[实用新型]视频直读式自动抄表装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种将摄像技术和数字识别技术运用于水表等表具的远传抄读系统。

背景技术

在民用智能仪表的应用中，信号采集一直受可靠性、价格和功耗等因素的制约，开发厂家至今未找到一种价格合适、性能稳定的方法。

目前三表即水表、气表和电表的自动抄表系统正由脉冲远传和卡表发展到直读式远传系统，而直读式又分为光电直读式和摄像直读式两种。光电直读式就结构而言，其光电传感器是在水里工作，其解决光电传感器的密封问题是光电直读式的关键。而现有的基于摄像的三表远传系统基本上采用在表具端进行图像采集，通过有线或无线将图像传送到上位机，由上位机进行存储与识别处理，这种方式主要存有图像的数据量较大，对传输方式和传输的介质要求高，且传输时间长，电路功耗相应增大，上位机需要大容量存储器，对于无线点对点微功率无线传输就更难实现。

同时，由于图像采集和识别的图像数据量大，运算要求高，通常数字识别都在上位机上采用DSP处理器或计算机进行集中处理，表具一端只进行图像采集和图像数据传输。如果将上位机的DSP处理系统移至表具端，必造成表具价格较高，使产品无法适应市场要求，不能进行批量推广。

技术内容

本实用新型的首要目的就是提供一种视频直读式自动抄表系统，在表具端集图像摄取、数字识别及数据远传为一体，在表具端直接完成机械计度器上的数字识别任务，通过总线或无线通讯传输出来。

上述实用新型的目的是通过采用以下技术方案实现的：

一种视频直读式自动抄表装置，其特征在于：本实用新型包括图像传感器以及包括图像采集模块、图像预处理模块和图像识别模块的中央处理器CPU，中央处理器CPU通过8根数据总线和控制总线来控制摄录传感器进行图像摄取和数据交换，CPU获得水表读数后，将数据通过内嵌的UART接口和外部485芯片，通过485总线向上层设备采集器传输水表读数，CPU通过信号线和控制线进行数据收发；图像传感器和中央处理器CPU集成设置在表具端；图像传感器包括传感器芯片和镜头，图像传感器芯片包括感光单元、AD转换电路和时序电路。

本实用新型所解决的技术课题是在表具端如何利用价位适中的普通CPU处理器实现对表具的读数进行图像采集和图像识别，直接输出表具字轮的读数，大大减少数据传输环节的数据流量，并且传输时间短、可靠性高，价格适中，便于有线或无线方式实现传输；通过采用上述技术方案可以解决利用小容量数字存储器的普通CPU实现水表数字的识别与处理。

附图概述

图1是本实用新型的原理框图；

图2是本实用新型的结构示意图；

图3是中央处理器CPU单元的电路原理图；

图4是摄像单元的电路原理图；

图5是电源和485接口的电路原理图。

具体实施方式

本实用新型包括摄录传感器及包括图像采集模块、图像预处理模块和图像识别模块的中央处理器CPU，中央处理器CPU通过8根数据总线和控制总线来控制摄录传感器进行图像摄取和数据交换，CPU获得水表读数后，将数据通过内嵌的UART接口和外部485芯片，通过485总线向上层设备采集器传输水表读数，CPU通过信号线和控制线进行数据收发；图像传感器和中央处理器CPU集成设置在表具端。图像传感器包括传感器芯片和镜头，图像传感器芯片包括感光单元、AD转换电路和时序电路。

摄像头主要由两部分组成：传感芯片和镜头。镜头是光学组件；传感芯片包括感光单元、AD转换电路和时序电路。镜头将被摄物体(字轮)的图像聚焦到传感芯片的感光区，传感芯片的感光单元将光学信号转换为电信号，并经内部的AD电路转换为数字信号，由外部的控制电路(CPU)读取，组合成图像数据，然后识别。

图像采集模块按图像分割区域从个位起进行图像采集；采集得到的个位图像在中央处理器CPU的RAM区进行图像预处理，并生成识别要求的二值化图片；图像识别模块对上述图片提取特征向量，并与存储在模板存储单元中的特征单元进行比对识别，得到相应的识别数字；系统重复上述采集与识别过程，分别得到当前表具的个、十、百、千等位的指示数，识别后的指示数字传输至采集器。

参考图1、2、3，所述的图像分割区域个、十、百、千等位的指示数分割成相应个数个区域，摄录头、图像采集模块、图像预处理模块以及图像识别模块分别完成图像摄取、处理和识别。

所述的中央处理器CPU包括图像预处理模块和图像识别模块，样品的特征模板存放在中央处理器CPU的flash单元内。