CN109374073A - 一种水表指针指向识别装置及水表用远程抄表器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水表指针指向识别装置，安装于水表圆标度上方，包括基座、若干个发光二极管以及对应的可接收发光二极管光线的接收器；接收器设置在基座中心位置；发光二极管以接收器为中心分布环绕排列，且至少存在两个发光二极管启动时能照射到水表指针指向部；工作时，发光二极管轮流启动再关闭，接收器错开时间接收到不同发光二极管的信号，根据各信号反射强度的差异判断水表指针的指向。本发明装置可直接安装于现有机械水表表盘上，自动定时识别水表水量数据，并将数据对外发送，达到远程抄表的效果。节省人工抄表花费的人力物力时间，又可避免对原有机械水表的改装，节省改装人力财力；同时抄表器还具有低功耗、寿命长的特点。

Description

一种水表指针指向识别装置及水表用远程抄表器

技术领域

本发明涉及水表领域，具体涉及一种水表指针指向识别装置。同时本发明还涉及一种水表用远程抄表器。

背景技术

目前居民的水表主要有两种类型，一种是新的数字水表，采用电池供电，定时自动采集水量等数据并上传至服务器；一种是旧的传统机械水表，水表的数据采集还需人工采集。虽然数字水表相比机械水表具有节省人工抄表步骤的优势，然而还有相当多数量的用户在使用传统的机械水表，究其原因，主要问题在于，旧有的机械水表还未过寿命期限仍可以使用，如果要改装水表，还会涉及到新水表设备费用、稀少的专业改装工人、改装人工费用、时间成本等问题，这些情况决定了水表的更新换代不仅成本高昂，而且费时费力，故相关部门对改造的水表一直处于缓慢进行状态。

发明内容

为避免背景技术的不足之处，本发明提出一种水表指针指向识别装置及水表用远程抄表器，直接安装于现有机械水表表盘上，自动定时识别水表水量数据，并将数据对外发送，达到远程抄表的效果。

本发明提供的一种水表指针指向识别装置，安装于水表圆标度上方，包括基座、若干个发光二极管以及对应的可接收发光二极管光线的接收器；接收器设置在基座中心位置；发光二极管以接收器为中心分布环绕排列，且至少存在两个发光二极管启动时能照射到水表指针指向部；工作时，发光二极管轮流启动再关闭，接收器错开时间接收到不同发光二极管的信号，根据各信号反射强度的差异判断水表指针的指向。

进一步的，发光二极管以接收器为中心成环形阵列，发光二极管数量为至少3个。

进一步的，单个发光二极管照射到水表标度盘的照射区域为三角形或类三角形。

同时本发明还提供了另一种结构的水表指针指向识别装置，安装于水表圆标度上方，包括基座、发光二极管以及对应的若干个可接收发光二极管光线的接收器；发光二极管设置在基座中心位置，发光二极管启动时能照射到水表指针指向部；接收器以发光二极管为中心分布环绕排列,且至少存在两个接收器启动时能接收到经过水表指针指向部反射的信号；工作时，发光二极管启动再关闭，不同接收器同时接收到发光二极管的信号，根据各信号反射强度的差异判断水表指针的指向。

进一步的，接收器以发光二极管为中心成环形阵列，接收器数量为至少3个。

本发明还提供了一种水表用远程抄表器，包括至少一个如上所述任一种的水表指针指向识别装置、信号发射模块、微控制器模块，微控制器模块分别与水表指针指向识别装置、信号发射模块连接，微控制器模块控制水表指针指向识别装置识别水量数据，并通过信号发射模块对外发射无线信号，无线信号包括识别出的水量数据和水表用远程抄表器的编号。

本发明有益效果在于直接安装于现有机械水表表盘上，自动定时识别水表水量数据，并将数据对外发送，达到远程抄表的效果。节省人工抄表花费的人力物力时间，又可避免对原有机械水表的改装，节省改装人力财力；同时抄表器还具有低功耗、寿命长的特点。

附图说明

图1是一种现有机械水表标度盘的示意图。

图2是一种现有机械水表标度盘上圆标度的示意图。

图3是实施例1水表指针指向识别装置的结构示意图。

图4是实施例1水表指针指向识别装置安装于水表圆标度上的结构剖面图。

图5是实施例1水表指针指向识别的原理示意图。

图6是实施例1接收器接收到的1号发光二极管的信号反射强度示意图。

图7是实施例1接收器接收到的2号发光二极管的信号反射强度示意图。

图8是实施例1接收器接收到的所有发光二极管整合后的信号反射强度示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例1，参照附图1-8，一种水表指针指向识别装置，安装于水表圆标度2上方，包括基座11、6个发光二极管13以及对应的可接收发光二极管13光线的接收器12；接收器12设置在基座11中心位置；发光二极管13以接收器12为中心分布围绕排列并成环形阵列，且存在两个发光二极管13启动时能照射到水表指针指向部4；工作时，发光二极管13按顺序轮流启动再关闭，接收器12错开时间接收到不同发光二极管13的信号，根据各信号反射强度的差异判断水表指针的指向。

下面介绍下本实施例装置的具体识别水表指针指向的原理，一般机械水表包括标度盘1，标度盘1上有数量不等的圆标度2，每个圆标度2上中心有设有指针，指针包括圆盘部3和指向部4，指向部4所指方向即该圆标度2的读数。本实施例装置启动时位于基座11周围的发光二极管13发出复合光透过水表表玻璃5照射到水表圆标度2或水表指针指向部4上，接收器12接收经过圆标度2或指针反射的光线，并检测接收到的光线的强度即信号反射强度。本发明中，发光二极管13发射的不仅仅局限于可见光，理论上红外线或者紫外线也有可能达到效果。无论是可见光还是其他射线，其本质都属于电磁波，电磁波就可以检测其信号强度。

假设1号发光二极管持续发光照射，以指针旋转一周为一周期，有且只能出现两种情况，或是旋转的指针未出现在发光二极管的照射区域（图5双点画划线区域），这种情况占了周期的大部分；或是旋转的指针出现在发光二极管13的照射区域，占了周期的剩余部分。圆标度2上除了黑色的标识部分，其余都是白色部分，黑色吸收所有光线，而白色反射所有光线。

当指针未进入发光二极管的照射区域时，由于照射区域是固定的，那么理论上接收器12接收到经过反射的光线的信号反射强度应当是一个稳定值；当旋转的指针进入照射区域，并离开照射区域的这一过程中，因为水表指针只有黑色或红色两种颜色，如果是黑色指针，则指针会吸收照射到指针上的复合光；如果是红色指针，则指针仅反射红光并吸收其余光。无论哪种颜色，对于接收器12来说，指针指向部4的存在必然会遮挡圆标度2的白色部分，从而引起信号反射强度的变化，而且该信号反射强度的值必然是从稳定值到另一个极值，然后再从该极值回到稳定值。如图6所示,为本实施例中接收器12接收到1号发光二极管的信号反射强度示意图。

同理，1号发光二极管相邻的2号发光二极管，也应当如图7所示；以此类推，将所有接收器12接收到的信号反射强度整合后，就形成了如图8所示的信号反射强度整合图。将信号反射强度整合图的横轴分为10个等分的区域，每个区域即对应圆标度2上的10个区域。

工作时，1号发光二极管启动再关闭，接收器12检测到1号发光二极管的信号反射强度；接着按顺序2号发光二极管启动再关闭，接收器12检测2号发光二极管的信号反射强度；以此类推，接收器12可检测到所有的发光二极管的信号反射强度，再根据信号反射强度整合图，推算出水表指针的指向，进而通过计算知道该圆标度2的数值。本实施例中由于接收器12只有一个，只能通过轮流检测每个发光二极管13的信号反射强度，否则会造成干扰误判。

本实施例中，单个发光二极管13照射到水表标度盘1的照射区域为三角形或类三角形，类三角形是指在三角形的基础上的变形形状，比如三角形的尖角变成圆弧的圆角三角形，或三角形的边变成圆弧或曲线的莱洛三角形。根据指针指向部4的形状，要达到信号反射强度随指针转动不停变化的效果，采用三角形比较适合。

需要知道的是，发光二极管13不局限于本实施中提到的6个，根据原理发光二极管13的个数可以最少3个，最多10个，数量越多，照射区域越小，识别精度越高；水表指针指向部4需要被至少两个发光二极管13能同时照射到，才能定位指针的指向，故最少需要3个才能满足360度的定位；又因为圆标度2是十进制的，一个数值点一个发光二极管13已经完全可以满足，多于10个就没必要。

实施例2，安装于水表圆标度上方，包括基座、发光二极管以及对应的若干个可接收发光二极管光线的接收器；发光二极管设置在基座中心位置，发光二极管启动时能照射到水表指针指向部；接收器以发光二极管为中心分布排列,且至少存在两个接收器启动时能接收到经过水表指针指向部反射的信号；工作时，发光二极管启动再关闭，不同接收器同时接收到发光二极管的信号，根据各信号反射强度的差异判断水表指针的指向。

本实施例与实施例1结构类似，原理也类似。结构的区别在于本实施例发光二极管位于基座中心，而接收器以发光二极管为中心分布围绕排列并成环形阵列；本实施例装置工作时，发光二极管启动照射，可直接一次性使接收器同时检测到发光二极管的信号反射强度，接收器有类似的三角形接收区域，根据类似的信号反射强度整合图，推算出水表指针的指向，进而知道该圆标度的数值。

实施例3，一种水表用远程抄表器，包括至少一个任一种上述实施例的水表指针指向识别装置、信号发射模块、微控制器模块，微控制器模块分别与水表指针指向识别装置、信号发射模块连接，微控制器模块控制水表指针指向识别装置识别水量数据，并通过信号发射模块对外发射无线信号，无线信号包括识别出的水量数据和水表用远程抄表器的编号。本实施例远程抄表器可采用电池供电，以水表的外挂扣件物的方式，安装于水表的表玻璃上，每个水表指针指向识别装置的位置对应水表上的圆度盘位置；识别时，水表指针指向识别装置识别每个圆度盘的水量数据，然后对外发送840MHz或920MHz频率的无线信号，在小区或居民区附近安装网关用以接收远程抄表器的信号，然后网关将数据传输至服务器或数据平台。

虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了描述，但是，本领域普通技术人员应当了解，可以不限于上述实施例的描述，在权利要求书的范围内，可作出形式和细节上的各种变化。

Claims (6)

1.一种水表指针指向识别装置，其特征在于：安装于水表圆标度上方，包括基座、若干个发光二极管以及对应的可接收发光二极管光线的接收器；所述接收器设置在基座中心位置；所述发光二极管以接收器为中心分布环绕排列，且至少存在两个发光二极管启动时能照射到水表指针指向部；工作时，发光二极管轮流启动再关闭，接收器错开时间接收到不同发光二极管的信号，根据各信号反射强度的差异判断水表指针的指向。

2.根据权利要求1所述的一种水表指针指向识别装置，其特征在于：所述发光二极管以接收器为中心成环形阵列，所述发光二极管数量为至少3个。

3.根据权利要求1所述的一种水表指针指向识别装置，其特征在于：单个所述发光二极管照射到水表标度盘上形成的照射区域为三角形或类三角形。

4.一种水表指针指向识别装置，其特征在于：安装于水表圆标度上方，包括基座、发光二极管以及对应的若干个可接收发光二极管光线的接收器；所述发光二极管设置在基座中心位置，发光二极管启动时能照射到水表指针指向部；所述接收器以发光二极管为中心分布环绕排列,且至少存在两个接收器启动时能接收到经过水表指针指向部反射的信号；工作时，发光二极管启动再关闭，不同接收器同时接收到发光二极管的信号，根据各信号反射强度的差异判断水表指针的指向。

5.根据权利要求4所述的一种水表指针指向识别装置，其特征在于：所述接收器以发光二极管为中心成环形阵列，所述接收器数量为至少3个。

6.一种水表用远程抄表器，其特征在于，包括至少一个如权利要求1-5任意一项所述的水表指针指向识别装置、信号发射模块、微控制器模块，所述微控制器模块分别与水表指针指向识别装置、信号发射模块连接，微控制器模块控制水表指针指向识别装置识别水量数据，并通过信号发射模块对外发射无线信号，所述无线信号包括识别出的水量数据和水表用远程抄表器的编号。