一种采用红外标记的字轮码读取装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及检测技术领域，尤其涉及一种采用红外标记的字轮码读取装置。
【背景技术】
[0002]随着技术的进步，采用电子化实现三表(水表、电表、燃气表)的自动抄读是必然趋势，可以有效节省人力成本，降低工作量，避免挨家挨户敲门抄表的窘境，并且可以杜绝漏抄误抄的问题。目前使用的水表，燃气表并不是电子式的，大部分燃气表也没有通信接口，实现远程抄读有很多困难。目前实际可用的抄表技术都满足不了发展要求。
[0003]目前的字轮表读数技术大致有如下几种，但都有其弊端和不足:(1)干簧管或类似方案。通过在字轮上放置强磁铁，然后在表外面放一个干簧管类似的检测装置，字轮每转一圈干簧管吸合一次，从而通过吸合次数累计字轮的圈数。但这种方案有致命的弱点，很容易受外界磁场的影响，并且该检测装置要一直供电，这对于水表，燃气表这样不带电源的系统几乎不可用。此方案基本被市场抛弃。(2)基于磁技术的方案。类似于第1个方案，只是检测更为复杂，可在很大程度上避免外部磁干扰，必须通过单片机来识别。此方案成本高，需要配电池，若电池无效后数据错误，未推广开。(3)基于光电管对射方案。此方案是在字轮上设计好几个通孔，然后在字轮一侧放置发光管，一侧放置光敏管，发光管发光后，通过读取光敏管的状态，即可知道字轮的旋转角度，从而识别出读数。此方案成本低，但需要对表进行改造，对已存在的水表不能为力。(4)摄像头读取字轮图像。目前还停留在获取字轮图像，不能对数字进行有效识别。由于要保证用户可读数，外壳有透明窗而没有光路屏蔽措施，从而使环境很容易影响摄像头的摄像效果。由于采用通用的镜头，外壳巨大，成本也居高不下，此方案极少被采用。
【实用新型内容】
[0004]为了克服上述缺陷，本实用新型提供了一种采用红外标记的字轮码读取装置。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下。
[0006]—种采用红外标记的字轮码读取装置，包括CMOS摄像头模块、反光棱镜、红外补光灯、单片机、通信模块、电源模块和外壳，所述CMOS摄像头模块、红外补光灯、通信模块分别与所述单片机电连接，所述电源模块分别与单片机电连接，为整个系统供电。
[0007]进一步地，所述CMOS摄像头模块包括CMOS摄像头芯片和镜头。CMOS摄像头芯片采用CSP封装，直接焊接在电路板上。CMOS摄像头芯片捕获字轮图像信息，通过同步信号线将数据传输给单片机。镜头设置在CMOS摄像头芯片的正上方，镜头为短焦镜头。
[0008]进一步地，单片机为32位处理器，内置FLASH和RAM，降低成本和体积。具有快速的处理能力，能接受CMOS摄像头模块传输过来的大量数据并储存处理。单片机通过检测摄像头的帧同步信号，从而识别一帧的开始。并通过同步时钟信号正确捕获每个像素的灰度数据。单片机上电后通过摄像头芯片的配置接口对其进行配置，打开补光灯，并捕获图像信息。通过对图像中标记点相对位置的辨识，从而很简单转换为数字，避免了负责的图像处理过程。
[0009]进一步地，通信模块包括MBUS电路。MBUS采用标准的规范，连接的两根线可以为本装置供电，本装置也可以通过这两个线进行双向数据收发。
[0010]本实用新型红外标记的字轮码读取装置，采用CMOS摄像头模块获取每个字轮的红外标记图像，然后通过单片机来实现标记图像的识别。该装置外形上可以做得很薄，直接粘贴固定在原有水表、燃气表上，很方便的实现原有机械表的读数抄读，并融入到智能抄表系统。
[0011]进一步地，所述被读取表具字轮上有红外反光标记，该标记人眼不能识别。当红外光照射时，该标记点能反射红外光，该红外光可被CMOS摄像头模块捕获。
[0012]进一步地，所述反光棱镜为等腰直角棱镜，棱镜放置在表具字轮的正上方，字轮反射的光垂直进入一个腰面，通过斜面反射后从另一个腰面射出，进入后面的镜头，人眼在也可以从斜边方向看到表具的字轮读数。
[0013]进一步地，所述补光灯为红外LED灯，它与单片机连接，直接由单片机驱动，在CMOS摄像头模块进行字轮拍照时，补光灯发光。红外补光灯通过导光柱将光照射到表具字轮上。
[0014]进一步地，所述单片机点亮补光灯，控制摄像头模块获取字轮图像，并识别标记转换为数字，最后通过通信模块将数据上传。
[0015]进一步地，所述外壳为半圆形造型(水表)，长方体(燃气表)，可以方便的与表体进行贴合。并且有与字轮相配的透明长方形人工视窗(其他部分不透光)，用户可通过该窗口读取字轮读数，整个装置防水。
[0016]该实用新型的有益效果在于:本实用新型红外标记的字轮码读取装置，采用CMOS摄像头模块获取每个字轮的红外标记图像，然后通过单片机来实现标记图像的识别。该装置外形上可以做得很薄，直接粘贴固定在原有水表、燃气表上，很方便的实现原有机械表的读数抄读，并融入到智能抄表系统。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型实施例结构示意图；
[0018]图2是本实用新型实施例装置功能框图；
[0019]图中标记说明:1、透明窗；2、电路板；3、CMOS摄像头；4、红外补光灯；5、机械表；6、字码盘；7、反光棱镜；8、壳体。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行描述，以便更好的理解本实用新型。
[0021]本实施例提出了一种采用红外标记的字轮码读取装置，如图1所示，包括机械表5，机械表5上部设置有壳体8，壳体8下部设置有反光棱镜7，反光棱镜7与机械表5之间设置有字码盘6 ;壳体8内部右侧上部设置有电路板2，电路板2上连接有CMOS摄像头3和红外补光灯4 ;壳体8上部设置有透明窗1。
[0022]该装置中，其电路模块，如图2所示，包括CMOS摄像头模块、反光棱镜、红外补光灯、单片机、通信模块、电源模块。所述CMOS摄像头模块、红外补光灯，通信模块分别与所述单片机电连接，所述电源模块分别与单片机电连接，为整个系统供电。被抄读表具字轮上的标记点采用反射红外油墨印刷，人眼不可见，不影响人对原有字轮码的识别。但当红外光照射时，反射红外光。标记点的排列位置表示数字的大小。
[0023]所述CMOS摄像头模包括CMOS摄像头芯片和镜头；CM0S摄像头芯片采用CSP封装，具有30万像素的清晰度。镜头为短焦距的镜头，可在20mm之内将字轮影像聚焦到CMOS摄像头芯片上，从而控制外壳外形尺寸在25mm之内。镜头采用固定焦距，生产时将焦距设置固定好。CMOS摄像头芯片采用同步总线将图线的灰度数据传输给单片机。
[0024]所述反光棱镜为等腰直角棱镜，斜面与腰面成45度夹角，将表具字轮影像成像在摄像头模块正前方。反光棱镜采用有机玻璃材质，表具字轮发射出来从一个腰面进入棱镜的光会在斜面处发生全反射，从另一个腰面垂直射出。利用棱镜也缩短了表具字轮和镜头之间的距离，加之采用反光棱镜将光学角度旋转了 90度，故本装置可以做到10mm厚度，夕卜壳尺寸控制到25_。
[0025]单片机为32位处理器，内置FLASH和RAM，降低成本和体积。具有快速的处理能力，能接受CMOS摄像头模块传输过来的大量数据并储存处理。单片机通过检测摄像头的帧同步信号，从而识别一帧的开始。并通过同步时钟信号正确捕获每个像素的灰度数据。单片机上电后通过摄像头芯片的配置接口对其进行配置，打开补光灯，并捕获图像信息。通过对图像中标记点相对位置的辨识，从而很简单转换为数字，避免了负责的图像处理过程。
[0026]通信模块包括MBUS电路。MBUS采用标准的规范，连接的两根线可以为本装置供电，本装置也可以通过这两个线进行双向数据收发。
[0027]外壳由上下两部分构成，两部分可采用超声波焊接，保证密封防水。也可在两者之间加橡胶垫，采用螺丝固定两部分。外壳采用半圆形造型(水表)，长方体(燃气表)，可以方便的与表体进行贴合，可以强力胶粘在表具外表面。并且有与字轮相配的透明长方形人工视窗，用户可通过该窗口读取字轮读数。除视窗外的外壳部分采用磨砂工艺或喷涂工艺，保证不透光，减少环境光对CMOS摄像头拍照效果的影响。
[0028]以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种采用红外标记的字轮码读取装置，其特征在于:包括CMOS摄像头模块、反光棱镜、红外补光灯、单片机、通信模块、电源模块和外壳，所述CMOS摄像头模块、红外补光灯、通信模块分别与所述单片机电连接，所述电源模块分别与单片机电连接，为整个系统供电。2.根据权利要求1所述的采用红外标记的字轮码读取装置，其特征在于:所述CMOS摄像头模块包括CMOS摄像头芯片和镜头，CMOS摄像头芯片采用CSP封装，直接焊接在电路板上；镜头设置在CMOS摄像头芯片的正上方，镜头为短焦镜头。3.根据权利要求1所述的采用红外标记的字轮码读取装置，其特征在于:所述单片机为32位处理器，内置FLASH和RAM。4.根据权利要求1所述的采用红外标记的字轮码读取装置，其特征在于:所述通信模块包括MBUS电路。5.根据权利要求1所述的采用红外标记的字轮码读取装置，其特征在于:所述反光棱镜为等腰直角棱镜。6.根据权利要求1所述的采用红外标记的字轮码读取装置，其特征在于:所述补光灯为红外LED灯，它与单片机连接。7.根据权利要求1所述的采用红外标记的字轮码读取装置，其特征在于:所外壳有透明人工可视窗口，可用于人工读取字轮数据。
【专利摘要】本实用新型涉及一种采用红外标记的字轮码读取装置，包括CMOS摄像头模块、反光棱镜、红外补光灯、单片机、通信模块、电源模块和外壳，所述CMOS摄像头模块、红外补光灯、通信模块分别与所述单片机电连接，所述电源模块分别与单片机电连接，为整个系统供电。本实用新型红外标记的字轮码读取装置，采用CMOS摄像头模块获取每个字轮的红外标记图像，然后通过单片机来实现标记图像的识别。该装置外形上可以做得很薄，直接粘贴固定在原有水表、燃气表上，很方便的实现原有机械表的读数抄读，并融入到智能抄表系统。
【IPC分类】G06K9/20
【公开号】CN205050160
【申请号】CN201520802476
【发明人】崔健, 王锐, 胡亚军, 闫建国
【申请人】青岛东软载波智能电子有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月13日