CZ304790B6 - Autonomní systém pro bezkontaktní analýzu stavu měřiče spotřeby, distribuovaná architektura tvořená minimálně dvěma autonomními systémy a způsob provádění analýzy měřiče spotřeby - Google Patents

Abstract

Předmětem vynálezu je autonomní systém (1) pro bezkontaktní analýzu stavu měřiče (2) spotřeby, který je umístěn v pouzdře s průhledem a je složen z několika základních hardwarových součástí. Mezi snímací část systému patří optická soustava (13) a kamerový modul (15), které zajišťují snímání obrazu číselníku (3) měřiče spotřeby. Dále je součástí systému analyzující systém (7), který je složen z paměti (12), mikroprocesoru (11), napájecího modulu (8) a komunikačního modulu (16). V analyzujícím systému dochází pomocí sekvence algoritmů úpravy obrazu, korelační analýzy a prvky umělé inteligence k vyhodnocení snímaného obrazu. Po této analýze jsou její výsledky, spolu s konfiguračními daty a informačními údaji zaslány do klientského zařízení. Součástí klientského zařízení je uživatelské rozhraní, které komunikuje přímo s analyzujícím systémem (7) prostřednictvím komunikačního modulu (16). Zasílání dat je možné uskutečnit specifickým zabezpečeným komunikačním protokolem s infra-red nebo GSM bezdrátovým propojením anebo jiným komunikačním standardem.

Description

Vynález se týká zařízení pro bezkontaktní analýzu stavu měřiče spotřeby, např. vody, či plynu pomocí analýzy obrazu údajů z číselníku.

Dosavadní stav techniky

Systémy pro monitorování stavu měřičů a zasílání této informace v současné době existují v několika typech provedení. Existující řešení jsou obvykle propojena s měřičem spotřeby, se kterým komunikují, pomocí komunikačního rozhraní a definovaného komunikačního protokolu (např. Μ-Bus) nebo impulzního výstupu.

V elektronických měřičích jsou již obvykle vestavěna tato komunikační rozhraní nebo lze toto rozhraní doplnit dodatečně. Dalším obvyklým typem měřičů jsou měřiče mechanické, kde lze obvykle doplnit komunikační rozhraní z vnějšku. Tento postup se týká zejména větších typů mechanických měřičů.

V případě nejjednodušších, zejména malých měřičů (elektronických i mechanických) toto doplnění obvykle není možné a požadavek na rozšíření měřiče o komunikační rozhraní znamená často výměnu celého zařízení.

Pokud konstrukce měřiče umožňuje dodatečné nainstalování rozhraní (toto se týká zejména mechanických zařízení), je toto rozhraní obvykle navázáno magneticky nebo opticky na pohyb mechanických částí měřiče. Toto navázání však není zcela schopno zaručit správnost takto získaných údajů s údaji na číselníku měřiče. Údaje na číselníku měřiče je považován za fakturační veličinu. I v případě, že měřič disponuje rozhraním pro komunikaci, které je však obsazeno nebo je nedostupné (zaplombování měřiče), nelze toto rozhraní využít pro monitorování stavu měřiče.

Současné systémy externích rozhraní tedy zcela neřeší problémy spojené s analýzou aktuálního stavu měřičů spotřeby.

V současnosti také existují měřiče, které obsahují komunikační jednotku jako vnitřní součást zařízení, avšak tato zařízení nejsou masově rozšířena.

V níže uvedených dokumentech jsou dále popsána některá současná řešení.

Dokument CN 201629820 se týká problematiky vzdáleného monitorování měřičů elektrické energie. Ke snímání využívá kamerový systém, který v určitý' čas snímá obraz měřiče elektrické energie. Tento obraz následně odesílá přes komunikační kanál např.: ADSL Internet, WiFi / WiMAX atd. Na hlavním procesoru se identifikuje měřič a zobrazí na displej s dalšími identifikačními a stavovými údaji. Na hlavním procesoru je také umožněno nastavení intervalu snímání a je schopen přijímat obrazový signál z více monitorovacích stanic.

Dokument CN 201629820 oproti řešení podle vynálezu se zcela liší již v podstatě přenosu obrazového video signálu z kamery, který není podstatou řešení podle vynálezu. V předkládaném vynálezu se jedná o vestavěné zařízení, které nepřenáší nasnímaný obraz, ale tento obraz autonomně zpracovává přímo u měřiče spotřeby a odesílá pouze analyzovanou číselnou hodnotu spotřeby a sériové číslo měřiče, reprezentující stav měřiče. Tato číselná hodnota je následně odeslána do centrály, kde je zpracována. Zařízení podle vynálezu je koncipováno tak, aby bez jakéhokoliv

-1 CZ 304790 B6 zásahu a bez externího (přídavného) napájení pracovalo 2 roky, čímž se také zcela liší od dokumentu CN 201629820. Zařízení podle vynálezu je také dále opatřeno krytem, pomocí kterého je upevněn k analyzovanému měřiči.

Mezi hlavní odlišnosti tedy patří:

• podstata zobrazování video signálu z kamery s dodanými údaji o stavu vzdáleně na obrazovce je zcela rozdílná od předkládaného řešení obrazového a datového zpracování měřených hodnot na měřiči spotřeby s identifikací sériového čísla s využitím obrazu z kamerového senzoru v jednom místě spojeném s mikrokontrolérem a dalším nezbytným hardwarem pro fungování systému, bez jakéhokoliv kabelového propojení na externí primární zdroje nebo rozhraní • podstatou řešení podle vynálezu je, že nedochází k přenosu obrazu kabelovou nebo bezdrátovou přenosovou cestou a jeho zobrazení, oproti předmětnému dokumentu CN 201629820 • autonomní zpracování obrazového signálu na základě metod zpracování obrazu a statistiky • odesílání rozpoznané číselné hodnoty reprezentující stav, pokud možno tak i sériového čísla, měřiče • uchycení a zapouzdření celého systému přímo k měřiči • absence externího napájení • dochází k výrazné redukci přenášených dat

Dokument CN 101303249 se týká problematiky vzdáleného čtení obrazu zobrazovaného na vodoměrech resp. plynoměrech a dalších měřičích s analogovým displejem. K tomuto využívá prvků kamery, kabelové přenosové cesty a monitoru s napájením ze sítě a řešení multiplexování dat popřípadě zesílení video signálu na přenos pro velké vzdálenosti.

Dokument CN 101303249 oproti řešení podle vynálezu se také zcela liší již v podstatě přenosu obrazového video signálu z kamery, který není podstatou řešení podle vynálezu. V dokumentu CN 101303249 se snímá displej měřidel průtoku a spotřeby pomocí barevné nebo černobílé kamery což v námi prezentovaném vynálezu provádí pouze obrazový senzor, navíc snímaný kamerový video signál je v reálném čase přenášen pomocí kabelové přenosové cesty / video kabelem na zobrazovací jednotku/monitor/displej, která přenášený video signál zobrazuje v podobě obrazu. Operátor může podle dokumentu CN 101303249 přečíst stav měřiče nebo měřičů spotřeby z obrazů na zobrazovací jednotce, což popírá řešení podle předkládaného vynálezu, který naopak ihned provádí autonomní analýzu tak, že výstupem analýzy a přenášenými daty je číselný údaj o stavu měřiče spotřeby/průtoku. Dále dokument CN 101303249 popisuje různé varianty, při nich že video signál multiplexován, a po jediné kabelové přenosové cestě se posílá více videosignálů současně, čímž se šetří náklady na instalaci a materiál. V řešení podle předkládaného vynálezu není obrazový kamerový signál nijak přenášen a zobrazován operátorovi. Tomu jsou prezentována pouze digitalizované údaje o stavu měřiče spotřeby.

Mezi hlavní odlišnosti tedy patří:

• podstata zobrazování video signálu z kamer na obrazovce je zcela rozdílná od předkládaného řešení obrazového a datového zpracování měřených hodnot na měřiči spotřeby s identifikací sériového čísla s využitím obrazu z kamerového senzoru v jednom místě spojeném s mikrokontrolérem a dalším nezbytným hardwarem pro fungování systému, bez jakéhokoliv kabelového propojení na externí primární zdroje nebo rozhraní • podstatou řešení podle vynálezu je, že nedochází k přenosu videosignálů kabelovou přenosovou cestou a jeho zobrazení, oproti dokumentu CN 101303249 • není potřeba operátora, který manuálně vzdáleně přečte a zapíše stavy měřičů spotřeby • dochází k výrazné redukci přenášených dat.

-2CZ 304790 B6 • systém podle předloženého vynálezu provádí autonomní analýzu dat přímo v autonomní jednotce • rozpoznaná data jsou přenášena bezdrátově do centrály/databáze • systém je bezdrátově konfigurovatelný, systém nevyžaduje externí napájení

Dokument CN 202177435 se týká problematiky porovnání hodnot průtokoměru a plynového resp. palivového měřiče. Tento měřič je snímán kamerou a průtokoměr je napojen na standardní elektronickou jednotku s magnetickými senzory na principu generování proudu. Vzájemným sběrem dat dochází v procesorové jednotce k porovnání obou hodnot a verifikaci korektnosti dat.

Dokument CN 202177435 oproti řešení podle vynálezu se zcela liší již v podstatě verifikace a porovnání na základě sběru datového přenosu (zřejmě dle komunikačního protokolu drátově propojené) s kombinací s datovým přenosem obrazového signálu, který není podstatou řešení podle předkládaného vynálezu. Dále obrazový signál je přenášen do verifikační procesorové jednotky, kde je teprve verifikován, což přesně eliminuje systém podle předkládaného vynálezu s ohledem na minimální datový tok. Dále použití procesorové jednotky je známkou využití (při verifikaci a porovnání) vyššího výpočetně výkonnějšího prostředku např. notebooku, což zcela opět řešení podle předkládaného vynálezu zcela popírá, jelikož ve vynálezu je použit mikrokontrolér s minimálními náklady a minimálním výpočetním výkonem, což při zpracování, verifikaci, komunikaci a zobrazování přináší zcela techniky odlišné a neporovnatelné řešení.

Mezi hlavní odlišnosti tedy patří:

• podstata komparace hodnot na základě měření datovým kabelem připojeným na průtokoměru a obrazové verifikace připojené kamery je zcela rozdílná od předkládaného řešení obrazového a datového zpracování měřených hodnot na měřicí spotřeby s identifikací sériového čísla s využitím obrazu z kamerového senzoru vjednom místě spojeném s mikrokontrolérem a dalším nezbytným hardwarem pro fungování systému, bez jakéhokoliv kabelového propojení na externí primární zdroje nebo datové komunikace uživatelského rozhraní • podstatou řešení podle vynálezu je, že nedochází k přenosu videosignálu a jeho zobrazení, oproti dokumentu CN 202177435 • dochází k výrazné redukci přenášených dat.

• celé zařízení podle předkládaného vynálezu je zapouzdřeno a tvoří nedělitelný funkční celek • rozpoznaná data jsou přenášena bezdrátově do centrály/databáze • systém je bezdrátově konfigurovatelný • systém nevyžaduje externí napájení

Dokument JP 2003187369 se týká problematiky vzdáleného čtení a rozpoznání obrazu zobrazovaného na měřičích s analogovým displejem. K tomuto využívá kamery, paměťového úložiště pro uchování a vyhodnocovací jednotky pro určení stavu.

Dokument JP 2003187369 oproti řešení podle vynálezu se zcela liší vtom, že se nesoustřeďuje na minimalizaci výkonu výpočetní části a na efektivně finančně minimalizovanou elektroniku, což ve vynálezu podle řešení provádí snímání obrazu aktuálního alfanumerického displeje měřidla se sériovým číslem měřiče soustava optických prvků a pouze velmi levný obrazový senzor, který přenáší data přímo do nízkovýkonového mikrokontroléru, který naopak oproti dokumentu JP 2003187369 ihned provádí autonomní analýzu tak, že výstupem analýzy a přenášenými daty je číselný údaj o stavu měřiče spotřeby/průtoku. Oproti dokumentu JP 2003187369 nedochází k uložení obrazových záznamů s ohledem na minimální velikosti pamětí, které mohou být pouze dynamicky využívány k přechodnému uložení dat. Další varianty analyzátorů měřičů spotřeby obsahují pouze možnost přenosu obrazového signálu do výše popisovaného systému, což také dokument nepopisuje. Dále možnosti optické komunikace a servisního uživatelského rozhraní není součástí předmětného dokumentu JP 2003187369. Z dokumentu JP 2003187369 není jasně

-3 CZ 304790 B6 seznatelné, v jaké formě jsou data ukládána, zda ve formě obrazové nebo bajtové, což je v případě předkládaného vynálezu přesně definováno v rámci neukládání a neposílání obrazového signálu. V dokumentu JP 2003187369 chybí rozkreslení samotné realizace, což neumožňuje náhled na strukturu a principiální vzhled systému a není možné se tak k tomuto dokumentu již více, podrobněji vyjádřit.

Mezi hlavní odlišnosti tedy patří:

• podstata ukládání obrazového signálu získaného z kamery a poté provádění vyhodnocení a přenos nebo ukládání na PC je zcela rozdílná od předkládaného řešení, kde dochází ihned k dynamickému datovému zpracování měřených hodnot zobrazených na měřiči spotřeby s identifikací sériového čísla v jednom místě s využitím mikrokontroléru a dalším hardwarem pro fungování systému s možnosti využití distribuovaného systému se sledováním více měřičů najednou, bez jakéhokoliv kabelového propojení na externí primární zdroje nebo uživatelské rozhraní, přenosem rozpoznaného alfanumerické značení, resp. stavu měřiče.

• podstatou předkládaného řešení je, že nedochází k ukládání obrazu a videosignálu oproti dokumentu JP 2003187369 • není potřeba operátora, který manuálně vzdálené přečte a zapíše stavy měřičů spotřeby • systém podle vynálezu provádí autonomní analýzu dat přímo v autonomní jednotce • systém je bezdrátově konfigurovatelný, systém nevyžaduje externí napájení

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky z velké části odstraňuje vyvinutý autonomní systém pro bezkontaktní analýzu stavu měřiče spotřeby založený na principu analýzy obrazu, jehož podstata spočívá v tom, že vestavěný systém je vybaven optikou a kamerou, která společně s implementovanými algoritmy v mikroprocesoru analyzuje aktuální zobrazovaný stav na měřiči spotřeby. Tímto způsobem snímání a analýzy obrazu číselníku nebo displeje měřiče je řešen podstatný problém s přenosem dat mezi měřičem a analyzátorem. Autonomní analyzující systém je na měřič těsně nasunut tak, aby nebylo možné upravení analyzovaného obrazu neautorizovaným spotřebitelem. Napájení systému je vyřešeno miniaturním primárním zdrojem, který je možné aplikovat z důvodu minimální spotřeby vyvinutého systému, a který se v definovaných časových okamžicích probouzí a provádí autonomní analýzu se zasíláním dat a opětovným uspáním do dalšího časového okamžiku odečtu. Primární zdroj musí vydržet do další prováděné kalibrace měřičů, což znamená 2 až 10 let. Analyzovaná data spotřeby z měřiče jsou zasílány pomocí bezdrátového komunikačního modulu. Vestavěný systém je navržen tak, aby autonomně zpracovával a analyzoval aktuální naměřený stav zobrazovaný na ciferníku měřiče podle sofistikovaných algoritmů s prvky umělé inteligence, ten poté bezdrátově zasílal na vzdálené úložiště pro další zpracování. Výsledky analyzovaného číselníku nebo displeje měřiče jsou pomocí vyvinutého systému v definovaných časových okamžicích zasílány na datové úložiště, kde jsou k dispozici aktuální stavy měřiče.

Autonomní systém pro bezkontaktní analýzu stavu měřiče spotřeby je tvořen pouzdrem, ve kterém jsou umístěny analyzující systém, kamerový modul a optická soustava. Analyzující systém je tvořen komunikačním modulem, mikroprocesorem, pamětí a napájecím modulem, přičemž napájení modul je tvořen primárním zdrojem a elektrickými obvody.

Kamerový modul je obousměrně propojen s analyzujícím systémem a je také propojen s optickou soustavou přenášející obraz číselníku měřiče spotřeby. Je-li blízko číselníku měřiče (cca do 2 cm) též sériové číslo měřiče (číslo čárového kódu) je snímáno též toto číslo (nebo číslo čárového kódu) především za účelem zamezení nelegální manipulace s měřičem. Analyzující systém je možné externě propojit s klientským zařízením a to fyzicky a/nebo bezdrátově. Součástí klientského zařízení je uživatelské rozhraní, prostřednictvím kterého lze obousměrně komunikovat s analyzujícím systémem.

-4CZ 304790 B6

Analyzující systém obsahuje mikroprocesor, který je obousměrně propojen s komunikačním modulem a pamětí, které jsou rovněž součástmi analyzujícího systému, a dále s napájecím modulem, který napájí všechny součásti analyzujícího systému a kamerový modul. Spotřeba elektrické energie všech součástí je minimální z důvodu dlouhodobé výdrže baterií (až několik let). Kapacita baterií se volí taková, aby při odečtu lx měsíčně vydržely minimálně 2 roky.

Dále je důležité, že autonomní systém pro bezkontaktní analýzu stavu měřiče spotřeby je uložen v pouzdru s průzorem. Spodní část tohoto pouzdra odpovídá tvaru měřiče spotřeby. Na pouzdru je umístěn nejméně jeden spojovací prvek, který kontaktně propojí pouzdro měřiče s pouzdrem autonomního systému a zamezí vzájemnému pootáčení pouzdra měřiče a pouzdra autonomního systému, stejně jako neoprávněné manipulaci s takto upraveným zařízením. Číselník měřiče je možné přisvětlit pomocí diody zabudované uvnitř pouzdra.

Kamerový modul snímá obraz číselníku měřiče spotřeby přes průhlednou část pouzdra autonomního systému, přičemž snímaný obraz je předtím upraven optickou soustavou a zpracováván analyzujícím systémem. Průhledná část pouzdra autonomního systému umožňuje, aby stav číselníku měřiče mohl sledovat také uživatel. Optická soustava může být doplněna zrcadly pro směrování obrazu z číselníku do kamerového modulu. V tomto systému je sejmutý obraz dále autonomně analyzován a zapsán do požadovaného tvaru textu či obrazu, který odpovídá aktuálnímu stavu číselníku měřiče. K analýze snímaného obrazu se využívá sekvence algoritmů úpravy obrazu, korelační analýzy a/nebo prvky umělé inteligence. Analyzovaný výsledek, konfigurační data a informace o nastavení mohou být následně zaslány pomocí komunikačního modulu na uživatelské rozhraní, které je umístěno v klientském zařízení. Při zpracování snímaného obrazu dochází k výrazné redukci množství původních nasnímaných dat, např. komprimací obrazu nebo rozpoznáním numerické hodnoty na číselníku (pomocí softwaru). Zasílání dat z analyzujícího systému je uskutečňováno specifickým zabezpečeným komunikačním protokolem pomocí standardních komunikačních rozhraní.

Základním principem fungování analyzujícího systému je nejprve postupné nasnímání obrazu obsahujícího aktuální hodnotu stavu číselníku měřiče spotřeby kamerovým modulem s ukládáním do FLASH a RAM pamětí, což je řízeno mikroprocesorem, kterým je ovládáno také dodatečné osvětlení číselníku LED diodami. Uložený obraz je rozměrově specifikován a nastaven parametry analýzy. Následně vyfiltrován tak, že autonomním nebo ručním nastavením hranice světlosti se obraz upravuje na pouze dvě barvy - bílou a černou, tzv. prahování. Umístění jednotlivých číslic číselníku je specifikováno hranicemi v rámci nastaveného rozměru ohraničeného číselníku ve snímaném obraze. Po této úpravě jsou postupně jednotlivé oblasti v obraze, kde se nachází číslice, analyzovány a jsou detekovány spojitosti, které ohraničují jednotlivé shluky černé barvy, tedy samostatnou číslici z nasnímaného číselníku společně s dalším nežádoucím šumem například v okrajích ohraničené části obrazu. Vyhodnocené spojitosti jsou sekvenčně jednotlivě porovnávány s databází uložených číslic v paměti, která obsahuje nejen číslice, ale také varianty půlených číslic zachycených v přechodovém okamžiku jejich překlápění. Vyhodnocení podobnosti jednotlivých číslic se provádí algoritmy založenými na korelačních funkcích a umělé inteligenci. Výsledek analýzy obrazu je uložen a uchován do dalšího periodického zapnutí komunikačního modulu a odeslán datovou zprávou obsahující výsledek analýzy a identifikační data na zařízení s datovým úložištěm.

Autonomní systém je též možno pomocí konfiguračních dat nastavit do režimu hlídání poruch (tzv. „watchdog“). Tento režim slouží k analýze aktuálního a předcházejících stavů hodnot měřiče spotřeby. Tímto vyhodnocením lze detekovat řadu stavů měřiče spotřeby, jako např. neúměrné zvýšení spotřeby, maximální nebo minimální hodnoty či jiné sledované průběhy spotřeby. V případě, že dojde k překročení uživatelem stanovené hodnoty některého z těchto stavů, autonomní systém odešle prostřednictvím komunikačního modulu zprávu uživateli.

Pro účely této přihlášky se pamětí rozumí např. paměť typu RAM nebo FLASH.

-5CZ 304790 B6

Kamerovým modulem se pro účely této přihlášky rozumí snímací obrazové zařízení jako je např. kamera nebo obrazový senzor.

Uživatelským zařízením se pro účely této přihlášky rozumí servisní stanice, PC, PDA, mobilní telefon, tablet, vzdálený databázový systém apod.

Komunikačním modulem se pro účely této přihlášky rozumí např. GSM přijímač nebo vysílač, M-bus přijímač nebo vysílač, WIFI přijímač nebo vysílač, přímé propojení vodiči nebo komunikační infračervený port.

Napájecím modulem se pro účely této přihlášky rozumí baterie se stabilizátorem napětí nebo bez nebo přímé propojení s napájecími vodiči se stabilizátorem napětí nebo bez.

Optickou soustavou se pro účely této přihlášky rozumí především sada optických čoček, případně hranolů nebo mřížek.

Konfiguračními daty se pro účely této přihlášky rozumí data definující nebo nastavující parametry autonomního systému, např. frekvence odečtů stavů měřiče, sada čtverců číselné řady, rychlost přenosu dat, adresace zařízení, též konfigurace autonomního systému jako klientského nebo centrálního zařízení.

Klientským zařízením se pro účely této přihlášky rozumí v podstatě zjednodušený autonomní systém, jehož zjednodušení spočívá v minimalizaci hardwarového a softwarového vybavení, tedy okleštění vybavení o ty součásti, které nejsou pro výkon zařízení v daném režimu potřeba. To se týká především distribuované architektury, kde pro účely odečtů hodnot z více měřičů v jednom místě postačí pouze jeden nezjednodušený (plně vybavený) autonomní systém, který přejímá úlohu centrálního zařízení zpracovávajícího a analyzujícího záznamy jak z vlastních odečtů, tak i z několika dalších klientských (zjednodušených) zařízení.

Jinými slovy klientským zařízením je autonomní systém konfigurovaný tak, že pouze snímá obraz měřiče spotřeby a s minimální úpravou jej zasílá jednomu z autonomních systémů, který je konfigurován jako centrální zařízení.

Výhodou řešení podle vynálezu oproti dosavadnímu stavu techniky je, že systém snímá absolutní údaje o spotřebě a navíc může snímat i sériové číslo měřiče a zajistit tak správnost snímaných dat bez nutnosti dalšího ověření. Další výhodou je, že systém podle vynálezu je zcela autonomní a není přímo propojen ani s analyzovaným měřičem, ani se zdrojem napájení, což řeší mnoho problémů stávajících řešení. Další výhodou je přímé zpracování aktuálního stavu číselníku nebo displeje měřiče z obrazu do podstatně menšího datového rozsahu (příp. standardních protokolů), který je zaslán pomocí jedné krátké zprávy. Další výhodou je možnost nastavení frekvence odečtů, odpadající nutnost fyzicky kontrolovat měřič a obtěžovat tak uživatele. V neposlední řadě je výhodou i nižší cena oproti stávajícím komerčním řešením.

Nevýhodou řešení jsou pouze větší nároky na prostor v oblasti nad měřičem.

Objasnění výkresů

Vynález je dále objasněn pomocí výkresů, kde na obrázku 1 je znázorněno blokové schéma zapojení autonomního systému, na obrázku 2 blokové schéma autonomního systému nakonfigurovaného jako klientský systém, na obrázku 3 blokové schéma distribuované architektury autonomního systému, na obrázku 4 autonomní systém s prodlouženým okrajem pouzdra a upínacím prvkem a způsob jeho nasazení na měřič spotřeby, na obrázku 5 autonomní systém bez zrcadel a prodlouženého okraje pouzdra se spojovacím lankem a způsob jeho nasazení na měřič spotřeby, na obrázku 6 autonomní systém s prodlouženým okrajem pouzdra bez zrcadel a s upínacím prvkem a způsob jeho nasazení na měřič spotřeby, na obrázku 7 autonomní systém konfigurovaný jako klientský systém bez prodlouženého okraje pouzdra a s upínacím prvkem a způsob jeho nasazení na měřič spotřeby a na obrázku 8 autonomní systém konfigurovaný jako klientský sys-6CZ 304790 B6 tém bez prodlouženého okraje pouzdra a se spojovacím lankem a způsob jeho nasazení na měřič spotřeby.

Příklady uskutečnění vynálezu

Příklad 1 - Zařízení autonomního systému

Autonomní systém podle obr. 1 a 4 je tvořen pouzdrem 1, ve kterém jsou umístěny analyzující systém 7, kamerový modul 15, optická soustava 13 a zrcadla 14. Analyzující systém 7 je tvořen komunikačním modulem 16, mikroprocesorem 11, pamětí 12 a napájením modulem 8, přičemž napájecí modul 8 je tvořen primárním zdrojem 9 a elektrickými obvody 10. Optická soustava 13 je prostřednictvím zrcadel 14 jednosměrně propojena s kamerovým modulem J_5 a kamerový modul 15 je prostřednictvím mikroprocesoru 11 obousměrně propojen s analyzujícím systémem

7. Mikroprocesor H je obousměrně propojen s komunikačním modulem 16 a pamětí 12. Napájecí modul 8 je jednosměrně propojen s mikroprocesorem 11 a primární zdroj 9 je jednosměrně propojen s elektrickými obvody 10. Horní základna pouzdra 1 autonomního systému obsahuje průzor 4. Spodní základna pouzdra 1 není uzavřena výplní a umožňuje tak průhled na číselník 3 měřiče 2 spotřeby. Pouzdro 1 autonomního systému je připojeno přes svůj prodloužený okraj 5 na měřič 2 spotřeby pomocí upínacího prvku 6.2.

Příklad 2 - Zařízení autonomního systému - alternativní varianta

Autonomní systém podle obr. 1 a 5 je tvořen pouzdrem 1, ve kterém jsou umístěny analyzující systém 7, kamerový modul 15 a optická soustava 13. Analyzující systém 7 je tvořen komunikačním modulem 16 mikroprocesorem 11, pamětí 12 a napájecím modulem 8, přičemž napájecí modul 8 je tvořen primárním zdrojem 9 a elektrickými obvody 10. Optická soustava 13 je jednosměrně propojena s kamerovým modulem 15 a kamerový modul 15 je prostřednictvím mikroprocesoru H obousměrně propojen s analyzujícím systémem 7. Mikroprocesor H je obousměrně propojen s komunikačním modulem 16 a pamětí 12. Napájecí modul 8 je jednosměrně propojen s mikroprocesorem JI a primární zdroj 9 je jednosměrně propojen s elektrickými obvody JO. Horní základna pouzdra 1 autonomního systému obsahuje průzor 4. Spodní základna pouzdra Ije průhledná a umožňuje tak průhled na číselník 3 měřiče 2 spotřeby. Pouzdro 1 autonomního systému je připojeno na měřič 2 spotřeby pomocí spojovacího lanka 6.1 zajištěného plombou.

Příklad 3 - Zařízení autonomního systému konfigurované jako klientský systém

Autonomní systém konfigurovaný jako klientský systém 1.1 podle obr. 2 a 7 je tvořen pouzdrem, ve kterém jsou umístěny analyzující systém 7, kamerový modul 15, optická soustava 13 a zrcadla

14. Analyzující systém 7 je tvořen komunikačním modulem 16 a mikroprocesorem H. Optická soustava 13 je prostřednictvím zrcadel 14 jednosměrně propojena s kamerovým modulem 15 a kamerový modul 15 je prostřednictvím mikroprocesoru H obousměrně propojen s analyzujícím systémem 7. Mikroprocesor H je obousměrně propojen s komunikačním modulem 16. Horní základna pouzdra 1 klientského systému 1.1 obsahuje průzor 4. Spodní základna pouzdra 1 není uzavřena výplní a umožňuje tak průhled na číselník 3 měřiče 2 spotřeby. Pouzdro 1 autonomního systému 1.1 je připojeno na měřič 2 spotřeby pomocí upínacího prvku 6.2.

Příklad 4 - Zařízení autonomního systému konfigurované jako klientský systém - alternativní varianta

-7CZ 304790 B6

Autonomní systém konfigurovaný jako klientský systém 1,1 podle obr. 2 a 8 je tvořen pouzdrem 1, ve kterém jsou umístěny analyzující systém 7, kamerový modul 15, optická soustava 13 a zrcadla 14. Analyzující systém 7 je tvořen komunikačním modulem 16 a mikroprocesorem JT. Optická soustava 13 je prostřednictvím zrcadel 14 jednosměrně propojena s kamerovým modulem 15 a kamerový modul 15 je prostřednictvím mikroprocesoru 11 obousměrně propojen s analyzujícím systémem 7. Mikroprocesor 11 je obousměrně propojen s komunikačním modulem 16. Horní základna pouzdra 1 klientského systému 1.1 obsahuje průzor 4. Spodní základna pouzdra 1 není uzavřena výplní a umožňuje tak průhled na číselník 3 měřiče 2 spotřeby. Pouzdro I autonomního systému 1.1 je připojeno přes svůj prodloužený okraj 5 na měřič 2 spotřeby pomocí spojovacího lanka 6.1 zajištěného plombou.

Příklad 5 - Analýza měřiče spotřeby

Na měřic 2 spotřeby je umístěno zařízení v plastovém pouzdru i obsahující analyzující systém 7, kamerový modul 15 a optickou soustavu 13. Kamerový modul 15, představovaný kamerou, snímá prostřednictvím optické soustavy 13 číselník 3 měřiče 2 spotřeby. Kamerový modul 15 je pomocí sběrnice napojen na analyzující systém 7 obsahující mikroprocesor 11, který zpracovává obrazový signál z kamerového modulu 15. Výsledkem analýzy je údaj o hodnotě spotřeby v textové podobě. Tento výsledek je uložen do paměti 12 a zároveň je odeslán přes komunikační modul 16 do centrální databáze 19 společnosti.

Příklad 6 - Konfigurace a nastavení analyzujícího systému

Na měřič 2 spotřeby je umístěno plastové pouzdro i obsahující analyzující systém 7, kamerový modul 15 a optickou soustavu 13. Kamerový modul 15 snímá prostřednictvím optické soustavy 13 číselník 3 měřiče 2 spotřeby. Uživatelské zařízení 18, komunikuje s analyzujícím systémem 7 prostřednictvím komunikačního modulu 16. Uživatelské zařízení 18 obsahující uživatelské rozhraní 17, má přístup k nastavení celého systému obsaženého v paměti 12 a k historii rozpoznaných údajů včetně posledního nasnímaného obrazu. Servisní technik provede požadovanou konfiguraci prostřednictvím uživatelského rozhraní 17 a toto nastavení uloží zpět do paměti 12 zařízení. Tím je provedena nová konfigurace zařízení, obsahující parametry rozpoznávání a informace o žádaném chování analyzujícího systému 7.

Příklad 7 - Distribuovaná architektura

Distribuovaná architektura podle obr. 3 se skládá z nejméně dvou autonomních systémů, z nichž minimálně jeden autonomní systém je konfigurován jako centrální zařízení 1.2 (tj. jeho analyzující systém obsahuje paměť 12 a napájecí modul 8) a zbylé autonomní systémy jsou konfigurovány jako klientská zařízení 1.1 (tj. jeho analyzující systém obsahuje paměť 12 a napájecí modul 8). Jednotlivá klientská zařízení 1.1 obsahující analyzující systém 7, kamerový modul 15 a optickou soustavu 13 jsou připevněna k jednotlivým měřičům spotřeby pomocí spojovacího prvku 6.2. Kamerové moduly 15 klientských zařízení 1.1 snímají prostřednictvím svých optických soustav 13 číselníky 3 měřičů 2 spotřeby. Centrální zařízení 1.2 přijímá a analyzuje data z jednotlivých klientských zařízení 1,1 a výsledky těchto analýz shromažďuje a ukládá do paměti 12 a zároveň je odesílá prostřednictvím komunikačního modulu 16 do centrální databáze 19 společnosti.

Příklad 8 - Analyzující systém v režimu hlídání poruch

Na měřič 2 spotřeby je umístěno pouzdro i autonomní systém, ve kterém jsou umístěny analyzující systém 7, kamerový modul 15 a optická soustava 13. Kamerový modul 15 snímá prostřednictvím optické soustavy 13 číselník 3 měřiče 2 spotřeby. Kamerový modul 15 je napojen na analy-8CZ 304790 B6 zující systém 7, který analyzuje obrazový signál. Výsledkem analýzy je údaj o hodnotě spotřeby. Analyzující systém 7 porovnává údaj o hodnotě spotřeby s předchozími hodnotami uloženými v paměti 12. V případě, kdy je rozdíl naměřených hodnot vyšší než uživatelem stanovené schéma spotřeby, zašle analyzující systém 7 uživateli prostřednictvím komunikačního modulu 16 zprávu s příslušnými údaji o nestandardním průběhu stavu spotřeby. Na základě těchto údajů uživatel provede příslušné kroky k nápravě stavu.

Průmyslová využitelnost

Vynález je možné využít v oblastech, kde je nutné sledovat měřiče spotřeby, a která nejsou jednoduše přístupná. Jedná se zejména o oblast využívající měřičů spotřeby vody, plynu a elektrických energií.

Claims (13)

1. Autonomní systém pro bezkontaktní analýzu stavu měřiče spotřeby, se vyznačuje tím, že je tvořen pouzdrem (1), ve kterém jsou umístěny analyzující systém (7), kamerový modul (15) a optická soustava (13), kde analyzující systém (7) je dále tvořen komunikačním modulem (16) a mikroprocesorem (11), přičemž optická soustava (13) je jednosměrně propojena s kamerovým modulem (15), který je prostřednictvím mikroprocesoru (11) obousměrně propojen s analyzujícím systémem (7) a mikroprocesor (11) je dále obousměrně propojen prostřednictvím komunikačního modulu (16) s uživatelským rozhraním (17), které je umístěno v klientském zařízení (18).

2. Autonomní systém pro bezkontaktní analýzu stavu měřiče spotřeby podle nároku 1, se vyznačuje tím, že analyzující systém (7) je dále vybaven prostřednictvím mikroprocesoru (11) obousměrně propojenou pamětí (12) a jednosměrně propojeným napájecím modulem (8), přičemž napájecí modul (8) je tvořen primárním zdrojem (9) jednosměrně propojeným s elektrickými obvody (10).

3. Autonomní systém pro bezkontaktní analýzu stavu měřiče spotřeby podle nároku 1 nebo 2, se vyznačuje tím, že dále obsahuje zrcadla (14) umístěná mezi optickou soustavou (13) a kamerovým modulem (15).

4. Autonomní systém pro bezkontaktní analýzu stavu měřiče spotřeby podle nároků 1, 2 nebo 3, se vyznačuje tím, že homí základna pouzdra (1) autonomního systému obsahuje průzor (4).

5. Autonomní systém pro bezkontaktní analýzu stavu měřiče spotřeby podle nároků 1, 2, 3 nebo 4, se vyznačuje tím, že spodní základna pouzdra (1) autonomního systému je otevřená neboje celá průhledná nebo obsahuje průzor (4).

6. Autonomní systém pro bezkontaktní analýzu stavu měřiče spotřeby podle nároku 5, se vyznačuje tím, že pouzdro (1) autonomního systému je připojeno k měřiči (2) spotřeby pomocí spojovacího lanka (6.1) nebo upínacího prvku (6.2).

7. Autonomní systém pro bezkontaktní analýzu stavu měřiče spotřeby podle nároku 6, se vyznačuje tím, že připojení pouzdra (1) autonomního systému k měřiči (2) spotřeby je dále zajištěno plombou.

-9CZ 304790 B6

8. Autonomní systém (1) pro bezkontaktní analýzu stavu měřiče spotřeby podle nároku 7, s e vyznačuje tím, že pouzdro (1) autonomního systému je připojeno k měřiči (2) přes prodloužený okraj (5).

9. Autonomní systém pro bezkontaktní analýzu stavu měřiče spotřeby podle nároku 8, se vyznačuje tím, že číselník (3) měřiče (2) spotřeby je přisvětlen pomocí nejméně jedné diody, která je zabudována v pouzdru (1) autonomního systému.

10. Distribuovaná architektura tvořená minimálně dvěma autonomními systémy pro bezkontaktní analýzu stavu měřiče spotřeby, přičemž alespoň jeden žních je definován podle nároku 1, a minimálně jeden představuje zjednodušené klientské zařízení, vyznačující se tím, že minimálně jeden autonomní systém představující zjednodušené klientské zařízení obsahuje analyzující systém (7), který je vybaven prostřednictvím mikroprocesoru (11) obousměrně propojenou pamětí (12) a prostřednictvím mikroprocesoru (11) jednosměrně propojeným napájecím modulem (8), kde napájecí modul (8) je tvořen primárním zdrojem (9) jednosměrně propojeným s elektrickými obvody (10), přičemž je jednosměrně propojen s ostatními jednotlivými autonomními systémy.

11. Distribuovaná architektura tvořená minimálně dvěma autonomními systémy pro bezkontaktní analýzu stavu měřiče spotřeby, přičemž alespoň jeden z nich je definován podle nároku 1, podle nároku 10, se vyznačuje tím, že minimálně jeden z autonomních systémů, jehož analyzující systém (7) je vybaven prostřednictvím mikroprocesoru (11) obousměrně propojenou pamětí (12) a prostřednictvím mikroprocesoru (11) jednosměrně propojeným napájecím modulem (8), kde napájecí modul (8) je tvořen primárním zdrojem (9) jednosměrně propojeným s elektrickými obvody (10), je dále jednosměrně napojen na centrální databázi (19) společnosti.

12. Způsob provádění analýzy měřiče (2) spotřeby, na kterém je nasazeno pouzdro autonomního systému (1) podle jakéhokoli z nároků lažll, vyznačující se tím, že kamerový modul (15), snímá prostřednictvím optické soustavy (13) číselník (3) měřiče (2) spotřeby a předává analyzujícímu systému (7) obrazový signál, který je dále autonomně analyzován a jehož analýzou se získá údaj o hodnotě spotřeby v požadovaném tvaru textu či obrazu, který se dále ukládá do pamětí (12) a zároveň odesílá prostřednictvím komunikačního modulu (16) do centrální databáze (19) společnosti nebo na uživatelské rozhraní (17), které je umístěno v klientském zařízení (18), přičemž při zpracování snímaného obrazu dochází k výrazné redukci původních nasnímaných dat a k analýze snímaného obrazu je využita sekvence algoritmů úpravy obrazu, korelační analýzy a/nebo prvky umělé inteligence.

13. Způsob provádění analýzy podle nároku 13, vyznačující se tím, že zasílání dat z analyzujícího systému (7) je uskutečňováno specifickým zabezpečeným komunikačním protokolem, GSM bezdrátovým propojením a/nebo jiným instalovaným komunikačním rozhraním.

8 výkresů