一种数字表计检测方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种数字表计检测系统及方法，该数字表计检测系统包括：被测数字表计、标准源、CCD相机、升降机构、数据采集卡、PXI机箱及显示器；标准源向被测数字表计输出测试标准值，并将测试标准值发送给PXI机箱，所述CCD相机采集所述被测数字表计的屏幕图像，并将所述屏幕图像传输给插入所述PXI机箱中的所述数据采集卡，所述的PXI机箱对所述屏幕图像进行图像处理后生成字符串类型的图像数据，并将所述测试标准值及字符串类型的图像数据进行比对，生成比对结果信息并输出给所述的显示器。本发明能够解决现有技术中人工读表及通过接口读取数字表计信息的弊端，能够快速准确的读取待测数字表计的测试标准值，实现标准值与被测数字表计读数的同步处理。
【专利说明】一种数字表计检测方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明是关于数字表计检测技术，特别是关于一种数字表计检测方法及系统。
【背景技术】
[0002]随着电网自动化水平的不断提高，数字表计(包括电能表、电流表等表计)被广泛 应用于各个电力系统。在数字表计出厂使用前，需要对各类型的数字表计的进行自动化检 测，现有的数字表计检测方法主要采用如下两种:
[0003]( I)通过接口连接数字表计，获取数字表计读数信息，这种测试方法主要用于具有 测试接口的数字表计。但是，被测数字表计类型往往难以扩展，为对多数具有接口的数字表 计进行检测，需要开发拓展通信协议。当前通信接口和协议五花八门，一般的检测检定系统 一旦定型，通信协议拓展难度较大。
[0004](2)人工读数方法测试数字电表，该方法是通过人工直接读取数字表计的读数。没 有测试接口的数字目前只能采用该方法。但是该方法存在极大的弊端，首先，在检测过程 中，由于需要检测人员不断切换测试类型和量程，对各类电量测点进行挨个测试，由于视觉 范围的限制，不能同步获得标准器和数字式表计的读数，存在一定的迟滞性，对测试结果正 确与否有一定的影响。其次，由于测试类型丰富、数据量大、人工操作连续性差，导致测试效 率难以提高，给测试工作的开展带来了一定的人为影响。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种数字表计检测方法及系统，以解决现有技术中人工读表及通过接 口读取数字表计信息的弊端，快速准确的读取待测数字表计的测试标准值，实现标准值与 被测数字表计读数的同步处理。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供一种数字表计检测系统，所述的数字表计检测系 统包括:被测数字表计、标准源、CCD相机、升降机构、数据采集卡、PXI机箱及显示器；所述 的标准源连接所述的被测数字表计及PXI机箱，所述的CCD相机固定在所述升降机构上并 通过信号线连接所述的数据采集卡，所述的数据采集卡插入所述PXI机箱的插卡孔中，所 述的PXI机箱连接所述的显示器；所述的标准源向所述的被测数字表计输出测试标准值， 并将所述测试标准值发送给所述的PXI机箱，所述CCD相机采集所述被测数字表计的屏幕 图像，并将所述屏幕图像传输给插入所述PXI机箱中的所述数据采集卡，所述的PXI机箱对 所述屏幕图像进行图像处理后生成字符串类型的图像数据，并将所述测试标准值及字符串 类型的图像数据进行比对，生成比对结果信息并输出给所述的显示器。
[0007]在一实施例中，所述的PXI机箱包括:微处理器，数字图像处理模块，标准源控制 模块，视觉设备控制模块；所述的标准源控制模块用于控制所述的标准源向所述的被测数 字表计输出测试标准值，并从所述的标准源获取所述测试标准值；所述的视觉设备控制模 块用于控制所述的CCD相机及数据采集卡；所述的数字图像处理模块用于对所述屏幕图像 进行图像处理后生成字符串类型的图像数据；所述的微处理器用于将所述测试标准值及字符串类型的图像数据进行比对，生成比对结果信息并输出给所述的显示器。
[0008]在一实施例中,所述的测试标准值包括:标准电量、标准电压及标准电流。
[0009]在一实施例中，所述的数字表计检测系统包括:光源，用于为所述CCD相机拍摄提 供辅助光源。
[0010]在一实施例中，所述的标准源通过PX1-GPIB-HS总线连接所述的被测数字表计及 PXI机箱。
[0011]在一实施例中，所述的升降机构为WN09VM120手动升降台。
[0012]进一步地，所述的数字表计检测系统还包括:连接至所述PXI机箱的鼠标及键盘。
[0013]为了实现上述目的，本发明提供一种数字表计检测方法，所述的数字表计检测方 法包括:控制所述的标准源向所述的被测数字表计输出测试标准值，并从所述的标准源获 取所述的测试标准值；所述的CCD相机采集所述被测数字表计的屏幕图像；所述CCD相机 将所述屏幕图像传输给插入所述PXI机箱中的所述数据采集卡；所述的PXI机箱对所述屏 幕图像进行处理，生成字符串类型的图像数据；将所述测试标准值与字符串类型的图像数 据进行比对，生成比对结果信息并输出。
[0014]在一实施例中，所述的PXI机箱对所述屏幕图像进行处理，生成字符串类型的图 像数据，包括:将所述的屏幕图像进行几何变换、二值化、滤波和形态学变换、边缘检测和分 割、字块OCR训练，生成字符串类型的图像数据。
[0015]在一实施例中，所述的测试标准值包括:标准电量、标准电压及标准电流。
[0016]本发明的数字表计检测方法及系统能够解决现有技术中人工读表及通过接口读 取数字表计信息的弊端，能够快速准确的读取待测数字表计的测试标准值，实现标准值与 被测数字表计读数的同步处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本发明实施的数字表计检测系统的结构示意图；
[0019]图2为本发明实施例的数字表计检测系统的原理图；
[0020]图3为本发明实施例的数字表计检测系统的功能示意图；
[0021]图4为本发明实施例的数字表计检测方法流程图。
【具体实施方式】
[0022]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0023]如图1所示，本发明实施提供一种数字表计检测系统，所述的数字表计检测系统 包括:被测数字表计101、标准源102、CXD相机103、升降机构104、数据采集卡105、PXI机箱106及显示器107。
[0024]标准源102连接被测数字表计101及PXI机箱106。CXD相机103通过支架108 固定在升降机构上，并通过信号线连接数据采集卡105。数据采集卡105插入PXI机箱106 的插卡孔109中，PXI机箱106连接显示器107。
[0025]在检测被测数字表计101时，标准源102向被测数字表计101输出测试标准值，并 将标准源102产生的该测试标准值发送给PXI机箱106。CCD相机103采集被测数字表计 101的屏幕图像，并将该述屏幕图像传输给插入PXI机箱106的插卡孔109中的数据采集 卡105。PXI机箱对数据采集卡105中的屏幕图像进行图像处理后生成字符串类型的图像 数据，将上述测试标准值与字符串类型的图像数据进行比对，生成比对结果信息，然后将该 比对结果信息输出到显示器107，反馈给用户。
[0026]PXI机箱对数据采集卡105中的屏幕图像进行图像处理后生成字符串类型的图像 数据的过程包括对屏幕图像进行:图像的数化、编码、几何变换、二值化、点处理、滤波、数学 形态学变换、边缘检测和分割、字块OCR训练等步骤，生成字符串类型的图像数据，上述将 屏幕图像转换为字符串类型的图像数据的过程为本领域的现有技术，在此不再赘述。
[0027]本发明被测数字表计的检测系统，从原理上讲，如图1所示，其组成包括如下三部 分:
[0028]读表模块:由CXD相机103实时获取被测数字表计101的屏幕图像，经由数据采集 卡(1394图像采集卡)105进行图像采集，并发送至PXI机箱106，对屏幕图像进行一系列的 处理，使该屏幕图像转化成字符串类型的图像数据。
[0029]控源模块:该模块负责完成对标准源102的读写操作，即向标准源102发送相应的 数据读取指令，使之向被测数字式表计输出测试标准值，并从标准源102直接读取该测试 标准值传输到PXI机箱。
[0030]数据管理及计算模块:该模块是本被测数字表计的检测系统的枢纽，负责上面两 个模块进程的控制，使二者能够同步运行，并对读表模块和控源模块传递来的同步数据进 行计算，生成比对结果，并将比对结果反馈至用户界面以生成报表，完成与数据库的交互操 作。同时，该数据管理及计算模块具备多个人机信息交互功能，可以完成多种数据的维护与
管理工作。
[0031]图2为本发明的数字表计检测系统的原理图，如图2所示，本发明的数字表计检测 系统由对标准源的控制、数字图像处理模块、测试流程管理、数据传递与计算、人机交互、与 SQL数据库的数据交互等部分组成。现对各部分的功能叙述如下:
[0032](I)标准源控制模块:该过程由图2中的标准设备控制模块所控制。首先 根据IEEE488.2协议经由GPIB通信组件(GPIB板卡、PX1-GPIB-HS总线(标准源通过 PX1-GPIB-HS总线连接所述的被测数字表计及PXI机箱。))向标准源发送联络信号，握手成 功后向标准源101发送包含标准测点信息、输出指令在内的数据包，标准源响应后，采集其 输出的标准值，传至数据微处理器(也可以是中央处理器)待用。
[0033](2)数字图像处理模块:通过工业相机((XD相机103)等工具实时采集被测数字表 计的屏幕图像，由于接受了标准源的输出，图像中包含被测表计的测量信息。对图像进行几 何变换、二值化、滤波和形态学变换、边缘检测和分割、字块OCR训练等处理，将屏幕图像中 的测量信息转换成字符串类型的图像数据，并传至微处理器。[0034](3)测试流程管理模块:该模块通过对数字图像处理模块、对标准源控制模块、 IEEE488.2通信协议等的综合管理和控制，实现测点值(被测数字表计的屏幕图像生成的字 符串类型的图像数据)、标准值的传递等功能，其工作流程为:通过标源控制模块得到标准 数据，等待数字图像处理模块递出的被测数据，同步输入微处理器。
[0035](4)微处理器:微处理器负责接收测试流程管理模块传递来的数据，并将标准值与 被测数据(字符串类型的图像数据)进行比对，根据用户需求生成各种误差(包括被测数据 与标准值的相对误差与绝对误差)计算结果，连同标准值与被测数据一起发送至显示器107 的人机交互界面，反馈给用户进行判断。
[0036](5)人机交互功能:主要有设备信息管理、测试方案的制定和管理，与其他模块之 间的数据交互，最终测试信息的反馈等。
[0037](6)与数据库的数据交互:存储各类数据，负责各模块间的数据交互。最终，根据 人机交互界面上反馈的信息生成报表。
[0038](7)视觉设备控制模块:连接CXD相机及1394数据采集卡，用于控制CXD相机进 行图像采集并传输到1394数据采集卡，并控制1394数据采集卡将屏幕图像传输到微处理器。
[0039]图2的视觉设备数据处理模块可以对多个屏幕图像生成有效的字符串类型的图 像数据取平均值。
[0040]上述的标准源控制模块、数字图像处理模块、测试流程管理模块、视觉设备数据处 理模块、微处理器及视觉设备控制模块等都属于PXI机箱中的模块。
[0041]在一实施例中，上述的测试标准值可以包括:标准电量、标准电压及标准电流等。
[0042]本发明的数字表计检测系统还可以包括:光源201，用于为所述CXD相机拍摄提供 辅助光源。另外，上述的升降机构可以采用WN09VM120手动升降台。
[0043]图3为数字表计检测系统的功能示意图，整个数字表计检测系统从结构上分为数 字图像处理模块和数字式表计检测主平台两部分。其中，数字图像处理模块主要负责图像 采集的相关配置、图像采集及处理、字符识别及传递等功能。而数字式表计检测主平台是指 除数字图像处理界面外的系统主界面，它的主要界面包括:系统登陆、系统目录树和各相关 选项。具参数维护(标准设备维护、被测设备维护、测试参数维护)、检测检定的实现，报告管 理、系统使用情况管理、系统权限管理等功能。从系统层次上讲，则可实现对所有具备显示 功能数字式表计的检定检测校准。
[0044]如图4所示，本发明实施例提供一种数字表计检测方法，应用于图1、图2、图3所 述的数字表计检测系统，所述的数字表计检测方法包括:
[0045]步骤S401:控制所述的标准源102向所述的被测数字表计101输出测试标准值， 并从所述的标准源102获取所述的测试标准值以传输到人机交互模块进行计算并反馈给用户。
[0046]步骤S402:所述的CXD相机103采集所述被测数字表计101的屏幕图像。
[0047]步骤S403:所述CXD相机103将所述屏幕图像传输给插入所述PXI机箱106中的 上述数据采集卡。
[0048]步骤S404:所述的PXI机箱106对所述屏幕图像进行处理，生成字符串类型的图
像数据。[0049]步骤S405:将所述测试标准值与字符串类型的图像数据进行比对，生成比对结果 信息并输出给显不器。
[0050]PXI机箱对数据采集卡105中的屏幕图像进行图像处理后生成字符串类型的图像 数据的过程包括对屏幕图像进行:图像的数化、编码、几何变换、二值化、点处理、滤波、数学 形态学变换、边缘检测和分割、字块OCR训练等步骤，生成字符串类型的图像数据，上述将 屏幕图像转换为字符串类型的图像数据的过程为本领域的现有技术，在此不再赘述。
[0051]在一实施例中，上述的测试标准值可以包括:标准电量、标准电压及标准电流。
[0052]本发明实施例的有益效果在于，本发明的数字表计检测方法及系统能够解决现有 技术中人工读表及通过接口读取数字表计信息的弊端，能够快速准确的读取待测数字表计 的测试标准值，实现标准值与被测数字表计读数的同步处理。
[0053]本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序 产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实 施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机 可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产 品的形式。
[0054]本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程 图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一 流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算 机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理 器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生 用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能 的装置。
[0055]这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特 定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指 令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或 多个方框中指定的功能。
[0056]这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计 算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或 其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图 一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0057]本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例 的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员， 依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内 容不应理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1.一种数字表计检测系统，其特征在于，所述的数字表计检测系统包括:被测数字表计、标准源、CXD相机、升降机构、数据采集卡、PXI机箱及显示器；所述的标准源连接所述的被测数字表计及PXI机箱，所述的CCD相机固定在所述升降机构上并通过信号线连接所述的数据采集卡，所述的数据采集卡插入所述PXI机箱的插卡孔中，所述的PXI机箱连接所述的显示器；所述的标准源向所述的被测数字表计输出测试标准值，并将所述测试标准值发送给所述的PXI机箱，所述CCD相机采集所述被测数字表计的屏幕图像，并将所述屏幕图像传输给插入所述PXI机箱中的所述数据采集卡，所述的PXI机箱对所述屏幕图像进行图像处理后生成字符串类型的图像数据，并将所述测试标准值及字符串类型的图像数据进行比对，生成比对结果信息并输出给所述的显示器。
2.根据权利要求1所述的数字表计检测系统，其特征在于，所述的PXI机箱包括:微处理器，数字图像处理模块，标准源控制模块，视觉设备控制模块；所述的标准源控制模块用于控制所述的标准源向所述的被测数字表计输出测试标准值，并从所述的标准源获取所述测试标准值；所述的视觉设备控制模块用于控制所述的CCD相机及数据采集卡；所述的数字图像处理模块用于对所述屏幕图像进行图像处理后生成字符串类型的图像数据；所述的微处理器用于将所述测试标准值及字符串类型的图像数据进行比对，生成比对结果信息并输出给所述的显示器。
3.根据权利要求1所述的数字表计检测系统，其特征在于，所述的测试标准值包括:标准电量、标准电压及标准电流。
4.根据权利要求1所述的数字表计检测系统，其特征在于，所述的数字表计检测系统包括:光源，用于为所述CCD相机拍摄提供辅助光源。
5.根据权利要求1所述的数字表计检测系统，其特征在于，所述的标准源通过 PX1-GPIB-HS总线连接所述的被测数字表计及PXI机箱。
6.根据权利要求1所述的数字表计检测系统，其特征在于，所述的升降机构为 WN09VM120手动升降台。
7.根据权利要求1所述的数字表计检测系统，其特征在于，所述的数字表计检测系统还包括:连接至所述PXI机箱的鼠标及键盘。
8.一种数字表计检测方法，应用于权利要求1所述的数字表计检测系统，其特征在于， 所述的数字表计检测方法包括:控制所述的标准源向所述的被测数字表计输出测试标准值，并从所述的标准源获取所述的测试标准值；所述的CCD相机采集所述被测数字表计的屏幕图像；所述CCD相机将所述屏幕图像传输给插入所述PXI机箱中的所述数据采集卡；所述的PXI机箱对所述屏幕图像进行处理，生成字符串类型的图像数据；将所述测试标准值与字符串类型的图像数据进行比对，生成比对结果信息并输出。
9.根据权利要求8所述的数字表计检测方法，其特征在于，所述的PXI机箱对所述屏幕图像进行处理，生成字符串类型的图像数据，包括:将所述的屏幕图像进行几何变换、二值化、滤波和形态学变换、边缘检测和分割、字块OCR训练，生成字符串类型的图像数据。
10.根据权利要求8所述的数字表计检测方法，其特征在于，所述的测试标准值包括:标准电量、标准电压及.标准电流。
【文档编号】G01R35/00GK103439677SQ201310357657
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2013年8月16日
【发明者】王晓燕, 傅军, 易忠林, 丁恒春, 袁瑞铭, 钟侃 申请人:国家电网公司, 华北电力科学研究院有限责任公司