CN205050160U - 一种采用红外标记的字轮码读取装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种采用红外标记的字轮码读取装置,包括CMOS摄像头模块、反光棱镜、红外补光灯、单片机、通信模块、电源模块和外壳,所述CMOS摄像头模块、红外补光灯、通信模块分别与所述单片机电连接,所述电源模块分别与单片机电连接,为整个系统供电。本实用新型红外标记的字轮码读取装置,采用CMOS摄像头模块获取每个字轮的红外标记图像,然后通过单片机来实现标记图像的识别。该装置外形上可以做得很薄,直接粘贴固定在原有水表、燃气表上,很方便的实现原有机械表的读数抄读,并融入到智能抄表系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及检测技术领域,尤其涉及一种采用红外标记的字轮码读取装置。
背景技术
随着技术的进步,采用电子化实现三表(水表、电表、燃气表)的自动抄读是必然趋势,可以有效节省人力成本,降低工作量,避免挨家挨户敲门抄表的窘境,并且可以杜绝漏抄误抄的问题。目前使用的水表,燃气表并不是电子式的,大部分燃气表也没有通信接口,实现远程抄读有很多困难。目前实际可用的抄表技术都满足不了发展要求。
目前的字轮表读数技术大致有如下几种,但都有其弊端和不足:(1)干簧管或类似方案。通过在字轮上放置强磁铁,然后在表外面放一个干簧管类似的检测装置,字轮每转一圈干簧管吸合一次,从而通过吸合次数累计字轮的圈数。但这种方案有致命的弱点,很容易受外界磁场的影响,并且该检测装置要一直供电,这对于水表,燃气表这样不带电源的系统几乎不可用。此方案基本被市场抛弃。(2)基于磁技术的方案。类似于第1个方案,只是检测更为复杂,可在很大程度上避免外部磁干扰,必须通过单片机来识别。此方案成本高,需要配电池,若电池无效后数据错误,未推广开。(3)基于光电管对射方案。此方案是在字轮上设计好几个通孔,然后在字轮一侧放置发光管,一侧放置光敏管,发光管发光后,通过读取光敏管的状态,即可知道字轮的旋转角度,从而识别出读数。此方案成本低,但需要对表进行改造,对已存在的水表不能为力。(4)摄像头读取字轮图像。目前还停留在获取字轮图像,不能对数字进行有效识别。由于要保证用户可读数,外壳有透明窗而没有光路屏蔽措施,从而使环境很容易影响摄像头的摄像效果。由于采用通用的镜头,外壳巨大,成本也居高不下,此方案极少被采用。
实用新型内容
为了克服上述缺陷,本实用新型提供了一种采用红外标记的字轮码读取装置。
为了实现上述目的,本实用新型的技术方案如下。
一种采用红外标记的字轮码读取装置,包括CMOS摄像头模块、反光棱镜、红外补光灯、单片机、通信模块、电源模块和外壳,所述CMOS摄像头模块、红外补光灯、通信模块分别与所述单片机电连接,所述电源模块分别与单片机电连接,为整个系统供电。
进一步地,所述CMOS摄像头模块包括CMOS摄像头芯片和镜头。CMOS摄像头芯片采用CSP封装,直接焊接在电路板上。CMOS摄像头芯片捕获字轮图像信息,通过同步信号线将数据传输给单片机。镜头设置在CMOS摄像头芯片的正上方,镜头为短焦镜头。
进一步地,单片机为32位处理器,内置FLASH和RAM,降低成本和体积。具有快速的处理能力,能接受CMOS摄像头模块传输过来的大量数据并储存处理。单片机通过检测摄像头的帧同步信号,从而识别一帧的开始。并通过同步时钟信号正确捕获每个像素的灰度数据。单片机上电后通过摄像头芯片的配置接口对其进行配置,打开补光灯,并捕获图像信息。通过对图像中标记点相对位置的辨识,从而很简单转换为数字,避免了负责的图像处理过程。
进一步地,通信模块包括MBUS电路。MBUS采用标准的规范,连接的两根线可以为本装置供电,本装置也可以通过这两个线进行双向数据收发。
本实用新型红外标记的字轮码读取装置,采用CMOS摄像头模块获取每个字轮的红外标记图像,然后通过单片机来实现标记图像的识别。该装置外形上可以做得很薄,直接粘贴固定在原有水表、燃气表上,很方便的实现原有机械表的读数抄读,并融入到智能抄表系统。
进一步地,所述被读取表具字轮上有红外反光标记,该标记人眼不能识别。当红外光照射时,该标记点能反射红外光,该红外光可被CMOS摄像头模块捕获。
进一步地,所述反光棱镜为等腰直角棱镜,棱镜放置在表具字轮的正上方,字轮反射的光垂直进入一个腰面,通过斜面反射后从另一个腰面射出,进入后面的镜头,人眼在也可以从斜边方向看到表具的字轮读数。
进一步地,所述补光灯为红外LED灯,它与单片机连接,直接由单片机驱动,在CMOS摄像头模块进行字轮拍照时,补光灯发光。红外补光灯通过导光柱将光照射到表具字轮上。
进一步地,所述单片机点亮补光灯,控制摄像头模块获取字轮图像,并识别标记转换为数字,最后通过通信模块将数据上传。
进一步地,所述外壳为半圆形造型(水表),长方体(燃气表),可以方便的与表体进行贴合。并且有与字轮相配的透明长方形人工视窗(其他部分不透光),用户可通过该窗口读取字轮读数,整个装置防水。
该实用新型的有益效果在于:本实用新型红外标记的字轮码读取装置,采用CMOS摄像头模块获取每个字轮的红外标记图像,然后通过单片机来实现标记图像的识别。该装置外形上可以做得很薄,直接粘贴固定在原有水表、燃气表上,很方便的实现原有机械表的读数抄读,并融入到智能抄表系统。
附图说明
图1是本实用新型实施例结构示意图;
图2是本实用新型实施例装置功能框图;
图中标记说明:1、透明窗;2、电路板;3、CMOS摄像头;4、红外补光灯;5、机械表;6、字码盘;7、反光棱镜;8、壳体。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行描述,以便更好的理解本实用新型。
本实施例提出了一种采用红外标记的字轮码读取装置,如图1所示,包括机械表5,机械表5上部设置有壳体8,壳体8下部设置有反光棱镜7,反光棱镜7与机械表5之间设置有字码盘6;壳体8内部右侧上部设置有电路板2,电路板2上连接有CMOS摄像头3和红外补光灯4;壳体8上部设置有透明窗1。
该装置中,其电路模块,如图2所示,包括CMOS摄像头模块、反光棱镜、红外补光灯、单片机、通信模块、电源模块。所述CMOS摄像头模块、红外补光灯,通信模块分别与所述单片机电连接,所述电源模块分别与单片机电连接,为整个系统供电。被抄读表具字轮上的标记点采用反射红外油墨印刷,人眼不可见,不影响人对原有字轮码的识别。但当红外光照射时,反射红外光。标记点的排列位置表示数字的大小。
所述CMOS摄像头模包括CMOS摄像头芯片和镜头;CMOS摄像头芯片采用CSP封装,具有30万像素的清晰度。镜头为短焦距的镜头,可在20mm之内将字轮影像聚焦到CMOS摄像头芯片上,从而控制外壳外形尺寸在25mm之内。镜头采用固定焦距,生产时将焦距设置固定好。CMOS摄像头芯片采用同步总线将图线的灰度数据传输给单片机。
所述反光棱镜为等腰直角棱镜,斜面与腰面成45度夹角,将表具字轮影像成像在摄像头模块正前方。反光棱镜采用有机玻璃材质,表具字轮发射出来从一个腰面进入棱镜的光会在斜面处发生全反射,从另一个腰面垂直射出。利用棱镜也缩短了表具字轮和镜头之间的距离,加之采用反光棱镜将光学角度旋转了90度,故本装置可以做到10mm厚度,外壳尺寸控制到25mm。
单片机为32位处理器,内置FLASH和RAM,降低成本和体积。具有快速的处理能力,能接受CMOS摄像头模块传输过来的大量数据并储存处理。单片机通过检测摄像头的帧同步信号,从而识别一帧的开始。并通过同步时钟信号正确捕获每个像素的灰度数据。单片机上电后通过摄像头芯片的配置接口对其进行配置,打开补光灯,并捕获图像信息。通过对图像中标记点相对位置的辨识,从而很简单转换为数字,避免了负责的图像处理过程。
通信模块包括MBUS电路。MBUS采用标准的规范,连接的两根线可以为本装置供电,本装置也可以通过这两个线进行双向数据收发。
外壳由上下两部分构成,两部分可采用超声波焊接,保证密封防水。也可在两者之间加橡胶垫,采用螺丝固定两部分。外壳采用半圆形造型(水表),长方体(燃气表),可以方便的与表体进行贴合,可以强力胶粘在表具外表面。并且有与字轮相配的透明长方形人工视窗,用户可通过该窗口读取字轮读数。除视窗外的外壳部分采用磨砂工艺或喷涂工艺,保证不透光,减少环境光对CMOS摄像头拍照效果的影响。
以上所述是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种采用红外标记的字轮码读取装置,其特征在于:包括CMOS摄像头模块、反光棱镜、红外补光灯、单片机、通信模块、电源模块和外壳,所述CMOS摄像头模块、红外补光灯、通信模块分别与所述单片机电连接,所述电源模块分别与单片机电连接,为整个系统供电。
2.根据权利要求1所述的采用红外标记的字轮码读取装置,其特征在于:所述CMOS摄像头模块包括CMOS摄像头芯片和镜头,CMOS摄像头芯片采用CSP封装,直接焊接在电路板上;镜头设置在CMOS摄像头芯片的正上方,镜头为短焦镜头。
3.根据权利要求1所述的采用红外标记的字轮码读取装置,其特征在于:所述单片机为32位处理器,内置FLASH和RAM。
4.根据权利要求1所述的采用红外标记的字轮码读取装置,其特征在于:所述通信模块包括MBUS电路。
5.根据权利要求1所述的采用红外标记的字轮码读取装置,其特征在于:所述反光棱镜为等腰直角棱镜。
6.根据权利要求1所述的采用红外标记的字轮码读取装置,其特征在于:所述补光灯为红外LED灯,它与单片机连接。
7.根据权利要求1所述的采用红外标记的字轮码读取装置,其特征在于:所外壳有透明人工可视窗口,可用于人工读取字轮数据。
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CN107465899A (zh) * | 2017-09-26 | 2017-12-12 | 西安米特电子科技有限公司 | 一种天然气表字轮的摄像式读数远程抄表装置 |
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