本实用新型专利技术公开了一种基于二维码的直读式水表及其抄表装置，直读式水表的每个字轮圆周表面指代0～9的十个弧段上分别设置有对应数值0～9的二维码标示，抄表装置包括上述直读式水表、抄表终端和远传通信模块，抄表终端用以对直读式水表进行抄表并通过远传通信模块将抄表信息发送给后台抄表管理系统；抄表终端包括摄像头、补光灯、单片机、存储器和RS485电路，摄像头正对直读式水表的表盘设置，补光灯设置在摄像头附近且光线射向直读式水表的表盘，单片机分别与摄像头、补光灯、存储器和RS485电路相连。本实用新型专利技术通过识别二维码来获取直读式水表的水量读数，有效的解决了单片机内存不足的问题，减低了水表视觉系统的成本。
【技术实现步骤摘要】
一种基于二维码的直读式水表及其抄表装置
本技术涉及一种水表及抄表系统，具体地说是一种基于二维码的直读式水表及其抄表装置。
技术介绍
我国的远传水表按照数据终端的采集方式大体可分为脉冲式和直读式两大类，两种水表的发展逐步趋于成熟，各自占有一部分市场份额，在业界中已经形成了一定的应用规范，也得到了广泛的接受。国内主流的抄表技术大多基于机械脉冲的原理，主要利用前置采集器完成脉冲信息检测，进而实现信息的采集、保留和传输。脉冲抄表系统基于机械振动的原理，容易出现电磁干扰或退磁现象，在精确度上一直不能有效解决。再有，计数方式的水表，其计数和读数是同步的，断停电时计数丢失，造成读数低于实际计数，给供水公司带来损失；有干扰时，水表计数脉冲也可能出现虚增现象，即当前读数偏高。因此，脉冲计数这种技术诚然存在简单易完成的优点，不过由于同样存在需实时供电，功耗大以及抗干扰性差等多方面的问题，发展前景存在桎梏。针对脉冲表技术上存在的缺点，产生了多种其他无源直读式抄表系统，比如触点式、光电式、摄像式等装置。其中光电式一般适用于干式表，同时对精密度的要求比较高；触点式水表利用判别电阻阻值原理来确定字符位置，触点数量过多造成构造相对复杂，同时很容易产生读数误差；摄像式的直读水表则是把采集到的图像经过数字图象处理器进行识别并处理，从而最终实现自动抄表。鉴于上述存在的因素，利用摄像头拍摄水表表盘上的图像进行识别的抄表系统比较符合目前国内抄表公司所考虑无源和直读抄表技术的研究方向。这种方式基于视觉检测的原理，只需在工作时供电，没有累计误差，并且能够记录当前水表的图像，能够有效地减少纠纷。与此前的其他抄表技术相比，该系统具有更积极的意义。如图1所示，目前的摄像式直读水表的表盘如果用人眼睛识别很容易，在字轮水表的基础上进行加摄像图像识别及远程抄表，其拍摄的图如图2所示，但是，用计算机视觉识别字轮水表水量就很复杂。用摄像来识别的困难在于数字滚动过程中的识别，视觉识别技术来确定个位是“9”还是“8”需要用样本来训练。最难的是识别的是图2个位（最后一位）上的数值。如果要提高识别率，对不同的厂家，不同字的位置、机械结构差异以及环境光线等都都需要训练样本，工作量很大，且有些样本只能在一定条件下进行。所以当如环境光线等条件变化，识别率就下降。目前的摄像式直读水表的摄像模块硬件基本采用单片机+摄像头驱动模块、单片机+DPS+摄像头驱动模块或采用还有DPS功能的高端嵌入式单片机；软件基本采用图像预处理、神经网络算法。但是，这里面有两个难点不好解决，一是采用高端低端单片机进行样本识别，内存不够，再计算机速度不够；二是采用高端单片机成本高，如果提高识别率，内存也不足。由于字轮式水表各位或厂家机械结构不同，字轮上的字有差异，所以软件算法如果采用神经网络需要每个厂家的水表以及水表字轮的每一位进行训练，其工作量很大，同时内存大，致使单片机内存相对不足，且计算机速度减慢。再，采用一种训练模型，时间久了，机械结构、环境尘气、光线发生微小变化会影响其识别率。
技术实现思路
针对上述不足，本技术提供了一种基于二维码的直读式水表及其抄表装置，其能够有效的解决现有水表抄表系统单片机内存不足的问题，减低水表抄表系统的成本。本技术解决其技术问题采取的技术方案是：一种基于二维码的直读式水表，所述直读式水表包括多个字轮，其特征是，每个字轮圆周表面指代0～9的十个弧段上分别设置有对应数值0～9的二维码标识；所述二维码标识包括依次设置的数值上半部识别区、上半部间隔区、数值下半部识别区和下半部间隔区；所述数值上半部识别区和数值下半部识别区均包括二进制表示的定位信息、位数信息、数值半部位置信息和数值信息；每一个数值0～9的二维码标识所包含的数值上半部识别区和数值下半部识别区的位数信息和数值信息是相同的。优选地，所述定位信息包括设置在数值上半部识别区或数值下半部识别区的左上角三组信息和右下角三组信息，所述位数信息包括设置在数值上半部识别区或数值下半部识别区右上角的三组信息，所述数值半部位置信息包括设置在数值上半部识别区或数值下半部识别区中心位置的一组信息，所述数值信息包括设置在数值上半部识别区或数值下半部识别区左下角的四组信息。优选地，所述的定位信息、位数信息、数值半部位置信息和数值信息中的每组信息为NXN点阵方块图案，N为大于等于3的正整数。优选地，所述二维码标识粘贴或者印制在字轮圆周表面。本技术还提供了一种基于二维码的直读式水表抄表装置，包括直读式水表、抄表终端和远传通信模块，所述抄表终端用以对直读式水表进行抄表并通过远传通信模块将抄表信息发送给后台抄表管理系统，其特征是，所述直读式水表包括多个字轮，每个字轮圆周表面指代0～9的十个弧段上分别设置有对应数值0～9的二维码标识；所述抄表终端包括摄像头、补光灯、单片机、存储器和RS485电路，所述摄像头正对直读式水表的表盘设置，所述补光灯设置在摄像头附近且光线射向直读式水表的表盘，所述单片机分别与摄像头、补光灯、存储器和RS485电路相连，所述RS485电路与远传通信模块相连。优选地，所述二维码标识包括依次设置的数值上半部识别区、上半部间隔区、数值下半部识别区和下半部间隔区；所述数值上半部识别区和数值下半部识别区均包括二进制表示的定位信息、位数信息、数值半部位置信息和数值信息；每一个数值0～9的二维码标识所包含的数值上半部识别区和数值下半部识别区的位数信息和数值信息是相同的。优选地，所述定位信息包括设置在数值上半部识别区或数值下半部识别区的左上角三组信息和右下角三组信息，所述位数信息包括设置在数值上半部识别区或数值下半部识别区右上角的三组信息，所述数值半部位置信息包括设置在数值上半部识别区或数值下半部识别区中心位置的一组信息，所述数值信息包括设置在数值上半部识别区或数值下半部识别区左下角的四组信息。优选地，所述的定位信息、位数信息、数值半部位置信息和数值信息中的每组信息为NXN点阵方块图案，N为大于等于3的正整数。优选地，所述二维码标识粘贴或者印制在字轮圆周表面。优选地，所述单片机采用STM32F446单片机，所述摄像头采用OV2640摄像头，所述摄像头连接有24M有源晶振，所述存储器采用AT24C02存储芯片；所述单片机还连接有电源电路、25M有源晶振和Mbus电路。本技术的有益效果是：本技术通过将字轮水表的字改为及其容易识别的二维码将彻底克服了传统摄像式直读水表的识别率低和工作量大的不足，本技术采用二维码的识别技术对水表表盘图像进行识别，采用廉价摄像头的像素点点阵就能确定水表读数，其不仅不受光线、灰尘、位置变动、字滚动等各种外界因素的影响，抗干扰能力极强，而且减低了成本，满足了识别要求。本技术的识别方法将字轮式水表的字改为二维码，以此通过识别二维码来获取直读式水表的水量读数，有效的解决了单片机内存不足的问题，不仅识别率高，而且减低了水表视觉系统的成本。附图说明图1为传统字轮水表的表盘示意图；图2为传统字轮水表采用摄像图形识别的字轮图像示意图；图3为本技术所述字轮的结构示意图；图4为本技术所述抄表终端的结构示意图；图5为本技术字轮水表采用二维码标识的字轮读数示意图；图6为本技术所示二维本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于二维码的直读式水表，所述直读式水表包括多个字轮，其特征是，每个字轮圆周表面指代0～9的十个弧段上分别设置有对应数值0～9的二维码标识；所述二维码标识包括依次设置的数值上半部识别区、上半部间隔区、数值下半部识别区和下半部间隔区；所述数值上半部识别区和数值下半部识别区均包括二进制表示的定位信息、位数信息、数值半部位置信息和数值信息；每一个数值0～9的二维码标识所包含的数值上半部识别区和数值下半部识别区的位数信息和数值信息是相同的。
【技术特征摘要】
1.一种基于二维码的直读式水表，所述直读式水表包括多个字轮，其特征是，每个字轮圆周表面指代0～9的十个弧段上分别设置有对应数值0～9的二维码标识；所述二维码标识包括依次设置的数值上半部识别区、上半部间隔区、数值下半部识别区和下半部间隔区；所述数值上半部识别区和数值下半部识别区均包括二进制表示的定位信息、位数信息、数值半部位置信息和数值信息；每一个数值0～9的二维码标识所包含的数值上半部识别区和数值下半部识别区的位数信息和数值信息是相同的。2.根据权利要求1所述的一种基于二维码的直读式水表，其特征是，所述定位信息包括设置在数值上半部识别区或数值下半部识别区的左上角三组信息和右下角三组信息，所述位数信息包括设置在数值上半部识别区或数值下半部识别区右上角的三组信息，所述数值半部位置信息包括设置在数值上半部识别区或数值下半部识别区中心位置的一组信息，所述数值信息包括设置在数值上半部识别区或数值下半部识别区左下角的四组信息。3.根据权利要求2所述的一种基于二维码的直读式水表，其特征是，所述的定位信息、位数信息、数值半部位置信息和数值信息中的每组信息为NXN点阵方块图案，N为大于等于3的正整数。4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种基于二维码的直读式水表，其特征是，所述二维码标识粘贴或者印制在字轮圆周表面。5.一种基于二维码的直读式水表抄表装置，包括直读式水表、抄表终端和远传通信模块，所述抄表终端用以对直读式水表进行抄表并通过远传通信模块将抄表信息发送给后台抄表管理系统，其特征是，所述直读式水表包括多个字轮，每个字轮圆周表面指代0～9的十个弧段上分别设置有对应数值0～9的二维码标识；所述抄表终端包括摄像头、补光灯、单片机、存储器和RS485电路，所述摄像头正对直读式水表的表盘设...
【专利技术属性】
技术研发人员：李聪，孟凡民，王辉，李春梅，张瑞芳，
申请(专利权)人：山东金米尔仪器科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37
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