端作为采样电流的一测量端输出；第六电阻，
电阻值为470Ω，与第四电阻的另一端连接，另一端作为采样电流的另一测量端输出；第四电容，电容值为220pf，一端与第五电阻的另一端连接，另一端接地；第五电容，电容值为220pf，一端与第六电阻的另一端连接，另一端接地；第六电容，电容值为0.018uf，一端与第五电阻的另一端连接，另一端与第六电阻的另一端连接；电容降压电路，与工频交流电的零线和火线连接，用于将工频交流电转变为5V低压直流电，以用作电能检测设备的电源；电能检测设备，包括电压测量电路、电流测量电路和AT89C51单片机，电压测量电路与采样电压的两个测量端分别连接以检测并输出工频交流电的实时采样电压，电流测量电路与采样电流的两个测量端分别连接以检测并输出工频交流电的实时采样电流，AT89C51单片机分别与电压测量电路和电流测量电路，基于工频交流电的实时采样电压和工频交流电的实时采样电流，确定并输出工频交流电的有功功率和无功功率；隔离设备，位于电能检测设备和凌阳SPCE061A芯片之间，采用光电耦合电路，用于实现模拟电路部分与数字电路部分的隔离，避免相互干扰；AC/DC电源设备，包括变压器降压电路、全桥整流电路、滤波电路和稳压电路，与工频交流电的零线和火线连接，用于将220V的工频交流电转换为直流电；ZIGBEE通信接口，与凌阳SPCE061A芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电梯间多功能电能表，包括烟雾检测设备、图像采集设备、图像识别设备、电能检测设备和主控设备，烟雾检测设备用于检测电能表所在的当前电梯间内的烟雾情况，图像采集设备和图像识别设备联合操作，用于确定电能表所在的当前电梯间内的火焰情况，电能检测设备用于检测工频交流电输出的电能，主控设备与烟雾检测设备、图像采集设备、图像识别设备和电能检测设备分别连接。

【技术特征摘要】
1.一种电梯间多功能电能表，包括烟雾检测设备、图像采集设备、图像识别设备、电能检测设备和主控设备，烟雾检测设备用于检测电能表所在的当前电梯间内的烟雾情况，图像采集设备和图像识别设备联合操作，用于确定电能表所在的当前电梯间内的火焰情况，电能检测设备用于检测工频交流电输出的电能，主控设备与烟雾检测设备、图像采集设备、图像识别设备和电能检测设备分别连接。2.如权利要求1所述的电梯间多功能电能表，其特征在于，所述电能表包括：烟雾检测设备，设置在电能表所在的当前电梯间，包括工作指示灯、信号输出接口、电流匹配检测电路、内电离室和外电离室，内电离室和外电离室内都放置了放射源镅241，放射源镅241电离产生正负离子，在电场作用下各自向正负电极移动，在没有烟雾的情况下，内电离室和外电离室的电流是匹配的，当存在烟雾侵入外电离室时，内电离室和外电离室的电流不匹配，电流匹配检测电路分别与信号输出接口、内电离室和外电离室连接，当检测到内电离室和外电离室的电流不匹配时，控制信号输出接口发出烟雾报警信号，当检测到内电离室和外电离室的电流匹配时，控制信号输出接口发出环境正常信号；CMOS图像传感器，设置在电能表所在的当前电梯间，用于对当前电梯间进行拍摄以获得高清电梯间图像；复杂度检测设备，与CMOS图像传感器连接，用于接收高清电梯间图像，并基于高清电梯间图像计算并输出图像复杂度；灰度转化设备，与CMOS图像传感器连接，用于接收高清电梯间图像，针对高清电梯间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
\t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；火焰检测设备，分别与图像校正设备和CMOS图像传感器连接以接收二值化图像和高清电梯间图像，用于基于预设的基准火焰形状识别出二值化图像的火焰目标，并基于火焰目标在二值化图像处的位置从高清电梯间图像处分割出对应的火焰目标图像，还...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：无锡智谷锐拓技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32