CN203250410U - 一种用于仪表数据摄像直读的wsn节点装置 - Google Patents

一种用于仪表数据摄像直读的wsn节点装置 Download PDF

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张荣标
唐文进
滕锦辉
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Abstract

本实用新型公开一种用于仪表数据摄像直读的WSN节点装置，由摄像元件和支撑架连接组成，所述摄像元件最外部是弧形透明外壳，透明外壳中设有图像采集处理板，图像采集处理板上固定设有CMOS摄像模组、光敏电阻、补光白色LED灯、可充电锂电池和无线发送模块，支撑架是长度可多级调整结构，应用多个低成本、低功耗的CMOS摄像模组构建图像采集阵列，解决了微焦距摄影问题，缩小了摄像元件和被摄对象的距离，从光学角度降低采集装置高度，不受光学镜头参数的限制，不受镜头和被摄目标图像之间物距偏大的限制。

Description

一种用于仪表数据摄像直读的WSN节点装置
技术领域
 本实用新型涉及一种用于仪表数据摄像直读的采集装置，适用于无线抄表、家用能源监控等领域。
背景技术
传统的仪表智能化采集装置是根据仪表原理和结构，在仪表特定位置增加传感器在线记录仪表内机械或者电子信号变化，例如采集电子式电能表上的用电量可利用光电传感器记录电量指示灯闪烁次数，但是由于仪表品种众多，同一功能的仪表结构又各异，所需采集装置的传感器种类多，采集数据误差大，采集装置结构需要根据具体仪表设计，而且采集装置的安装方式也不相同。
随着图像传感器集成技术的发展，图像传感器已广泛应用在传统仪表数据采集中，用图像传感器采集仪表图像，然后用MCU对图像进行处理和识别，把仪表读数传送到远程主机，或者把仪表图像压缩发送到远程主机再进行仪表读数识别。有些仪表数据采集装置都是针对不同仪表设计不同的单图像采集装置，有些仪表在设计时直接增加单图像采集装置，造成仪表结构复杂。为获取满意的目标图像质量，在设计图像采集装置时还需考虑图像传感器性能、镜头参数、物距、目标图像面积等，造成图像采集装置结构设计多样性，难于量产和维护，特别是当目标图像面积较大时，装置体积将变大，造成采集装置安装困难。
发明内容
本实用新型的目的是为克服现有图像采集装置的不足，提供一种多摄像模组的、体积小、物距可调整的用于仪表数据摄像直读的WSN（无线传感网络）节点装置。
本实用新型采用的技术方案是：由摄像元件和支撑架连接组成，所述摄像元件最外部是弧形透明外壳，透明外壳中设有图像采集处理板，图像采集处理板上固定设有CMOS摄像模组、光敏电阻、补光白色LED灯、可充电锂电池和无线发送模块，有三个CMOS摄像模组分布在弧形透明外壳的同一个弦长直线方向上；在与所述弦长直线方向相垂直的径向上设有光敏电阻，有两个补光白色LED灯沿所述径向对称设置在光敏电阻的两侧并与光敏电阻形成等腰三角形分布。
三个所述支撑架的一端分别通过相对应的螺口垂直固定连接透明外壳，支撑架是长度可多级调整结构，三个所述支撑架的另一端均固定连接相对应的吸附贴，三个所述螺口靠近透明外壳的边缘处且呈等腰三角形分布。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：
1、本实用新型应用多个低成本、低功耗的CMOS摄像模组构建图像采集阵列，解决了微焦距摄影问题，缩小了摄像元件和被摄对象的距离，从光学角度降低采集装置高度，不受光学镜头参数的限制，不受镜头和被摄目标图像之间物距偏大的限制。
2、本实用新型主体下方设计了长度可变的支撑架，通过改变尼龙柱的个数改变镜头到目标图像距离，从而调节物距，改变拍摄范围，提高适应性。
3、本实用新型整体结构成本低、体积小，采用透明塑料结构，方便肉眼观察仪表数据。
4、本实用新型可应用到传统工业仪表、民用水表、气表、电表的数据采集。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1中摄像元件的放大的仰视图；
附图中各部件的序号和名称：1-1、1-2、1-3. CMOS摄像模组；2-1、2-2. 补光白色LED灯；3.光敏电阻；4-1、4-2、4-3. 螺口；5. 透明外壳；6. USB数据线；7-1、7-2.挂扣；8.吸附贴；11-1、11-2、11-3.支撑架。
具体实施方式
参见图1和图2，本实用新型由摄像元件和支撑架两部分连接组成，其中摄像元件最外部是透明外壳5，透明外壳5是用防水塑料制成的弧形结构，可减少其对仪表数码盘的遮挡。在透明外壳5中安装有图像采集处理板，在图像采集处理板上固定安装三个CMOS摄像模组、一个光敏电阻3、两个补光白色LED灯、一个可充电锂电池和一个无线发送模块。三个CMOS摄像模组分别是CMOS摄像模组1-1、CMOS摄像模组1-2、CMOS摄像模组1-3，这三个CMOS摄像模组分布在弧形透明外壳5的同一个弦长直线方向上，并且CMOS摄像模组1-2位于弦长直线方向的中心位置，CMOS摄像模组1-1和CMOS摄像模组1-3对称分布在CMOS摄像模组1-2两侧，两个CMOS摄像模组之间的距离根据焦距和最短摄像距离确定，实现对目标像素有效覆盖。
在与CMOS摄像模组所在的弦长直线方向相垂直的径向上安装光敏电阻3，两个补光白色LED灯2-1、2-2沿所述径向对称地设置，在光敏电阻3的两侧，两个补光白色LED灯2-1、2-2与光敏电阻3形成等腰三角形分布。在工作过程中，两个补光白色LED灯2-1、2-2根据光敏电阻3改变对应的驱动电流，提供适当的光照度。
三个支撑架的一端分别通过相应的螺口垂直固定连接透明外壳5，三个支撑架设计成长度多级调整结构。三个螺口分别是螺口4-1、4-2、4-3，三个螺口靠近透明外壳5的边缘处并且呈等腰三角形分布，可使其中的两个螺口与三个CMOS摄像模组在同一直线上。三个支撑架的另一端均固定与其相对应的透明强力吸附贴8，透明外壳5两侧各固定一个自锁式尼龙扎带固定挂扣，分别是挂扣7-1、挂扣7-2，使用时通过吸附贴8将整个装置固定在仪表表面上，保证透明外壳5和仪表表面平行，并通过挂扣7-1、挂扣7-2把装置固定在仪表表面。 
整个图像采集处理板上的处理电路低功耗设计，在图像采集处理板上装有可充电锂电池和无线发送模块，可充电锂电池通过USB数据线6对装置进行充电，无线发送模块进行无线数据收发和构成WSN网络。
本实用新型工作时，三个CMOS摄像模组1-1、1-2、1-3采集仪表数据图像，内部处理电路分时读取每个CMOS摄像模组的图像，然后将图像通过无线发送模块发送给图像接收方，接收方通过软件确定三个CMOS摄像模组的不同目标区域，并记录目标区域图像尺寸，使图像缩放到单片机处理能力以内，产生每个图像窗口参数、图像缩放参数，根据不同的字体选择不同的图像网络识别参数，然后接收方通过无线把三个参数下载到采集装置中。

Claims (3)

1.一种用于仪表数据摄像直读的WSN节点装置，由摄像元件和支撑架连接组成，其特征是：所述摄像元件最外部是弧形透明外壳（5），透明外壳（5）中设有图像采集处理板，图像采集处理板上固定设有CMOS摄像模组、光敏电阻（3）、补光白色LED灯、可充电锂电池和无线发送模块，有三个CMOS摄像模组分布在弧形透明外壳（5）的同一个弦长直线方向上；在与所述弦长直线方向相垂直的径向上设有光敏电阻（3），有两个补光白色LED灯沿所述径向对称设置在光敏电阻（3）的两侧并与光敏电阻（3）形成等腰三角形分布。
2.根据权利要求1所述的一种用于仪表数据摄像直读的WSN节点装置，其特征是：三个所述支撑架的一端分别通过相对应的螺口垂直固定连接透明外壳（5），支撑架是长度可多级调整结构，三个所述支撑架的另一端均固定连接相对应的吸附贴（8），三个所述螺口靠近透明外壳（5）的边缘处且呈等腰三角形分布。
3.根据权利要求1所述的一种用于仪表数据摄像直读的WSN节点装置，其特征是：三个CMOS摄像模组中的中间一个CMOS摄像模组位于弦长直线方向的中心位置，另两个CMOS摄像模组对称分布在中间一个CMOS摄像模组两侧。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106210485A (zh) * 2016-08-31 2016-12-07 成都四为电子信息股份有限公司 一种具有抄表功能的摄像机
CN113092469A (zh) * 2021-03-30 2021-07-09 阜阳师范大学 沥青路面纹理构造图像采集装置

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