一种基于机器视觉的远程抄表系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于机器视觉的远程抄表系统，包括：网络摄像头、处理器、以太网芯片、服务器，所述服务器包含：浏览器、Matlab图像处理模块以及显示模块。浏览器定时访问硬件的IP，向以太网芯片发送http请求，以太网芯片在收到请求后将html5的网页程序发送给浏览器，浏览器会主动与以太网芯片建立WebSocket连接，在完成握手操作后，建立图像传输的数据通道；每当轮询到新的图像准备好后，就会通过WebSocket将图像数据发送给浏览器；通过Matlab图像处理模块对图像数据进行处理，得到识别后的图像数据；显示模块基于识别后的图像数据以Web界面形式显示各个观测点的数据和表具图片。采用本发明专利技术的技术方案，可以准确、快捷、方便获取各类表具数据信息，给抄表带来很大便利。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于远程控制
，尤其涉及一种基于机器视觉的远程抄表系统。
技术介绍
随着我国经济的快速发展，城镇居民对水、气、电资源的需求量越来越大，同时对水电气供应商在抄表方面提出了很大挑战。目前在表具的查抄领域，普遍采用的抄表方式有人工抄表IC卡、预付费抄表和无线发射式水表等多种抄表方式，然而传统的人工抄表方式存在耗时耗力、精度低、可靠性差、实时性不高等弊端，对于技术成熟的IC卡预付费抄表和无线发射式水表等智能抄表方式，虽然安装方便，系统管理智能化，但是，如果表具的数据传输模块出现故障或者用户依旧采用老式表具，那么这些智能抄表方式就无法满足现行系统的运行。所以，近年来也出现了很多基于图像识别的抄表系统，然而这些系统会因现场环境因素、出现误码率高和无法校对等问题，给水电气供应商及物业管理带来了很大不便。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，提供一种基于机器视觉的远程抄表系统，可以准确、快捷、方便的获取各类表具的数据信息，给抄表带来了很大便利。为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案：一种基于机器视觉的远程抄表系统包括：网络摄像头、处理器MCU、以太网芯片、服务器；所述网络摄像头，用于将拍摄表具现场图片，并将图像数据传至MCU；所述处理器MCU，用于接收图片数据，并将缓冲区的图像数据发送至以太网芯片；所述服务器包含：浏览器、Matlab图像处理模块以及显示模块，其中，所述浏览器定时访问以太网芯片的IP，向以太网芯片发送Http请求，以太网芯片在收到请求后将Html5的网页程序发送给浏览器，浏览器主动与以太网芯片建立WebSocket连接，在完成握手操作后，图像传输的数据通道即建立了，每当轮询到新的图像准备好后，就会通过WebSocket将图像数据发送给浏览器；Matlab图像处理模块，用于对图像数据进行图像预处理、倾斜度矫正以及字符分割和与识别，得到识别后的图像数据；显示模块，用于基于识别后的图像数据以Web界面形式显示各个观测点的数据和表具图片。作为优选，以太网芯片通过Socket的两个寄存器建立WebSocket和HttpServer，通过所述WebSocket，可建立与服务器端通信链路，以传输网络摄像头图像数据，通过所述Http Server，可在浏览器上输入配置的IP地址，以实现远程访问网络摄像头拍摄的图像数据。作为优选，Matlab图像处理模块的所述预处理包含：图像增强、图像去噪和二值化；所述倾斜度矫正处理包含：边框定位、提取平行线和倾斜度校正；所述字符分割和与识别处理包含：归一化处理、字符分割、模板匹配。作为优选，还包括：所述补光装置，用于在网络摄像头拍摄表具LCD照片的同时，进行补光处理。作为优选，还包括：太阳能供电装置，所述的太阳能供电装置包括太能光板、电流控制器、蓄电池，太阳能光板与电流控制器相连，电流控制器与蓄电池相连，电流控制器分别与网络摄像头、补光装置、处理器MCU、以太网芯片连接。本专利技术的远程控制系统，采用浏览器定时访问以太网芯片的IP，通过通信网络向以太网芯片发送Http请求，以太网芯片在收到请求后将Html5的网页程序发送给浏览器，在网页程序中，浏览器会主动与以太网芯片建立WebSocket连接。在完成握手操作后，图像传输的数据通道即建立了。这样每当轮询到新的图像准备好后，就会通过WebSocket将图像数据发送给浏览器，浏览器收到数据后，在界面上绘制图像，同时将图片存至服务器设定目录下，供Matlab图像处理系统处理。服务器采用Web网页将数据各个观测点的数据、表具图片和相关统计呈现给用户，该Web界面可以在公司局域网内进行发布，公司员工在其权限内查看各个表具的信息和现场图片。与现有技术相比，本专利技术的抄表系统以Web界面显示表具数据和图像，基于服务器端的Matlab图像处理系统提高了可靠性和准确度，而且有现场的图片为参考，提供了一种冗余机制，减少了现场端图像处理和协议转换的麻烦，考虑到在一些偏远地区存在无法提供电源的情况，选用太阳能供电，保证了安装场所的适应性。附图说明图1为本专利技术的基于机器视觉的远程抄表系统的结构示意图；图2为本专利技术的基于机器视觉的远程抄表系统的工作流程图。具体实施方式以下将结合附图所示的具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。如图1所示，本专利技术实施例提供一种基于机器视觉的远程抄表系统，为用户提供及时、准确的表具读数，也为用户提供现场表具的照片，以便进行核对和历史查询。所述远程抄表系统采用网络摄像头和Http5网页相结合的方式，包括：远端采集装置、通讯网络、服务器、太阳能供电系统，所述远端采集装置包含：网络摄像头(OV2640)、补光装置(LED)、处理器MCU(STM32F4)、以太网芯片(W5500)、路由器。所述网络摄像头，用于将拍摄表具现场图片，并采用其内部的DSP压缩后得到JPEG格式的图片，通过并行总线的方式将图像数据传至MCU。所述补光装置，用于在网络摄像头拍摄表具LCD照片的同时，进行补光处理，使拍摄的图片清晰。所述处理器MCU，用于利用其内部的Flash接收图片数据，并将缓冲区的图像数据发送至以太网芯片。所述以太网芯片为一全硬件TCP/IP嵌入式以太网控制器，为嵌入式系统提供更加简易的互联网连接方案。所述以太网芯片集成了TCP/IP协议栈，10/100M以太网数据链路层(MAC)及物理层(PHY)，使得用户使用单芯片就能够在他们的应用中拓展网络连接。在本系统中用到了Socket端口寄存器。当WebSocket数据监测到缓冲区数据准备完毕后，就可以将图像发送给浏览器。所述通讯网络为3G网或因特网。所述路由器即控制中心的路由器，数据经公网传至控制中心，但控制中心的服务器是不能让外网访问的，为了系统数据的安全，设置了防火墙和路由器的IP端口映射。所述的太阳能供电装置包括太能光板、电流控制器、蓄电池。所述的太阳能供电装置中，太阳能光板与电流控制器相连，电流控制器与蓄电池相连，电流控制器与负载相连，即电流控制器分别与网络摄像头、补光装置、处理器MCU、以太网芯片连接。电流控制器控制光板对蓄电池的充电，控制蓄电池对负载的供电，供电装置能很好地解决荒郊野外或者是无法提供市电表具的供电、图像采集系统和传输装置的供电。太阳能供电系统，通过电流控制器，控制光板对蓄电池的充电和蓄电池对负载的供电，达到保护蓄电池及负载的作用。所述服务器，位于控制中心，其包括浏览器、Matlab图像处理模块以及显示模块，其中，所述浏览器，用于定时访问以太网芯片的IP，向以太网芯片发送http请求，以太网芯片在收到请求后将Html5的网页程序发送给浏览器，在网页程序中，浏览器会主动与以太网芯片建立WebSocket连接。在完成握手操作后，图像传输的数据通道即建立了。这样每当轮询到新的图像准备好后，就会通过WebSocket将图像数据发送给浏览器，浏览器收到数据后，在界面上绘制图像，同时将图片存至服务器设定目录下，供Matlab图像处理系统处理。Matlab图像处理模块，将发送至设定目录下的图片根据请求进行三步处理，第一步是图像预处理，包括：图像增强、图像去噪和二值化。图像预处理就是对水表图像进行增强和去除噪声及二值化处理，其中图像增强的目的是为了提高图像的视觉效果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于机器视觉的远程抄表系统，其特征在于，包括：网络摄像头、处理器MCU、以太网芯片、服务器；所述网络摄像头，用于将拍摄表具现场图片，并将图像数据传至MCU；所述处理器MCU，用于接收图片数据，并将缓冲区的图像数据发送至以太网芯片；所述服务器包含：浏览器、Matlab图像处理模块以及显示模块，其中，所述浏览器定时访问以太网芯片的IP，向以太网芯片发送Http请求，以太网芯片在收到请求后将Html5的网页程序发送给浏览器，浏览器主动与以太网芯片建立WebSocket连接，在完成握手操作后，图像传输的数据通道即建立了，每当轮询到新的图像准备好后，就会通过WebSocket将图像数据发送给浏览器；Matlab图像处理模块，用于对图像数据进行图像预处理、倾斜度矫正以及字符分割和与识别，得到识别后的图像数据；显示模块，用于基于识别后的图像数据以Web界面形式显示各个观测点的数据和表具图片。

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的远程抄表系统，其特征在于，包括：网络摄像头、处理器MCU、以太网芯片、服务器；所述网络摄像头，用于将拍摄表具现场图片，并将图像数据传至MCU；所述处理器MCU，用于接收图片数据，并将缓冲区的图像数据发送至以太网芯片；所述服务器包含：浏览器、Matlab图像处理模块以及显示模块，其中，所述浏览器定时访问以太网芯片的IP，向以太网芯片发送Http请求，以太网芯片在收到请求后将Html5的网页程序发送给浏览器，浏览器主动与以太网芯片建立WebSocket连接，在完成握手操作后，图像传输的数据通道即建立了，每当轮询到新的图像准备好后，就会通过WebSocket将图像数据发送给浏览器；Matlab图像处理模块，用于对图像数据进行图像预处理、倾斜度矫正以及字符分割和与识别，得到识别后的图像数据；显示模块，用于基于识别后的图像数据以Web界面形式显示各个观测点的数据和表具图片。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的远程抄表系统，其特征在于，以太网芯片通过Socket的两个...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷飞，柴前，龚大利，付伟，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11