楼梯间扩展型火表的制作方法与工艺

文档序号:13108915
技术领域本实用新型涉及目标识别领域,尤其涉及一种楼梯间扩展型火表。

背景技术:
火表按工作原理来划分,可分为:感应式(机械式)、静止式(电子式)、机电一体式(混合式)。火表按接入相线来划分,可分为单相、三相三线、三相四线火表。使用火表需要注意以下事项:在低电压(不超过500伏)和小电流(几十安)的情况下,火表可直接接入电路进行测量。在高电压或大电流的情况下,火表不能直接接入线路,需配合电压互感器或电流互感器使用。对于直接接入线路的火表,要根据负载电压和电流选择合适规格的,使火表的额定电压和额定电流,等于或稍大于负载的电压或电流。另外,负载的用电量要在火表额定值的10%以上,否则计量不准。甚至有时根本带不动铝盘转动。所以火表不能选得太大。若选得太小也容易烧坏火表。现有技术中的火表向智能化方向发展,例如提供远程抄表接口等,但一般来看,现有技术中的火表存在以下缺陷:(1)火表的测量精度仍有待提高;(2)火表的功能单一,仍局限于对电力线路的检测操作,没有充分利用火表所占用的公共空间,例如楼梯间的公共空间。因此,本实用新型提出了一种新型火表,专用于楼梯间,能够提高自身的检测效率和检测精度,同时,能够对楼梯间每一个人物衣着进行判断,以确定是否触发在线逃犯检测操作,从而为楼宇居民的居住提供安全保障。

技术实现要素:
为了解决上述问题,本实用新型提供了一种楼梯间扩展型火表,改造现有技术中楼梯间的火表,在其上集成一套识别系统,通过多个有针对性、高精度的图像处理设备检测经过楼梯间的每一个人物目标的衣着特征,在确定可疑时通过无线通信设备进行在线逃犯匹配,同时,对现有火表的结构进行去冗余化和优化,从而增强并扩展了现有火表的性能。根据本实用新型的一方面,提供了一种楼梯间扩展型火表,包括工频交流电参数检测设备、人物目标衣着检测设备和处理器,工频交流电参数检测设备用于检测工频交流电的电流和电压,人物目标衣着检测设备用于检测楼梯间人物目标的衣着特征,处理器分别与工频交流电参数检测设备和人物目标衣着检测设备连接,用于基于工频交流电参数检测设备的输出确定工频交流电提供的电能,还用于基于人物目标衣着检测设备的输出确定人物目标的可疑程度。更具体地,在所述楼梯间扩展型火表中,包括: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、电流测量电路和微控制器,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,微控制器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飞思卡尔MC9S12处理器之间,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5V或3.3V的直流电;ZIGBEE通信接口,与飞思卡尔MC9S12处理器连接,用于接收并向附近的无线抄表设备发送有功功率和无功功率;串行可擦除存储器AT24C16B,具有1万次擦写循环,与飞思卡尔MC9S12处理器连接,用于接收工频交流电的有功功率和无功功率;CCD摄像头,设置在火表外框上,拍摄方向朝向楼梯间,用于拍摄高清楼梯间图像;复杂度检测设备,与CCD摄像头连接,用于接收高清楼梯间图像,并基于高清楼梯间图像计算并输出图像复杂度;灰度转化设备,与CCD摄像头连接,用于接收高清楼梯间图像,针对高清楼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;人物识别设备,分别与图像校正设备和CCD摄像头连接以接收二值化图像和高清楼梯间图像,用于基于预设的基准人物轮廓识别出二值化图像的人物目标,并基于人物目标在二值化图像处的位置从高清楼梯间图像处分割出对应的人物目标图像;衣着检测设备,与人物识别设备连接以接收人物目标图像,用于基于预设的各种可疑人物衣着对人物目标图像中的人物目标的衣着进行匹配,如果匹配成功则输出衣着可疑信号,如果匹配失败则输出衣着正常信号;在线识别启动设备,分别与人物识别设备、衣着检测设备和时分双工通信接口连接,当接收到衣着可疑信号时,从人物识别设备处接收人物目标图像,并控制时分双工通信接口以启动时分双工通信接口与远端的公共安全管理中心的无线通信连接,从远端的公共安全管理中心存储的逃犯数据库处获取附近区域的各个在线逃犯图像;飞思卡尔MC9S12处理器,通过隔离电路与电能检测设备连接,用于接收工频交流电的有功功率和无功功率;飞思卡尔MC9S12处理器还与在线识别启动设备连接,将人物目标图像与各个在线逃犯图像逐一匹配,匹配成功则输出匹配的在线逃犯图像对应的逃犯名称并发出存在逃犯信号,匹配失败则发出不存在逃犯信号;其中,时分双工通信接口还与飞思卡尔MC9S12处理器连接,用于将逃犯名称和存在逃犯信号通过双向无线通信链路发送到远端的公共安全管理中心。更具体地,在所述楼梯间扩展型火表中:时分双工通信接口还用于将工频交流电的有功功率和无功功率通过双向无线通信链路发送到远端的抄表中心。更具体地,在所述楼梯间扩展型火表中:时分双工通信接口被设置在火表外框上。更具体地,在所述楼梯间扩展型火表中:飞思卡尔MC9S12处理器被设置在火表外框内。更具体地,在所述楼梯间扩展型火表中:飞思卡尔MC9S12处理器与电能检测设备、在线识别启动设备被集成在同一块集成电路板上。附图说明以下将结合附图对本实用新型的实施方案进行描述,其中:图1为根据本实用新型实施方案示出的楼梯间扩展型火表的结构方框图。附图标记:1工频交流电参数检测设备;2人物目标衣着检测设备;3处理器具体实施方式下面将参照附图对本实用新型的楼梯间扩展型火表的实施方案进行详细说明。从火表的技术分析来看,当前电力行业电能计量仪表的主要方案一般都是基于半导体技术而实现精确计量目的。火表一般均采用了高精度的A\/D转换器,将电网的电压、电流信号进行采样和模数转换,然后利用高速微处理器对数字信号进行分析、处理和数据再加工、分拣,从而产生各种计量数据;最后利用各种通讯接口、人机界面实现与各种设备进行对接。然而,现有技术中的火表的设计具有一定的局限性,由于火表通常被放置在公共空间,但并没有搭载辅助功能设备对公共空间的状况进行监控或实现其他功能,火表只局限于电力线路的参数测量,即使如此,现有技术中的火表的结构尚具有优化和改造的空间,现有技术中的火表的检测效率不高,检测精度仍有待提高。为了克服上述不足,本实用新型搭建了一种楼梯间扩展型火表,能够利用现有火表所占据的楼梯间公共空间对楼梯间的人物目标进行实时检测,以确定是否存在逃犯并决定是否触发逃犯报警,同时,优化了现有的火表的内部结构,提高了火表对电能参数检测的精度。图1为根据本实用新型实施方案示出的楼梯间扩展型火表的结构方框图,包括工频交流电参数检测设备、人物目标衣着检测设备和处理器,工频交流电参数检测设备用于检测工频交流电的电流和电压,人物目标衣着检测设备用于检测楼梯间人物目标的衣着特征,处理器分别与工频交流电参数检测设备和人物目标衣着检测设备连接,用于基于工频交流电参数检测设备的输出确定工频交流电提供的电能,还用于基于人物目标衣着检测设备的输出确定人物目标的可疑程度。接着,继续对本实用新型的楼梯间扩展型火表的具体结构进行进一步的说明。所述火表包括: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。所述火表包括: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。所述火表包括: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。所述火表包括: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。所述火表包括:电能检测设备,包括电压测量电路、电流测量电路和微控制器,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,微控制器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。所述火表包括:隔离设备,位于电能检测设备和飞思卡尔MC9S12处理器之间,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5V或3.3V的直流电。所述火表包括:ZIGBEE通信接口,与飞思卡尔MC9S12处理器连接,用于接收并向附近的无线抄表设备发送有功功率和无功功率;串行可擦除存储器AT24C16B,具有1万次擦写循环,与飞思卡尔MC9S12处理器连接,用于接收工频交流电的有功功率和无功功率;CCD摄像头,设置在火表外框上,拍摄方向朝向楼梯间,用于拍摄高清楼梯间图像。所述火表包括:复杂度检测设备,与CCD摄像头连接,用于接收高清楼梯间图像,并基于高清楼梯间图像计算并输出图像复杂度;灰度转化设备,与CCD摄像头连接,用于接收高清楼梯间图像,针对高清楼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。所述火表包括: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。所述火表包括: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。所述火表包括: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;人物识别设备,分别与图像校正设备和CCD摄像头连接以接收二值化图像和高清楼梯间图像,用于基于预设的基准人物轮廓识别出二值化图像的人物目标,并基于人物目标在二值化图像处的位置从高清楼梯间图像处分割出对应的人物目标图像。所述火表包括:衣着检测设备,与人物识别设备连接以接收人物目标图像,用于基于预设的各种可疑人物衣着对人物目标图像中的人物目标的衣着进行匹配,如果匹配成功则输出衣着可疑信号,如果匹配失败则输出衣着正常信号;在线识别启动设备,分别与人物识别设备、衣着检测设备和时分双工通信接口连接,当接收到衣着可疑信号时,从人物识别设备处接收人物目标图像,并控制时分双工通信接口以启动时分双工通信接口与远端的公共安全管理中心的无线通信连接,从远端的公共安全管理中心存储的逃犯数据库处获取附近区域的各个在线逃犯图像。所述火表包括:飞思卡尔MC9S12处理器,通过隔离电路与电能检测设备连接,用于接收工频交流电的有功功率和无功功率;飞思卡尔MC9S12处理器还与在线识别启动设备连接,将人物目标图像与各个在线逃犯图像逐一匹配,匹配成功则输出匹配的在线逃犯图像对应的逃犯名称并发出存在逃犯信号,匹配失败则发出不存在逃犯信号;其中,时分双工通信接口还与飞思卡尔MC9S12处理器连接,用于将逃犯名称和存在逃犯信号通过双向无线通信链路发送到远端的公共安全管理中心。可选地,在所述楼梯间扩展型火表中:时分双工通信接口还用于将工频交流电的有功功率和无功功率通过双向无线通信链路发送到远端的抄表中心;时分双工通信接口被设置在火表外框上;飞思卡尔MC9S12处理器被设置在火表外框内;飞思卡尔MC9S12处理器可以与电能检测设备、在线识别启动设备被集成在同一块集成电路板上。另外,4GLTE是一个全球通用的标准,包括两种网络模式FDD和TDD,分别用于成对频谱和非成对频谱。运营商最初在两个模式之间的取舍纯粹出于对频谱可用性的考虑。大多运营商将会同时部署两种网络,以便充分利用其拥有的所有频谱资源。FDD和TDD在技术上区别其实很小,主要区别就在于采用不同的双工方式,频分双工(FDD)和时分双工(TDD)是两种不同的双工方式。FDD是在分离的两个对称频率信道上进行接收和发送,用保护频段来分离接收和发送信道。FDD必须采用成对的频率,依靠频率来区分上下行链路,其单方向的资源在时间上是连续的。FDD在支持对称业务时,能充分利用上下行的频谱,但在支持非对称业务时,频谱利用率将大大降低。TDD用时间来分离接收和发送信道。在TDD方式的移动通信系统中,接收和发送使用同一频率载波的不同时隙作为信道的承载,其单方向的资源在时间上是不连续的,时间资源在两个方向上进行了分配。某个时间段由基站发送信号给移动台,另外的时间由移动台发送信号给基站,基站和移动台之间必须协同一致才能顺利工作。采用本实用新型的楼梯间扩展型火表,针对现有技术火表功能单一、检测精度不高的技术问题,通过在火表上集成识别系统,充分利用火表所在的楼梯间的公共空间对附近人物目标进行实时监控,有力地保证居民的人身和财产安全,更关键的是,所述识别系统还改造了火表的自身结构,去除设备冗余,提升了原有火表的工作效率。可以理解的是,虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上,然而上述实施例并非用以限定本实用新型。对于任何熟悉本领域的技术人员而言,在不脱离本实用新型技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本实用新型技术方案的内容,依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。...
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