CN101598745B - 自动电力读表系统 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种自动电力读表系统，主要包含有一光学读表装置及一与光学读表装置电连接的电力线通讯装置；其中该光学读表装置设置于电力读表的前端面，以拍摄电力读表的刻度影像，并可配合影像处理程序将拍摄到刻度影像对应的用电数值读出后传送，及/或将刻度影像直接由电力线通讯装置传送至远程电力数据主机进行刻度判读；是以，当一远程电力数据主机与多数客户端的电力读表系统通过电力线线路连接时，即可取得各用电户的电力读表上用电数值，达到远程收集电力数据的效果。

Description

自动电力读表系统

技术领域

本发明涉及一种自动电力读表系统，特别是涉及一种以电力线传送读表数据的自动电力读表系统。

背景技术

目前各用电户均装设有电力读表，即在总电源线路处设计一电力读表，供用电户查询目前用电度数，早期电力公司人员也以人力到各用电户抄写电力读表上数值，以计算各用电户所使用的电力费用。

近期已针对此不方便的计费行为，发展出一种自动电力读表，即电力公司在该电力读表内增设一数字网络装置，该数字网络装置再与外部网络线连接；如此，当电力读表周期性地将其读表上数值转换后，由数字网络装置通过网络线对外传送，传送至电力公司的服务器；是以，电力公司即可自远程取得各用电户的电力读表上数值，解决以人工抄表的不便。

虽然目前自动电力读表可将读表上的数值通过网络传送至电力公司，但却也因为目前网络不外乎是因特网或是传统电信网络，而另外衍生了数据传送安全性的问题，即也拉高了整体营运成本。

因此目前另有人提出一种红外线用电数值的判读装置，即在对应电表的转盘位置设有一红外线传感器，该红外线传感器以发射红外线至转盘上深浅刻度位置上，以藉由反射红外线强弱判断目前转盘转动几个刻度，进而换算出目前用电刻度数值，再配合输出至一电力线通讯装置，藉由该电力通讯装置将该红外线传感器输出的反应转盘刻度数值传送至远程的电力数据主机。

虽然上述红外线判读装置可不改变电表结构，将用电数据回传至远程电力数据主机，但由于采用红外线传感器，因此要得到准确用电数值，则必须准确地对准电表转盘，再者必须留意安装环境的光线是否会影响红外线感应的准确度。又，因为红外线传感器直接判断用电数值，故远程电力数据主机仅能相信此回报的用电数值，而无法进行重复确认，难保数值无误。

由此可见，上述现有的自动电力读表系统在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的自动电力读表系统，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的自动电力读表系统存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的自动电力读表系统，能够改进一般现有的自动电力读表系统，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的自动电力读表系统存在的缺陷，而提供一种新型结构的自动电力读表系统，直接藉由电力线进行数据的传输，不但可提高数据传输安全性，亦能简化安装。

本发明另一目的在于，克服现有的自动电力读表系统存在的缺陷，而提供一种新型结构的具有高准确度的自动电力读表系统，即在远程电力数据主机内建影像判读程序，将电力线通讯装置回传的刻度影像进行第二次判读，以决定刻度影像上的数值，如此一来即可与光学读表装置输出的刻度数值进行比对，确保判读数值的准确度。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种自动电力读表系统，其包含有：一光学读表装置，以一定距离设置于一电力读表的刻度端面上，以拍摄该刻度影像，并将刻度影像上的刻度所对应的数值输出；以及一电力线通讯装置，与该光学读表装置的数据传输接口电连接，并与该电力读表的电力线电连接，该电力线通讯装置将光学读表装置输出的刻度数值处理成网络封包，并加载电到力线上。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的自动电力读表系统，其中所述的光学读表装置包含：一影像撷取器，是供拍摄该电力读表刻度影像；一照明装置，设置于该影像撷取器附近，以提供照明光线予影像撷取器；一影像处理单元，与该影像撷取器及照明装置电连接，以取得该影像撷取器撷取的刻度影像，并内建有一标准刻度影像及影像处理程序，以判断目前接收的刻度影像中，所对应的刻度数值；一第一数据传输接口，电连接至该影像处理单元，以将影像处理单元输出的刻度数值对外传送；以及一第一直流电源连接端口，与影像撷取器、照明装置、影像处理单元及第一数据传输接口电连接，以提供工作电源。

前述的自动电力读表系统，其中所述的影像撷取器为一COMS或CCD影像撷取器。

前述的自动电力读表系统，其中所述的影像处理单元包含有一采样器、一模拟数字转换器、一译码器、及一外接一内存的DSP处理器；其中该内存储存有影像处理程序及标准刻度影像。

前述的自动电力读表系统，其中所述的第一数据传输接口为一USB接口、PCI总线、RS232或RJ45。

前述的自动电力读表系统，其中所述的电力线通讯装置包含有：一第二数据传输接口，电连接至该光学撷取装置的第一数据传输接口，以接收来自该光学撷取装置的刻度数值；一信号处理单元，电连接至该第二数据传输接口，以取得刻度数值，又内建有一代码及封装网络封包程序，即该信号处理单元将刻度数值及代码处理成网络封包后输出；一电力线耦合器，与信号处理单元电连接，并供外部电力线连接，以将该信号处理单元的网络封包处理及调变后，耦合加载于电力线中；一交直流转换供应单元，与外部电力线电连接，以取得交流电流，并将交流电源转换为直流电流提供给第二数据传输接口、信号处理单元及电力线耦合器；以及一第二直流电源连接端口，电连接至该交直流转换供应单元的输出端及第一直流电源连接端口，以将直流电源输出至第一直流电源连接端口。

前述的自动电力读表系统，其中所述的光学读表装置通过网络通讯装置一并将刻度数值及刻度影像对外输出。

前述的自动电力读表系统，其中进一步包含有一电力数据主机，通过电力线与该电力线通讯装置连线，并内建有影像处理程序，以判断该电力线通讯装置传送刻度影像所对应的刻度数值。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种自动电力读表系统，其包含有：一光学读表装置，以一定距离设置于一电力读表的刻度端面上，以拍摄该刻度影像；一电力线通讯装置，与该光学读表装置的数据传输接口电连接，并与该电力读表的电力线电连接，该电力线通讯装置将光学读表装置输出的刻度影像处理成网络封包，并加载到电力线上；以及一电力数据主机，通过电力线与该电力线通讯装置连线，并内建有影像处理程序，以判断该电力线通讯装置传送刻度影像所对应的刻度数值。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的自动电力读表系统，其中所述的光学读表装置包含：一影像撷取器，供拍摄该电力读表刻度影像；一照明装置，设置于该影像撷取器附近，以提供照明光线予影像撷取器；一第一数据传输接口，电连接至该影像撷取器的输出端，以将影像撷取器输出的刻度影像对外传送；以及一第一直流电源连接端口，与影像撷取器、照明装置及第一数据传输接口电连接，以提供工作电源。

前述的自动电力读表系统，其中所述的影像撷取器为一COMS或CCD影像撷取器。

前述的自动电力读表系统，其中所述的第一数据传输接口为一USB接口、PCI总线、RS232或RJ45。

前述的自动电力读表系统，其中所述的电力线通讯装置包含有：一第二数据传输接口，电连接至该光学撷取装置的第一数据传输接口，以接收来自该光学撷取装置的刻度影像；一信号处理单元，电连接至该第二数据传输接口，以取得刻度数值，又内建有一代码及封装网络封包程序，即该信号处理单元将刻度影像及用户代码处理成网络封包后输出；一电力线耦合器，与信号处理单元电连接，并供外部电力线连接，以将该信号处理单元的网络封包处理及调变后，耦合加载于电力线中；一交直流转换供应单元，与外部电力线电连接，以取得交流电流，并将交流电源转换为直流电流提供给第二数据传输接口、信号处理单元及电力线耦合器；以及一第二直流电源连接端口，电连接至该交直流转换供应单元的输出端及第一直流电源连接端口，以将直流电源输出至第一直流电源连接端口。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明的主要技术内容如下：

为达到上述目的，本发明提供了一种自动电力读表系统，其包含有：

一光学读表装置，设置于电力读表的刻度端面，并主要包含有一影像撷取器及一数据传输接口，其中该影像撷取器连接至数据传输接口；

一电力线通讯装置，与该光学读表装置的数据传输接口电连接，并与该电力读表的电力线电连接，以取得交流电源；

上述本发明主要利用光学读表装置撷取目前电力读表上刻度影像，其中该光学读表装置可依据影像判断用电度数，并将判断出的用电度数转换成对应数值后，通过数据传输接口将数值输出至该电力线通讯装置，或是直接将刻度影像通过数据传输接口输出至该电力线通讯装置，之后由该电力线通讯装置将刻度数值或/及刻度影像处理成封包后，予以调变并加载到电力线的交流电流中，利用既有电力线线路，将封包传送至一远程电力数据主机。

借由上述技术方案，本发明自动电力读表系统至少具有下列优点及有益效果：

本发明的自动读表系统因不必外接网络线，于安装上更形方便，又直接藉由电力线作为用电数据传送媒体，数据传送安全性较目前因特网高。

本发明提供的一种具有高准确度的自动电力读表系统，在远程电力数据主机内建影像判读程序，将电力线通讯装置回传的刻度影像进行第二次判读，以决定刻度影像上的数值，如此一来即可与光学读表装置输出的刻度数值进行比对，确保判读数值的准确度。

综上所述，本发明是关于一种自动电力读表系统，其主要包含有一光学读表装置及一与光学读表装置电连接的电力线通讯装置；其中该光学读表装置设置于电力读表的前端面，以拍摄电力读表的刻度影像，并可配合影像处理程序将拍摄到刻度影像对应的用电数值读出后传送，及/或将刻度影像直接由电力线通讯装置传送至远程电力数据主机进行刻度判读；是以，当一远程电力数据主机与多数客户端的电力读表系统通过电力线线路连接时，即可取得各用电户的电力读表上用电数值，达到远程收集电力数据的效果。

本发明具有上述优点及实用价值，其不论在系统结构或功能上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的自动电力读表系统具有增进的突出功效，从而更加适于实用，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明安装于一般电力读表上的外观示意图。

图2是本发明多数自动电力读表系统与远程电力数据主机的连线示意图。

图3是本发明第一较佳实施例的电路方块图。

图4是本发明第三较佳实施例的电路方块图。

10：自动读表系统                20、20a：光学读表装置

21：影像撷取器                  211：照明装置

22：影像处理单元                221：采样器

222：模拟数字转换器             223：译码器

224：DSP处理器                  225：内存

23：第一数据传输接口            24：第一直流电源连接端口

30：电力线通讯装置              31：第二数据传输接口

32：信号处理单元                33：电力线耦合器

34：交直流转换供应单元          35：第二直流电源连接端口

40：远程电力数据主机            50：电力读表

51：电力线

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的自动电力读表系统其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合阅考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

请参阅图1所示，为本发明自动读表系统10第一较佳实施例的外观示意图，其包含有一光学读表装置20及一与光学读表装置20电连接的电力线通讯装置30；其中该光学读表装置20设置于电力读表50的前端刻度端面，以拍摄电力读表50的刻度影像，可配合一影像处理程序将拍摄到刻度影像对应的刻度数值读出，并输出该用电数值至该电力线通讯装置30，或一并连同刻度数值及刻度影像输出；由于该电力线通讯装置30与电力读表50的电力线电连接，故于接收来自该光学读表装置20的刻度数值或/及刻度影像时，即将其处理转换为封包，并予以调变后耦合加载到电力线51中，藉由电力线51对外传送，请配合参阅图2所示，为一远程电力数据主机40与多数客户端的电力读表系统10连接架构图，即该远程电力数据主机40通过电力线51与各客户端的电力线连接，以取得各自动电力读表系统10的封包，进而解包将各用电户的电力读表50上用电数值读出，达到远程收集电力数据的效果。

再者，本发明第二较佳实施例，是令上述远程电力数据主机内建有影像处理程序，以对来自电力线通讯装置30的刻度影像进行第二道刻度数值的判读，供与电力线通讯装置30输出的第一道刻度数值比对，明确该用户的用电数值，提高判读的准确度。

又，本发明第三较佳实施例，是上述光学读表装置20单纯将撷取到的刻度影像输出至该电力线通讯装置30，不先经过影像刻度的判读；是以，上述远程电力数据主机仅取得刻度影像，故内建有影像处理程序，亦可配合人工读出刻度影像的对应用电数值。

请配合参阅图3所示，为本发明第一较佳实施例的电路方块图，其中该光学读表装置20包含有：

一影像撷取器21，设置于电力读表前端面，并与电力读表前端面相隔一距离，以拍摄该电力读表刻度影像；于本实施例，该影像撷取器为一COMS或CCD影像撷取器；

一照明装置211，设置于该影像撷取器21附近，以提供照明光线予影像撷取器21；

一影像处理单元22，与该影像撷取器21及照明装置电连接，以拍摄取得该影像撷取器撷取的清楚刻度影像，并内建有一标准刻度影像及影像处理程序，以处理并判断出目前接收刻度影像所对应的刻度数值；于本实施例中，该影像处理单元22包含有一采样器221、一模拟数字转换器222、一译码器223、及一外接有内存(EEPROM)225的DSP处理器224，其中内存(EEPROM)储存有影像处理程序及标准刻度影像，再由DSP处理器224自内存225中读取影像处理程序及标准刻度影像予以执行，又该影像处理程序可以是一LAB VIEW程序语言编写的，进行二值化、边缘检测、影像滤波及图形辨识；

一第一数据传输接口23，电连接至该影像处理单元22的DSP处理器224，以将影像处理单元22输出的刻度数值对外传送；于本实施例中，该第一数据传输接口23为一USB接口，另亦可为一PCI总线、RS232或RJ45；及

一第一直流电源连接端口24，与上述各电路单元连接，以将外部直流电源提供予各电路单元，作为工作电源。

又上述电力线通讯装置30的电路方块图，其包含有：

一第二数据传输接口31，电连接至该光学撷取装置20的第一数据传输接口23，以接收来自该光学撷取装置20的刻度数值；一信号处理单元32，电连接至该第二数据传输接口31，以获得刻度数值，并内建有一封装网络封包程序，亦包含有一用户代码，即该信号处理单元32将刻度数值及用户代码处理成网络封包后输出；

一电力线耦合器33，与信号处理单元32电连接，并供外部电力线51连接，以将该信号处理单元32的网络封包处理及调变后，耦合加载于电力线51中；

一交直流转换供应单元34，与外部电力线51电连接，以取得交流电流，并将交流电源转换为直流电流供上述直流用电的元件使用，不用另设电源变压线路提供直流电源；及

一第二直流电源连接端口34，电连接至该交直流转换供应单元34的输出端及第一直流电源连接端口24，以将直流电源输出至第一直流电源连接端口24。

请参阅图4所示，为本发明第三较佳实施例中该光学读表装置20a及电力线通讯装置30的方块图，其中该电力线通讯装置与第一较佳实施例相同，惟光学读表装置20a包含有：一影像撷取器21，供拍摄该电力读表刻度影像；

一照明装置211，设置于该影像撷取器附近，以提供照明光线予影像撷取器；

一第一数据传输接口23，电连接至该影像处理单元21及照明装置211，以将刻度影像对外传送；及

一第一直流电源连接端口24，与影像撷取器21、照明装置211及第一数据传输接口23电连接，以提供工作电源。

由上述说明可知，本发明使用安装时相当方便，只要将光学读表装置设置于一般电力读表的刻度端面上，并保持一距离，而电力线通讯装置则与该光学读表装置电连接，再与电力读表的电力线连接即可，完全不必另外增加网络线及直流电源供应器。

由于电力线通讯装置可直接将交流电源转换成直流电源，故除可提供本身直流用电外，更可进一步提供该光学读表装置的直流工作电源；因此，整体安装上相当简单。当光学读表装置拍摄该电力读表的刻度影像，可直接将刻度影像通过电力线通讯装置传送至远程的电力数据主机，或先转换并输出刻度的对应数值后再通过电力线通讯装置回传至远程的电力数据主机；其中若该电力线通讯装置内建用户代码时，会将刻度数值及/或刻度影像连同其用户代码一并封包成网络封包，经调变后加载到电力线中；是以，当远程的电力线数据主机自电力线取得各自动电力读表系统回传的网络封包时，即可由用户代码得知特定用电户，并记录该用电户的用电刻度数值；又，由于各自动电力读取系统以电力线作为刻度数值的传送媒体，故数据安全性较因特网或一般传统网络来得高。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种自动电力读表系统，其特征在于其包含有：

一光学读表装置，以一定距离设置于一电力读表的刻度端面上，以拍摄其刻度影像，并将刻度影像上的刻度所对应的数值输出；及

一电力线通讯装置，与该光学读表装置电连接，并与该电力读表的电力线电连接，该电力线通讯装置将光学读表装置输出的刻度数值予以处理成网络封包，并加载到电力线上；

上述的光学读表装置包含：

一影像撷取器，供拍摄该电力读表刻度影像；

一照明装置，设置于该影像撷取器附近，以提供照明光线予影像撷取器；

一影像处理单元，与该影像撷取器及照明装置电连接，以取得该影像撷取器撷取的刻度影像，并内建有一标准刻度影像及影像处理程序，以判断目前接收的刻度影像中，所对应的刻度数值；及

一第一数据传输接口，电连接至该影像处理单元，以将影像处理单元输出的刻度数值对外传送；

一第一直流电源连接端口，与影像撷取器、照明装置、影像处理单元及第一数据传输接口电连接，以提供工作电源。

2.根据权利要求1所述的自动电力读表系统，其特征在于其中所述的影像撷取器为一COMS或CCD影像撷取器。

3.根据权利要求1所述的自动电力读表系统，其特征在于其中所述的影像处理单元包含有一采样器、一模拟数字转换器、一译码器、及一外接一内存的DSP处理器；其中该内存储存有影像处理程序及标准刻度影像。

4.根据权利要求1所述的自动电力读表系统，其特征在于其中所述的第一数据传输接口为一USB接口、PCI总线、RS232或RJ45。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的自动电力读表系统，其特征在于其中所述的电力线通讯装置包含有：

一第二数据传输接口，电连接至该光学读表装置的第一数据传输接口，以接收来自该光学撷取装置的刻度数值；

一信号处理单元，电连接至该第二数据传输接口，以取得刻度数值，又内建有一代码及封装网络封包程序，即该信号处理单元将刻度数值及代码处理成网络封包后输出；

一电力线耦合器，与信号处理单元电连接，并供外部电力线连接，以将该信号处理单元的网络封包处理及调变后，耦合加载于电力线中；

一交直流转换供应单元，与外部电力线电连接，以取得交流电流，并将交流电源转换为直流电流供给第二数据传输接口、信号处理单元及电力线耦合器；及

一第二直流电源连接端口，电连接至该交直流转换供应单元的输出端及第一直流电源连接端口，以将直流电源输出至第一直流电源连接端口。

6.根据权利要求5所述的自动电力读表系统，其特征在于其中所述的光学读表装置通过网络通讯装置一并将刻度数值及刻度影像对外输出。

7.根据权利要求6所述的自动电力读表系统，其中进一步包含有一电力数据主机，通过电力线与该电力线通讯装置连线，并内建有影像处理程序，以判断该电力线通讯装置传送刻度影像所对应的刻度数值。

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