CN109274936A - 一种具有检测小流量功能的摄像抄表装置及抄表方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有检测小流量功能的摄像抄表装置及抄表方法，装置包括主控电路板、摄像装置、罩体、信号发射装置和信号接收装置，主控电路板设置在罩体中，罩体包括基座和设置在基座的上部用于观测表盘读数的视窗，摄像装置设置在主控电路板上，用于拍摄表盘读数，信号发射装置设置在水表表盘内部，用于替换表盘中数位最小的指针，信号发射装置的正上方设有信号发射装置，信号发射装置与信号接收装置之间耦合连接，对信号发射装置转动的圈数进行计数，摄像装置和信号接收装置均分别与主控电路板连接，主控电路板包括微处理器、通信模块和图像处理器；其效果是：实现对居民的小流量用水情况进行监测，从而便于提供准确的居民用水数据。

Description

一种具有检测小流量功能的摄像抄表装置及抄表方法

技术领域

本发明涉及抄表技术领域，具体涉及一种具有检测小流量功能的摄像抄表装置及抄表方法。

背景技术

现有技术中出现的摄像抄表装置是通过在水表表盘上安装摄像装置，拍摄并识别水表字轮区域的图片并传输给采集系统，实现水表读数的远传。但是现有摄像抄表装置只能抄读的最小单位是吨，而在实际的使用中，大部分居民的用水一天是不会超过一吨的，也就是说，居民用了水，即使每天抄表也可能存在几天的抄表数据没有变化的情况出现，不利于准确的对居民用水情况进行监测。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有检测小流量功能的摄像抄表装置及抄表方法，以利于对居民用水情况进行监测。

第一方面：一种具有检测小流量功能的摄像抄表装置，包括主控电路板、摄像装置和罩体，还包括信号发射装置和信号接收装置，所述主控电路板设置在所述罩体中，所述罩体为透明的中空壳状结构，安装在水表表盘的上方，其包括基座和设置在所述基座的上部用于观测表盘读数的视窗，所述摄像装置设置在所述主控电路板上，用于拍摄表盘读数，所述信号发射装置设置在水表表盘内部，用于替换表盘中数位最小的指针，所述信号发射装置的正上方设有所述信号接收装置，所述信号发射装置与信号接收装置之间耦合连接，对信号发射装置转动的圈数进行计数，所述摄像装置和信号接收装置均分别与所述主控电路板连接，所述主控电路板包括微处理器、通信模块和图像处理器。

优选的，所述的一种具有检测小流量功能的摄像抄表装置，还包括密封片，所述密封片为安装在水表表盘与所述罩体之间透明的结构体，该密封片包括贴设在水表表盘凹槽上并与水表表盘凹槽形成封闭层的隔离槽和沿所述隔离槽上边沿水平向外延伸的隔离片。

优选的，所述摄像装置安装在所述主控电路板的下部中间位置，所述摄像装置的镜头朝向所述表盘读数。

优选的，所述信号发射装置采用磁钢。

优选的，所述的一种具有检测小流量功能的摄像抄表装置，还包括可拆卸安装在水表表盘外壁上的卡箍，所述卡箍外圆周上均匀设置有若干个卡箍连接孔，所述基座下边沿水平向外延伸形成若干个与所述卡箍连接孔对应的基座连接孔，所述罩体通过穿过所述基座连接孔和所述卡箍连接孔的组合螺丝固定在水表上。

优选的，所述卡箍的内壁上均匀分布有若干凸起带，每个所述凸起带沿所述卡箍轴向由下至上逐渐增厚。

优选的，所述的一种具有检测小流量功能的摄像抄表装置，还包括密封圈，所述密封圈夹设在所述密封片与所述基座之间。

优选的，所述的一种具有检测小流量功能的摄像抄表装置，还包括隔离片，所述隔离片设置在所述水表表盘与密封片之间。

第二方面：一种抄表方法，应用于一种抄表系统，所述抄表系统包括上述第一方面所述的一种具有检测小流量功能的摄像抄表装置、数据中心和设置在管路上的多个传感器，所述方法包括：

摄像装置获取水表的读数图像；

图像处理器对所述读数图像进行处理以得到数字图像；

微处理器将所述数字图像送入到预先设有的识别模型进行识别，以得到第一识别数据；

信号接收装置响应于信号发射装置的转动信号，信号发射装置每转动一圈，信号接收装置输出一计数脉冲；

微处理器根据所述计数脉冲的个数和预先设有的基数进行计算，以得到第二识别数据，并根据所述第一识别数据和第二识别数据得出水表数据；

通信模块将所述水表数据发送至远端的数据中心。

优选的，所述图像处理器对所述读数图像进行处理以得到数字图像具体包括：

首先对读数图像采用图像灰度化、几何变换、图像增强、滤波和二值化处理，然后采用图像剪切的方法获取仪表的字轮，将带有仪表字轮的图片作为所述数字图像。

优选的，所述方法还包括：

数据中心根据所述水表数据建立用户每天的用水曲线，并得出用户在不同时段的用水量，若某一时段的用水量超过预设值时，发送提醒信息至用户的智能终端上。

优选的，所述方法还包括：

传感器采集管路上的声波信号；

微处理器将接收的声波信号进行计算以得到漏水点的位置信息；

通信模块将所述位置信息发送至远端的数据中心。

采用上述技术方案，具有以下优点：本发明提出的一种具有检测小流量功能的摄像抄表装置及抄表方法，通过设有的信号发射装置替换表盘中数位最小的指针，用水时，带动信号发射装置转动，信号接收装置根据其转动的动作对转动的圈数进行计数，通过主控电路板上微处理器的处理得出小流量，同时与摄像装置、图像处理器和微处理器得到的表盘数据进行计算得到水表数据，并通过设有的通信模块将水表数据对外发送，从而实现对居民的小流量用水情况进行监测，从而便于提供准确的居民用水数据，分析其用水特性，利于相关人员进行科学的供水管理。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例中的方法示意图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参照图1所示，一种具有检测小流量功能的摄像抄表装置，包括主控电路板10、摄像装置20、罩体50、信号发射装置82和信号接收装置90，所述主控电路板10设置在所述罩体50中，所述罩体50为透明的中空壳状结构，安装在水表表盘的上方，其包括基座51和设置在所述基座的上部用于观测表盘读数81的视窗52，所述摄像装置20设置在所述主控电路板10上，用于拍摄表盘读数81，所述信号发射装置82设置在水表表盘内部，用于替换表盘中数位最小的指针，所述信号发射装置82的正上方设有所述信号接收装置90，所述信号发射装置82与信号接收装置90之间耦合连接，对信号发射装置82转动的圈数进行计数，所述摄像装置20和信号接收装置90均分别与所述主控电路板10连接，所述主控电路板10包括微处理器、通信模块和图像处理器。

具体地，应用时，所述主控电路板10采用PCB板，PCB板上设有接线端子，接线端子包括通信接口、开关量接口、模拟量接口和电源接口，信号接收装置90上设有的连接口91与主控电路板连接，主控电路板10上还设有电源模块30，所述电源模块30用于为各用电设备提供电源，可采用电池供电，也可通过设有的电源接口采用外部供电的方式，在此并不限制，本领域技术人员应当了解，摄像装置采用摄像头，信号发射装置82可采用磁钢，将磁钢替换表盘中数位最小的指针，也就是说，在有用水情况发生时，信号发射装置82会进行转动，信号接收装置90可采用霍尔传感器，这样在信号发射装置每转动一圈时，霍尔传感器就会输出一脉冲，相当于为其转动的圈数计数，每转一圈的流量是固定的，因此，通过主控电路板上微处理器的处理得出小流量，同时与摄像装置、图像处理器和微处理器得到的表盘数据进行计算得到水表数据，并通过设有的通信模块将水表数据对外发送，从而实现对居民的小流量用水情况进行监测，从而便于提供准确的居民用水数据，分析其用水特性，利于相关人员进行科学的供水管理。

进一步地，所述的一种具有检测小流量功能的摄像抄表装置，还包括密封片40，所述密封片40为安装在水表表盘与所述罩体50之间透明的结构体，该密封片40包括贴设在水表表盘凹槽上并与水表表盘凹槽形成封闭层的隔离槽41和沿所述隔离槽41上边沿水平向外延伸的隔离片42；另外设置密封片40保证了水表表盘处于一个比较封闭的空间，以防止水汽吸附在水表表盘上而影响表盘读数的清晰度。

进一步地，所述摄像装置20安装在所述主控电路板10的下部中间位置，所述摄像装置的镜头朝向所述表盘读数。应用时，摄像头采用微型摄像头，其镜头朝向表盘，利于准确的拍出水表的表盘读数。

进一步地，在本实施例中，视窗52与基座51的水平面成40°-50°的夹角，这样可解决上下相邻两个水表80距离较短时无法人工读取下方表盘读数81的问题，给读取表盘读数81带来了便利。

进一步地，如图1所示，该抄表装置还包括可拆卸安装在水表表盘外壁上的卡箍60，卡箍60外圆周上均匀设置有若干个卡箍连接孔61，基座51下边沿水平向外延伸形成若干个与卡箍连接孔61对应的基座连接孔511，罩体50通过穿过基座连接孔511和卡箍连接孔61的组合螺丝固定在水表上，所述卡箍60的内壁上均匀分布有若干凸起带62，每个凸起带62沿卡箍60轴向由下至上逐渐增厚。通过设置卡箍60，便于将抄表装置快速安装在水表80上，同时提高了抄表装置的稳定性。

如图1所示，隔离片42的边缘上对应卡箍连接孔61开设隔离片连接孔43，密封片40通过穿设基座连接孔511、隔离片连接孔43及卡箍连接孔61的组合螺丝固定。

如图1所示，该抄表装置还包括密封圈70，密封圈70夹设在密封片40与基座51之间。密封圈70对应基座连接孔511开设有密封圈连接孔71，密封圈70通过穿设基座连接孔511、密封圈连接孔71、隔离片连接孔43及卡箍连接孔61的螺丝组合密封连接。设置密封圈70可给主控电路板10和摄像头20提供一个封闭的空间，以防止水汽进入罩体50内侵蚀主控电路板10和摄像头20，从而保证了摄像抄表装置的正常工作，延长其使用寿命。

进一步地，为了更好的利于在复杂环境中应用，所述的一种具有检测小流量功能的摄像抄表装置，还包括隔离片100，所述隔离片100设置在所述水表表盘与密封片40之间，所述隔离片100的大小与隔离槽41底部的大小相适配，从而提高其使用效果。

如图2所示，一种抄表方法，应用于一种抄表系统，所述抄表系统包括上述所述的一种具有检测小流量功能的摄像抄表装置、数据中心和设置在管路上的多个传感器，所述方法包括：

S101，摄像装置获取水表的读数图像；

具体地，需要进行远程抄表时，摄像头对水表表盘上的字轮区域进行拍照，获取当前的读数图像。

S102，图像处理器对所述读数图像进行处理以得到数字图像；

具体地，图像处理器对读数图像进行预处理，包括：首先对读数图像采用图像灰度化、几何变换、图像增强、滤波和二值化处理，然后采用图像剪切的方法获取仪表的字轮，将带有仪表字轮的图片作为所述数字图像，这样利于后续步骤的处理以及提高表盘数据识别的准确率；在图像灰度化处理时可采用分量法、最大值法、平均值法和加权平均法中的一种，几何变换通过平移、转置、镜像、旋转和缩放等处理方式。

S103，微处理器将所述数字图像送入到预先设有的识别模型进行识别，以得到第一识别数据；

具体地，识别模型中存储有经过训练好的0至9的数字，其训练过程类似于机器视觉中的字符训练(本领域技术人员应当了解，在此不再赘述)，从而识别出各个单位上的数字，微处理器计算后得到表盘上的数据。

S104，信号接收装置响应于信号发射装置的转动信号，信号发射装置每转动一圈，信号接收装置输出一计数脉冲；

具体地，信号发射装置可采用磁钢，将磁钢替换表盘中数位最小的指针，也就是说，在有用水情况发生时，信号发射装置会进行转动，信号接收装置可采用霍尔传感器，这样在信号发射装置每转动一圈时，霍尔传感器就会输出一脉冲，相当于为其转动的圈数计数。

S105，微处理器根据所述计数脉冲的个数和预先设有的基数进行计算，以得到第二识别数据，并根据所述第一识别数据和第二识别数据得出水表数据；

具体地，每转一圈的流量是固定的，转一圈的流量为一升水，微控制器根据转动的圈数，从而计算出字轮区域未显示出的小流量用水，将两者的数据结合后得出水表数据。

S106，通信模块将所述水表数据发送至远端的数据中心。

具体地，通信模块以无线或有线通信的方式，将水表数据传送至数据中心，从而实现远程的小流量智能抄表。

通过上述方法的使用，可实现对小流量的用水情况进行检测，能够检测到升一级的用水情况，并且在应用时，可只进行少量的拍照，后续就可通过检测的小流量进行累加，从而克服现有技术中，需要不断通过拍摄来获取数据时，所产生的要实现功耗问题。

进一步地，所述方法还包括：

在达到预设的固定时间时，微处理器触发摄像装置拍摄当前水表的读数图像并进行识别处理以得到当前数据；

将当前数据与得出的水表数据进行校验，若校验不通过则将水表数据替换为当前数据，并发送告警信息至维护人员的终端设备上。

具体地，得出当前数据的方法步骤与前述得出第一识别数据的过程相同，在此不再赘述，所述的固定时间可以为每天的12点或0点，校验的标准为差值在预设的误差范围内，进行数据替换利于及时纠正错误，发送告警信息至维护人员的终端设备上，利于相关人员及时进行设备查看、进行人工校验。

进一步地，所述方法还包括：

数据中心根据所述水表数据建立用户每天的用水曲线，并得出用户在不同时段的用水量，若某一时段的用水量超过预设值时，发送提醒信息至用户的智能终端上。

具体地，数据中心存储有用水曲线的历史记录，可对每一天的用水情况按照间隔固定的时候划分时段或是根据用户做饭的时间划分时段，若某一时段的用水量超过预设值时，发送提醒信息至用户的智能终端上，预设值可根据一般居民用水情况进行设定，也可采用相关经验值，在此不做限制，通过发送提醒信息，便于用户及时查看是否有漏水情况或是忘记关闭开关的情况；例如在深夜的时段，检测的用水量超过高峰用水值或是一直存在长时间的小流量的变化。

进一步地，所述方法还包括：

传感器采集管路上的声波信号；

微处理器将接收的声波信号进行计算以得到漏水点的位置信息；

通信模块将所述位置信息发送至远端的数据中心。

具体地，采用上述方法，在实现前面所述功能的同时，还具备了漏水检测的功能，从而更具应用价值，便于及时对出现的漏水点采取处理措施，特别是家庭漏水情况中，大多又以小流量漏水的情况居多。

进一步地，所述微处理器将接收的声波信号进行计算以得到漏水点的位置信息采用以下公式：LX＝(L-V*Td)/2；其中，Td为漏水声波信号传播到不同传感器的时间差，L为两传感器之间的管道长度，V为声波信号在管道中的传播速度，LX为漏水点的位置。

具体地，传感器可采用水听传感器，根据管道漏水时，在漏口出会产生漏水声波，并按管道方向传播的原理，这样便于在进行抄表过程中，在发现漏水的同时，还能比较准确的查出漏水点，减少水资源浪费。

最后需要说明的是，上述描述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有检测小流量功能的摄像抄表装置，包括主控电路板、摄像装置和罩体，其特征在于，还包括信号发射装置和信号接收装置，所述主控电路板设置在所述罩体中，所述罩体为透明的中空壳状结构，安装在水表表盘的上方，其包括基座和设置在所述基座的上部用于观测表盘读数的视窗，所述摄像装置设置在所述主控电路板上，用于拍摄表盘读数，所述信号发射装置设置在水表表盘内部，用于替换表盘中数位最小的指针，所述信号发射装置的正上方设有所述信号接收装置，所述信号发射装置与信号接收装置之间耦合连接，对信号发射装置转动的圈数进行计数，所述摄像装置和信号接收装置均分别与所述主控电路板连接，所述主控电路板包括微处理器、通信模块和图像处理器。

2.根据权利要求1所述的一种具有检测小流量功能的摄像抄表装置，其特征在于，所述视窗与所述基座的水平面成40°-50°的夹角。

3.根据权利要求1所述的一种具有检测小流量功能的摄像抄表装置，其特征在于，所述信号接收装置采用霍尔传感器。

4.根据权利要求1所述的一种具有检测小流量功能的摄像抄表装置，其特征在于，所述信号发射装置采用磁钢。

5.一种抄表方法，其特征在于，应用于一种抄表系统，所述抄表系统包括上述权利要求1至4中任一所述的一种具有检测小流量功能的摄像抄表装置、数据中心和设置在管路上的多个传感器，所述方法包括：

摄像装置获取水表的读数图像；

图像处理器对所述读数图像进行处理以得到数字图像；

微处理器将所述数字图像送入到预先设有的识别模型进行识别，以得到第一识别数据；

信号接收装置响应于信号发射装置的转动信号，信号发射装置每转动一圈，信号接收装置输出一计数脉冲；

微处理器根据所述计数脉冲的个数和预先设有的基数进行计算，以得到第二识别数据，并根据所述第一识别数据和第二识别数据得出水表数据；

通信模块将所述水表数据发送至远端的数据中心。

6.根据权利要求5所述的一种抄表方法，其特征在于，所述图像处理器对所述读数图像进行处理以得到数字图像具体包括：

首先对读数图像采用图像灰度化、几何变换、图像增强、滤波和二值化处理，然后采用图像剪切的方法获取仪表的字轮，将带有仪表字轮的图片作为所述数字图像。

7.根据权利要求5所述的一种抄表方法，其特征在于，所述方法还包括：

数据中心根据所述水表数据建立用户每天的用水曲线，并得出用户在不同时段的用水量，若某一时段的用水量超过预设值时，发送提醒信息至用户的智能终端上。

8.根据权利要求5所述的一种抄表方法，其特征在于，所述方法还包括：

传感器采集管路上的声波信号；

微处理器将接收的声波信号进行计算以得到漏水点的位置信息；

通信模块将所述位置信息发送至远端的数据中心。