一种水表远程图像采集系统及方法与流程

本发明涉及频率校准技术领域，尤其涉及一种水表远程图像采集系统及方法。

背景技术：

老旧小区水表系统多使用非智能水表，仍需要相关人员入户查询用水量及水表健康状况。入户查询水表一方面需要增加人力成本，另一方面还需要业主积极配合。一般情况下，工作人员间隔1-2个月进行一次入户查询用水量。由于入户查询时间间隔较长，不能及时的获取水表的健康状态及实时用水量信息。

根据老旧水表的实际情况，现有的远程抄表系统如下图1所示。其通过微控制器控制摄像头采集水表图像数据，并通过2g移动通信网络将图像数据传输到远端，从而实现水表的远程抄表。

现有的远程抄表系统由于采用功耗较大的移动通信模块，图像传输频率受到电池容量的严重限制，因此现有的远程抄表系统多为1-2个月的间隔频率上报水表图像数据。由于数据上报间隔较长无法实现水表漏水、爆裂等水表健康问题、以及预示室内水管故障时的水表瞬时用水量突增等问题的及时发现和预警。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种水表远程图像采集系统及方法，能够解决现有技术中的水表图像传输频率较低、无法实现水表漏水、爆裂等水表健康问题以及预示室内水管故障时的水表瞬时用水量突增等问题的及时发现和预警的问题。

第一方面，本发明提供了一种水表远程图像采集系统，所述系统包括：至少一个图像采集器、至少一个中继器及远端服务器；每个图像采集器连接一个中继器，每个中继器连接一个或多个图像采集器，所述远端服务器与所述至少一个中继器连接；

所述图像采集器，用于采集水表图像数据，并通过433m通信方式发送至所述中继器；

所述中继器，用于将各图像采集器发送的水表图像数据通过lte网络发送至所述远端服务器，并将所述远端服务器发送的控制命令通过433m通信方式发送至图像采集器。

可选地，所述图像采集器包括：电池、第一电源管理模块、微控制器、摄像头模块及第一433m通信模块；

其中，所述电池与所述第一电源管理模块连接；所述第一电源管理模块分别与所述微控制器、所述摄像头模块及所述第一433m通信模块连接；所述微控制器分别与所述第一电源管理模块、所述摄像头模块及所述第一433m通信模块连接；

所述微控制器控制所述摄像头模块采集水表图像数据，并通过所述第一433m通信模块将所述水表图像数据发送至所述中继器；所述微控制器通过所述第一433m通信模块接收控制命令。

可选地，所述摄像头模块包括：图像传感器、数据缓冲器及曝光灯；

所述图像传感器与所述数据缓冲器连接，所述数据缓冲器与所述微控制器连接，所述曝光灯与所述微控制器连接。

可选地，所述中继器包括：第二电源管理模块、微处理器、第二433m通信模块及lte通信模块；

其中，所述第二电源管理模块与外部电源连接，且分别与所述微处理器、所述第二433m通信模块及所述lte通信模块连接；所述微处理器分别与所述第二电源管理模块、所述lte通信模块及所述第二433m通信模块连接；

所述微处理器通过所述lte通信模块接收所述远端服务器发送的控制命令，并通过所述第二433m通信模块将所述控制命令发送至所述图像采集器；所述微处理器通过所述第二433m通信模块接收所述图像采集器发送的水表图像数据，并通过所述lte通信模块将所述水表图像数据发送至远端服务器。

可选地，所述中继器还包括：存储模块；

所述存储模块分别与所述微处理器及所述第二电源管理模块连接；

所述存储模块用于在脱网情况下存储所述水表图像数据。

可选地，所述存储模块为：外部随机存取存储器ram或者sd存储卡。

可选地，所述远端服务器包括：网络收发处理模块、数据解析处理模块及显示模块；

所述网络收发处理模块与所述数据解析处理模块连接，所述数据解析处理模块与所述显示模块连接；

所述网络收发模块，用于向所述中继器发送控制命令或者接收所述中继器发送的水表图像数据；

所述数据解析处理模块，用于对所述水表图像数据进行处理，获得水表健康状态、水表在线状态及用水量；

所述显示模块，用于显示所述水表图像数据、水表健康状态、水表在线状态及用水量。

可选地，所述显示模块，还用于设置水表的图像采集频率。

可选地，所述显示模块为：服务器pc网页或者客户端应用程序app。

第二方面，本发明提供了一种水表远程图像采集方法，所述方法包括：

图像采集器采集水表图像数据，并通过433m通信方式发送至中继器；

中继器将所述图像采集器发送的水表图像数据通过lte网络发送至所述远端服务器，以供所述远端服务器显示所述水表图像数据。

可选地，所述方法还包括：

中继器将所述远端服务器发送的控制命令通过433m通信方式发送至图像采集器。

可选地，所述图像采集器采集水表图像数据，并通过433m通信方式发送至中继器，包括：

所述图像采集器中的微控制器控制摄像头模块采集水表图像数据，并通过第一433m通信模块将所述水表图像数据发送至所述中继器。

可选地，所述微控制器控制摄像头模块采集水表图像数据，包括：

所述微控制器控制曝光灯为拍照提供亮度调节，并控制图像传感器完成水表图像数据采集，并将采集得到图像数据通过数据缓冲器发送至微控制器。

可选地，所述中继器将所述图像采集器发送的水表图像数据通过lte网络发送至所述远端服务器，包括：

所述中继器中的微处理器通过第二433m通信模块接收所述图像采集器发送的水表图像数据，并通过lte通信模块将所述水表图像数据发送至远端服务器。

可选地，所述中继器将所述远端服务器发送的控制命令通过433m通信方式发送至图像采集器，包括：

所述中继器中的微处理器通过lte通信模块接收所述远端服务器发送的控制命令，并通过第二433m通信模块将所述控制命令发送至所述图像采集器。

可选地，所述方法还包括：

在脱网情况下，所述中继器中的存储模块存储所述水表图像数据。

可选地，所述远端服务器显示所述水表图像数据，包括：

所述远端服务器对接收到的所述水表图像数据进行处理，获得水表健康状态、水表在线状态及用水量；

所述远端服务器显示所述水表图像数据、水表健康状态、水表在线状态及用水量。

可选地，所述图像采集器采集水表图像数据，并通过433m通信方式发送至中继器之前，所述方法还包括：

所述远端服务器接收用户通过服务器pc网页或者客户端应用程序app设置的图像采集频率，并根据所述图像采集频率向中继器发送控制命令，以控制所述图像采集器根据所述图像采集频率进行水表图像采集。

由上述技术方案可知，本发明提供的一种水表远程图像采集系统及方法，通过设置于用户水表处的图像采集器采集水表图像数据，并通过433m通信方式发送至所述中继器；所述中继器则将各图像采集器发送的水表图像数据通过lte网络发送至所述远端服务器，以供远端服务器及时显示水表在线状态、健康状态及用水量等信息。如此，本发明基于433m和lte通信的水表远程图像采集系统，具有绕射能力强、传输距离远、组网稳定、低频低功耗及图像大数据实时通信等优点，满足了对于老旧小区水表的远程高频率抄表、以及实时的健康状态监测等需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1是现有技术中远程抄表系统的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的一种水表远程图像采集系统的结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的图像采集器的结构示意图；

图4是本发明另一实施例提供的图像采集器的结构示意图；

图5是本发明一实施例提供的中继器的结构示意图；

图6是本发明另一实施例提供的中继器的结构示意图；

图7是本发明一实施例提供的远端服务器的结构示意图；

图8是本发明一实施例提供的一种水表远程图像采集方法的流程示意图；

图9是本发明另一实施例提供的一种水表远程图像采集方法的流程示意图；

附图标记说明：1-图像采集器；2-中继器；3-远端服务器；11-电池；12-第一电源管理模块；13-微控制器；14-摄像头模块；15-第一433m通信模块；141-图像传感器；142-数据缓冲器；143-曝光灯；21-第二电源管理模块；22-微处理器；23-第二433m通信模块；24-lte通信模块；25-存储模块；31-网络收发处理模块；32-数据解析处理模块；33-显示模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2是本发明一实施例中的一种水表远程图像采集系统的结构示意图，如图2所示，所述水表远程图像采集系统包括：至少一个图像采集器1、至少一个中继器2及远端服务器3。其中，每个图像采集器1连接一个中继器2，每个中继器2连接一个或多个图像采集器1，所述远端服务器3与所述至少一个中继器2连接。

其中，所述图像采集器1，用于采集水表图像数据，并通过433m通信方式发送至所述中继器2；所述中继器2，用于将各图像采集器1发送的水表图像数据通过lte网络发送至所述远端服务器3，并将所述远端服务器3发送的控制命令通过433m通信方式发送至图像采集器1。

具体来说，图像采集器1安装在用户室内水表上，在可通过摄像头采集用户水表图像数据并通过433m通信方式发送至中继器2。中继器2布置在室外，可使用外部电源供电，如使用市电供电，一个中继器2可和多个图像采集器1连接，则中继器2和与其连接多个图像采集器1组成星型局域网。中继器2将图像采集器1发送的水表图像数据通过lte网络上传到远端服务器3，并获取远端服务器3的控制命令下发至各图像采集器1。而远端服务器3则提供小区水表在线状态、健康状态及用水量等信息的查询和存储业务。

由此可见，本实施例通过设置于用户水表处的图像采集器1采集水表图像数据，并通过433m通信方式发送至所述中继器2；所述中继器2则将各图像采集器发送的水表图像数据通过lte网络发送至所述远端服务器3，以供远端服务器3及时显示水表在线状态、健康状态及用水量等信息。如此，本实施例提出的基于433m和lte通信的水表远程图像采集系统，具有绕射能力强、传输距离远、组网稳定、低频低功耗及图像大数据实时通信等优点，满足了对于老旧小区水表的远程高频率抄表、以及实时的健康状态监测等需求。

在本发明的一个可选实施例中，如图3所示，所述图像采集器1包括：电池11、第一电源管理模块12、微控制器13、摄像头模块14及第一433m通信模块15。

如图3所示，所述电池11与所述第一电源管理模块12连接；所述第一电源管理模块12分别与所述微控制器13、所述摄像头模块14及所述第一433m通信模块15连接；所述微控制器13分别与所述第一电源管理模块12、所述摄像头模块14及所述第一433m通信模块15连接。

其中，所述微控制器13控制所述摄像头模块14采集水表图像数据，并通过所述第一433m通信模块15将所述水表图像数据发送至所述中继器2；另外，所述微控制器13通过所述第一433m通信模块15接收控制命令。

本实施例中，图像采集器1采用电池11进行供电，如聚合物锂电池，进一步地第一电源管理模块12实现高效的电平转换、稳压及电池电量监测等功能，为整机提供可靠电源。第一433m通信模块15采用技术成熟的产品，保证可靠地数据传输通信。微控制器13为图像采集器1的控制中心。具体地，在上行链路中微控制器13控制摄像头模块14完成水表图像采集，通过第一433m通信模块15将水表图像数据发送至中继器2。在下行链路中微控制器13通过第一433m通信模块15接收控制命令。

由此可见，本实施例中图像采集器1采用低功耗的433m通信方式替代高功耗的移动通信方式，有效地降低了图像采集器功耗。基于433m通信的水表图像采集器可有效解决图像数据局域网内远距离传输、穿墙绕射及低功耗的问题，非常适合老旧小区水表图像采集应用场景。

进一步地，在本发明的一个可选实施例中，如图4所示，所述摄像头模块14包括：图像传感器141、数据缓冲器142及曝光灯143。

如图4所示，所述图像传感器141与所述数据缓冲器142连接，所述数据缓冲器142与所述微控制器13连接，所述曝光灯143与所述微控制器13连接。

本实施例中，微控制器13控制曝光灯143为拍照提供照片调节，并控制图像传感器141完成图像采集，并将采集得到图像数据通过数据缓冲器142发送至微控制器13。

在本发明的一个可选实施例中，如图5所示，所述中继器2包括：第二电源管理模块21、微处理器22、第二433m通信模块23及lte通信模块24。

如图5所示，所述第二电源管理模块21与外部电源连接，且分别与所述微处理器22、所述第二433m通信模块23及所述lte通信模块24连接；所述微处理器22分别与所述第二电源管理模块21、所述lte通信模块24及所述第二433m通信模块23连接。

其中，所述微处理器22通过所述lte通信模块24接收所述远端服务器3发送的控制命令，并通过所述第二433m通信模块23将所述控制命令发送至所述图像采集器1；所述微处理器22通过所述第二433m通信模块23接收所述图像采集器1发送的水表图像数据，并通过所述lte通信模块24将所述水表图像数据发送至远端服务器3。

具体来说，中继器2架设在室外，如小区楼外，因此可采用外部供电，并通过第二电源管理模块21为整机提供稳定、可靠的电源供给。微处理器22可为arm处理器，其为中继器2的控制和调度中心。在下行链路中微处理器22通过lte通信模块24与远端服务器3进行通信，接收远端服务器3下发的控制命令，并通过第二433m通信模块23下发到各图像采集器1；在上行链路中，微处理器22通过上第二433m通信模块23与图像采集器1组成星型网络，收集各图像采集器1采集上传的图像数据并将数据通过lte通信模块24上传到远端服务器3。

由此可见，本实施例中将高功耗的移动通信模块(lte通信模块)设置在中继器2中，而中继器2可采用外部电源供电，极大地降低了图像采集器的功耗，在保证总的使用时长的前提下，使得图像采集器的采集时间间隔由1-2个月降低到1-2个小时，从而实现了水表健康状态和用水量等的高频率检测，以实现对水表漏水、爆裂、室内故障时的水表瞬时用水量突增等故障问题的及时发现和预警。而且基于433m和lte通信的中继器可有效解决多用户大图像数据的远程传输问题。

进一步地，如图6所示，所述中继器2还包括：存储模块25。

如图6所示，所述存储模块25分别与所述微处理器22及所述第二电源管理模块21连接。

所述存储模块25用于在脱网情况下存储所述水表图像数据。

举例来说，所述存储模块25可为：外部随机存取存储器ram或者sd存储卡。

如此，本实施例在中继器2中进一步设置存储模块25，以使得网络出现问题或脱网使得水表图像数据无法上传至远端服务器3时，可通过存储模块25存储图像数据。

在本发明的一个可选实施例中，如图7所示，所述远端服务器3包括：网络收发处理模块31、数据解析处理模块32及显示模块33。

如图7所示，所述网络收发处理模块31与所述数据解析处理模块32连接，所述数据解析处理模块32与所述显示模块33连接。

其中，所述网络收发模块31，用于向所述中继器发送控制命令或者接收所述中继器发送的水表图像数据；所述数据解析处理模块32，用于对所述水表图像数据进行处理，获得水表健康状态、水表在线状态及用水量；所述显示模块33，用于显示所述水表图像数据、水表健康状态、水表在线状态及用水量。

进一步地，所述显示模块33，还用于设置水表的图像采集频率。

其中，所述显示模块33可为：服务器pc网页或者客户端应用程序app。

具体来说，网络收发处理模块31基于tcp/ip协议完成与中继器2的网络数据接收和发送。数据解析处理模块32完成数据的解密、解包、打包、加密、存储等功能，并基于接收的水表图像数据分析得到获得水表健康状态、水表在线状态及用水量等信息。通过授权pc网页或手机app可以查看任意的水表采集器的在线状态及图像数据，并可设置水表的图像的采集频率。远端服务器将传统的网络数据处理与云技术相结合，是“互联网+”思想的完美体现。

图8是本发明一实施例中的一种水表远程图像采集方法的流程示意图，如图8所示，所述方法包括如下步骤：

s1：图像采集器采集水表图像数据，并通过433m通信方式发送至中继器。

s2：中继器将所述图像采集器发送的水表图像数据通过lte网络发送至所述远端服务器，以供所述远端服务器显示所述水表图像数据。

由此可见，本实施例中通过设置于用户水表处的图像采集器采集水表图像数据，并通过433m通信方式发送至所述中继器；所述中继器则将各图像采集器发送的水表图像数据通过lte网络发送至所述远端服务器，以供远端服务器及时显示水表在线状态、健康状态及用水量等信息。如此，本发明基于433m和lte通信的水表远程图像采集系统，具有绕射能力强、传输距离远、组网稳定、低频低功耗及图像大数据实时通信等优点，满足了对于老旧小区水表的远程高频率抄表、以及实时的健康状态监测等需求。

在本发明的一个可选实施例中，所述方法还包括：

s3：中继器将所述远端服务器发送的控制命令通过433m通信方式发送至图像采集器。

具体地，上述步骤s1，具体可包括：

所述图像采集器中的微控制器控制摄像头模块采集水表图像数据，并通过第一433m通信模块将所述水表图像数据发送至所述中继器。

进一步地，所述微控制器控制摄像头模块采集水表图像数据的步骤，具体包括：

所述微控制器控制曝光灯为拍照提供亮度调节，并控制图像传感器完成水表图像数据采集，并将采集得到图像数据通过数据缓冲器发送至微控制器。

具体地，上述步骤s2，具体可包括：

所述中继器中的微处理器通过第二433m通信模块接收所述图像采集器发送的水表图像数据，并通过lte通信模块将所述水表图像数据发送至远端服务器。

具体地，上述步骤s3，具体可包括：

所述中继器中的微处理器通过lte通信模块接收所述远端服务器发送的控制命令，并通过第二433m通信模块将所述控制命令发送至所述图像采集器。

在本发明的一个可选实施例中，所述方法还包括如下步骤：

s4：在脱网情况下，所述中继器中的存储模块存储所述水表图像数据。

具体地，上述步骤s2中的所述远端服务器显示所述水表图像数据，具体包括：

所述远端服务器对接收到的所述水表图像数据进行处理，获得水表健康状态、水表在线状态及用水量；

所述远端服务器显示所述水表图像数据、水表健康状态、水表在线状态及用水量。

在本发明的一个可选实施例中，如图9所示，上述步骤s1之前，所述方法还包括如下步骤：

s0：所述远端服务器接收用户通过服务器pc网页或者客户端应用程序app设置的图像采集频率，并根据所述图像采集频率向中继器发送控制命令，以控制所述图像采集器根据所述图像采集频率进行水表图像采集。

对于方法实施例而言，由于其与装置实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见装置实施例的部分说明即可。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。