CN103618878A - 一种摄像直读远传水表装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种摄像直读远传水表装置，包括机械水表、透明塑胶罩、光学反光镜片、摄像头、补光光源、信号处理单元、通信单元、PCB板，所述摄像头、补光光源、信号处理单元、通信单元安装在PCB板上，透明塑胶罩盖在机械水表的字码盘上，光学反光镜片安装在透明塑胶罩顶板的反面，PCB板安装在透明塑胶罩内侧面，摄像头与信号处理单元连接，信号处理单元与通信单元连接。本发明传输数据量小，传输速度高，数据采集效率较高，且远传水表装置的尺寸小，外观美观。

Description

一种摄像直读远传水表装置

技术领域

本发明涉及一种摄像远传水表。具体涉及一种摄像直读远传水表装置。

背景技术

目前全国在采用摄像直读技术的方案，是将摄像头拍摄的普通机械水表字码盘的图片不经处理或经简单压缩处理后，经通信单元传输给计算机，最终有计算机完成图片的识别处理，得到字码盘显示的数字内容。但这种方式因需传输图片，传输数据量较大，因此传输速度慢，传输所需花费的时间长，数据采集的效率较低。另外，目前采用摄像直读技术的远传水表，摄像头都是固定在普通机械水表字码盘的正上方，为了得到完整的字码盘图像，摄像头距字码盘的距离必须大于55mm，因此会造成产品外观高度方向尺寸过大，影响产品外观。

发明内容

本发明的目的是提供一种摄像直读远传水表装置，其传输数据量小，传输速度高，数据采集效率较高，且远传水表装置的尺寸小，外观美观。

为了达到上述目的，本发明有如下技术方案：

本发明的一种摄像直读远传水表装置，包括机械水表、透明塑胶罩、光学反光镜片、摄像头、补光光源、信号处理单元、通信单元、PCB板，所述摄像头、补光光源、信号处理单元、通信单元安装在PCB板上，透明塑胶罩盖在机械水表的字码盘上，光学反光镜片安装在透明塑胶罩顶板的反面，PCB板安装在透明塑胶罩内侧面，摄像头与信号处理单元连接，信号处理单元与通信单元连接，所述光学反光镜片用于将机械水表的字码盘图像反射给摄像头，摄像头将光信号变为电信号，电信号经信号处理单元处理识别后，生成机械水表的字码盘所显示的数字内容，最后经通信单元将机械水表的字码盘所显示的数字内容传输出去。

其中，所述透明塑胶罩为圆柱体或立方体，所述光学反光镜片与机械水表顶部平面夹角为45度。

本发明的优点在于：

1、本发明的传输数据量小，传输速度高，数据采集效率较高。

2、本发明光学反光镜片以倾斜的方式安装在透明塑胶罩顶板的反面，摄像头安装在PCB板上，PCB板安装在透明塑胶罩内侧面，利用光学反光镜改变光线传输方向，利用水平方向的距离弥补高度方向距离的不足，有效减小了产品外观高度尺寸。

附图说明

图1为本发明结构的示意图；

图2为图像识别主流程图；

图3为摄像直读远传水表光路传输示意图。

1、光学反光镜片；2、字码盘；3、机械水表；4、透明塑胶罩；5、PCB板；6、摄像头；7、补光光源。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1，本发明的本发明的一种摄像直读远传水表装置，由机械水表、透明塑胶罩、光学反光镜片、摄像头、补光光源、信号处理单元、通信单元、PCB板组成，所述摄像头、补光光源、信号处理单元、通信单元安装在PCB板上，透明塑胶罩盖在机械水表的字码盘上，光学反光镜片安装在透明塑胶罩顶板的反面，PCB板安装在透明塑胶罩内侧面，摄像头与信号处理单元连接，信号处理单元与通信单元连接，所述光学反光镜片用于将机械水表的字码盘图像反射给摄像头，摄像头将光信号变为电信号，电信号经信号处理单元处理识别后，生成机械水表的字码盘所显示的数字内容，最后经通信单元将机械水表的字码盘所显示的数字内容传输出去。

所述透明塑胶罩为圆柱体或立方体，所述光学反光镜片与机械水表顶部平面夹角为45度。

所述信号处理单元是一个ARM9系列单片机，内嵌图像识别处理软件，将摄像头摄取的图像信号经二值化、去干扰、字符定位、整半字识别、字符识别处理后输出机械水表字码盘所显示的内容给通信单元；通信单元包括一个低功耗单片机，M-BUS通信芯片和一个微功率无线通信芯片，低功耗单片机与M-BUS通信芯片、一个微功率无线通信芯片连接，低功耗单片机负责接收信号处理单元输出的数据，然后调度M-BUS通信芯片和微功率无线通信芯片，将接收到的数据通过M-BUS总线和无线将数据传输出去。光学反光镜片以倾斜的方式安装在透明塑胶罩顶板的反面，摄像头、补光光源、信号处理单元和通信单元集成在同一块PCB板上，然后安装在光学反光镜片正对的透明塑胶罩的侧面，最后透明塑胶罩以光学反光镜片正对水表字码盘的位置盖在普通水表的表盘上。本发明可以有效减小数据传输量，提高数据采集效率。另外可以使摄像远传水表的透明塑胶罩高度降低，减小摄像远传水表的体积，也使产品外观更加美观。

参见图2，本发明信号处理单元内嵌的图像识别处理软件，主流程包括图像采集、图像二值化处理、去干扰、字符定位、整半字判别、字符识别和数字输出七个子流程，通过此图像识别软件，即可准确识别普通机械水表字码盘所显示的数字，有效减小数据传输量，提高数据采集效率。

图像采集：摄像头对水表图像进行采集，采集过来的图片是灰度图片。

图像二值化是对对灰度图像进行二值化处理。只要是光照均匀的图片，在不同的光照亮度下经过处理都能达到较好的二值化图像效果，而且均匀的光照条件可通过在设计产品的物理结构时加装背光实现。

二值化图像去干扰：在对二值化之后的图片进行识别之前，还要对二值化后的图片的一些干扰因素进行去除，因为这些干扰会对图片数字的定位和识别造成极大的问题，比如当图片中有上下连通的大片黑色区域就会使得图片的字符定位算法失效，造成识别失败。

数字识别：在对图片进行预处理之后，图片已由灰度图片变成了二值化图片，且已去除了图片中大量的干扰，可以对图片中的数字进行识别；数字的识别分为三个阶段：

1)字符定位：

字符定位是通过对二值化的图像投影得到的，先对图像进行左右投影，定出图像中字符所在的纵向位置，然后再对纵向定位后的图像进行上下投影，计算出每个字符所在的横向位置。

2)整半字判别：

对字体进行定位之后，根据字体的位置数据，可以按顺序从图片中提取字符图片数据用于识别，不过因为水表码盘字符的特殊性，会有进位的情况出现，所以字体会有半字的情况(如图9的最后一位字符)，而为了提高字体的识别效率和准确性，半字的识别与整字的识别是分开的，所以在识别之前会对字符图片信息进行整半字的判别，如果是整字，用整字的识别算法来识别，如果是半字，就用半字的识别算法；

3)字符识别：

经过整半字识别之后的图片数据，就要对数字进行识别了。

数字识别的思想是对图像信息的特征进行提取，根据提取特征的不同识别出0-9十个数字，又由于整字和半字的特征识别特征不一样，所以要将字符识别分为整字识别和半字识别；

4)半字识别：

与整字识别相反，半字识别是对判断为半字的图片信息进行特征提取，然后根据提取的半字特征对图片信息进行识别，一般识别输出的是半字的下半部分字符，当上半部分字符长度大于下半部分字体的2倍时，输出上半部分的数字。

参见图3，本发明使用的倾斜固定的光学反光镜片改变光线传输方向，利用水平方向的距离弥补高度方向距离的不足，有效减小产品外观高度尺寸

如上所述，便可较为充分的实现本发明。以上所述仅为本发明的较为合理的实施实例，本发明的保护范围包括但并不局限于此，本领域的技术人员任何基于本发明技术方案上非实质性变性变更均包括在本发明包括范围之内。

Claims (2)

1.一种摄像直读远传水表装置，其特征在于：包括机械水表、透明塑胶罩、光学反光镜片、摄像头、补光光源、信号处理单元、通信单元、PCB板，所述摄像头、补光光源、信号处理单元、通信单元安装在PCB板上，透明塑胶罩盖在机械水表的字码盘上，光学反光镜片安装在透明塑胶罩顶板的反面，PCB板安装在透明塑胶罩内侧面，摄像头与信号处理单元连接，信号处理单元与通信单元连接，所述光学反光镜片用于将机械水表的字码盘图像反射给摄像头，摄像头将光信号变为电信号，电信号经信号处理单元处理识别后，生成机械水表的字码盘所显示的数字内容，最后经通信单元将机械水表的字码盘所显示的数字内容传输出去。

2.根据权利要求1所述的一种摄像直读远传水表装置，其特征在于：所述透明塑胶罩为圆柱体或立方体，所述光学反光镜片与机械水表顶部平面夹角为45度。

Images