防雷配电柜的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种防雷配电柜，包括配电柜主体、配电柜通信设备、计时器、CCD图像传感器和主控设备等。本发明利用设置在柜体内的防雷供电通路，将由电源系统进入的雷击浪涌电压经过第一级泄放单元、第二级阻流单元和第三级钳位单元进行三级消除，进而可以避免雷击浪涌电压由电源系统对计量装置造成损坏。另外，该防雷配电柜内还设置有直通供电电路和切换电路，当少雷雨季节(例如冬季)、防雷电路故障、检修或保养时，切换电路可以将直通供电电路导通，而将防雷供电电路断开，进而可以实现在保养时不中断计量装置的供电。
【专利说明】
防雷配电柜
技术领域
[0001]本发明涉及配电柜领域，尤其涉及一种防雷配电柜。
【背景技术】
[0002]随着科技的进步，由微型计算机和大规模集成电路装置组成的自动化系统，代替常规的测量和监视仪表、常规的控制屏、中央信号系统、远动屏和常规的继电保护。提高了自动化和智能化水平。
[0003]但是，随之而出现的问题是，对于微机系统的集成电路，运行电压只有数伏、信号电流仅为微安级，相比以往的电磁式保护装置所具备耐冲击容量要小，对浪涌的耐受能力比较脆弱，特别是雷击过电压的暂态冲击会造成微机系统严重损坏，因此目前微机系统、电脑网络等综合自动化、智能化设备的防雷击问题被要求纳入了正常的保护中。
【发明内容】
[0004]为了解决上述问题，根据本发明的一方面，提供了一种防雷配电柜，所述配电柜包括配电柜主体、配电柜通信设备、计时器、CXD图像传感器和主控设备，配电柜通信设备、计时器、C⑶图像传感器和主控设备都设置在配电柜主体上，计时器、CXD图像传感器和主控设备协同操作，用于确定交通路口的行人数量，并将交通路口的行人数量发送给配电柜通信设备。
[0005]更具体地，在所述防雷配电柜中，包括:配电柜主体，包括柜体和悬挂式结构;柜体采用厚度为1.5毫米的冷乳钢板并具有加筋板和肋板;悬挂式结构包括悬挂安装支承、悬挂槽钢、垫块、垫片和方头螺钉，悬挂安装支承为凹槽型钢结构，倒扣在柜体顶壁上，垫块位于悬挂安装支承和柜体顶壁之间，悬挂槽钢为一侧立式U型钢结构，位于悬挂安装支承上方，由上部钢条、下部钢条和纵向钢条组成，方头螺钉用于连接悬挂安装支承和悬挂槽钢的下部钢条，垫片位于悬挂安装支承和悬挂槽钢的下部钢条之间，悬挂槽钢的上部钢条固定在悬挂平台上以实现对柜体的悬挂式安装;计时器，设置在柜体内，用于输出当前时刻所在的时间段并作为实时时间段输出，实时时间段为一天24个时间段之一;CCD图像传感器，设置在柜体外侧表面上，用于对交通路口进行拍摄，以获得路口图像;MMC卡，设置在柜体内，用于预先存储24个基准时间段路口图像，每一个基准时间段路口图像对应一个时间段，每一个基准时间段路口图像为在对应时间段下CCD图像传感器对交通路口在无任何行人状态下进行预先拍摄所获得的图像，MMC卡还用于预先存储交通路口地址、第一二值化阈值、第二二值化阈值、基准行人灰度化图片和预设匹配度阈值，基准行人灰度化图片为只包括基准行人轮廓的灰度化图片，预设匹配度阈值为小于I的百分比数值;背景选择设备，设置在柜体内，与计时器和MMC卡分别连接，基于当前时刻计时器输出的实时时间段在MMC卡中寻找对应的基准时间段路口图像并作为目标背景图像输出；图像分割设备，设置在柜体内，与CCD图像传感器、MMC卡和背景选择设备分别连接，通过CCD图像传感器接收当前时刻的高清路口图像和当前时刻下一秒的高清路口图像，分别作为第一高清路口图像和第二高清路口图像，将第一高清路口图像的每一个像素的灰度值减去第二高清路口图像中对应位置的像素的灰度值并取绝对值以获得第一绝对值，将第一高清路口图像的每一个像素的灰度值减去目标背景图像中对应位置的像素的灰度值并取绝对值以获得第二绝对值，当第一绝对值大于等于第一二值化阈值且第二绝对值大于等于第二二值化阈值时，第一高清路口图像的对应像素被确定为运动像素，否则，第一高清路口图像的对应像素被确定为静止像素，将第一高清路口图像中所有运动像素组成的图像作为运动图像输出，运动图像由一个或多个运动区域组成；图像形态学处理设备，设置在柜体内，与图像分割设备连接，用于接收运动图像，并对每一个运动区域进行去噪处理以获得去噪子图像，填补去噪子图像内部空洞并连接去噪子图像内的断点以获得整形子图像，输出一个或多个整形子图像;平滑处理设备，设置在柜体内，与图像形态学处理设备连接，用于对接收到的每一个整形子图像进行平滑处理，以获得平滑子图像；中值滤波设备，设置在柜体内，与平滑处理设备连接，用于对接收到的平滑子图像执行中值滤波处理，以滤除在平滑子图像中的散射成分，获得中值滤波子图像;尺度变换增强设备，设置在柜体内，与中值滤波设备连接，用于对接收到的中值滤波子图像执行尺度变换增强处理，以获得增强子图像;灰度化处理设备，设置在柜体内，与尺度变换增强设备连接，用于对接收到的增强子图像进行灰度化处理，以获得灰度化子图像;主控设备，设置在柜体内，与灰度化处理设备和MMC卡分别连接，将每一个灰度化子图像与基准行人灰度化图片进行匹配，当匹配度大于等于预设匹配度阈值时，对应的灰度化子图像被确定为行人子图像，计算行人子图像的个数并作为行人数量输出；配电柜通信设备，设置在柜体外侧表面上，与主控设备和MMC卡分别连接，接收行人数量和交通路口地址，基于行人数量确定交通路口地址附近路灯的开启密度，行人数量越多，交通路口地址附近路灯的开启密度越小，并基于交通路口地址将确定的开启密度通过无线通信链路发送给交通路口地址附近的每一个LED路灯。
[0006]更具体地，在所述防雷配电柜中:交通路口地址附近的每一个LED路灯接收开启密度，并根据开启密度确定自身的开启状态。
[0007]更具体地，在所述防雷配电柜中:尺度变换增强设备、中值滤波设备、平滑处理设备和灰度化处理设备分别采用不同型号的FPGA芯片来实现。
[0008]更具体地，在所述防雷配电柜中:尺度变换增强设备、中值滤波设备、平滑处理设备和灰度化处理设备被集成在一块集成电路板上。
[0009]更具体地，在所述防雷配电柜中，还包括:接线端子排，设置在柜体内，用于连接外部输入端子。
【附图说明】
[0010]以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中:
[0011]图1为根据本发明实施方案示出的防雷配电柜的结构方框图。
[0012]附图标记:1配电柜主体;2配电柜通信设备;3计时器;4CXD图像传感器;5主控设备
【具体实施方式】
[0013]下面将参照附图对本发明的防雷配电柜的实施方案进行详细说明。
[0014]当前，城市各个路灯开启和关闭控制都是统一进行，在夜幕降临时，同时打开所有路灯，在天亮时同时关闭所有路灯，这样的开关方式很难控制总体的路灯能耗。一些城市的市政管理部门通过对路灯进行更新换代，例如采用LED路灯替换现有的老式路灯，这样的替换方式虽然在一定程度上降低了总体能耗，然而由于路灯的数量没有减少，开启关闭方式没有改变，总体减少的能耗毕竟有限。
[0015]为了克服上述不足，本发明搭建了一种防雷配电柜，能够在各个交通路口处建立数据采集平台，对交通路口的实时人流数量进行准确采集，并基于实时人流数量为附近LED路灯的开关控制提供参考，从而降低LED路灯总体能耗，提高整个城市的智能化水准。
[0016]图1为根据本发明实施方案示出的防雷配电柜的结构方框图，所述配电柜包括配电柜主体、配电柜通信设备、计时器、C⑶图像传感器和主控设备，配电柜通信设备、计时器、CXD图像传感器和主控设备都设置在配电柜主体上，计时器、CXD图像传感器和主控设备协同操作，用于确定交通路口的行人数量，并将交通路口的行人数量发送给配电柜通信设备。
[0017]接着，继续对本发明的防雷配电柜的具体结构进行进一步的说明。
[0018]所述配电柜包括:配电柜主体，包括柜体和悬挂式结构;柜体采用厚度为1.5毫米的冷乳钢板并具有加筋板和肋板。
[0019]悬挂式结构包括悬挂安装支承、悬挂槽钢、垫块、垫片和方头螺钉，悬挂安装支承为凹槽型钢结构，倒扣在柜体顶壁上，垫块位于悬挂安装支承和柜体顶壁之间，悬挂槽钢为一侧立式U型钢结构，位于悬挂安装支承上方，由上部钢条、下部钢条和纵向钢条组成，方头螺钉用于连接悬挂安装支承和悬挂槽钢的下部钢条，垫片位于悬挂安装支承和悬挂槽钢的下部钢条之间，悬挂槽钢的上部钢条固定在悬挂平台上以实现对柜体的悬挂式安装。
[0020]所述配电柜包括:计时器，设置在柜体内，用于输出当前时刻所在的时间段并作为实时时间段输出，实时时间段为一天24个时间段之一 ;CCD图像传感器，设置在柜体外侧表面上，用于对交通路口进行拍摄，以获得路口图像。
[0021]所述配电柜包括:MMC卡，设置在柜体内，用于预先存储24个基准时间段路口图像，每一个基准时间段路口图像对应一个时间段，每一个基准时间段路口图像为在对应时间段下CCD图像传感器对交通路口在无任何行人状态下进行预先拍摄所获得的图像，MMC卡还用于预先存储交通路口地址、第一二值化阈值、第二二值化阈值、基准行人灰度化图片和预设匹配度阈值，基准行人灰度化图片为只包括基准行人轮廓的灰度化图片，预设匹配度阈值为小于I的百分比数值。
[0022]所述配电柜包括:背景选择设备，设置在柜体内，与计时器和MMC卡分别连接，基于当前时刻计时器输出的实时时间段在MMC卡中寻找对应的基准时间段路口图像并作为目标背景图像输出。
[0023]所述配电柜包括:图像分割设备，设置在柜体内，与CCD图像传感器、MMC卡和背景选择设备分别连接，通过CCD图像传感器接收当前时刻的高清路口图像和当前时刻下一秒的高清路口图像，分别作为第一高清路口图像和第二高清路口图像，将第一高清路口图像的每一个像素的灰度值减去第二高清路口图像中对应位置的像素的灰度值并取绝对值以获得第一绝对值，将第一高清路口图像的每一个像素的灰度值减去目标背景图像中对应位置的像素的灰度值并取绝对值以获得第二绝对值，当第一绝对值大于等于第一二值化阈值且第二绝对值大于等于第二二值化阈值时，第一高清路口图像的对应像素被确定为运动像素，否则，第一高清路口图像的对应像素被确定为静止像素，将第一高清路口图像中所有运动像素组成的图像作为运动图像输出，运动图像由一个或多个运动区域组成。
[0024]所述配电柜包括:图像形态学处理设备，设置在柜体内，与图像分割设备连接，用于接收运动图像，并对每一个运动区域进行去噪处理以获得去噪子图像，填补去噪子图像内部空洞并连接去噪子图像内的断点以获得整形子图像，输出一个或多个整形子图像。
[0025]所述配电柜包括:平滑处理设备，设置在柜体内，与图像形态学处理设备连接，用于对接收到的每一个整形子图像进行平滑处理，以获得平滑子图像。
[0026]所述配电柜包括:中值滤波设备，设置在柜体内，与平滑处理设备连接，用于对接收到的平滑子图像执行中值滤波处理，以滤除在平滑子图像中的散射成分，获得中值滤波子图像。
[0027]所述配电柜包括:尺度变换增强设备，设置在柜体内，与中值滤波设备连接，用于对接收到的中值滤波子图像执行尺度变换增强处理，以获得增强子图像。
[0028]所述配电柜包括:灰度化处理设备，设置在柜体内，与尺度变换增强设备连接，用于对接收到的增强子图像进行灰度化处理，以获得灰度化子图像。
[0029]所述配电柜包括:主控设备，设置在柜体内，与灰度化处理设备和MMC卡分别连接，将每一个灰度化子图像与基准行人灰度化图片进行匹配，当匹配度大于等于预设匹配度阈值时，对应的灰度化子图像被确定为行人子图像，计算行人子图像的个数并作为行人数量输出。
[0030]所述配电柜包括:配电柜通信设备，设置在柜体外侧表面上，与主控设备和MMC卡分别连接，接收行人数量和交通路口地址，基于行人数量确定交通路口地址附近路灯的开启密度，行人数量越多，交通路口地址附近路灯的开启密度越小，并基于交通路口地址将确定的开启密度通过无线通信链路发送给交通路口地址附近的每一个LED路灯。
[0031]可选地，在所述配电柜中:交通路口地址附近的每一个LED路灯接收开启密度，并根据开启密度确定自身的开启状态;尺度变换增强设备、中值滤波设备、平滑处理设备和灰度化处理设备分别采用不同型号的FPGA芯片来实现;尺度变换增强设备、中值滤波设备、平滑处理设备和灰度化处理设备被集成在一块集成电路板上；以及所述配电柜还可以包括接线端子排，设置在柜体内，用于连接外部输入端子。
[0032]另外，FPGA(Field —Programmable Gate Array)，即现场可编程门阵列，他是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。他是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
[0033]以硬件描述语言(Verilog或VHDL)所完成的电路设计，可以经过简单的综合与布局，快速的烧录至FPGA上进行测试，是现代IC设计验证的技术主流。这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路(比如AND、0R、X0R、N0T)或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。在大多数的FPGA里面，这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器(Flip — flop)或者其他更加完整的记忆块。系统设计师可以根据需要通过可编辑的连接把FPGA内部的逻辑块连接起来，就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里。一个出厂后的成品FPGA的逻辑块和连接可以按照设计者而改变，所以FPGA可以完成所需要的逻辑功會K。
[0034]FPGA—般来说比ASIC(专用集成电路)的速度要慢，实现同样的功能比ASIC电路面积要大。但是他们也有很多的优点比如可以快速成品，可以被修改来改正程序中的错误和更便宜的造价。厂商也可能会提供便宜的但是编辑能力差的FPGA。因为这些芯片有比较差的可编辑能力，所以这些设计的开发是在普通的FPGA上完成的，然后将设计转移到一个类似于ASIC的芯片上。另外一种方法是用CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)。
[0035]FPGA的开发相对于传统PC、单片机的开发有很大不同。FPGA以并行运算为主，以硬件描述语言来实现;相比于PC或单片机(无论是冯诺依曼结构还是哈佛结构)的顺序操作有很大区别。
[0036]早在1980年代中期，FPGA已经在PLD设备中扎根。CPLD和FPGA包括了一些相对大数量的可编辑逻辑单元。CPLD逻辑门的密度在几千到几万个逻辑单元之间，而FPGA通常是在几万到几百万。CPLD和FPGA的主要区别是他们的系统结构。CPLD是一个有点限制性的结构。这个结构由一个或者多个可编辑的结果之和的逻辑组列和一些相对少量的锁定的寄存器组成。这样的结果是缺乏编辑灵活性，但是却有可以预计的延迟时间和逻辑单元对连接单元高比率的优点。而FPGA却是有很多的连接单元，这样虽然让他可以更加灵活的编辑，但是结构却复杂的多。
[0037]采用本发明的防雷配电柜，针对现有技术交通路口附近LED路灯开启密度控制困难的技术问题，通过改造现有的交通路口的配电柜，将其作为数据采集和数据通信控制平台，为交通路口附近的LED路灯提供智能化的自适应开启关闭服务，从而有效利用现有的LED路灯资源，降低城市LED管理部门的运营成本。
[0038]可以理解的是，虽然本发明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发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明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，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明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，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种防雷配电柜，所述配电柜包括配电柜主体、配电柜通信设备、计时器、CCD图像传感器和主控设备，配电柜通信设备、计时器、CXD图像传感器和主控设备都设置在配电柜主体上，计时器、CCD图像传感器和主控设备协同操作，用于确定交通路口的行人数量，并将交通路口的行人数量发送给配电柜通信设备。2.如权利要求1所述的防雷配电柜，其特征在于，所述配电柜包括: 配电柜主体，包括柜体和悬挂式结构； 柜体采用厚度为1.5毫米的冷乳钢板并具有加筋板和肋板； 悬挂式结构包括悬挂安装支承、悬挂槽钢、垫块、垫片和方头螺钉，悬挂安装支承为凹槽型钢结构，倒扣在柜体顶壁上，垫块位于悬挂安装支承和柜体顶壁之间，悬挂槽钢为一侧立式U型钢结构，位于悬挂安装支承上方，由上部钢条、下部钢条和纵向钢条组成，方头螺钉用于连接悬挂安装支承和悬挂槽钢的下部钢条，垫片位于悬挂安装支承和悬挂槽钢的下部钢条之间，悬挂槽钢的上部钢条固定在悬挂平台上以实现对柜体的悬挂式安装； 计时器，设置在柜体内，用于输出当前时刻所在的时间段并作为实时时间段输出，实时时间段为一天24个时间段之一； CCD图像传感器，设置在柜体外侧表面上，用于对交通路口进行拍摄，以获得路口图像；MMC卡，设置在柜体内，用于预先存储24个基准时间段路口图像，每一个基准时间段路口图像对应一个时间段，每一个基准时间段路口图像为在对应时间段下CCD图像传感器对交通路口在无任何行人状态下进行预先拍摄所获得的图像，MMC卡还用于预先存储交通路口地址、第一二值化阈值、第二二值化阈值、基准行人灰度化图片和预设匹配度阈值，基准行人灰度化图片为只包括基准行人轮廓的灰度化图片，预设匹配度阈值为小于I的百分比数值； 背景选择设备，设置在柜体内，与计时器和MMC卡分别连接，基于当前时刻计时器输出的实时时间段在MMC卡中寻找对应的基准时间段路口图像并作为目标背景图像输出； 图像分割设备，设置在柜体内，与CCD图像传感器、MMC卡和背景选择设备分别连接，通过CCD图像传感器接收当前时刻的高清路口图像和当前时刻下一秒的高清路口图像，分别作为第一高清路口图像和第二高清路口图像，将第一高清路口图像的每一个像素的灰度值减去第二高清路口图像中对应位置的像素的灰度值并取绝对值以获得第一绝对值，将第一高清路口图像的每一个像素的灰度值减去目标背景图像中对应位置的像素的灰度值并取绝对值以获得第二绝对值，当第一绝对值大于等于第一二值化阈值且第二绝对值大于等于第二二值化阈值时，第一高清路口图像的对应像素被确定为运动像素，否则，第一高清路口图像的对应像素被确定为静止像素，将第一高清路口图像中所有运动像素组成的图像作为运动图像输出，运动图像由一个或多个运动区域组成； 图像形态学处理设备，设置在柜体内，与图像分割设备连接，用于接收运动图像，并对每一个运动区域进行去噪处理以获得去噪子图像，填补去噪子图像内部空洞并连接去噪子图像内的断点以获得整形子图像，输出一个或多个整形子图像； 平滑处理设备，设置在柜体内，与图像形态学处理设备连接，用于对接收到的每一个整形子图像进行平滑处理，以获得平滑子图像； 中值滤波设备，设置在柜体内，与平滑处理设备连接，用于对接收到的平滑子图像执行中值滤波处理，以滤除在平滑子图像中的散射成分，获得中值滤波子图像； 尺度变换增强设备，设置在柜体内，与中值滤波设备连接，用于对接收到的中值滤波子图像执行尺度变换增强处理，以获得增强子图像； 灰度化处理设备，设置在柜体内，与尺度变换增强设备连接，用于对接收到的增强子图像进行灰度化处理，以获得灰度化子图像； 主控设备，设置在柜体内，与灰度化处理设备和MMC卡分别连接，将每一个灰度化子图像与基准行人灰度化图片进行匹配，当匹配度大于等于预设匹配度阈值时，对应的灰度化子图像被确定为行人子图像，计算行人子图像的个数并作为行人数量输出； 配电柜通信设备，设置在柜体外侧表面上，与主控设备和MMC卡分别连接，接收行人数量和交通路口地址，基于行人数量确定交通路口地址附近路灯的开启密度，行人数量越多，交通路口地址附近路灯的开启密度越小，并基于交通路口地址将确定的开启密度通过无线通信链路发送给交通路口地址附近的每一个LED路灯。3.如权利要求2所述的防雷配电柜，其特征在于: 交通路口地址附近的每一个LED路灯接收开启密度，并根据开启密度确定自身的开启状态。4.如权利要求2所述的防雷配电柜，其特征在于: 尺度变换增强设备、中值滤波设备、平滑处理设备和灰度化处理设备分别采用不同型号的FPGA芯片来实现。5.如权利要求2所述的防雷配电柜，其特征在于: 尺度变换增强设备、中值滤波设备、平滑处理设备和灰度化处理设备被集成在一块集成电路板上。6.如权利要求2所述的防雷配电柜，其特征在于，还包括: 接线端子排，设置在柜体内，用于连接外部输入端子。
【文档编号】G08G1/01GK105844908SQ201610080136
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年2月4日
【发明人】弓保成
【申请人】弓保成