電能表無線抄表系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】電能表無線抄表系統(tǒng)
[0001]本發(fā)明是申請?zhí)枮?01510149886.0、申請日為2015年3月31日、發(fā)明名稱為“電能表無線抄表系統(tǒng)”的專利的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及電能表領(lǐng)域，尤其涉及一種電能表無線抄表系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]電能表是確定單位和居民用電量大小的儀表設(shè)備，電能表讀數(shù)的獲取是供電方進(jìn)行電費(fèi)收取的重要步驟，因而，電能表讀數(shù)的獲取需要精確，同時(shí)由于電能表數(shù)量的眾多，電能表讀數(shù)的獲取也需要高效。
[0004]傳統(tǒng)的電能表讀數(shù)獲取方式是通過供電方安排工作人員到電能表所在位置進(jìn)行手工抄表，這種手工抄表的方式工作量大、效率低，不能對用電情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)，也出現(xiàn)了一些遠(yuǎn)程抄表方案，通過電能表所在位置的圖像采集設(shè)備對電能表進(jìn)行拍攝，通過圖像處理設(shè)備對電能表圖像進(jìn)行讀數(shù)識別，但這些遠(yuǎn)程抄表方案都沒有考慮到在霧霾嚴(yán)重時(shí)，霧霾對電能表讀數(shù)的影響。
[0005]因此，需要一種新的電能表智能化抄表系統(tǒng)，能夠替代原始的人工抄表方式，提高抄表的效率，同時(shí)對拍攝的電能表圖像進(jìn)行去霧霾化處理，以保障獲得的電能表讀數(shù)的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種電能表無線抄表系統(tǒng)，利用Zigbee通信技術(shù)和GPRS通信技術(shù)搭建了一套無線數(shù)據(jù)收發(fā)平臺，保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝?，同時(shí)，根據(jù)大氣衰減模型確定霧霾對圖像的影響因素，并對霧霾天氣下采集的電能表圖像進(jìn)行去霧霾化處理，獲得清晰的電能表圖像，從而保障讀數(shù)識別的準(zhǔn)確性。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種電能表無線抄表系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括AT89C51單片機(jī)、Zigbee通信接口、GPRS通信接口和多個電能表抄表終端，每一個電能表抄表終端包括圖像采集子設(shè)備和圖像處理子設(shè)備用于對對應(yīng)電能表的讀數(shù)分別進(jìn)行圖像采集和圖像處理，以獲得對應(yīng)電能表的數(shù)字化讀數(shù)，AT89C51單片機(jī)通過Zigbee通信接口與多個電能表抄表終端無線連接，以獲得多個電能表的數(shù)字化讀數(shù)，并通過GPRS通信接口與遠(yuǎn)端智能抄表平臺無線連接以將多個電能表的數(shù)字化讀數(shù)無線發(fā)送給所述智能抄表平臺。
[0008]更具體地，在所述電能表無線抄表系統(tǒng)中，還包括:第一串口，位于所述AT89C51單片機(jī)與所述Zigbee通信接口之間，用于將所述Zigbee通信接口與所述AT89C51單片機(jī)相連，所述第一串口為RS485串口模塊；第二串口，位于所述AT89C51單片機(jī)與所述GPRS通信接口之間，用于將所述GPRS通信接口與所述AT89C51單片機(jī)相連，所述第二串口為RS232串口模塊；電源模塊，包括太陽能供電器件、蓄電池、切換開關(guān)和電壓轉(zhuǎn)換器，所述切換開關(guān)與所述太陽能供電器件和所述蓄電池分別連接，根據(jù)蓄電池剩余電量決定是否切換到所述太陽能供電器件以由所述太陽能供電器件供電，所述電壓轉(zhuǎn)換器與所述切換開關(guān)連接，以將通過切換開關(guān)輸入的5V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V電壓；每一個電能表抄表終端還包括:存儲子設(shè)備，用于預(yù)先存儲天空上限灰度閾值和天空下限灰度閾值，所述天空上限灰度閾值和所述天空下限灰度閾值用于分離出圖像中的天空區(qū)域，還用于預(yù)先存儲預(yù)設(shè)像素值閾值，所述預(yù)設(shè)像素值閾值取值在O到255之間；霧霾濃度檢測子設(shè)備，位于空氣中，用于實(shí)時(shí)檢測對應(yīng)電能表所在位置的霧霾濃度，并根據(jù)霧霾濃度確定霧霾去除強(qiáng)度，所述霧霾去除強(qiáng)度取值在O到I之間；所述圖像采集子設(shè)備，為一 CMOS視覺傳感器，對對應(yīng)電能表的讀數(shù)進(jìn)行圖像采集以獲得目標(biāo)電能表圖像，所述目標(biāo)電能表圖像的分辨率為1920X1080 ;區(qū)域劃分子設(shè)備，與所述存儲子設(shè)備和所述圖像采集子設(shè)備分別連接，對所述目標(biāo)電能表圖像進(jìn)行灰度化處理以獲得灰度化目標(biāo)電能表圖像，將所述灰度化目標(biāo)電能表圖像中灰度值在所述天空上限灰度閾值和所述天空下限灰度閾值之間的像素識別并組成灰度化天空子圖案，從所述灰度化目標(biāo)電能表圖像分割出所述灰度化天空子圖案以獲得灰度化非天空子圖像，基于所述灰度化非天空子圖像在所述目標(biāo)電能表圖像中的位置獲得與所述灰度化非天空子圖像對應(yīng)的彩色非天空子圖像；黑色通道獲取子設(shè)備，與所述區(qū)域劃分子設(shè)備連接以獲得所述彩色非天空子圖像，針對所述彩色非天空子圖像中每一個像素，計(jì)算其R，G，B三顏色通道像素值，在所述彩色非天空子圖像中所有像素的R，G，B三顏色通道像素值中提取一個數(shù)值最小的顏色通道像素值所在的顏色通道作為黑色通道；整體大氣光值獲取子設(shè)備，與所述存儲子設(shè)備連接以獲得預(yù)設(shè)像素值閾值，與所述區(qū)域劃分子設(shè)備和所述黑色通道獲取子設(shè)備分別連接以獲得所述目標(biāo)電能表圖像和所述黑色通道，將所述目標(biāo)電能表圖像中黑色通道像素值大于等于預(yù)設(shè)像素值閾值的多個像素組成待檢驗(yàn)像素集，將所述待檢驗(yàn)像素集中具有最大灰度值的像素的灰度值作為整體大氣光值；大氣散射光值獲取子設(shè)備，與所述區(qū)域劃分子設(shè)備和所述霧霾濃度檢測子設(shè)備分別連接，對所述目標(biāo)電能表圖像的每一個像素，提取其R，G，B三顏色通道像素值中最小值作為目標(biāo)像素值，使用保持邊緣的高斯平滑濾波器EPGF (edge-preserving gaussian filter)對所述目標(biāo)像素值進(jìn)行濾波處理以獲得濾波目標(biāo)像素值，將目標(biāo)像素值減去濾波目標(biāo)像素值以獲得目標(biāo)像素差值，使用EPGF對目標(biāo)像素差值進(jìn)行濾波處理以獲得濾波目標(biāo)像素差值，將濾波目標(biāo)像素值減去濾波目標(biāo)像素差值以獲得霧霾去除基準(zhǔn)值，將霧霾去除強(qiáng)度乘以霧霾去除基準(zhǔn)值以獲得霧霾去除閾值，取霧霾去除閾值和目標(biāo)像素值中的最小值作為比較參考值，取比較參考值和O中的最大值作為每一個像素的大氣散射光值；介質(zhì)傳輸率獲取子設(shè)備，與所述整體大氣光值獲取子設(shè)備和所述大氣散射光值獲取子設(shè)備分別連接，將每一個像素的大氣散射光值除以整體大氣光值以獲得除值，將I減去所述除值以獲得每一個像素的介質(zhì)傳輸率；清晰化圖像獲取子設(shè)備，與所述區(qū)域劃分子設(shè)備、所述整體大氣光值獲取子設(shè)備和所述介質(zhì)傳輸率獲取子設(shè)備分別連接，將I減去每一個像素的介質(zhì)傳輸率以獲得第一差值，將所述第一差值乘以整體大氣光值以獲得乘積值，將所述目標(biāo)電能表圖像中每一個像素的像素值減去所述乘積值以獲得第二差值，將所述第二差值除以每一個像素的介質(zhì)傳輸率以獲得每一個像素的清晰化像素值，所述目標(biāo)電能表圖像中每一個像素的像素值包括所述目標(biāo)電能表圖像中每一個像素的R，G，B三顏色通道像素值，相應(yīng)地，獲得的每一個像素的清晰化像素值包括每一個像素的R，G，B三顏色通道清晰化像素值，所有像素的清晰化像素值組成清晰化電能表圖像；所述圖像處理子設(shè)備與所述清晰化圖像獲取子設(shè)備連接以獲得所述清晰化電能表圖像，并基于預(yù)存的電能表基準(zhǔn)模板識別出所述清晰化電能表圖像中電能表讀數(shù)字符所在區(qū)域，基于OCR識別確定所述電能表讀數(shù)字符所在區(qū)域中讀數(shù)以作為電能表的數(shù)字化讀數(shù)輸出；Zigbee通信子設(shè)備，用于與所述Zigbee通信接口建立Zigbee通信鏈路；其中，所述AT89C51單片機(jī)在通過Zigbee通信接口接收到每一個電能表抄表終端發(fā)送的電能表的數(shù)字化讀數(shù)后，還對電能表的數(shù)字化讀數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)完整性檢查，在確定電能表的數(shù)字化讀數(shù)的數(shù)據(jù)完整時(shí)，將電能表的數(shù)字化讀數(shù)通過GPRS通信接口無線發(fā)送給所述智能抄表平臺。
[0009]更具體地，在所述電能表無線抄表系統(tǒng)中，所述霧霾濃度檢測子設(shè)備還包括靜態(tài)存儲單元，用于預(yù)先存儲關(guān)系對照表，所述關(guān)系對照表保存了霧霾濃度與霧霾去除強(qiáng)度之間的對應(yīng)關(guān)系。
[0010]更具體地，在所述電能表無線抄表系統(tǒng)中，所述圖像采集子設(shè)備還包括鏡頭和濾光片，所述濾光片位于鏡頭前方，所述鏡頭位于所述CMOS視覺傳感器前方。
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