电能表无线抄表系统的制作方法
【专利说明】电能表无线抄表系统
[0001]本发明是申请号为201510149886.0、申请日为2015年3月31日、发明名称为“电能表无线抄表系统”的专利的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及电能表领域，尤其涉及一种电能表无线抄表系统。
【背景技术】
[0003]电能表是确定单位和居民用电量大小的仪表设备，电能表读数的获取是供电方进行电费收取的重要步骤，因而，电能表读数的获取需要精确，同时由于电能表数量的众多，电能表读数的获取也需要高效。
[0004]传统的电能表读数获取方式是通过供电方安排工作人员到电能表所在位置进行手工抄表，这种手工抄表的方式工作量大、效率低，不能对用电情况进行实时监控，同时，也出现了一些远程抄表方案，通过电能表所在位置的图像采集设备对电能表进行拍摄，通过图像处理设备对电能表图像进行读数识别，但这些远程抄表方案都没有考虑到在雾霾严重时，雾霾对电能表读数的影响。
[0005]因此，需要一种新的电能表智能化抄表系统，能够替代原始的人工抄表方式，提高抄表的效率，同时对拍摄的电能表图像进行去雾霾化处理，以保障获得的电能表读数的精度。
【发明内容】
[0006]为了解决上述问题，本发明提供了一种电能表无线抄表系统，利用Zigbee通信技术和GPRS通信技术搭建了一套无线数据收发平台，保障数据传输的高效率，同时，根据大气衰减模型确定雾霾对图像的影响因素，并对雾霾天气下采集的电能表图像进行去雾霾化处理，获得清晰的电能表图像，从而保障读数识别的准确性。
[0007]根据本发明的一方面，提供了一种电能表无线抄表系统，所述系统包括AT89C51单片机、Zigbee通信接口、GPRS通信接口和多个电能表抄表终端，每一个电能表抄表终端包括图像采集子设备和图像处理子设备用于对对应电能表的读数分别进行图像采集和图像处理，以获得对应电能表的数字化读数，AT89C51单片机通过Zigbee通信接口与多个电能表抄表终端无线连接，以获得多个电能表的数字化读数，并通过GPRS通信接口与远端智能抄表平台无线连接以将多个电能表的数字化读数无线发送给所述智能抄表平台。
[0008]更具体地，在所述电能表无线抄表系统中，还包括:第一串口，位于所述AT89C51单片机与所述Zigbee通信接口之间，用于将所述Zigbee通信接口与所述AT89C51单片机相连，所述第一串口为RS485串口模块；第二串口，位于所述AT89C51单片机与所述GPRS通信接口之间，用于将所述GPRS通信接口与所述AT89C51单片机相连，所述第二串口为RS232串口模块；电源模块，包括太阳能供电器件、蓄电池、切换开关和电压转换器，所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述蓄电池分别连接，根据蓄电池剩余电量决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压；每一个电能表抄表终端还包括:存储子设备，用于预先存储天空上限灰度阈值和天空下限灰度阈值，所述天空上限灰度阈值和所述天空下限灰度阈值用于分离出图像中的天空区域，还用于预先存储预设像素值阈值，所述预设像素值阈值取值在O到255之间；雾霾浓度检测子设备，位于空气中，用于实时检测对应电能表所在位置的雾霾浓度，并根据雾霾浓度确定雾霾去除强度，所述雾霾去除强度取值在O到I之间；所述图像采集子设备，为一 CMOS视觉传感器，对对应电能表的读数进行图像采集以获得目标电能表图像，所述目标电能表图像的分辨率为1920X1080 ;区域划分子设备，与所述存储子设备和所述图像采集子设备分别连接，对所述目标电能表图像进行灰度化处理以获得灰度化目标电能表图像，将所述灰度化目标电能表图像中灰度值在所述天空上限灰度阈值和所述天空下限灰度阈值之间的像素识别并组成灰度化天空子图案，从所述灰度化目标电能表图像分割出所述灰度化天空子图案以获得灰度化非天空子图像，基于所述灰度化非天空子图像在所述目标电能表图像中的位置获得与所述灰度化非天空子图像对应的彩色非天空子图像；黑色通道获取子设备，与所述区域划分子设备连接以获得所述彩色非天空子图像，针对所述彩色非天空子图像中每一个像素，计算其R，G，B三颜色通道像素值，在所述彩色非天空子图像中所有像素的R，G，B三颜色通道像素值中提取一个数值最小的颜色通道像素值所在的颜色通道作为黑色通道；整体大气光值获取子设备，与所述存储子设备连接以获得预设像素值阈值，与所述区域划分子设备和所述黑色通道获取子设备分别连接以获得所述目标电能表图像和所述黑色通道，将所述目标电能表图像中黑色通道像素值大于等于预设像素值阈值的多个像素组成待检验像素集，将所述待检验像素集中具有最大灰度值的像素的灰度值作为整体大气光值；大气散射光值获取子设备，与所述区域划分子设备和所述雾霾浓度检测子设备分别连接，对所述目标电能表图像的每一个像素，提取其R，G，B三颜色通道像素值中最小值作为目标像素值，使用保持边缘的高斯平滑滤波器EPGF (edge-preserving gaussian filter)对所述目标像素值进行滤波处理以获得滤波目标像素值，将目标像素值减去滤波目标像素值以获得目标像素差值，使用EPGF对目标像素差值进行滤波处理以获得滤波目标像素差值，将滤波目标像素值减去滤波目标像素差值以获得雾霾去除基准值，将雾霾去除强度乘以雾霾去除基准值以获得雾霾去除阈值，取雾霾去除阈值和目标像素值中的最小值作为比较参考值，取比较参考值和O中的最大值作为每一个像素的大气散射光值；介质传输率获取子设备，与所述整体大气光值获取子设备和所述大气散射光值获取子设备分别连接，将每一个像素的大气散射光值除以整体大气光值以获得除值，将I减去所述除值以获得每一个像素的介质传输率；清晰化图像获取子设备，与所述区域划分子设备、所述整体大气光值获取子设备和所述介质传输率获取子设备分别连接，将I减去每一个像素的介质传输率以获得第一差值，将所述第一差值乘以整体大气光值以获得乘积值，将所述目标电能表图像中每一个像素的像素值减去所述乘积值以获得第二差值，将所述第二差值除以每一个像素的介质传输率以获得每一个像素的清晰化像素值，所述目标电能表图像中每一个像素的像素值包括所述目标电能表图像中每一个像素的R，G，B三颜色通道像素值，相应地，获得的每一个像素的清晰化像素值包括每一个像素的R，G，B三颜色通道清晰化像素值，所有像素的清晰化像素值组成清晰化电能表图像；所述图像处理子设备与所述清晰化图像获取子设备连接以获得所述清晰化电能表图像，并基于预存的电能表基准模板识别出所述清晰化电能表图像中电能表读数字符所在区域，基于OCR识别确定所述电能表读数字符所在区域中读数以作为电能表的数字化读数输出；Zigbee通信子设备，用于与所述Zigbee通信接口建立Zigbee通信链路；其中，所述AT89C51单片机在通过Zigbee通信接口接收到每一个电能表抄表终端发送的电能表的数字化读数后，还对电能表的数字化读数进行数据完整性检查，在确定电能表的数字化读数的数据完整时，将电能表的数字化读数通过GPRS通信接口无线发送给所述智能抄表平台。
[0009]更具体地，在所述电能表无线抄表系统中，所述雾霾浓度检测子设备还包括静态存储单元，用于预先存储关系对照表，所述关系对照表保存了雾霾浓度与雾霾去除强度之间的对应关系。
[0010]更具体地，在所述电能表无线抄表系统中，所述图像采集子设备还包括镜头和滤光片，所述滤光片位于镜头前方，所述镜头位于所述CMOS视觉传感器前方。
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