電能表止度抄拍核一體化系統(tǒng)研究

周永杰 許耀杰

摘 要：以電力營(yíng)銷系統(tǒng)為依托，結(jié)合紅外數(shù)據(jù)通信、圖像采集、模式識(shí)別、數(shù)據(jù)處理等信息技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)了拆回電能表的拍照、止度抄收、止度校驗(yàn)、止度核對(duì)、止度退庫(kù)等操作，還實(shí)現(xiàn)了止度分析判斷、歷史止度檔案瀏覽、資產(chǎn)標(biāo)簽打印，并將這些結(jié)果通過(guò)與電力營(yíng)銷系統(tǒng)的接口自動(dòng)同步錄入到電力營(yíng)銷系統(tǒng)中，大大提高拆回電能表止度信息采集速度，提高止度抄錄的生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：電能表；一體化；止度

1 概述

拆回電能表止度管理是供電公司在電能表生命周期管理中的重要工作之一，它是供用電雙方履行合同的依據(jù)，準(zhǔn)確獲取電能表止度信息，能夠有效防止供用電糾紛，也是體現(xiàn)供電公司服務(wù)能力的重要標(biāo)志。目前供電公司對(duì)拆回表計(jì)處理是先用照相機(jī)拍下示數(shù)，編號(hào)保存到電腦，然后人工讀取表計(jì)示數(shù)，錄入到營(yíng)銷系統(tǒng)中，過(guò)程費(fèi)時(shí)又繁瑣，工作效率低。針對(duì)供電公司當(dāng)前拆裝電能表止度處理現(xiàn)狀，通過(guò)一個(gè)建設(shè)一個(gè)抄核拍一體化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)拆回電能表的拍照、止度抄收、止度校驗(yàn)、止度核對(duì)、止度退庫(kù)等操作，提高拆回電能表止度信息采集速度，提高止度抄錄的生產(chǎn)效率。

2 抄核拍一體化平臺(tái)總體設(shè)計(jì)方案

2.1 基本組成

“電能表止度抄拍核一體化系統(tǒng)”由電能表抄拍核操作平臺(tái)、電能表拍照讀數(shù)和圖像處理軟件、抄拍核一體化管理系統(tǒng)和電力營(yíng)銷系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口等四部分組成。如圖1所示。

2.2 功能設(shè)計(jì)

2.2.1 操作平臺(tái)

平臺(tái)有紅外線讀寫頭、照相機(jī)、輔助照明、放置工作臺(tái)等機(jī)構(gòu)，其中輔助照明是用來(lái)照亮電表表面，以確保能夠采集到符合質(zhì)量要求的圖像。

平臺(tái)的工作流程包括：當(dāng)檢測(cè)到電能表放置到位后，接通電源，打開(kāi)輔助照明，通過(guò)紅外線裝置和電表通信，分別讀取總、尖、峰、谷示數(shù)，并同時(shí)拍攝總、尖、峰、谷每種示數(shù)的電表圖像。將示數(shù)和圖像保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，并用于后續(xù)數(shù)據(jù)處理。操作平臺(tái)的設(shè)計(jì)如圖2、3、4所示。

2.2.2 電能表拍照讀數(shù)和圖像處理軟件

電能表拍照讀數(shù)和圖像處理軟件是獲取電能表讀數(shù)、圖像采集和圖像處理的主要部分。主要工作包括：數(shù)據(jù)通信、圖像采集、圖像處理。程序模塊結(jié)構(gòu)如圖5所示。

在紅外通信讀數(shù)和電能表示數(shù)圖像采集中，串行口經(jīng)過(guò)紅外線調(diào)制以后逐一向電能表發(fā)出數(shù)據(jù)讀取命令，電能表接收到命令以后，在屏幕上顯示對(duì)應(yīng)示數(shù)，并向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)返回讀數(shù)值，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在讀到讀數(shù)值以后，驅(qū)動(dòng)圖像采集設(shè)備拍攝采集相應(yīng)示數(shù)的圖像保存起來(lái)。對(duì)于每一個(gè)電能表，總是順序讀取總、尖、峰、谷四種示數(shù)值，分別保存其讀數(shù)值和圖像信息。信息讀取的具體過(guò)程見(jiàn)圖6所示。

在圖像處理程序中，系統(tǒng)使用拍攝到圖像，通過(guò)字符識(shí)別的技術(shù)，獲取被測(cè)試電能表的資產(chǎn)號(hào)、表計(jì)型號(hào)、各顯示讀數(shù)的數(shù)據(jù)等信息，并將識(shí)別數(shù)據(jù)（包括電表讀數(shù)、資產(chǎn)號(hào)、型號(hào)）和相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)（從紅外口讀入的讀數(shù)、電力營(yíng)銷系統(tǒng)的資產(chǎn)號(hào)和型號(hào)），確保了數(shù)據(jù)的一致性，也為故障表的識(shí)別提供了準(zhǔn)備。[1]

2.2.3 管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

管理系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)照片查詢、退庫(kù)操作、止度核對(duì)、止度抄收和系統(tǒng)設(shè)置工作，其模塊功能如圖7所示。

各模塊的具體功能如下：（1）照片查詢：根據(jù)資產(chǎn)代碼、操作時(shí)間等條件查詢抄拍核操作的具體記錄，包括電能表圖像數(shù)據(jù)[2]；（2）退庫(kù)操作：根據(jù)資產(chǎn)代碼從營(yíng)銷系統(tǒng)獲取資產(chǎn)數(shù)據(jù)及上期度數(shù)，將當(dāng)前止度數(shù)據(jù)反饋，調(diào)用營(yíng)銷系統(tǒng)的電能表退庫(kù)功能，完成本操作。（3）止度核對(duì)：根據(jù)資產(chǎn)代碼，從營(yíng)銷系統(tǒng)獲取資產(chǎn)數(shù)據(jù)及止度數(shù)據(jù)，將當(dāng)前止度數(shù)據(jù)和營(yíng)銷系統(tǒng)的止度數(shù)據(jù)進(jìn)行校對(duì)，并提示操作結(jié)果；（4）止度抄收：根據(jù)資產(chǎn)代碼，從營(yíng)銷系統(tǒng)獲取資產(chǎn)數(shù)據(jù)及上期度數(shù)，將當(dāng)前止度數(shù)據(jù)反饋給營(yíng)銷系統(tǒng)，完成止度抄收；（5）系統(tǒng)設(shè)置：包括界面設(shè)置、串行通信設(shè)置、數(shù)據(jù)上傳設(shè)置、條碼打印設(shè)置和其他設(shè)置等功能。

2.2.4 營(yíng)銷系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口

通過(guò)表計(jì)資產(chǎn)號(hào)自動(dòng)獲取電力營(yíng)銷系統(tǒng)中表計(jì)數(shù)據(jù)，并與營(yíng)銷系統(tǒng)保持止度數(shù)據(jù)同步，以實(shí)現(xiàn)拆回電能表止度數(shù)據(jù)的自動(dòng)抄報(bào)（即從電力營(yíng)銷系統(tǒng)獲取資產(chǎn)數(shù)據(jù)及上期度數(shù)，將當(dāng)前止度數(shù)據(jù)反饋給營(yíng)銷系統(tǒng)，自動(dòng)完成營(yíng)銷系統(tǒng)的核對(duì)及退庫(kù)操作）。

3 電能表抄核拍一體化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 電能表止度錄入技術(shù)

止度錄入：軟件設(shè)計(jì)了拍照、抄收一體化界面，提供了止度錄入向?qū)В龑?dǎo)用戶一步一步進(jìn)行操作。當(dāng)電能表放置到位并接線以后，系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù) DL645-1997/2007電能表通訊規(guī)約及電能表廠家的液晶屏顯示規(guī)約，通過(guò)紅外端口對(duì)電能表的局號(hào)及各費(fèi)率的止度信息進(jìn)行采集，自動(dòng)拍照當(dāng)前費(fèi)率的示數(shù)照片，并進(jìn)行編號(hào)，加上時(shí)間標(biāo)識(shí)，然后軟件對(duì)采集的止度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，若正確則通過(guò)電力營(yíng)銷系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口服務(wù)器將各費(fèi)率的止度上傳到電力營(yíng)銷系統(tǒng)中。[3]

止度上傳：系統(tǒng)提供人工止度核對(duì)和自動(dòng)止度核對(duì)功能。

人工止度核對(duì)：進(jìn)入核對(duì)界面，工作人員選擇一條需要核對(duì)的記錄，根據(jù)記錄中拍照的電能表各費(fèi)率示數(shù)圖片，錄入相應(yīng)的示數(shù)，都錄入完成后，點(diǎn)擊核對(duì)完成按鈕，系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，校驗(yàn)通過(guò)，則完成核對(duì)。[4]

自動(dòng)止度核對(duì)：系統(tǒng)中設(shè)置自動(dòng)核對(duì)止度選項(xiàng)，若選中，則系統(tǒng)在止度抄收時(shí)將自動(dòng)對(duì)止度數(shù)據(jù)進(jìn)行核對(duì)，若核對(duì)一致，則完成核對(duì)。

對(duì)于已完成止度核對(duì)的電能表進(jìn)行退庫(kù)操作，將表計(jì)入庫(kù)到指定庫(kù)區(qū)，如周轉(zhuǎn)庫(kù)區(qū)，完成拆回電能表在營(yíng)銷系統(tǒng)中的退庫(kù)。其操作流程如圖8所示。

3.2 不同電能表數(shù)據(jù)讀取技術(shù)

平臺(tái)所操作的電能表包括多種型號(hào)，不同表計(jì)往往有不同的紅外線通信命令，因此在軟件中實(shí)現(xiàn)不同型號(hào)電能表紅外通信技術(shù)。同時(shí)，設(shè)計(jì)了電能表廠家對(duì)數(shù)字表的液晶顯示命令信息方法數(shù)據(jù)庫(kù)，當(dāng)系統(tǒng)獲得電能表型號(hào)以后，可以調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中相應(yīng)的命令進(jìn)行讀取。當(dāng)增加新型號(hào)電能表時(shí)，可以根據(jù)廠方提供的資料，增加、刪除、修改、維護(hù)各廠家的命令信息。（如圖9所示）

3.3 圖像采集技術(shù)

當(dāng)系統(tǒng)拍照時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)相關(guān)信息指定電表液晶顯示指定費(fèi)率的止度，然后系統(tǒng)指使攝像頭自動(dòng)拍攝當(dāng)前的電能表照片，并將照片保存起來(lái)，然后依次自動(dòng)處理下一個(gè)費(fèi)率的止度拍照，直到全部完成。

本系統(tǒng)中拍照采用AVICap窗口類來(lái)實(shí)現(xiàn)，該類是VFW（Video for Windows）的一個(gè)重要組成部分，它的主要作用是實(shí)現(xiàn)視頻的捕獲[3]。我們通過(guò)檢查CAPDRIVERCAPS結(jié)構(gòu)來(lái)獲取捕獲驅(qū)動(dòng)器的能力，并通過(guò)AVICap提供的Video Source， Video Format， Video Display對(duì)話框來(lái)對(duì)捕獲參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

3.4 文字識(shí)別技術(shù)研究

在拍到電能表圖像數(shù)據(jù)后，采用文字識(shí)別技術(shù)獲得電能表總、尖、峰、谷的示數(shù)值，電能表型號(hào)和資產(chǎn)號(hào)。所獲得的數(shù)據(jù)用于判斷示數(shù)是否正確、判斷電能表是否燒壞或者表計(jì)是否損壞處理。在文字識(shí)別中主要采用圖像預(yù)處理、字符分割、字符歸一化、字符識(shí)別幾個(gè)階段，如圖10所示。

3.5 與營(yíng)銷系統(tǒng)接口技術(shù)

電能表止度智能化抄拍核對(duì)軟件通過(guò)軟件接口與電力營(yíng)銷系統(tǒng)保持止度數(shù)據(jù)同步，它根據(jù)電能表資產(chǎn)編號(hào)從電力營(yíng)銷系統(tǒng)中獲取電能表資產(chǎn)數(shù)據(jù)、用戶信息及上月該電能表示數(shù)數(shù)據(jù)，將抄收的本期示數(shù)及核對(duì)后的示數(shù)上傳反饋給營(yíng)銷系統(tǒng)，并完成營(yíng)銷系統(tǒng)的電能表退庫(kù)操作。

4 電能表抄核拍一體化系統(tǒng)使用效果

電能表止度抄拍核一體化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了拆回電能表止度的智能抄拍核，取得了良好效果。（1）止度抄收：人工讀取，抄收一只電表需1-5分鐘，人均每天100只左右，而抄拍核一體化平臺(tái)抄收一只復(fù)費(fèi)率表約30-50秒，抄收一只有功表僅需30-50秒，平均每天能抄收300只，整過(guò)過(guò)程自動(dòng)，高效。（2）止度拍照：電能表止度照片由人工拍照再導(dǎo)入電腦、編號(hào)，整個(gè)過(guò)程非常耗時(shí)，一只電能表需3-5分鐘，而通過(guò)電能表止度信息采集平臺(tái)自動(dòng)拍照各費(fèi)率止度照片，自動(dòng)編號(hào)，并綁定示數(shù)，每次拍照僅需1-8秒，極大縮短了處理時(shí)間。（3）止度校核：與人工計(jì)算校核相比，電能表抄核拍一體化平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了對(duì)止度示數(shù)根據(jù)算法進(jìn)行數(shù)據(jù)有效性校核，能快速識(shí)別飛轉(zhuǎn)、倒轉(zhuǎn)情況，基本杜絕了錯(cuò)誤的發(fā)生。

5 結(jié)束語(yǔ)

電能表抄拍核一體化系統(tǒng)的建立，在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了以下創(chuàng)新：（1）通過(guò)模式識(shí)別的方法，實(shí)現(xiàn)了電能表讀數(shù)和型號(hào)的自動(dòng)識(shí)別和校對(duì)：在本系統(tǒng)中采用模式識(shí)別的方法，對(duì)電表的讀數(shù)和電表型號(hào)、資產(chǎn)號(hào)（條形碼）進(jìn)行數(shù)字的識(shí)別，并將識(shí)別數(shù)據(jù)（包括電表讀數(shù)、資產(chǎn)號(hào)、型號(hào)）和相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)（從紅外口讀入的讀數(shù)、營(yíng)銷系統(tǒng)的資產(chǎn)號(hào)和型號(hào)），確保了數(shù)據(jù)的一致性，也為故障表的識(shí)別提供了準(zhǔn)備。（2）實(shí)現(xiàn)了電能表止度信息的自動(dòng)采集：操作平臺(tái)可是實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)電能表各費(fèi)率止度進(jìn)行拍照，通過(guò)紅外和485通訊模式實(shí)現(xiàn)電表的通信，通過(guò)這些方法實(shí)現(xiàn)了電表止度信息（包括讀數(shù)值和圖像信息）的自動(dòng)采集。（3）通過(guò)數(shù)據(jù)校對(duì)和核準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了故障表計(jì)的智能識(shí)別：系統(tǒng)通過(guò)對(duì)比圖像中識(shí)別的數(shù)據(jù)讀數(shù)和紅外（485）讀數(shù)是否一致判斷是否為燒壞表計(jì)（紅外線數(shù)據(jù)和識(shí)別數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)不一致）或者故障表計(jì)（485/紅外線都沒(méi)有讀數(shù)）。（4）實(shí)現(xiàn)智能的抄拍核，并與營(yíng)銷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)同步。系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)拆回電能表的示數(shù)抄收、對(duì)拆回電能表的示數(shù)拍照并以編號(hào)留存、自動(dòng)驗(yàn)算核對(duì)拆回電能表的示數(shù)并給出結(jié)論、通過(guò)與營(yíng)銷系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步，實(shí)現(xiàn)了智能的抄拍核。

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013.11.18.