[发明专利]一种外框破损自动检测的电能表的使用方法

权利要求书

1.一种外框破损自动检测的电能表的使用方法，该方法包括：

1)提供一种外框破损自动检测的电能表，包括三相电能计量设备、 外框检测设备和主控制器，三相电能计量设备用于确定三相电力线路中各 相以及合相的有功功率、无功功率和视在功率，外框检测设备用于检测所 述电能表的外框特征，主控制器分别与三相电能计量设备和外框检测设备 连接，用于控制三相电能计量设备以及基于所述电能表的外框特征确定所 述电能表的外框破损程度；

2)使用该电能表。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电能表包括：

电流传感器，与三相电力线路连接，用于对三相电力线路中的电流信 号进行大小转换，输出相对于三相电力线路中的电流信号较小的微电流信 号；

电压传感器，与三相电力线路连接，用于对三相电力线路中的电压信 号进行大小转换，输出相对于三相电力线路中的电压信号较小的微电压信 号；

抗混叠滤波电路，分别与电流传感器和电压传感器连接，用于对接收 到的微电流信号和微电压信号进行抗混叠滤波处理，以输出处理后的微电 流信号和微电压信号；

三相电能计量设备，与抗混叠滤波电路连接，基于处理后的微电流信 号和微电压信号确定三相电力线路中各相以及合相的有功功率、无功功率 和视在功率；

整流设备，与三相电力线路连接，用于将三相电力线路的交流电整流 为直流电；

稳压设备，与整流设备连接，用于对直流电进行稳压处理；

变压设备，与稳压设备连接，用于对稳压后的直流电进行变压处理以 获得各个电子设备所需要的工作电压，各个电子设备所需要的工作电压包 括36V、12V、5V和3.3V；

日历时钟设备，包括日历时钟芯片和锂电池，日历时钟芯片用于提供 实时时钟数据，还通过同步串行接口I2C与凌阳SPCE061A芯片连接，锂 电池与日历时钟芯片连接，用于在断电情况下为日历时钟芯片提供备用电 力支持；

液晶显示设备，包括笔段式液晶显示驱动器和液晶显示屏，笔段式液 晶显示驱动器通过同步串行接口I2C与凌阳SPCE061A芯片连接，用于控 制液晶显示屏上的显示内容；

FLASH存储设备，通过串行外设接口SPI与凌阳SPCE061A芯片进行 双向数据交换，FLASH存储设备还用于存储预设灰度基准外框；

集成通信设备，与凌阳SPCE061A芯片连接，包括红外发射器、红外 接收器、光耦器件、RS485驱动器和RS485通信接口，红外发射器采用 38kHz的调制光，红外接收器采用集电极开路方式输出从接收到的红外光 中解调出来的数字信号，RS485驱动器与RS485通信接口连接，光耦器件 用于将红外发射器和红外接收器隔离于RS485驱动器和RS485通信接口；

高清摄像头，设置在电能表的上方，面向电能表的外框进行拍摄，以 获得高清外框图像；

复杂度检测设备，与高清摄像头连接，用于接收高清外框图像图像， 并基于高清外框图像图像计算并输出图像复杂度；

灰度转化设备，与高清摄像头连接，用于接收高清外框图像图像，针 对高清外框图像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；

轮廓检测设备，分别与图像校正设备和灰度转化设备连接，用于基于 预设电能表外框轮廓检测校正图像中电能表外框的位置，并基于校正图像 中电能表外框的位置从灰度化图像处分割出对应的电能表外框图像；

凌阳SPCE061A芯片，与轮廓检测设备和FLASH存储设备连接，用 于确定电能表外框图像和预设灰度基准外框之间的匹配程度，并基于匹配 程度确定是否输出外框正常信号、外框出现破损信号或外框破损严重信 号；

无线通信接口，与凌阳SPCE061A芯片连接，用于将外框正常信号、 外框出现破损信号或外框破损严重信号发送给远端的电力设备管理中心， 以便有电力设备管理中心确定是否需要更换电能表；

其中，凌阳SPCE061A芯片还分别与变压设备、日历时钟设备、液晶 显示设备、FLASH存储设备、集成通信设备和三相电能计量设备连接，用 于实现对变压设备、日历时钟设备、液晶显示设备、FLASH存储设备、集 成通信设备和三相电能计量设备的控制操作，还用于从三相电能计量设备 处接收三相电力线路中各相以及合相的有功功率、无功功率和视在功率；

其中，FLASH存储设备采用容量为1M字节的AT45DB081芯片。