BE1019502A4

BE1019502A4 - PROBE FOR OPTICALLY AND AUTOMATICALLY REPORTING DISPLAYS OF WATER, GAS, ELECTRICITY OR OTHER EQUIPMENT EQUIPPED WITH A DIALER EXHIBITING THE RELEVANT DATA.

Info

Publication number: BE1019502A4
Application number: BE2010/0427A
Authority: BE
Original assignee: Fanuel Jean
Priority date: 2010-07-14
Filing date: 2010-07-14
Publication date: 2012-08-07

Abstract

L'invention a pour objet une sonde pour le relevé de compteurs comprenant un dispositif optique qui transmet périodiquement ou à la demande une image électronique de l'index à un système informatique distant lequel effectue la conversion en données numériques à des fins de suivi ou de facturation.The invention relates to a probe for the reading of meters comprising an optical device which periodically or on demand transmits an electronic image of the index to a remote computer system which performs the conversion into digital data for the purposes of tracking or monitoring. billing.

Description

DESCRIPTIONDESCRIPTION

TITRE DE L’INVENTIONTITLE OF THE INVENTION

Sonde pour relever de manière optique et automatique les afficheurs des compteurs d'eau, de gaz, d'électricité ou de tout autre équipement doté d'un cadran exposant les données pertinentes.Probe for optically and automatically reading meter displays for water, gas, electricity or any other equipment equipped with a dial displaying the relevant data.

DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA

Selon la classification CEB; l'invention relève essentiellement de la Section G - Physique et plus précisément des sous-domaines: G01 Métrologie Essais / G01D Compteurs / G01F Comptage Volumétique / G01R Mesure des variables électriques,According to the CEB classification; the invention falls essentially under Section G - Physics and more precisely subdomains: G01 Metrology Tests / G01D Counters / G01F Volumetric Count / G01R Measurement of electrical variables,

ETAT DE LA TECHNIQUESTATE OF THE ART

Généralement, les relevés des compteurs que ce soit pour l'eau, le gaz, l'électricité, les calories, se font manuellement. L'automatisation ne semblait pas se justifier dès lors que l'on se satisfaisait d'un relevé par an à des fins de régularisation de la facturation.Generally, meter readings for water, gas, electricity, calories, are done manually. The automation did not seem to be justified when one was satisfied with a statement per year for the purpose of regularization of invoicing.

Les choses changent néanmoins par le fait d'une prise de conscience écologique et le secteur de l'électricité affiche les plus grandes ambitions: d'ici 2020, des compteurs intelligents auront remplacé les systèmes actuels. Un fournisseur aura à tout moment connaissance de la consommation instantanée d'un ménage mais il pourra aussi intervenir pour moduler cette consommation en fonction de la charge globale de son réseau. Les grands équipementiers s'intéressent de très près à ces compteurs intelligents qui forment un élément essentiel du Smart Grid, un marché mondial gigantesque. Ces nouveaux compteurs déjà au stade de déploiement pilote, relèvent électroniquement les consommations et ils disposent donc des relevés sous leur forme numérique. Sur ce type d'équipement, il est inutile de chercher à numériser l'information depuis l'afficheur car elle est déjà accessible sous cette forme au travers d'un interface électronique du compteur.However, things are changing because of ecological awareness, and the electricity sector has the greatest ambitions: by 2020, smart meters will have replaced current systems. A supplier will at all times know the instantaneous consumption of a household but it can also intervene to modulate this consumption according to the overall load of its network. Major equipment manufacturers are taking a close interest in these smart meters, which form an essential part of the Smart Grid, a gigantic global market. These new meters, already in the pilot deployment stage, electronically record consumption and therefore have readings in digital form. On this type of equipment, it is useless to seek to digitize the information from the display because it is already accessible in this form through an electronic interface of the meter.

Dans le domaine de l'eau, il existe des sondes à effet Hall pouvant être greffées sur certains types de compteurs pour en estimer l'index. Ces sondes restent néanmoins onéreuses, de l'ordre d'une centaine d'euros et elles sont créées spécifiquement pour un modèle précis de compteur. Leur déploiement reste marginal, en raison des coûts associés mais aussi parce qu'il n'y a pas une confiance absolue dans l'information qui en découle. En effet, ces sondes produisent une impulsion électrique à un moment précis de la rotation du compteur. Un système électronique associé au capteur détecte ces impulsions et les comptabilise pour reconstituer une valeur de l'index. Il n'est pas exclu qu'avec le temps, ou par action frauduleuse, l'index réel et l'index reconstitué diffèrent fondamentalement. Néanmoins ces sondes sont d'un réel apport pour détecter au plus tôt les consommations anormales, les fuites, et pour identifier les raisons d'une consommation par trop fluctuante.In the field of water, there are Hall effect probes that can be grafted on certain types of meters to estimate the index. These probes are nevertheless expensive, of the order of a hundred euros and they are created specifically for a specific model of meter. Their deployment remains marginal, because of the associated costs but also because there is not an absolute confidence in the information that results from it. Indeed, these probes produce an electrical pulse at a precise moment of the rotation of the counter. An electronic system associated with the sensor detects these pulses and counts them to reconstruct a value of the index. It is not excluded that over time, or by fraudulent action, the actual index and the reconstituted index differ fundamentally. Nevertheless these probes are of a real contribution to detect as soon as possible the abnormal consumptions, the leaks, and to identify the reasons of a consumption too fluctuating.

Dans le domaine du gaz, on voit en France par exemple, l'initiative de GRDF, filiale de GDF Suez qui planifie le remplacement de ses 11,5 millions de compteurs par des compteurs évolués d'ici la fin 2012.In the gas sector, we see in France, for example, the initiative of GRDF, a subsidiary of GDF Suez, which plans to replace its 11.5 million meters with advanced meters by the end of 2012.

' D’une manière générale et du point de vue des fournisseurs, l’automatisation viendra avec le renouvellement des compteurs qui seront plus performants et qui consigneront l’index sous une forme électronique aisément communicable par un système filaire ou par ondes.In a general way and from the point of view of the suppliers, the automation will come with the renewal of the counters which will be more efficient and which will record the index in an electronic form easily communicable by a wire or wave system.

Pour le consommateur voulant suivre ses consommations, il est possible aujourd'hui de placer ponctuellement des sondes sur ses prises de courant pour mesurer la consommation de tel ou tel appareillage électrique. D'autres sondes agissant plus globalement, peuvent suivre la consommation au niveau d'un compteur électrique. Ces capteurs sont dotés de pinces ampèremétriques qui sont clipsées autour des câbles d’arrivée dans le boîtier du compteur principal. De la sorte la puissance consommée électrique est déduite par la mesuré des courants, tensions et phases. Ces capteurs refont numériquement la mesure de la puissance et par intégration calculent l'énergie consommée.For consumers wanting to monitor their consumption, it is now possible to place sensors on their power outlets to measure the consumption of a particular electrical appliance. Other probes acting more globally, can monitor the consumption at the level of an electricity meter. These sensors are equipped with ammeter clamps which are clipped around the incoming cables in the main meter housing. In this way the power consumed electrical is deduced by the measured currents, voltages and phases. These sensors digitally remake the power measurement and by integration calculate the energy consumed.

D'autres systèmes viennent se greffer sur la fenêtre du compteur électrique et ils détectent optiquement le passage du segment noir. A chaque passage, me impulsion est émise à un circuit électronique qui les comptabilise et qui en déduit la puissance consommée. Ces valeurs restent indicatives toutefois, la lumière ambiante peut compromettre les observations, et dans tous les cas l'index réel affiché au compteur échappe à la mesure.Other systems are grafted onto the window of the electric meter and they optically detect the passage of the black segment. At each passage, my impulse is sent to an electronic circuit that counts and deduces the power consumed. These values are indicative however, the ambient light can compromise the observations, and in all cases the actual index displayed on the meter escapes the measurement.

Dans letat actuel de la technique, on peut conclure que l'automatisation des relevés passe par la numérisation et le remplacement massif des compteurs. Cette étape est déjà planifiée pour les secteurs du gaz et de l'électricité. Dans le domaine de l'eau, les initiatives restent plus limitées.In the current state of the art, it can be concluded that the automation of the readings passes through the digitization and the massive replacement of the meters. This step is already planned for the gas and electricity sectors. In the field of water, initiatives remain more limited.

Quant aux consommateurs, déjà sensibilisés aux problèmes énergétiques et environnementaux, c'est manuellement qu'ils relèvent quotidiennement l'index de leur compteur électrique pour approvisionner des outils on-line tel que le consommètre d'Electrabel.As for consumers, already aware of energy and environmental problems, it is manually that they are daily index of their electricity meter to supply on-line tools such as consumption of Electrabel.

INVENTIONINVENTION

S'il existe bien une approche visant l'automatisation des relevés pour une meilleure gestion des ressources énergétiques, celle-ci est sectorielle et elle va de pair avec un remplacement massif et onéreux des compteurs. Il en est de même pour l'eau où dans différentes villes aux Etats-Unis, on a opéré au renouvellement massif des compteurs volumétriques. A cette approche, nos sondes proposent une alternative complémentaire, pragmatique, déployable à court-terme, compatible avec les stratégies de remplacement annoncées et dont les bénéfices sont immédiats.While there is an approach to automating the readings for better management of energy resources, it is sectoral and goes hand in hand with a massive and expensive replacement of meters. It is the same for water where in different cities in the United States, we operated on the massive renewal of volumetric meters. In this approach, our probes offer a complementary, pragmatic alternative, deployable in the short term, compatible with the announced replacement strategies and whose benefits are immediate.

Elle est particulière et unique car elle procède optiquement en saisissant une image de l’affichage du compteur qu’elle transmet à un système informatique pour traitement. L'intelligence dans la sonde est volontairement limitée à la capture d'une image de basse résolution, et c'est un algorithme central qui effectue la conversion de ces images en information pertinente.It is particular and unique because it proceeds optically by capturing an image of the meter display that it transmits to a computer system for processing. The intelligence in the probe is deliberately limited to the capture of a low-resolution image, and it is a central algorithm that converts these images into relevant information.

Elle part d'un constat simple: l'outil informatique permet, par des moyens de vision artificielle et de reconnaissance optique de caractères, de traduire l’image d'un affichage en chiffres.It starts from a simple observation: the computer tool makes it possible, by means of artificial vision and optical character recognition, to translate the image of a display into figures.

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En outre, une faible résolution de l'ordre de 72 points par pouce, suffit à cette reconnaissance par ordinateur. Il est dès lors possible d'intégrer des composants relativement bon marché dans une sonde qui met à disposition d'un ordinateur central une image de l'afficheur de tout type de compteurs. Cette sonde conçue’de façon modulaire, s'adapte aux différentes situations de terrain pour proposer à chaque cas de figure une approche de moindre coût aux bénéfices les plus immédiats.In addition, a low resolution of the order of 72 dots per inch is sufficient for this recognition by computer. It is therefore possible to integrate relatively inexpensive components in a probe that provides a central computer an image of the display of any type of meter. This sensor designed in a modular way, adapts to different field situations to propose in each case a lower cost approach to the most immediate benefits.

Applicable à tout type de compteur, notre approche par lecture optique est intrinsèquement multi-sectorielle, ce qui permet de mutualiser l'essentiel des éléments d'infrastructure pour l'eau, le gaz, l'électricité, la calorimétrie. En un lieu, le module et les moyens de transmission seront partagées par plusieurs sondes optiques chacune associée au compteur d’eau, de gaz, d'électricité ou encore aux calorimètres.Applicable to any type of meter, our optical reading approach is intrinsically multi-sectorial, which makes it possible to pool the essential elements of infrastructure for water, gas, electricity, calorimetry. In one place, the module and the transmission means will be shared by several optical probes each associated with the meter of water, gas, electricity or calorimeters.

Au particulier, elle offre la possibilité de réemployer un ordinateur personnel et d'utiliser une simple webcam USB pour automatiser ses relevés sans dépasser un budget d'une vingtaine d'euros.In particular, it offers the opportunity to re-use a personal computer and use a simple USB webcam to automate its readings without exceeding a budget of twenty euros.

L'approche modulaire est essentielle car elle permet de s'intégrer dans tous les types d'architectures informatiques.The modular approach is essential because it allows integration into all types of computer architectures.

Dans le cas le plus simple, la sonde communique avec une application sur PC qui collecte les relevés, les analyse et les présente à l'utilisateur sous forme de graphes ou autres tableaux appropriés.In the simplest case, the probe communicates with a PC application that collects the readings, analyzes them and presents them to the user in the form of graphs or other appropriate tables.

Dans un cas plus complexe, la sonde s'inscrit dans système arborescent à trois niveaux : • A la base, les sondes • un réseau de collecteurs/concentrateurs/convertisseurs • le serveur applicatifIn a more complex case, the probe is part of a tree system with three levels: • At the base, the probes • a network of collectors / concentrators / converters • the application server

Pour supporter cette diversité, la sonde intégrera les modules appropriés parmi une large palette d'options. Dans le cas simple d'une sonde confinée à une habitation, le module permettra une transmission sérielle, filaire (USB, RS232, RS485) ou non fîlaire (wifï, wireless usb,zigbee).To support this diversity, the probe will integrate the appropriate modules from a wide range of options. In the simple case of a probe confined to a dwelling, the module will allow a serial transmission, wired (USB, RS232, RS485) or non-linear (wifï, wireless usb, zigbee).

Par contre, dans le cas d'une société de distribution d'eau comptant des milliers de compteurs, l'électronique embarquée sera amenée à offrir des fonctions plus nombreuses : web service, alimentation par batterie et/ou panneau solaire, communication à longue distance sécurisée par internet, téléphone, gsm, wifï, zigbee,... selon le besoin.On the other hand, in the case of a water distribution company with thousands of meters, embedded electronics will have to offer more functions: web service, battery power and / or solar panel, long distance communication secured by internet, telephone, mobile phone, wifi, zigbee, ... as needed.

Cette approche modulaire pour l'électronique embarquée, prévaut aussi pour les composants optiques et pour la fixation de la sonde. C'est tde la sorte que nous pouvons répondre, à la grande variété des compteurs et afficheurs qui sont aujourd'hui déployés et dont nous voulons automatiser les relevés sans pour autant obliger au remplacement.This modular approach for embedded electronics also applies to optical components and probe attachment. This is how we can respond to the wide variety of counters and displays that are now deployed and we want to automate the records without requiring replacement.

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Voyons maintenant ces différents modules plus en détail.Let's look at these different modules in more detail.

Module de lectureReading module

Le module de lecture lit l'affichage du compteur pour en produire une image électronique. Son composant essentiel consiste en un capteur optique, typiquement une caméra CMOS de résolution standard, complétée par un système optique.The read module reads the counter display to produce an electronic image. Its essential component consists of an optical sensor, typically a CMOS camera of standard resolution, supplemented by an optical system.

Sans un tel système optique, l'axe de la caméra devrait être monté perpendiculairement au cadran, ce qui mènerait à un encombrement gênant. Aussi nous disposons un, ou un jeu de plusieurs miroirs de façon à assurer le recul optique nécessaire tout en ménageant l'encombrement de l'ensemble du dispositif.Without such an optical system, the axis of the camera should be mounted perpendicular to the dial, which would lead to annoying bulk. Also we have one or a set of several mirrors to ensure the necessary optical recoil while saving the clutter of the entire device.

Dans le premier cas illustré, un miroir placé à 45° suffit pour répondre à ce besoin. Il renvoie l'image de l'afficheur sur un axe horizontal parallèle à la face du compteur sur lequel la caméra viendra se placer. L'encombrement vertical n'est alors que de 3 ou 4 cm.In the first case illustrated, a mirror placed at 45 ° is sufficient to meet this need. It returns the image of the display on a horizontal axis parallel to the face of the counter on which the camera will be placed. The vertical space is only 3 or 4 cm.

Nous pouvons bien entendu concevoir d'autres modules optiques pour répondre à la multitude de situations de terrain, ou pour faciliter le traitement de signal.We can of course design other optical modules to meet the multitude of field situations, or to facilitate signal processing.

On notera que deux miroirs ou un jeu pair de miroirs, évitent d'inverser l'image électronique produite par la sonde, ce qui n'est toutefois pas un problèmeNote that two mirrors or an even set of mirrors, avoid inverting the electronic image produced by the probe, which is however not a problem

Certains compteurs encastrés dans des armoires n'offrent parfois qu'un espace très restreint devant leur afficheur. Là aussi nous pouvons agir au niveau du module optique et envoyer l'image vers un espace disponible pour accueillir la caméra CMOS. On disposera alors, au besoin, un système de miroirs, prismes, faisceau de fibres,... pour supporter le chemin optique qui s'impose.Some meters embedded in cabinets sometimes offer only a very small space in front of their display. Here too we can act on the optical module and send the image to a space available to accommodate the CMOS camera. We will then have, if necessary, a system of mirrors, prisms, fiber bundle, ... to support the optical path that is required.

La caméra CMOS, ou CCD est le composant actif du module de lecture, et il n'est pas nécessaire de monter haut dans les résolutions pour obtenir une sonde efficace. Pratiquement, une résolution de 640x480 en noir&blanc suffit au logiciel de reconnaissance des caractères.The CMOS camera, or CCD is the active component of the reading module, and it is not necessary to mount high resolutions to obtain an effective probe. Practically, a resolution of 640x480 in black & white is enough for the software of recognition of the characters.

C'est là sans doute l'intérêt premier de l'approche: nous pouvons proposer au particulier d'employer une webcam à quelques euros pour disposer à bas frais d'un suivi systématique de ses consommations en eau, gaz et électricité.This is probably the primary interest of the approach: we can offer the individual to use a webcam to a few euros to have low cost systematic monitoring of its consumption of water, gas and electricity.

Relevons également que d'autres capteurs optiques sont subtilisables à la caméra CMOS ou CCD. Un Contact Image Sensor qui éviterait les miroirs et qui présenterait en outre l'intérêt d'intégrer l'éclairage, est par exemple une piste prometteuse. Malheureusement ces composants sont le plus souvent limités à une seule ligne de capture, et ils imposent dès lors un balayage mécanique de la surface de l'affichage, ce qui pèserait sur la fiabilité et la consommation. Nous sommes néanmoins en contact pour étudier avec divers fabricants la confection d'un CIS array, qui permettrait une capture selon cette technologie et sans pièce mobile.Note also that other optical sensors are subtilizable to the CMOS or CCD camera. An image sensor contact that avoids mirrors and that would also have the advantage of integrating lighting, is for example a promising track. Unfortunately these components are most often limited to a single capture line, and they therefore require a mechanical scanning of the display surface, which would affect the reliability and consumption. We are nevertheless in contact to study with various manufacturers the making of a CIS array, which would allow capture by this technology and without moving parts.

Module d'éclairageLighting module

Le contrôle de l'éclairage est essentiel à la qualité de prise de vue. Pratiquement ce module aura pour fonction de générer la lumière nécessaire et de la propager jusqu'au cadran sans perturber le chemin optique de lecture. Il s'agira donc d'éviter les éblouissements, les réflexions parasites, la diffusion directe sur le module optique et de fournir une lumière homogène sur l'ensemble de l'afficheur du compteur.Lighting control is essential to the quality of shooting. Practically this module will function to generate the necessary light and propagate to the dial without disturbing the optical reading path. It will thus be necessary to avoid dazzling, parasitic reflections, direct diffusion on the optical module and to provide a homogeneous light on the whole meter display.

On y parvient grâce à des écrans qui isolent le module optique et par un éclairage latéral du cadran, sur ses côtés gauche et droit. Dans le cas d'une webcam dotée d'un éclairage, les leds qui y sont intégrées procurent la lumière nécessaire et des écrans placés dans la sonde conduisent le faisceau lumineux de part et d'autre de la fenêtre de lecture et évitent le rayonnement parasite sur la caméra et sur le chemin optique de la lecture.This is achieved through screens that isolate the optical module and side illumination of the dial on its left and right sides. In the case of a webcam with lighting, the LEDs integrated therein provide the necessary light and screens placed in the probe conduct the light beam on both sides of the reading window and avoid spurious radiation on the camera and on the optical path of reading.

Dans d'autres cas, nous disposons latéralement de part et d'autre de l'afficheur, deux leds blanches et nous les alimentons par l'interface USB ou la tension commune aux circuits CMOS.In other cases, we have two white LEDs on both sides of the display and we feed them via the USB interface or the common voltage to the CMOS circuits.

Stockage, Transmission et contrôleStorage, Transmission and Control

Le module de contrôle gère l'ensemble de la sonde. Sur base d'une requête de l'application centrale, il déclenche la séquence de capture: allumage de l'éclairage, activation de la caméra, capture d'une image, envoi vers l'application de reconnaissance de caractères, mise en veille. Il gère en outre la transmission laquelle permet les échanges entre la sonde et les applications centrales. Le mode de transmission dépendra des impératifs du terrain et mettra en œuvre le moyen le plus avantageux. En mode fïlaire, les options sont: ligne téléphonique, passerelle internet à laquelle on accédera par réseau Ethernet ou un bus sériel (USB, RS232, RS485). En mode sans fil, on mettra en oeuvre les techniques GSM, UMTS, Wireless USB, Wifî ou un réseau Zigbee. Cette dernière option sera en outre privilégiée lorsqu'il s'agira d'un sonde externe alimentée par batterie avec éventuellement un module solaire.The control module manages the entire probe. On the basis of a request from the central application, it triggers the capture sequence: switching on the lighting, activating the camera, capturing an image, sending to the character recognition application, putting on standby. It also manages the transmission which allows exchanges between the probe and the central applications. The mode of transmission will depend on the requirements of the field and will implement the most advantageous way. In wire mode, the options are: telephone line, internet gateway to which you will access via Ethernet network or a serial bus (USB, RS232, RS485). In wireless mode, it will implement GSM, UMTS, Wireless USB, Wii or a Zigbee network. The latter option will also be preferred when it is an external probe powered by battery with possibly a solar module.

Dans le cas simple de la première illustration, la sonde est connectée à un ordinateur personnel dont le driver et les applications exercent l'essentiel de la fonction de contrôle.In the simple case of the first illustration, the probe is connected to a personal computer whose driver and applications perform most of the control function.

Le port sériel USB assure la transmission de l'information entre la sonde et les applications. Le PC disposera d'un liaison à Internet s'il faut remonter l'information jusqu'à une application partagée tel que le Google Powermeter ou le consommètre d'Electrabel.The USB serial port ensures the transmission of information between the probe and the applications. The PC will have an Internet connection if it is necessary to trace the information to a shared application such as the Google Powermeter or the Electrabel Consumption.

Une telle mise en oeuvre ne nécessite dans la sonde aucune intelligente additionnelle à celle déjà présente dans une webcam standard. Et c'est là l'objectif: offrir une proposition entrée de gamme pour les ménages.Such an implementation does not require in the sensor any additional intelligent to that already present in a standard webcam. And that's the goal: to offer an entry-level proposition for households.

Il est également possible de choisir pour le stockage de l'information plutôt que sa transmission. En ce cas, la sonde incorpore une carte mémoire amovible. Périodiquement, cette carte est envoyée par simple courrier à une gestion centrale et remplacée par une carte vierge pour la nouvelle période.It is also possible to choose for the storage of information rather than its transmission. In this case, the probe incorporates a removable memory card. Periodically, this card is sent by simple mail to a central management and replaced by a blank card for the new period.

Boîtier et fixationHousing and fixing

Dernier élément mais non des moindres, le boîtier et la fixation réalisent de multiples fonctions.Last but not least, the housing and the attachment perform multiple functions.

L'un et l'autre doivent pouvoir s'adapter à la variété de compteurs susceptibles d'être rencontrés. Un compteur d'eau présentera le plus souvent un cadran cylindrique, le compteur électrique aura dans nos régions, une forme rectangulaire avec un large cadran, un compteur gaz disposera d'un cadran plus étroit débordant d'un volumineux corps arrondi.Both must be able to adapt to the variety of meters likely to be encountered. A water meter will most often have a cylindrical dial, the electric meter will have in our regions, a rectangular shape with a large dial, a gas meter will have a narrower dial overflowing with a large rounded body.

Un particulier souhaitera pouvoir facilement enlever et replacer le dispositif tandis qu'une société de distribution voudra elle une fixation plus permanente et éventuellement plombée pour prévenir les fraudes.An individual will wish to be able to easily remove and replace the device while a distribution company will want a more permanent and possibly leaded fixation to prevent fraud.

En outre, comme nous l'avons signalé, les situations du terrain peuvent être contraignantes et obliger à placer le boîtier sur le flanc ou sur la face d'un compteur. Là aussi, nous avons une multitude d'alternatives sous la main.In addition, as we pointed out, the situations of the ground can be binding and force to place the case on the side or on the face of a meter. Here too, we have a multitude of alternatives on hand.

Dans les cas les plus complexes, le boîtier épousera la forme du compteur et sera fixé par un étrier sécurisé. Dans le cas simple d'une sonde pour les particuliers, le boîtier sera placé sur le cadran même et fixé par des bandes velcro adhésives.In the most complex cases, the housing will match the shape of the meter and will be fixed by a secure bracket. In the simple case of a probe for individuals, the case will be placed on the same dial and fixed by adhesive velcro strips.

Alimentation L'alimentation fournira aux différents modules les tensions et les puissances qu'ils requièrent. Une configuration complète, pourvue d'un microcontroleur, d'un module d'émission Zibgee, d'une caméra CMOS, afficherait, sous 5 volt, un courant de l'ordre de 500mA à pleine charge et quelques μΑ en mode veille. Une batterie externe, et un panneau solaire viendraient assurer une autonomie complète là où on ne dispose pas de prises électriques.Power Supply The power supply will supply the various modules with the voltages and powers they require. A complete configuration, equipped with a microcontroller, a Zibgee transmission module, a CMOS camera, would display, under 5 volts, a current of about 500mA at full load and a few μΑ in standby mode. An external battery, and a solar panel would come to ensure a complete autonomy where one does not have electrical outlets.

ILLUSTRATIONSILLUSTRATIONS

En guise exemple, le lecteur trouvera au dossier deux illustrations représentatives.As an example, the reader will find two representative illustrations on file.

La première dépeint une sonde élémentaire destinée au particulier.The first depicts an elementary probe for the individual.

Elle consiste en un boîtier découpé par une fenêtre de lecture et dans lequel se loge un miroir placé à 45°. Ce miroir pivote autour de sa base; ce qui permet à un utilisateur d'interrompre la lecture automatique et d'accéder visuellement à l'affichage du compteur sans pour autant désolidariser la sonde du compteur.It consists of a housing cut by a reading window and in which is housed a mirror placed at 45 °. This mirror pivots around its base; which allows a user to stop automatic reading and visually access the meter display without detaching the probe from the meter.

Une webcam USB vient se greffer à l'extrémité opposée du boîtier. Par ce recul, la caméra peut couvrir toute la largeur de l'affichage.A USB webcam is grafted to the opposite end of the case. By this retreat, the camera can cover the entire width of the display.

De part et d'autre de la fenêtre de lecture, deux leds blanches assurent l'éclairage de l'afficheur. Elles sont couvertes de coupoles qui concentrent les rayons sur l'afficheur et qui empêchent la lumière de se propager directement vers la caméra ou vers le miroir.On both sides of the reading window, two white leds provide illumination of the display. They are covered with domes that focus the rays on the display and prevent the light from spreading directly to the camera or the mirror.

Le mode de fonctionnement est simple, périodiquement un logiciel sur PC vient activer la caméra, et il saisit une image du compteur. Ce logiciel procède alors à l'analyse de l'image qu'il convertit en chiffres et qu'il stocke dans une base de données locale. L'utilisateur peut alors confectionner graphes, tableaux ou envoyer ses indexes par internet auprès de ses fournisseurs. S'il est difficile de disposer le PC à proximité de la sonde, nous proposons de prolonger le bus USB par des techniques standards tels qu'une passerelle Zigbee, WIFI, ou un Wireless USB, une conversion filaire RS485 ou ethernet. Il existe un large éventail de solutions accessibles au grand public.The operating mode is simple, periodically PC software activates the camera, and it captures a picture of the counter. This software then analyzes the image that it converts into numbers and stores in a local database. The user can then create graphs, tables or send his indexes via the Internet to his suppliers. If it is difficult to place the PC close to the probe, we propose to extend the USB bus by standard techniques such as a Zigbee gateway, WIFI, or a Wireless USB, a wired RS485 or ethernet conversion. There is a wide range of solutions available to the general public.

La deuxième sonde illustrée est plus complexe. Elle est destinée à un gestionnaire d'immeubles à appartements. La sonde comporte ici plusieurs modules: • un module optique constitué par la fenêtre de lecture, deux miroirs, une caméra CMOS montée sur un circuit imprimé • un module d'éclairage conçu sur base de deux leds blanches disposées de part et d'autre de la fenêtre de lecture • un module de contrôle et de transmission, construit sur un simple micro contrôleur et un module de transmission Zigbee • une alimentation par piles, éventuellement rechargeables par l'adjonction d'une unité solaire • on devine le boîtier enveloppe et sa fixation. Ceux-ci assurent la rigidité mécanique de la sonde, la maintiennent fermement et de façon sécurisée au compteur. Le boîtier n'est pas représenté ceci pour ne pas charger le schéma.The second probe shown is more complex. It is intended for a manager of apartment buildings. The probe comprises several modules here: • an optical module constituted by the reading window, two mirrors, a CMOS camera mounted on a printed circuit board • a lighting module designed on the basis of two white LEDs arranged on both sides of the reading window • a control and transmission module, built on a simple micro-controller and a Zigbee transmission module • a battery powered, possibly rechargeable by the addition of a solar unit • we can guess the casing and its case fixation. These provide the mechanical rigidity of the probe, hold it firmly and securely on the meter. The box is not shown this so as not to load the diagram.

Le mode de fonctionnement est le suivant: depuis un site central, un logiciel provoque l'éveil de la sonde. Celle-ci active alors l'éclairage, capture une image, l'envoie au site central, s'assure que la transmission est accomplie. La sonde se met ensuite en veilleuse pour préserver l'énergie.The operating mode is as follows: from a central site, a software causes the awakening of the probe. This activates the lighting, captures an image, sends it to the central site, ensures that the transmission is completed. The probe then goes on standby to preserve the energy.

Outre les cas de figures illustrés, nous couvrons une multitude de situations intermédiaires ou plus spécialisées. Celle par exemple des compteurs à gaz qui nécessitent un décalage de l'axe optique pour placer la sonde sur le corps central du compteur, une autre où les relevés restent stockés dans la sonde en mémoire amovible, et une multitude d'autres variant par les modes de transmission ou la disposition des modules.In addition to illustrated cases, we cover a multitude of intermediate or more specialized situations. That of for example gas meters that require a shift of the optical axis to place the probe on the central body of the meter, another where the readings remain stored in the probe in removable memory, and a multitude of others varying by the modes of transmission or arrangement of modules.

Claims

1. Index reading probe consisting of a plastic housing and metal fasteners, provided with a reading window and lighting, incorporating an optical device for reading water meters, gas meters, electricity, calories, or other equipment with a display that transmits an electronic image of the index to a computer system for conversion into digital data that is then made available for tracking purposes and / or billing.

2. Probe according to claim 1, the housing is made of metallic material

3. Probe according to claims 1 or 2, the fixing is provided by an adhesive or semi-adhesive system such as gluing, velcro

4. Probe according to claims 1 or 2, the fixing of which is made of a plastic material

5. Probe according to one of claims 1 to 4 characterized by a mechanical device, optical and / or electronic allowing the ocular reading of the index without the probe is decoupled from the meter.

6. Probe according to one of claims 1 to 5, wherein the optical device integrates in addition to the active image-capturing component, a system conveying or transforming the light rays. Such a system incorporates at least one of the following elements: plane mirror, convex mirror, concave mirror, prism, optical fiber, lens, screen, diaphragm.

7. Probe according to one of claims 1 to 6, wherein the image-capturing element consists of a CMOS camera.

8. Probe according to one of claims 1 to 6 wherein a CCD camera performs image capture

9. Probe according to one of claims 1 to 6 wherein the image capture is performed by mechanically scanning the scanning surface with a linear optical sensor such as CIS or CCD.

10. Probe according to one of claims 1 to 6 characterized by an array of optoelectronic sensors such as the CIS array that performs image capture by contact and without moving parts.

11. Probe according to one of claims 1 to 6 characterized by the use of a complete webcam, USB or IP, for the capture and transmission of images.

12. Probe according to one of claims 1 to 11, characterized by a wired connection for the transmission of data and possibly for its power supply. This claim includes the use of any type of proprietary or standard protocols like USB, RS232, RS485, Ethernet, telephone line ...

13. Probe according to one of claims 1 to 11, characterized by a wireless transmission mode, with or without an external antenna. This claim includes the use of any type of proprietary or standard wireless protocols such as Zigbee, WIFI, Bluetooth, GSM, UMTS, ...

The probe of one of the claims wherein the images are stored in a removable memory, which is periodically routed by ordinary mail to supply the central computer system.

15. Probe according to one of claims 1 to 14 which is accompanied by a power supply connected to the sector.

16. Probe according to one of claims 1 to 15 which are incorporated batteries or accumulators for autonomous operation in the absence of sector.

17. Probe according to one of claims 1 to 16 with external voltaic panels, possibly with additional batteries so as to ensure full autonomy day and night.