一种基于物联网的自动抄表系统的制作方法

本发明涉及智能控制领域，尤其涉及一种基于物联网的自动抄表系统。

背景技术：

现阶段的人工抄表等方式存在诸多的缺陷和不便，不但抄读效率低、费时费力，而且准确性和及时性得不到有力保障，进而导致生产管理和技术决策方面得不到详细准确的原始数据，随着智能电网建设的步伐加快和用电量的突增，电力部门和用户对抄表设备质量的要求越来越高。

目前，无线自动抄表系统主要由计算机系统、通信系统、计量设备等结合在一起，用于采集与传输电能表的电能数据，但是由于数据传输存在一定的误差，导致自动抄表所获得的数据的准确度不高，同时，由于数据的不准确性带来了电力部门对电网系统的决策的失误，从而造成巨大损失。

技术实现要素：

因此，为了解决上述问题，本发明提供一种基于物联网的自动抄表系统，利用中央处理器、图像采集装置、图像处理装置、数据采集装置、电能表、数据存储器、zigbee模块、电力部门或用户终端、光耦隔离电路、继电器控制电路以及报警装置对电能表数据进行监测，使用数据采集装置采集电能表的电能数据，同时使用图像采集装置采集电能表的读数区的图像信息，二者相互参照，即能得到准确的电能数据，从而提高了电能表电能数据读取的准确性。

根据本发明的一种基于物联网的自动抄表系统，基于物联网的自动抄表系统包括中央处理器、图像采集装置、图像处理装置、数据采集装置、电能表、数据存储器、zigbee模块、电力部门或用户终端、光耦隔离电路、继电器控制电路以及报警装置；

其中，数据采集装置和图像采集装置均与电能表连接，图像采集装置与图像处理装置连接，图像处理装置、数据采集装置以及数据存储器分别与中央处理器连接，报警装置、光耦隔离电路以及zigbee模块分别与中央处理器连接，zigbee模块与电力部门或用户终端连接，光耦隔离电路与继电器控制电路连接，zigbee模块与中央处理器实现双向通信，zigbee模块与电力部门或用户终端实现双向通信。

优选的，图像处理装置包括灰度变换模块、图像增强模块以及图像平滑模块；

其中，灰度变换模块、图像增强模块以及图像平滑模块依次连接，灰度变换模块与图像采集装置连接，灰度变换模块用于对图像采集装置采集的图像信息进行图像灰度变换处理，图像平滑模块与中央处理器连接，图像平滑模块将经过图像平滑后的图像信息传输至中央处理器。

优选的，图像采集装置采集电能表的读数区的图像信息，并将所采集的图像信息传输至图像处理装置，图像处理装置的输出端与中央处理器的输入端连接，图像处理装置将处理后的图像信息传输至中央处理器，中央处理器将接收到的经过图像处理装置处理后的图像存储至数据存储器。

优选的，数据采集装置采集电能表的电能数据，数据采集装置的输出端与中央处理器的输入端连接，数据采集装置将采集的电能数据传输至中央处理器，中央处理器对接收的数据进行分析，判断电能数据中的电量值是否达到所设阈值，

若达到预设阈值，则中央处理器将上述电量值与存储器中存储的电能表读数区的图像信息进行比对，若一致，则中央处理器控制报警装置发送报警信息，并将电能数据和存储器中存储的电能表读数区的图像信息通过zigbee模块传输至电力部门或用户终端，同时，中央处理器发出高电平信号至光耦隔离电路，光耦隔离电路将高电平信号传输至继电器控制电路，继电器控制电路在接收到高电平信号后，常闭开关断开，使整个电力系统断电；若不一致，则中央处理器将电能数据和存储器中存储的电能表读数区的图像信息通过zigbee模块传输至电力部门或用户终端；

若未达到预设阈值，则中央处理器将电能数据和存储器中存储的电能表读数区的图像信息通过zigbee模块传输至电力部门或用户终端。

优选的，中央处理器包括单片机，单片机的工作电压范围为3.3v~5.5v，单片机包括两个全双工的串行通信接口。

优选的，zigbee模块包括射频收发器，射频收发器的频率为2.4ghz；

其中，电力部门或用户终端通过zigbee模块向中央处理器发送控制指令。

优选的，数据采集装置采集电能表的电能数据时，采用循环不定时数据采集方式，或采用收到电力部门或用户终端通过zigbee模块向中央处理器发送采集指令的方式进行电能数据采集。

优选的，将图像采集装置传输至图像处理装置的图像定义为二维函数f(x,y)，其中x、y是空间坐标，灰度变换模块对图像f(x,y)进行灰度变换处理，图像f(x,y)的灰度值范围为[a,b]，将图像f(x,y)的灰度值范围扩展为[c,d]，其中a,b,c,d为常量，图像经过灰度变换处理后的图像二维函数为p(x,y)，其中，

。

优选的，图像增强模块对上述图像p(x,y)进行图像增强处理，经过图像增强处理后图像二维函数为h(x,y)，其中，

。

优选的，图像平滑模块对上述图像h(x,y)进行图像平滑处理，经过图像平滑处理后图像二维函数为u(x,y)，其中，平滑函数为g(x,y)，

，

，﹡为卷积符号，为自定义可调常数，平滑的作用是通过来控制的。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明提供一种基于物联网的自动抄表系统，利用中央处理器、图像采集装置、图像处理装置、数据采集装置、电能表、数据存储器、zigbee模块、电力部门或用户终端、光耦隔离电路、继电器控制电路以及报警装置对电能表数据进行监测，使用数据采集装置采集电能表的电能数据，同时使用图像采集装置采集电能表的读数区的图像信息，二者相互参照，即能得到准确的电能数据，从而提高了电能表电能数据读取的准确性；

（2）本发明提供的一种基于物联网的自动抄表系统，其中，图像处理装置对采集的图像分别进行灰度变换、图像增强、图像平滑处理，可高效、快速的提取图像采集装置的图像信息，可提高对电能表的读数区的图像信息的辨识精度，有效地减少误判情况发生。

附图说明

图1为本发明的一种基于物联网的自动抄表系统的示意图；

图2为本发明的图像处理装置的示意图。

附图标记：

1-中央处理器；2-图像采集装置；3-图像处理装置；4-数据采集装置；5-电能表；6-数据存储器；7-zigbee模块；8-电力部门或用户终端；9-光耦隔离电路；10-继电器控制电路；11-报警装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明提供的基于物联网的自动抄表系统进行详细说明。

如图1所示，本发明提供的一种基于物联网的自动抄表系统，基于物联网的自动抄表系统包括中央处理器（1）、图像采集装置（2）、图像处理装置（3）、数据采集装置（4）、电能表（5）、数据存储器（6）、zigbee模块（7）、电力部门或用户终端（8）、光耦隔离电路（9）、继电器控制电路（10）以及报警装置（11）；

其中，数据采集装置（4）和图像采集装置（2）均与电能表（5）连接，图像采集装置（2）与图像处理装置（3）连接，图像处理装置（3）、数据采集装置（4）以及数据存储器（6）分别与中央处理器（1）连接，报警装置（11）、光耦隔离电路（9）以及zigbee模块（7）分别与中央处理器（1）连接，zigbee模块（7）与电力部门或用户终端（8）连接，光耦隔离电路（9）与继电器控制电路（10）连接，zigbee模块（7）与中央处理器（1）实现双向通信，zigbee模块（7）与电力部门或用户终端（8）实现双向通信。

如图2所示，图像处理装置（3）包括灰度变换模块、图像增强模块以及图像平滑模块；

其中，灰度变换模块、图像增强模块以及图像平滑模块依次连接，灰度变换模块与图像采集装置（2）连接，灰度变换模块用于对图像采集装置（2）采集的图像信息进行图像灰度变换处理，图像平滑模块与中央处理器（1）连接，图像平滑模块将经过图像平滑后的图像信息传输至中央处理器（1）。

具体地，图像采集装置（2）采集电能表（5）的读数区的图像信息，并将所采集的图像信息传输至图像处理装置（3），图像处理装置（3）的输出端与中央处理器（1）的输入端连接，图像处理装置（3）将处理后的图像信息传输至中央处理器（1），中央处理器（1）将接收到的经过图像处理装置（3）处理后的图像存储至数据存储器（6）。

具体地，数据采集装置（3）采集电能表（5）的电能数据，数据采集装置（3）的输出端与中央处理器（1）的输入端连接，数据采集装置（3）将采集的电能数据传输至中央处理器（1），中央处理器（1）对接收的数据进行分析，判断电能数据中的电量值是否达到所设阈值，

若达到预设阈值，则中央处理器（1）将上述电量值与存储器（6）中存储的电能表（5）读数区的图像信息进行比对，若一致，则中央处理器（1）控制报警装置（11）发送报警信息，并将电能数据和存储器（6）中存储的电能表（5）读数区的图像信息通过zigbee模块（7）传输至电力部门或用户终端（8），同时，中央处理器（1）发出高电平信号至光耦隔离电路（9），光耦隔离电路（9）将高电平信号传输至继电器控制电路（10），继电器控制电路（10）在接收到高电平信号后，常闭开关断开，使整个电力系统断电；若不一致，则中央处理器（1）将电能数据和存储器（6）中存储的电能表（5）读数区的图像信息通过zigbee模块（7）传输至电力部门或用户终端（8）；

若未达到预设阈值，则中央处理器（1）将电能数据和存储器（6）中存储的电能表（5）读数区的图像信息通过zigbee模块（7）传输至电力部门或用户终端（8）。

具体地，中央处理器（1）包括单片机，单片机的工作电压范围为3.3v~5.5v，单片机包括两个全双工的串行通信接口。

具体地，zigbee模块（7）包括射频收发器，射频收发器的频率为2.4ghz；

其中，电力部门或用户终端（8）通过zigbee模块（7）向中央处理器（1）发送控制指令。

具体地，数据采集装置（4）采集电能表（5）的电能数据时，采用循环不定时数据采集方式，或采用收到电力部门或用户终端（8）通过zigbee模块（7）向中央处理器（1）发送采集指令的方式进行电能数据采集。

具体地，将图像采集装置（2）传输至图像处理装置（3）的图像定义为二维函数f(x,y)，其中x、y是空间坐标，灰度变换模块对图像f(x,y)进行灰度变换处理，图像f(x,y)的灰度值范围为[a,b]，将图像f(x,y)的灰度值范围扩展为[c,d]，其中a,b,c,d为常量，图像经过灰度变换处理后的图像二维函数为p(x,y)，其中，

。

具体地，图像增强模块对上述图像p(x,y)进行图像增强处理，经过图像增强处理后图像二维函数为h(x,y)，其中，

。

具体地，图像平滑模块对上述图像h(x,y)进行图像平滑处理，经过图像平滑处理后图像二维函数为u(x,y)，其中，平滑函数为g(x,y)，

，

，﹡为卷积符号，为自定义可调常数，平滑的作用是通过来控制的。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。