一种自收揽浮子式远程水位监测系统及其数据采集方法与流程

文档序号:12117354阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种自收揽浮子式远程水位监测系统,包括水位测量装置和水位数据采集终端,所述水位测量装置用以测量水位,所述水位数据采集终端用以采集水位测量装置测量的水位数据并发送给后台管理系统,其特征是,所述水位测量装置包括水位轮、测缆、浮子、卷扬轮、齿轮组、蜗杆、牙轮、字轮组和恒转矩电机,所述测缆缠绕于卷扬轮工作圆周的凹槽中,其引出端绕经水位轮的工作圆周后与浮子相连接,所述卷扬轮与水位轮在同一垂直面上工作,所述恒转矩电机的输出轴与卷扬轮的驱动轮啮合连接,水位轮与齿轮组中相同周长的齿轮共轴,所述齿轮组与蜗杆啮合,蜗杆轴与牙轮轴连接,牙轮分别与字轮组中对应的字轮啮合;所述字轮组中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。

2.根据权利要求1所述的一种自收揽浮子式远程水位监测系统,其特征是,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。

3.根据权利要求2所述的一种自收揽浮子式远程水位监测系统,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。

4.根据权利要求3所述的一种自收揽浮子式远程水位监测系统,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,N为大于等于3的正整数。

5.根据权利要求1所述的一种自收揽浮子式远程水位监测系统,其特征是,所述水位测量装置还包括STM8L151单片机、电源控制电路、电机驱动电路和无线通信模块,所述STM8L151单片机分别与电源控制电路、电机驱动电路和无线通信模块相连,所述电源控制电路与水位数据采集终端相连,所述电机驱动电路与恒转矩电机的控制端相连,所述无线通信模块与后台管理系统相连。

6.根据权利要求5所述的一种自收揽浮子式远程水位监测系统,其特征是,所述水位数据采集终端包括摄像头、补光灯、STM32F407单片机、存储器和电源模块,所述摄像头正对字轮组设置,所述补光灯设置在摄像头附近且光线射向字轮组,所述STM32F407单片机分别与摄像头、补光灯、存储器和STM8L151单片机相连,所述电源模块分别与电源控制电路、摄像头和STM32F407单片机电连接。

7.根据权利要求6所述的一种自收揽浮子式远程水位监测系统,其特征是,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TM32F407单片机还连接有供电电源、25M有源晶振和温度传感器,所述温度传感器为DS18B20数字温度传感器。

8.根据权利要求7所述的一种自收揽浮子式远程水位监测系统,其特征是,所述供电电源包括太阳能电池板、充电控制电路和充电锂电池,所述充电控制电路分别与太阳能电池板、充电锂电池、STM8L151单片机和水位数据采集终端的电源模块电连接。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的一种自收揽浮子式远程水位监测系统,其特征是,所述二维码标识粘贴或者印制在字轮圆周表面。

10.一种自收揽浮子式远程水位监测系统的数据采集方法,自收揽浮子式远程水位监测系采用上述权利要求所述的一种自收揽浮子式远程水位监测系统,其特征是,包括以下步骤:

1)拍摄水位测量装置字轮的图像信息;

2)对拍摄的图像信息进行采用中值滤波和高斯滤波去除图像中的噪点;

3)通过二维码标识的定位信息进行图像角度的校准;

4)计算图像信息的阈值,并进行二值化处理,将大于阈值的灰度值设为最大灰度值1,小于阈值的灰度值设为0;

5)对图像信息中每个字轮的数值分别识别,并将识别的各个字轮数值合并为水位读数;

在步骤5)中,对图像信息中每个字轮的数值进行识别的具体过程为:

51)对定位信息进行识别:对图像信息中每个字轮图片进行定位信息识别,如果包含一组完整的定位信息则对该组完整定位信息图片进行识别;如果包含两组完整的定位信息则对两组完整定位信息图片分别进行识别;

52)对每组完整定位信息图片中位数信息进行识别:如果每组位数信息方块中有一半以上像素点的灰度值为1则确定该组位数信息值为1,否则该组位数信息值为0;将位数信息中的三组信息组成二进制位数数据;将二进制位数数据转化为十进制位数数据;

53)对每组完整定位信息图片中数值信息进行识别:如果每组数值信息方块中有一半以上像素点的灰度值为1则确定该组数值信息值为1,否则该组数值信息值为0;将数值信息中的四组信息组成二进制数值数据;将二进制数值数据转化为十进制数值数据;

54)对每组完整定位信息图片中数值半部位置信息进行识别:如果数值半部位置信息方块中有一半以上像素点的灰度值为1则确定识别的数值所在区域为数值下半部识别区,否则为数值上半部识别区;

55)如果图像信息中每个字轮图片包含一组完整的定位信息则将对该组完整定位信息图片进行识别出的数据信息作为对应字轮的数据信息;如果图像信息中每个字轮图片包含两组完整的定位信息则将对数值下半部识别区所在的那一组完整定位信息图片进行识别出的数据信息作为对应字轮的数据信息。

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