摄像直读技术在水表 燃气表远传抄表系统中的应用.docx

摄像直读技术在水表 燃气表远传抄表系统中的应用 摄像直读技术在水表、燃气表远传抄表系统中的应用现状一般水、燃气表远传抄表系统划分为：水、燃气计量仪表本体，数据采集通讯网络和后台运维管理软件。传统水、燃气计量仪表本体都有计量和数字化转换两局部〔全电子除外〕，我们以水表为例，针对数字化转换〔采集转换〕局部讨论分析摄像直读技术对以往产品技术性能的改良。传统的数字化转换〔数据采集传感器)方案主要有脉冲计数式，电阻直读式和光电编码直读式，以下分别进展简洁介绍。脉冲计数脉冲计数式水表多采纳干簧管、霍尔元件或光电传感器三种方式来获得指针或转盘的转动脉冲，通过对脉冲数累积方式猎取计量数据，早期国内外在远传水表领域都有广泛应用，本钱低，实现技术简洁。但此方案必需保证系统24小时带电，对表具及各种器件要求极高，同时易受外界电磁场干扰，造成系统工作不行靠和不稳定。此方案简单发生计数错误，且系统无法自校正而造成累积误差，初值设置和系统校正必需人工完成，往往会出现远程采集数据和表具刻盘读数不全都的状况，后续维护极为冗杂，属于已淘汰方案。图1：脉冲技术水表电阻直读通过在计量仪表读数计数器的每一位字轮上放置类似于滑动变阻器的电阻构造，测量电阻值测算出每一位字轮相对应的数字，读出仪表累计计量读数。原理简洁，本钱低，而且只在数据采集瞬间上电工作，平常工作不上电。但生产工艺较为冗杂，摩擦式接触，增加字轮转动阻力，影响测量灵敏度和计量精度；测量电阻阻值时的触点寿命不易保证，影响数据采集的牢靠性和长期工作的稳定性。不宜在湿式水表中用法，是远传抄表直读技术第一代形式，属于淘汰方案。图2：电阻直读水表光电直读利用发光二极管和光敏接收管针对计量仪表的读数字轮开孔或贴反射面进展编码，利用光线的透射和反射原理，实现对每位字轮读数的直读。系统仅在瞬间上电工作，同时实行非接触式无损测量，对现有基表的精度无影响。但产品构造和生产工艺冗杂，不宜在湿式水表中用法，是远传抄表直读其次代技术，应用广泛。图3：光电直读水表摄像直读技术摄像直读技术是最近几年才进展起来的新一代直读抄表技术，它综合图像识别，云计算等多种信息技术和电子技术，采纳CMOS图像传感器猎取计量仪表当前计数器字轮图片，完成对图片智能识别猎取仪表计量读数。此技术极为便利的实现水表〔或燃气表〕的数字化和可视化，在不转变现有仪表的构造的前提下，通过外置摄像头拍照，对原有仪表没任何影响，施工，调试便利。实现智能水表生产机械局部和电子局部的完全分别，更易于大规模生产。图3：摄像直读水表及识别摄像直读关键技术图像传感器选择图像传感器是摄像直读技术最为关键的部件，由于摄像直读电子模块本钱掌握要求和电路匹配参数要求，图像传感器芯片像素不宜选择过高，建议选择主流应用的30万像素芯片，这个规格进口和国产都可以选择，合适规模生产配套。补光电路的设计由于工作环境处于全天候，摄像直读模块拍照瞬间的补光设计关系到猎取图像数据的质量，不适宜会造成图像模糊，无法进展数字识别。详细设计上采纳数码照相机同样的原理，拍照瞬间通过发光二极管补光，但要留意补光位置的选择，否者会在计数器字轮数字部分反光造成图片模糊。图像识别技术图像识别是摄像直读技术的核心技术，识别在道路测速和名片识别领域已经具备成熟的应用，但识别的精确率都到不了99%以上，而且由于计量表具的计数器处于连续转动状态，每位字轮的数字会显示为全字的1%~100%之间，这对于识别提出了更高的要求。但经过多年的技术攻关，杭州中自国禹科技有限公司已经实现全动态数字识别，经过5年的工程验证，识别精确率到达99%以上，而且实现误识别智能推断，提示人工介入。对于识别可以在摄像直读模块上实现，也可以在图像传输到上位机软件后实现，关键是图像识别算法的设计和本钱掌握。依据理论阅历，自来水公司的营业部门盼望可以追溯以往水表读数图像数据，因此在上位机保存图像数据特别有意义。技术优势作为第三代智能水表，与其它远传方式水表相比有以下特点：工程脉冲式光电直读摄像直读构造供电持续供电读表时供电读表时供电根本影响较大较小无数据牢靠性极差一般好抗磁干扰差强强抗振动差一般强安装方式内置于水表中内置于水表中独立于水表维护不便利不便利便利优点价格低价格适中数据根本精确数据精确、可追溯安装便利、可视化缺点影响表精度不能追溯湿式表不适用不能追溯本钱偏高摄像直读抄表系统简介摄像直读抄表系统同样实行手机、PDA等便携设备本地抄表和GPRS远程抄表方式，当采纳手机、PDA等便携设备本地有线抄表〔图4〕时，通过安装在单元楼地面层的接线盒临时性接入抄表采集器，读取本单元楼内全部水表图片，图片导出到计算机，完成图像识别。此方式每只表的抄表时间在2秒左