一种开关柜压力表头读取装置的制作方法

1.本发明涉及配电网技术领域，具体涉及一种压力表头读取装置。


背景技术：

2.目前在国内的配电网领域，开闭所采用大量的sf6开关柜，控制输配电网络的通断，sf6惰性气体用于开关柜的绝缘和灭弧，开关柜长期运行后，由于老化可能导致开关柜的sf6发生缓慢泄漏，当开关柜内部的sf6气体压力值低于安全阈值时容易引起开关本体无法灭弧最终导致开关本体爆炸。
3.现有技术中开闭所采用的sf6开关柜中仍采用sf6的机械式压力表，无法直接产生实际压力值的读数上传站所终端dtu，针对sf6开关的气体泄露隐患，现有技术采取开闭所内集中安装sf6气体传感器，并且采取人工定期就地巡检的方式对sf6开关柜存在气体泄露进行预警，集中安装的sf6气体传感器需要空气中含有足量的sf6气体密度才能发出报警，灵敏度较低，对于非常缓慢的气体泄漏往往无法准确及时的报警，人工巡检则需要耗费大量的人力物力，并且准确性差，可能存在漏检等问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，提供一种开关柜压力表头读取装置，解决以上技术问题；
5.一种开关柜压力表头读取装置，包括，
6.摄像头，用于采集开关柜内压力表的表头图像；
7.读数装置，连接所述摄像头，用于读取所述表头图像获得实际压力值；
8.微控制器，连接所述读数装置，接收所述实际压力值；
9.无线传输芯片，连接所述微控制器，用于将所述实际压力值传输至外部终端设备。
10.优选的，还包括，
11.升压电路，所述升压电路的控制端连接所述微控制器，所述升压电路的输出端连接所述读数装置，所述升压电路基于所述微控制器输出的一使能信号为所述读数装置提供工作电压。
12.优选的，还包括，
13.供电开关部，所述微控制器通过所述供电开关部连接所述无线传输芯片；
14.线性稳压器，连接所述供电开关部以及连接所述微控制器，为所述微控制器和所述无线传输芯片输出稳定电压。
15.优选的，还包括，
16.供电电源，连接所述线性稳压器以及连接所述升压电路；
17.补光灯，沿所述摄像头周围排布，所述补光灯的光线照射方向朝向压力表。
18.优选的，所述补光灯的受控端连接所述微控制器，所述补光灯以预设定的时长在所述摄像头拍摄前提供补光照明。
19.优选的，所述摄像头采用鱼眼镜头，所述摄像头的视场角为178
°
。
20.优选的，所述读数装置内训练有用于识别所述表头图像的指针检测模型，所述读数装置基于所述指针检测模型获得所述表头图像中指针指向的所述实际压力值。
21.优选的，所述微控制器采用低功耗8位芯片，所述微控制器于休眠待机状态下的功耗小于6μa。
22.优选的，所述无线传输芯片采用低功耗窄带无线传输芯片，所述无线传输芯片的工作电流小于120ma，所述无线传输芯片采用lora协议上传所述实际压力值至外部终端设备。
23.优选的，所述开关柜采用sf6开关柜。
24.本发明的有益效果：由于采用以上技术方案，本发明可以读取压力表的实际压力值并将实际压力值的数字量信号自动上传站所终端设备，维护简单，准确率高，大量减少人工巡检的工作量。
附图说明
25.图1为本发明实施例中低功耗压力表头读取装置架构图。
26.附图中：1、摄像头；2、读数装置；3、微控制器；4、无线传输芯片；5、升压电路；6、供电开关部；7、线性稳压器；8、供电电源；9、补光灯。
具体实施方式
27.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作出创造性劳动的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。
28.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
29.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
30.一种基于视觉识别的低功耗压力表头读取装置，如图1所示，包括，摄像头1，用于采集开关柜内压力表的表头图像；
31.读数装置2，连接摄像头1，用于读取表头图像获得实际压力值；
32.微控制器3，连接读数装置2，接收实际压力值；
33.无线传输芯片4，连接微控制器3，用于将实际压力值传输至外部终端设备。
34.进一步地，低功耗压力表头读取装置解决了传统开关柜集成的机械式压力表头无法产生数字量信号自动上传站所终端设备的问题，并且维护简单，准确率高，大量减少人工巡检的工作量。
35.在一种较优的实施例中，低功耗压力表头读取装置还包括，
36.升压电路5，升压电路5的其中一端连接微控制器3，升压电路5的其中另一端连接读数装置2，升压电路5基于微控制器3输出的一使能信号为读数装置2提供工作电压。
37.具体地，升压电路5采用boost升压电路，受控于微控制器3，负责对读数装置2供电。
38.在一种较优的实施例中，低功耗压力表头读取装置还包括，
39.供电开关部6，微控制器3通过供电控制部连接无线传输芯片4；
40.线性稳压器7，连接供电开关部6以及连接微控制器3，为微控制器3和无线传输芯片4输出稳定电压。
41.在一种较优的实施例中，低功耗压力表头读取装置还包括，
42.供电电源8，连接线性稳压器7以及连接升压电路5，较优的，本实施例中供电电源8采用可充电锂电池，为低功耗压力表头读取装置提供长期供电，进一步地，采用3.7v锂离子充电电池，电池容量为10ah，可确保低功耗压力表头读取装置于每日图像识别一次上送一次的工况下连续工作超过1年，同时锂电池方便拆解，更换以及维护。
43.补光灯9，沿摄像头1周围排布，补光灯9的光线照射方向朝向压力表。
44.在一种较优的实施例中，补光灯9的受控端连接微控制器3，补光灯9以预设定的时长在摄像头1拍摄前提供补光照明。
45.具体地，本实施例中补光灯9采用led灯，安装在摄像头1周围，在开启摄像头1拍照前完成1s的照明，使得摄像头1即便在无任何光照条件下依然可以良好完成对压力表的拍照工作。
46.在一种较优的实施例中，摄像头1采用500万像素数字摄像头1，摄像头1采用鱼眼镜头，摄像头1的视场角至少为178
°
，可缩小摄像头1与压力表之间的距离，同时缩小摄像头1的体积。
47.在一种较优的实施例中，读数装置2内训练有用于识别所述表头图像的指针检测模型，读数装置2基于指针检测模型获得表头图像中指针指向的实际压力值。
48.具体地，本发明提供的压力表头读取装置，基于计算机视觉库和机器学习软件库完成对目标压力表的读数识别并通过模型训练获得数字角度读数换算成实际压力值，进一步地，通过超低功耗lora窄带传输技术无线上发集中网关，并由网关完成多点位数据的上送。
49.具体地，读数装置2采用树莓派zero模块，模块主频率1ghz，板载512m ram内存，可直接运行linux系统，并且可运行python语言环境，通过移植opencv计算机视觉和机器学习软件库，完成对压力表的照片进行识别读数。
50.在一种具体的实施例中，读数装置2从表头图像中获得实际压力值的过程为，通过对部分的表头图像预训练获得指针检测模型，将表头图像输入指针检测模型中，并在指针检测模型中生成指针检测线段，于指针检测线段中寻找出与实际指针位置最接近的一条指针检测线段，将该条指针检测线段的角度作为测试角度并输入一角度列表，通过查表法计算出与测试角度相对应的实际压力值。
51.进一步地，读数装置2针对压力表头的识别可以精准到0.1
°
角，并且多次验证保证读数准确性，减小误差。
52.在一种较优的实施例中，微控制器3采用低功耗8位芯片，微控制器3于休眠待机状态下的功耗小于6μa，较优的，确保低功耗压力表头读取装置在非图像识别工作状态下长期低功耗待机。
53.在一种较优的实施例中，无线传输芯片4采用低功耗窄带无线传输芯片，无线传输芯片4的工作电流小于120ma，进一步地，无线传输芯片4采用lora协议上传实际压力值至外部终端设备，最远可实现km级的无线低功耗传输。
54.在一种较优的实施例中，本发明中的开关柜采用sf6开关柜。
55.以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。