[发明专利]基于图像检测的智能型电表

权利要求书

1.一种基于图像检测的智能型电表，包括高清图像采集设备、图像预处理设备、图像识别设备和主控制器，高清图像采集设备用于面向电表的外框进行拍摄以获得高清外框图像，图像预处理设备用于对高清外框图像进行图像预处理，并将预处理结果发送给图像识别设备以进行电表外框特征提取，主控制器与图像识别设备连接，用于基于提取的电表外框特征确定电表是否发生窃电。

2.如权利要求1所述的基于图像检测的智能型电表，其特征在于，所述电表包括：

高清图像采集设备，设置在电表的上方，面向电表的外框进行拍摄，以获得高清外框图像；

复杂度检测设备，与高清图像采集设备连接，用于接收高清外框图像，并基于高清外框图像计算并输出图像复杂度；

灰度转化设备，与高清图像采集设备连接，用于接收高清外框图像，针对高清外框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，用于基于预设电表外框封印轮廓和电表外框螺丝轮廓检测校正图像中电表外框封印的位置和电表外框螺丝的位置，并基于校正图像中电表外框封印的位置从灰度化图像处分割出对应的电表外框封印图像，基于校正图像中电表外框螺丝的位置从灰度化图像处分割出对应的电表外框螺丝图像；

封印移动识别设备，与轮廓检测设备和FLASH存储设备连接，用于确定电表外框封印图像和预设灰度外框封印图像之间的匹配程度，并基于匹配程度确定是否输出封印移动信号；

螺丝变动识别设备，与轮廓检测设备和FLASH存储设备连接，用于确定电表外框螺丝图像和预设灰度外框螺丝图像之间的匹配程度，并基于匹配程度确定是否输出螺丝变动信号；

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DSP处理芯片连接，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DSP处理芯片连接，用于控制液晶显示屏上的显示内容；

FLASH存储设备，采用容量为1M字节的AT45DB081芯片，通过串行外设接口SPI与DSP处理芯片进行双向数据交换，FLASH存储设备还用于存储预设灰度外框封印图像和预设灰度外框螺丝图像；

集成通信设备，与DSP处理芯片连接，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，通信速率为1200bps，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；

DSP处理芯片，与封印移动识别设备和螺丝变动识别设备分别连接，当接收到封印移动信号且接收到螺丝变动信号时，发出窃电确认信号，当只接收到封印移动信号或只接收到螺丝变动信号时，发出窃电疑似信号，当封印移动信号和螺丝变动信号都未接收到时，发出窃电否认信号；

频分双工通信接口，与DSP处理芯片连接，用于将窃电确认信号、窃电疑似信号或窃电否认信号无线发送到远端的电力管理控制中心；

其中，DSP处理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；

ZIGBEE通信接口，设置在电表的外框上；

ZIGBEE通信接口与DSP处理芯片连接，用于将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发送到附近的抄表终端。