CN112464729A - 基于摄像识别矫正的远程水表及实现方法 - Google Patents

基于摄像识别矫正的远程水表及实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了水表纠错技术领域中的一种基于摄像识别矫正的远程水表及实现方法，远程水表包括MCU及与MCU连接的常规数据采集模块、摄像头及远程模块，其实现过程中：MCU分别采集远程水表的读数信息和图像信息，MCU将读数信息和图像信息分别发送至服务器，服务器解析图像信息得到真实值，并得到两种抄表信息的误差值，服务器根据需要选择不同的矫正模式：服务器存储真实值及误差值，结束抄表过程；或服务器存储真实值，并将误差值下发至MCU，MCU存储该误差值，并计算得到对应的真实值。本发明不仅能够纠正磁干扰造成的误差，还能修正累积误差，使得远程水表的读数更加精准，另外，本发明功耗更低，数据处理速度更快，性能更优化。

Description

基于摄像识别矫正的远程水表及实现方法
技术领域
本发明涉及水表纠错技术领域，具体的说，是涉及基于摄像识别矫正的远程水表及实现方法。
背景技术
水资源的使用是人们日常生活和工业活动中不可缺少的一环，因此各个地方都需要通过水表进行用水量的计量和收费。随着科技的发展，远程水表应用逐渐增多，通过远程水表对用水量进行统计，并将水表读数上传至服务器，实现远程抄表过程。
现有的远程水表包括了摄像式水表、脉冲式水表、光电式水表等等。脉冲式水表和光电式水表容易受到强磁干扰或元件退磁的影响而影响水表计量，其还容易受到水锤、压力不稳、反转的影响而产生积累误差，这些影响均为导致水表的读数误差大。
而摄像式水表是将水表的读数图像上传到服务器，进行数据处理后识别图像中的水表读数，进而获得比较精准的水表数据。但是由于摄像式水表上传的是图片数据，其数据量大，数据传输及处理速度慢，尤其对于抄表间隔较短、抄表频率较高的场所，每次均采用摄像方式进行抄表会增加系统的功耗，影响系统运行速度。
上述缺陷，值得解决。
发明内容
为了克服现有的技术的不足，本发明提供一种基于摄像识别矫正的远程水表及实现方法。
本发明技术方案如下所述：
一种基于摄像识别矫正的远程水表，其特征在于，包括MCU及与所述MCU连接的常规数据采集模块和摄像头所述MCU还经过远程模块与服务器连接，
所述MCU在接收到所述服务器下发的第一抄表指令或抄表时间到后向所述常规数据采集模块发送第二抄表指令，并将所述常规数据采集模块采集的读数信息发送至所述服务器；
所述MCU在接收到所述服务器下发的第一矫正指令或矫正时间到后，同时向所述摄像头、所述常规数据采集模块发送第二矫正指令，并将所述摄像头采集的图像信息和所述常规数据采集模块采集的读数信息发送至所述服务器。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述抄表时间为起始抄表时间与抄表间隔时间之和，所述矫正时间为起始矫正时间与矫正间隔时间之和。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述抄表时间为起始抄表时间、抄表间隔时间、抄表退避时间之和，所述矫正时间为起始矫正时间、矫正间隔时间、矫正退避时间之和。
进一步的，起始抄表时间与起始矫正时间相同。
进一步的，所述矫正间隔时间≤30天。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述常规数据采集模块为脉冲采集模块或光电模块。
另一方面，一种上述的基于摄像识别矫正的远程水表的实现方法，远程水表的MCU在在接收到服务器下发的第一抄表指令或抄表时间到后进行常规抄表过程，其特征在于，所述MCU在接收到所述服务器下发的第一矫正指令或矫正时间到后启动矫正抄表过程：
MCU分别采集远程水表的读数信息和图像信息，并存储该读数信息，所述MCU将读数信息和图像信息分别发送至服务器，所述服务器解析图像信息得到抄表的真实值，并得到两种抄表信息的误差值，所述服务器根据需要选择不同的矫正模式：
模式一，所述服务器存储真实值及误差值，结束矫正抄表过程；
模式二，所述服务器存储真实值，并将误差值下发至所述MCU，所述MCU存储该误差值，并将读数信息与误差值求和后得到对应的真实值，结束矫正抄表过程。
根据上述方案的本发明，其特征在于，在常规抄表过程中，所述MCU向常规数据采集模块发送第二抄表指令，并将所述常规数据采集模块采集的读数信息经由远程模块发送至所述服务器。
根据上述方案的本发明，其特征在于，在模式一中，当下次矫正抄表过程到来之前，所述服务器每次接收到常规抄表过程得到的读数信息后，在该读数的基础上加上所述误差值得到最终值进行存储。
根据上述方案的本发明，其特征在于，在模式二中，当下次矫正抄表过程到来之前，所述MCU每次进行常规抄表过程得到读数信息后，在该读数的基础上加上所述误差值得到最终值进行存储，并将最终值发送至服务器。
根据上述方案的本发明，其有益效果在于，本发明克服了传统光电式水表或脉冲式水表易受到磁干扰的影响或水垂、水压不稳定、水反转的影响而产生的读数误差，其不仅能够纠正磁干扰造成的误差，还能修正水垂、水压不稳定、水反转等产生累积误差，使得远程水表的读数更加精准；另外，本发明还克服了传统摄像水表的高功耗、数据量大、处理速度慢的缺陷，使得水表功耗更低，数据处理速度更快，性能更优化。
附图说明
图1为本发明实施例一的系统结构框图；
图2为本发明实施例二的系统结构框图；
图3为本发明的实现流程图。
具体实施方式
下面结合附图以及实施方式对本发明进行进一步的描述：
如图1、图2所示，一种基于摄像识别矫正的远程水表，应用于脉冲式水表、光电式水表。其包括MCU及与MCU连接的常规数据采集模块、摄像头及远程模块，MCU通过常规数据采集模块采集远程水表的读数信息，通过摄像头采集远程水表的图像信息，MCU通过远程模块与服务器通信。
常规数据采集模块为具有较大误差的采集模块。在脉冲式水表中，常规数据采集模块为脉冲采集模块，在光电式水表中，常规数据采集模块为光电模块。
MCU在接收到服务器下发的第一抄表指令或抄表时间T1到后启动常规抄表过程：MCU向常规数据采集模块发送第二抄表指令，并将常规数据采集模块采集的读数信息发送至服务器。
MCU在接收到服务器下发的第一矫正指令或矫正时间T2到后，同时向摄像头、常规数据采集模块发送第二矫正指令，并将摄像头采集的图像信息、常规数据采集模块采集的读数信息发送至服务器。
在一个实施例中，抄表时间T1为起始抄表时间T11与抄表间隔时间T12之和，矫正时间T2为起始矫正时间T21与矫正间隔时间T22之和。
在另一个实施例中，抄表时间T1为起始抄表时间T11、抄表间隔时间T12、抄表退避时间T13之和，矫正时间T2为起始矫正时间T21、矫正间隔时间T22、矫正退避时间T23之和。
在上述两个实施例中，起始抄表时间T11与起始矫正时间T21之间的关系为：起始矫正时间T21=起始抄表时间T11；矫正间隔时间均不大于30天。
优选的，远程模块为4G通信模块、NB-IOT通信模块或2G通信模块，MCU通过4G通信模块、NB-IOT通信模块或2G通信模块与服务器实现信息交互。
本发明中的远程水表还包括电池模块，电池模块与MCU连接并为系统供电。
如图3所示，上述的基于摄像识别矫正的远程水表的实现方法，常规情况下，远程水表的MCU在接收到服务器下发的第一抄表指令或抄表时间T1到后进行常规抄表过程。当MCU在接收到所述服务器下发的第一矫正指令或矫正时间T2到后启动矫正抄表的过程。
服务器根据水表的设置不同，选择不同的工作模式，模式一是基于服务器平台的计算、显示方式，模式二是基于水表的计算、显示方式。模式二中的水表可以为带液晶显示屏等的表计，用于显示水表读数。下面详细介绍两种不同的工作模式。
模式一：
正常状态下，MCU在接收到服务器下发的第一抄表指令或抄表时间T1到后进行常规抄表过程。此时，MCU向常规数据采集模块发送第二抄表指令，常规数据采集模块（即脉冲采集模块、光电模块）对水表读数进行采集，并将读数信息发送至MCU，MCU将该读数信息经由远程模块发送至服务器。
服务器定期或不定期进行矫正抄表：MCU通过常规数据采集模块采集远程水表的读数信息，并存储该读数信息，同时MCU通过摄像头采集远程水表的图像信息；MCU将读数信息和图像信息分别发送至服务器，服务器解析图像信息得到抄表的真实值，并计算得到两种抄表信息的误差值X；服务器存储真实值及误差值，并结束本次矫正抄表过程。
该模式中，在下次矫正抄表过程到来之前，远程水表会进行多次常规抄表操作。每次常规抄表过程中，MCU将常规数据采集模块采集的读数信息发送至服务器后，服务器在该读数信息的读数基础上加上误差值X，得到本次常规抄表的最终值，并存储该最终值。
在一个具体实施例中，例如2020年5月10日10:00为矫正抄表时间，该时间到达后，MCU向脉冲采集模块和摄像表分别发送第二矫正抄表指令；脉冲采集模块采集到水表读数为12吨（脉冲值），并将该数字发送至MCU，摄像头采集水表读数，并将图片信息发送至MCU；MCU将读数和图片经过远程模块发送至服务器，服务器解析图片后得到水表读数为12.4吨（真实值），进而获得误差值X=12.4-12=0.4（吨）。
若2020年5月20日10:00为下一次矫正抄表时间，那么在该时间到来之前，每次常规抄表时，MCU从脉冲采集模块采集到的数字M，并将该读数M经由远程模块发送至服务器；服务器接收到读数M后，计算得到最终值M’=M+X=M+0.4。
模式二：
正常状态下，MCU在接收到服务器下发的第一抄表指令或抄表时间T1到后进行常规抄表过程。此时，MCU向常规数据采集模块发送第二抄表指令，常规数据采集模块（即脉冲采集模块、光电模块）对水表读数进行采集，并将读数信息发送至MCU，MCU将该读数信息经由远程模块发送至服务器。
服务器定期或不定期进行矫正抄表：MCU通过常规数据采集模块采集远程水表的读数信息，并存储该读数信息，同时MCU通过摄像头采集远程水表的图像信息；MCU将读数信息和图像信息分别发送至服务器，服务器解析图像信息得到抄表的真实值，并计算得到两种抄表信息的误差值X；服务器存储真实值，并将计算得到的误差值X发送至MCU；MCU存储该误差值X，并在本次读数信息的读数基础上加上误差值X，得到本次抄表的真实值，MCU存储该真实值，并结束本次矫正抄表过程。
优选的，MCU接收到服务器下发的误差值后，还向服务器上传应答信号，保证数据传输的准确性、有效性。
该模式中，在下次矫正抄表过程到来之前，远程水表会进行多次常规抄表操作。每次常规抄表过程中，MCU在常规数据采集模块采集的读数信息的读数基础上加上误差值X，得到本次常规抄表过程的最终值并进行存储、显示；MCU将该最终值经由远程模块发送至服务器进行存储。
在一个具体实施例中，例如2020年5月10日10:00为矫正抄表时间，该时间到达后，MCU向脉冲采集模块和摄像表分别发送第二矫正抄表指令；脉冲采集模块采集到水表读数为12吨（脉冲值），并将该数字发送至MCU，摄像头采集水表读数，并将图片信息发送至MCU；MCU将读数和图片经过远程模块发送至服务器，服务器解析图片后得到水表读数为12.4吨（真实值），进而获得误差值X=12.4-12=0.4（吨）；服务器将误差值0.4吨发送至MCU，MCU接收到该误差值后，在记录的水表读数12吨的基础上，加上误差值0.4吨，即得到真实值12.4吨，将该真实值12.4吨和误差值0.4吨进行存储，并将真实值12.4吨显示在显示屏上。
若2020年5月20日10:00为下一次矫正抄表时间，那么在该时间到来之前，每次常规抄表时，MCU从脉冲采集模块采集到的数字N，将数字N加上误差值0.4之后得到最终值N’=N+X=N+0.4，MCU将该最终值显示到显示屏上，并将其发送至服务器进行存储。
MCU可以在两种情况下触发矫正的过程，一种是MCU接收到服务器下发的第一矫正指令后触发该过程，一种是在矫正时间T2到后触发该过程。使得远程水表不仅可以定时进行水表读数的矫正，还可以根据需要受控于服务器进行矫正。
在一种实现方式中，若不考虑时间退避，抄表时间T1为起始抄表时间T11与抄表间隔时间T12之和，矫正时间T2为起始矫正时间T21与矫正间隔时间T22之和；
在另一个实现方式中，若需要考虑矫正退避，则抄表时间T1为起始抄表时间T11、抄表间隔时间T12、抄表退避时间T13之和，矫正时间T2为起始矫正时间T21、矫正间隔时间T22、矫正退避时间T23之和。
本发明克服了传统光电式水表或脉冲式水表易受到磁干扰的影响或水垂、水压不稳定、水反转的影响而产生的读数误差，其不仅能够纠正磁干扰造成的误差，还能修正水垂、水压不稳定、水反转等产生累积误差，使得远程水表的读数更加精准；另外，本发明还克服了传统摄像水表的高功耗、数据量大、处理速度慢的缺陷，使得水表功耗更低，数据处理速度更快，性能更优化。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于摄像识别矫正的远程水表，其特征在于，包括MCU及与所述MCU连接的常规数据采集模块和摄像头，所述MCU还经过远程模块与服务器连接，
所述MCU在接收到所述服务器下发的第一抄表指令或抄表时间到后，向所述常规数据采集模块发送第二抄表指令，并将所述常规数据采集模块采集的读数信息发送至所述服务器；
所述MCU在接收到所述服务器下发的第一矫正指令或矫正时间到后，同时向所述摄像头、所述常规数据采集模块发送第二矫正指令，并将所述摄像头采集的图像信息和所述常规数据采集模块采集的读数信息发送至所述服务器。
2.根据权利要求1所述的基于摄像识别矫正的远程水表，其特征在于，所述抄表时间为起始抄表时间与抄表间隔时间之和，所述矫正时间为起始矫正时间与矫正间隔时间之和。
3.根据权利要求1所述的基于摄像识别矫正的远程水表，其特征在于，所述抄表时间为起始抄表时间、抄表间隔时间、抄表退避时间之和，所述矫正时间为起始矫正时间、矫正间隔时间、矫正退避时间之和。
4.根据权利要求2或3所述的基于摄像识别矫正的远程水表，其特征在于，起始抄表时间与起始矫正时间相同。
5.根据权利要求2或3所述的基于摄像识别矫正的远程水表，其特征在于，所述矫正间隔时间≤30天。
6.根据权利要求1所述的基于摄像识别矫正的远程水表，其特征在于，所述常规数据采集模块为脉冲采集模块或光电模块。
7.一种基于摄像识别矫正的远程水表的实现方法，远程水表的MCU在在接收到服务器下发的第一抄表指令或抄表时间到后进行常规抄表过程，其特征在于，所述MCU在接收到所述服务器下发的第一矫正指令或矫正时间到后启动矫正抄表过程：
MCU分别采集远程水表的读数信息和图像信息，并存储该读数信息，所述MCU将读数信息和图像信息分别发送至服务器，所述服务器解析图像信息得到抄表的真实值，并得到两种抄表信息的误差值，所述服务器根据需要选择不同的矫正模式：
模式一，所述服务器存储真实值及误差值，结束矫正抄表过程；
模式二，所述服务器存储真实值，并将误差值下发至所述MCU，所述MCU存储该误差值，并将读数信息与误差值求和后得到对应的真实值，结束矫正抄表过程。
8.根据权利要求7所述的基于摄像识别矫正的远程水表的实现方法，其特征在于，在常规抄表过程中，所述MCU向常规数据采集模块发送第二抄表指令，并将所述常规数据采集模块采集的读数信息经由远程模块发送至所述服务器。
9.根据权利要求7所述的基于摄像识别矫正的远程水表的实现方法，其特征在于，在模式一中，当下次矫正抄表过程到来之前，所述服务器每次接收到常规抄表过程得到的读数信息后，在该读数的基础上加上所述误差值得到最终值进行存储。
10.根据权利要求7所述的基于摄像识别矫正的远程水表的实现方法，其特征在于，在模式二中，当下次矫正抄表过程到来之前，所述MCU每次进行常规抄表过程得到读数信息后，在该读数的基础上加上所述误差值得到最终值进行存储，并将最终值发送至服务器。
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