一种基于wifi网络的指针式仪表数据采集装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及指针数据采集领域，具体涉及一种基于wifi网络的指针式仪表 数据采集装置。
【背景技术】
[0002] 虽然数字式仪表已经多样化和普及，但是，针对大型老式企业及其电磁性较强场 所指针式仪表凭借结构简单，维护方便，抗电磁干扰性强等优点在工业环境中依旧能广泛 使用。可是由于指针式仪表读数采用肉眼识别易受到多因素影响导致精度不高，另外一些 大型老式企业仪表数目较多，工业环境复杂不适宜人工判读，且改造费用过高，因此实现对 指针式仪表自动识别有特别重要的现实意义。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于wifi 网络的指针式仪表数据采集装置，通过无线wifi摄像头采集指针数据的图像，然后通过无 线wifi传递给PC机进行处理。
[0004] 为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种基于wifi网络的指针式仪表 数据采集装置，包括无线Wifi摄像头、路由器、PC机，无线wifi摄像头无线连接路由器，路 由器的LAN 口通过网线与PC机连接；所述无线wifi摄像头安装于透明罩的顶部。
[0005] 所述无线wifi摄像头上还设有竖直向下的环形光源，用于增强图像采集环境的 亮度，保障图像采集的质量。
[0006] 所述透明罩的底部设有固定螺栓。
[0007] 所述固定螺栓用于将透明罩固定于仪表装置上。
[0008] 所述路由器为TP-LINK TL-WVR308大功率无线路由器，该路由器提供1个WAN 口、 1个WAN/LAN可变口和7个LAN 口，采用11N无线技术，外置两根5dBi可拆卸高增益全向天 线，无线传输速率达到300Mbps。TL-WVR308采用32位网络专用处理器，主频高达560MHz， 支持上网行为管理、IPSec/PPTP/L2TP VPN、智能IP带宽控制及连接数限制、ARP防护和攻 击防护等丰富功能特性。
[0009] 采用上述结构，本实用新型针对指针式仪表数据进行采集和数据分析处理。利用 这种自动读数的方式能够提高读表速度，同时能减少人工重复频繁的记录、统计等繁重的 工作量，能够减少人力劳动的同时节省时间，提高效率。WiFi的工作方式保证数据传输速度 的同时又节省了布线的繁琐及高额电缆费用，也符合个人和社会信息化的需求。
【附图说明】
[0010] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
[0011] 图1为本实用新型的结构示意图；
[0012] 图2为本实用新型的系统处理过程图；
[0013] 图3为图像预处理过程图；
[0014] 图4为指针数值数据处理过程图；
[0015] 图中：无线wifi摄像头1、路由器2、PC机3、透明罩4、环形光源5、指针式仪表6、 固定螺栓7。
【具体实施方式】
[0016] 如图1所示，一种基于wifi网络的指针式仪表数据采集装置，包括无线wifi摄像 头1、路由器2、PC机3,无线wifi摄像头1无线连接路由器2,路由器2的LAN 口通过网线 与PC机连接；所述无线wifi摄像头1安装于透明罩4的顶部。
[0017] 所述无线wifi摄像头1上还设有竖直向下的环形光源5,用于增强图像采集环境 的亮度，保障图像采集的质量。
[0018] 所述透明罩4的底部设有固定螺栓7。
[0019] 所述固定螺栓7用于将透明罩4固定于仪表装置上。
[0020] 所述路由器2为TP-LINK TL-WVR308大功率无线路由器，该路由器提供1个WAN 口、1个WAN/LAN可变口和7个LAN 口，采用1 IN无线技术，外置两根5dBi可拆卸高增益全向 天线，无线传输速率达到300Mbps。TL-WVR308采用32位网络专用处理器，主频高达560MHz， 支持上网行为管理、IPSec/PPTP/L2TP VPN、智能IP带宽控制及连接数限制、ARP防护和攻 击防护等丰富功能特性。
[0021] 如图2所示，本装置是针对工业环境下通过无线WiFi摄像1头采集仪表数据图 像，对仪表数据进行分析处理的集成系统，用于企业直观多数据、高频率的指针仪表数据 读取。装置主要功能包括仪表数据图像采集、图像预处理、指针数据处理等。装置可以在 WiFi模式下采集图像，控制端对指针仪表图像实现指针数据提取，数据分析后的信息显示， 从而实现远程测控。
[0022] 如图3所示，为图像预处理过程图，在PC端对图像处理及数据提取分析，主要包括 二值化、滤波、膨胀细化、指针角度转换数值等。首先利用动态阈值分割算法对图像进行二 值化处理，使得仪表指针可从复杂背景中分离出来，然后利用自适应中值滤波去除噪声和 保存细节，使得仪表指针更为精细平滑，最后利用形态学中的膨胀运算把断点仪表指针图 像变的最为清晰连续，预处理为后面仪表指针角度提取奠定基础。
[0023] 如图4所示，为指针数值数据处理过程图，先采用性能良好的Sobel算子检测图 像边缘，然后利用Hough变换将预处理过的图像中给定直线上的所有点集中到变换空间的 某个点形成峰值，再寻找峰点累加数的最大值即可确定出指针所在的直线，即偏转角度，原 理：直线y = kx+b的极坐标形式为p = xcos 0 +ysin 0，X，Y平面的任意一直线的Hough 变换是9, P空间中的一个点。求取Hough变换后，可获得变换角度0，此时由刻度所指 角度范围（E-S)、指针量程范围（A-B)，指针角度读数a (仪表指针与x正半轴的夹角）的 关系式x = 及直角坐标系下a与0的关系，在直角坐标系下第一二象限时 a = 0，第三象限a = 0+180,第四象限a = 180-0，这样可以求得指针读数。
[0024] 图像的本质就是函数、矩阵或程序设计中的数组，而MATLAB具有强大而方便的数 组操作功能，同时又提供了丰富的图像处理函数，且提供了制作界面的功能，故PC机控制 端采用MATLAB软件编程，实现图像处理指针数据获取和异常点报警的功能。PC机监控端可 以高效快捷的监测多个数据，由所得的指针指数在上位机上显示，并将所得数据和之前设 定的报警值进行比较以便及时发现设备的异常快捷处理异常，且能够告知异常点位置，同 时PC端可对多数目、多时间段、多类别的数据进行存储、调取。
[0025] 软件设计包括图像信号采集和上位机组态程序设计。无线wifi摄像头既保证了 图像数据采集的便捷可靠又省去远距离布线的繁琐和昂贵；PC机采用MATLAB的CTI程序 来设计友好的人机界面，直观显示数据报表、异常点报警、异常位置显示等。数据库采用 SQL，具有数据记录保存、历史数据查询等功能。
【主权项】
1. 一种基于Wif i网络的指针式仪表数据采集装置，包括无线Wif i摄像头（I)、路由器 (2)、PC机（3)，其特征在于：无线wifi摄像头⑴无线连接路由器（2)，路由器⑵的LAN 口通过网线与PC机连接；所述无线wifi摄像头（1)安装于透明罩（4)的顶部。2. 根据权利要求1所述一种基于wif i网络的指针式仪表数据采集装置，其特征在于： 所述无线wifi摄像头（1)上还设有竖直向下的环形光源（5)。3. 根据权利要求1所述一种基于wif i网络的指针式仪表数据采集装置，其特征在于： 所述透明罩（4)的底部设有固定螺栓（7)。4. 根据权利要求3所述一种基于wif i网络的指针式仪表数据采集装置，其特征在于： 所述固定螺栓（7)用于将透明罩（4)固定于仪表装置上。5. 根据权利要求1所述一种基于wif i网络的指针式仪表数据采集装置，其特征在于： 所述路由器（2)为TP-LINK TL-WVR308大功率无线路由器。
【专利摘要】一种基于wifi网络的指针式仪表数据采集装置，包括无线wifi摄像头、路由器、PC机，无线wifi摄像头无线连接路由器，路由器的LAN口通过网线与PC机连接；所述无线wifi摄像头安装于透明罩的顶部。本实用新型提供一种基于wifi网络的指针式仪表数据采集装置，通过无线wifi摄像头采集指针数据的图像，然后通过无线wifi传递给PC机进行处理。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN204719489
【申请号】CN201520476376
【发明人】施保华, 张猛
【申请人】三峡大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月3日