樓宇電梯間多功能電度表的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，尤其涉及一種樓宇電梯間多功能電度表。
【背景技術(shù)】
[0002]電度表的工作原理如下:當(dāng)把電度表接入被測電路時，電流線圈和電壓線圈中就有交變電流流過，這兩個交變電流分別在它們的鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通;交變磁通穿過鋁盤，在鋁盤中感應(yīng)出渦流;渦流又在磁場中受到力的作用，從而使鋁盤得到轉(zhuǎn)矩(主動力矩)而轉(zhuǎn)動。負(fù)載消耗的功率越大，通過電流線圈的電流越大，鋁盤中感應(yīng)出的渦流也越大，使鋁盤轉(zhuǎn)動的力矩就越大。即轉(zhuǎn)矩的大小跟負(fù)載消耗的功率成正比。功率越大，轉(zhuǎn)矩也越大，鋁盤轉(zhuǎn)動也就越快。鋁盤轉(zhuǎn)動時，又受到永久磁鐵產(chǎn)生的制動力矩的作用，制動力矩與主動力矩方向相反;制動力矩的大小與鋁盤的轉(zhuǎn)速成正比，鋁盤轉(zhuǎn)動得越快，制動力矩也越大。當(dāng)主動力矩與制動力矩達到暫時平衡時，鋁盤將勻速轉(zhuǎn)動。負(fù)載所消耗的電能與鋁盤的轉(zhuǎn)數(shù)成正比。鋁盤轉(zhuǎn)動時，帶動計數(shù)器，把所消耗的電能指示出來。這就是電度表工作的簡單過程。
[0003]從電度表的技術(shù)分析來看，當(dāng)前電力行業(yè)電能計量儀表的主要方案一般都是基于半導(dǎo)體技術(shù)而實現(xiàn)精確計量目的。電度表一般均采用了高精度的A/D轉(zhuǎn)換器，將電網(wǎng)的電壓、電流信號進行采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后利用高速微處理器對數(shù)字信號進行分析、處理和數(shù)據(jù)再加工、分揀，從而產(chǎn)生各種計量數(shù)據(jù);最后利用各種通訊接口、人機界面實現(xiàn)與各種設(shè)備進行對接。
[0004]然而，現(xiàn)有技術(shù)中的電度表的設(shè)計具有一定的局限性，由于電度表通常被放置在公共空間，但并沒有搭載輔助功能設(shè)備對公共空間的狀況進行監(jiān)控或?qū)崿F(xiàn)其他功能，電度表只局限于電力線路的參數(shù)測量，即使如此，現(xiàn)有技術(shù)中的電度表的結(jié)構(gòu)尚具有優(yōu)化和改造的空間，現(xiàn)有技術(shù)中的電度表的檢測效率不尚，檢測精度仍有待提尚。
[0005]因此，本發(fā)明提出一種新型電度表，利用現(xiàn)有電度表所占據(jù)的電梯間公共空間對電梯間的人物目標(biāo)進行實時檢測，以確定是否存在逃犯并決定是否觸發(fā)逃犯報警，同時，能夠優(yōu)化現(xiàn)有的電度表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高電能參數(shù)的檢測效率和檢測精度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種樓宇電梯間多功能電度表，優(yōu)化現(xiàn)有技術(shù)中電度表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，改善其對交流電力線路的檢測效果，同時，引入圖像檢測技術(shù)對電梯間的人物目標(biāo)進行軌跡判定，引入無線通信設(shè)備以在判定軌跡可疑時觸發(fā)人物目標(biāo)在線逃犯認(rèn)定，從而提升樓宇的防范等級。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種樓宇電梯間多功能電度表，包括電流互感器及取樣電路、電壓取樣電路、人物軌跡分析設(shè)備和MSP430單片機，電流互感器及取樣電路用于對交流線路中的電流信號進行取樣，電壓取樣電路用于對交流線路中的電壓信號進行取樣，人物軌跡分析設(shè)備用于確定電梯間人物目標(biāo)的動作軌跡是否可疑，MSP430單片機分別與電流互感器及取樣電路、電壓取樣電路和人物軌跡分析設(shè)備連接，用于基于取樣的電流信號和電壓信號確定交流線路的有功功率和無功功率，還用于基于人物軌跡分析設(shè)備的輸出確定人物目標(biāo)是否為逃犯。
[0008]更具體地，在所述樓宇電梯間多功能電度表中，包括:電流互感器及取樣電路，與交流線路中的A相線路、B相線路和C相線路連接，用于對A相線路、B相線路和C相線路中的電流信號分別進行取樣；電壓取樣電路，與交流線路中的A相線路、B相線路和C相線路連接，用于對A相線路、B相線路和C相線路中的電壓信號分別進行取樣；電流信號調(diào)理電路，與電流互感器及取樣電路連接，用于對取樣電流進行信號調(diào)理；電壓信號調(diào)理電路，與電壓取樣電路連接，用于對取樣電壓進行信號調(diào)理;AD73360芯片，分別與電流信號調(diào)理電路和電壓信號調(diào)理電路連接，對調(diào)理后的取樣電流和調(diào)理后的取樣電壓分別執(zhí)行16位A/D轉(zhuǎn)換，獲得數(shù)字電流信號和數(shù)字電壓信號;EEPROM存儲芯片，通過串行外設(shè)接口 SPI與MSP430單片機進行雙向數(shù)據(jù)交換;系統(tǒng)供電電源模塊，與交流線路中的A相線路、B相線路和C相線路連接，用于執(zhí)行交流電到直流電的轉(zhuǎn)換，為各個電子器件提供直流電力供應(yīng);GPRS通信接口，與MSP430單片機連接，用于接收并輸出交流線路的有功功率和無功功率;顯示接口，與MSP430單片機連接，用于接收并顯示交流線路的有功功率和無功功率;電力線載波通訊設(shè)備，與MSP430單片機連接，包括載波接收電路和載波發(fā)送電路，載波接收電路由耦合電路、帶通濾波器和模擬前端組成，載波發(fā)送電路由信號耦合電路、諧振功率放大器和擴頻調(diào)制信號輸入接口組成;CMOS視覺傳感器，設(shè)置在電度表外框上，拍攝方向朝向電梯間，用于拍攝高清電梯間圖像;復(fù)雜度檢測設(shè)備，與CMOS視覺傳感器連接，用于接收高清電梯間圖像，并基于高清電梯間圖像計算并輸出圖像復(fù)雜度;灰度轉(zhuǎn)化設(shè)備，與CMOS視覺傳感器連接，用于接收高清電梯間圖像，針對高清電梯間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(quán)重值以進行加權(quán)平均，以獲得對應(yīng)的灰度值，所有像素點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，選擇高斯濾波策略對灰度化圖像進行濾波，當(dāng)圖像復(fù)雜度在預(yù)設(shè)復(fù)雜度范圍上限以上時，選擇均值濾波策略對灰度化圖像進行濾波，當(dāng)圖像復(fù)雜度在預(yù)設(shè)復(fù)雜度范圍以內(nèi)時，選擇中值濾波策略對灰度化圖像進行濾波;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，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，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，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;人物識別設(shè)備，分別與CMOS視覺傳感器和圖像校正設(shè)備連接以接收高清電梯間圖像和二值化圖像，用于基于預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)人物輪廓識別出二值化圖像的人物目標(biāo)，并基于人物目標(biāo)在二值化圖像處的位置從高清電梯間圖像處分割出對應(yīng)的人物目標(biāo)圖像;人物軌跡分析設(shè)備，與人物識別設(shè)備連接以接收人物目標(biāo)圖像，用于基于預(yù)設(shè)的可疑人物動作規(guī)范對人物目標(biāo)圖像中的人物目標(biāo)的動作進行匹配，如果匹配成功則輸出軌跡可疑信號，如果匹配失敗則輸出軌跡正常信號;在線識別啟動設(shè)備，分別與人物識別設(shè)備、人物軌跡分析設(shè)備和GPRS通信接口連接，當(dāng)接收到軌跡可疑信號時，從人物識別設(shè)備處接收人物目標(biāo)圖像，并控制GPRS通信接口以啟動GPRS通信接口與遠(yuǎn)端的公共安全管理中心的無線通信連接，從遠(yuǎn)端的公共安全管理中心存儲的逃犯數(shù)據(jù)庫處獲取附近區(qū)域的各個在線逃犯圖像;MSP430單片機，分別與AD73360芯片、EEPROM存儲芯片、GPRS通信接口和顯示接口連接，用于接收AD73360芯片通過串行外設(shè)接口 SPI輸出的數(shù)字電流信號和數(shù)字電壓信號，基于數(shù)字電流信號和數(shù)字電壓信號確定數(shù)字電流信號的有效值、數(shù)字電壓信號的有效值以及交流線路的有功功率和無功功率;MSP430單片機還與在線識別啟動設(shè)備連接，將人物目標(biāo)圖像與各個在線逃犯圖像逐一匹配，匹配成功則輸出匹配的在線逃犯圖像對應(yīng)的逃犯名稱并發(fā)出存在逃犯信號，匹配失敗則發(fā)出不存在逃犯信號；其中，AD73360芯片還通過串行外設(shè)接口 SPI與MSP430單片機進行數(shù)據(jù)通信。
[0009]更具體地，在所述樓宇電梯間多功能電度表中: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。
[0010]更具體地，在所述樓宇電梯間多功能電度表中:GPRS通信接口還與MSP430單片機連接。
[0011]更具體地，在所述樓宇電梯間多功能電度表中:GPRS通信接口用于將逃犯名稱和存在逃犯信號通過雙向無線通信鏈路發(fā)送到遠(yuǎn)端的公共安全管理中心。
[0012]更具體地，在所述樓宇電梯間多功能電度表中:MSP430單片機被設(shè)置在電度表外框內(nèi)。
【附圖說明】
[0013]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方案進行描述，其中:
[0014]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的樓宇電梯間多功能電度表的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0015]附圖標(biāo)記:I電流互感器及取樣電路；2電壓取樣電路；3人物軌跡分析設(shè)備；4MSP430單片機
【具體實施方式】
[0016]下面將參照附圖對本發(fā)明的樓宇電梯間多功能電度表的實施方案進行詳細(xì)說明。
[0017]電度表按用途來劃分，可分為:有功電度表、無功電度表、最大需量表、標(biāo)準(zhǔn)電度表、復(fù)費率分時電度表、預(yù)付費電度表(分投幣式、磁卡式、電卡式)、損耗電度表、多功能電度表和智能電度表。