专利名称：远程智能抄表系统、方法和仪表前端采集设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及物联网技术及应用技术领域，特别涉及一种远程智能抄表系统、方法和仪表前端采集设备。
背景技术：
近年来，智能仪表的发展十分迅速。民用智能仪表由于可靠性、价格、功耗等因素的制约，至今难以走入千家万户。与之相适用的民用三表(水表、气表、电表)的抄表系统也亟待改进。目前，国内的抄表方式主要有1.手工抄表即抄表员携带厚厚的抄表册入户抄表，人工读取并记录下当前的表读数，随后再进行数据录入与费用计算。手工抄表的弊端很多，作为抄表员携带抄表本不方便、工作量大、效率低下、而且存在估抄、漏抄、笔误和抄表卡管理不善等问题，并且容易出现徇私现象。2、使用普通抄表机抄表员配备一台手持终端设备(抄表机)，该设备通过有线方式连接电脑。抄表员先将电脑中的用户表档案下载到抄表机上，到现场将本月的抄表读数手工录入到抄表机中，全部录完后，再将抄表机连接电脑，将本月的抄表信息上传到电脑系统中。由于单独使用抄表机很难在现场定位和识别表，抄表员通常还是使用传统抄表册抄表，回去再输入抄表机。过去手工抄一遍，现在要手工抄一遍，抄表机录入一遍，反而增加了工作量。对于管理者而言，将过去专人手工录入抄表数据的工作转嫁给了抄表员分散录入，节约了数据录入员，但抄表数据的真实性和实时性仍然无法保证。3、使用IC卡智能表和电子远传表 IC卡式表采用的是先付费后使用的原则，虽然避免了费用纠纷现象，却不利于自来水、燃气公司对单位用户流量进行有效分析和资源利用的考核。三表(水电煤气)远传抄表系统，不仅要在现场安装特殊的远传水表，还要配备设备箱，将远传水表与无线远程通讯设备用串口线连接。这种自动抄表系统通常将表读数传到户外查表间或物业管理办公室。这两种产品由于价格较高，维护量较大，且需带电工作，易造成停电漏记，推广有一定难度。国外的全电子式流量表虽然计量精度高，使用方便，但价格昂贵，不适合我国国情。综上所述，现有的抄表方式存在多个缺点。人工抄表环节过多，工作量大，容易张冠李戴，估抄现象严重，无法科学考核抄见率、准确率。入户麻烦、管理费用过高、存在安全隐患等，已不适应现代管理的需要。即使使用普通抄表机，也需要工作人员到现场，且无法完成计量仪表的自动识别以及相关计量数据实时传送回中心机房。IC卡智能表由于是采用预付费，虽无需抄表，但自来水、燃气等公司对资源使用量、管网漏损等数据无法进行统计和考核。电子远传表成本高，周期检定、维修、更换费用高，不便于安装和维护，规模推广部署存在较大难度。
发明内容
鉴于以上问题提出本发明。本发明的一个目的是提供一种用于远程智能抄表系统的技术方案。根据本发明的第一方面，提供了一种远程智能抄表系统，包括仪表前端采集设备，能够安装于计量仪表上，包括摄像模块，用于采集所述计量仪表读数图像；辅助光源，用于为所述摄像模块提供光源；通信模块，用于将所述摄像模块采集的计量仪表读数图像上传至服务器端设备；服务器端设备，包括图像识别单元，用于接收计量仪表读数图像，从计量仪表读数图像识别计量仪表的读数；计量数据处理单元，用于对图像识别单元识别的计量仪表的读数进行处理。优选地，仪表前端采集设备还包括电源模块，用于为仪表前端采集设备的各个模块提供电源。优选地，仪表前端采集设备具有筒式外壳，开口处能够套附在计量仪表的表盘之上以形成全封闭式图像采集条件 。优选地，仪表前端采集设备还包括管理及应用模块，用于进行系统时钟管理、和/或系统任务管理。优选地，摄像模块包括可变焦、高像素摄像装置和存储装置。优选地，服务器端设备还包括计量应用单元，用于基于计量仪表的读数数据开展应用；管理系统，用于进行对仪表前端采集设备及服务器端设备的管理功能。根据本发明的另一方面，还提供一种仪表前端采集设备，能够安装于计量仪表上，包括摄像模块，用于采集计量仪表读数图像；辅助光源，用于为摄像模块提供光源；通信模块，用于将摄像模块采集的计量仪表读数图像上传至服务器端设备以便服务器端设备从计量仪表读数图像识别计量仪表的读数进行处理。优选地，还包括电源模块，用于为仪表前端采集设备的各个模块提供电源。优选地，仪表前端采集设备具有筒式外壳，开口处能够套附在计量仪表的表盘之上以形成封闭式图像采集条件。优选地，仪表前端采集设备还包括管理及应用模块，用于进行系统时钟管理、和/或系统任务管理。优选地，摄像模块包括可变焦、高像素摄像装置和存储装置。根据本发明的又一方面，还提供一种远程智能抄表方法，包括通过安装于计量仪表上的仪表前端采集设备采集计量仪表读数图像；将计量仪表读数图像发送到服务器端；在服务器端根据对计量仪表读数图像识别出计量仪表的读数；对计量仪表的读数进行处理。优选地，仪表前端采集设备包括用于采集计量仪表读数图像的摄像模块、用于为摄像模块提供光源的辅助光源、和用于将摄像模块采集的计量仪表读数图像上传至服务器端设备的通信模块。优选地，仪表前端采集设备具有筒式外壳，开口处能够套附在计量仪表的表盘之上以形成全封闭式图像采集条件。本发明的一个优点在于，仪表前端采集设备能够和现有的计量仪表配合，不需更换现有计量仪表，成本低，推广容易。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中图1示出本发明的远程智能抄表系统的一个实施例的结构图；图2示出本发明的仪表前端采集设备的一个实施例的结构图；图3示出本发明的仪表前端采集设备的另一个实施例的结构图；图4示出本发明的服务器端设备的一个实施例的结构图；图5示出本发明的远程智能抄表方法的一个实施例的流程图；图6示出本发明的远程智能抄表方法的另一个实施例的流程图。
具体实施例方式现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白， 为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。图1示出本发明的远程智能抄表系统的一个实施例的结构图。如图1所示，该远程智能抄表系统包括能够安装于计量仪表11上的仪表前端采集设备12和位于后端平台的服务器端设备13，此外，还可以包括管理系统16。标号15表示各个远程采集点，用户14可以通过通信终端从后台平台获得计量数据。图2示出本发明的仪表前端采集设备的一个实施例的结构图。如图2所示，该仪表前端采集设备22包括摄像模块221，用于采集计量仪表读数图像；辅助光源222，为摄像模块221提供光源；通信模块223，具备有线及无线通信能力，将摄像模块221采集的计量仪表读数图像通过有线或者无线方式上传至后端平台的服务器端设备。摄像模块221可以由可变焦、高像素摄像装置及存储装置构成，可实现数字拍摄与存储。辅助光源222为摄像模块221拍摄提供瞬时光源。仪表前端采集设备22还具有外壳226，例如，具有筒式外壳，开口处能够套附在计量仪表的表盘之上以形成全封闭式图像采集条件。可选地，仪表前端采集设备22还包括管理及应用模块225，主要负责前端采集设备中各个模块的功能及应用管理。例如包括系统时钟管理，系统任务管理，系统调试及控制接口管理，电源管理等功能。例如，通过管理及应用模块225可以设置摄像模块221采集图像的定时，使摄像模块221在规定的时间采集计量仪表读数图像，并协调和控制辅助光源222的同步。上述实施例中，通过仪表前端采集设备采集计量仪表的读数图像，由后端平台服务器端设备进行识别并处理，提出了一种新的远程智能抄表实现，只需对现有计量表终端进行简单改进，即可实现精确、快速、便捷抄表的抄表系统。由此形成的远程智能抄表系统具备计量表读数图像采集、图像传输、图像识别和数据统计等功能。此外，仪表前端采集设备使用特殊设计，完全覆盖于计量仪表表面，使得安装在橱柜内、墙角等地方的计量表抄表更容易，同时还使计量表防水、防尘，具备保护功能。仪表前端采集设备的各个模块可以通过外部电源供电，或者配备有电源模块。图3示出本发明的仪表前端采集设备的另一个实施例的结构图。在该实施例中，仪表前端采集设备32包括摄像模块221，辅助光源222，通信模块223和电源模块324。电源模块324能够为仪表前端采集设备的各个模块提供电源。
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图4示出本发明的服务器端设备的一个实施例的结构图。如图4所示，该服务器端设备包括图像识别单元431和计量数据处理单元432。其中，图像识别单元431接收计量仪表读数图像，从计量仪表读数图像识别计量仪表的读数，完成对图像中的计量数据识别，并提取计量数据；计量数据处理单元·432对图像识别单元431识别的计量仪表的读数进行处理，完成对所提取计量数据的收集，整理和统计。服务器端设备还可以包括计量应用单元433，基于计量仪表的读数的计量数据开展的各类应用，如按不同维度的计量数据查询等；管理系统434主要完成对仪表前端采集设备及后端平台服务器端设备的管理功能。本领域的技术人员应当理解，对于图4中的各个单元，可以分别通过单独的设备或者系统实现，也可以通过一台设备实现；或者将其中的两个以上单元在一台设备上实现。对于本发明远程智能抄表系统的部署，可以将仪表前端采集设备安装于普通机械式计量仪表上，仪表前端采集设备的外罩完全覆盖计量仪表的表盘；设置仪表前端采集设备摄像头焦距，使其能清晰的拍摄仪表盘面的图像；设置前端采集设备网络模块，使其能正常接入网络。设置前端采集设备定时器，使得采集设备在指定的时刻自动触发完成仪表盘面图像采集；未触发时，采集设备处于低功耗待机状态；部署后台服务器，使其能实时准备接受前端上传的采集图片与前端采集设备构成完整的远程智能抄表系统。部署完成后，可以实现远程抄表方法。图5示出本发明的远程智能抄表方法的一个实施例的流程图。如图5所示，步骤502，通过安装于计量仪表上的仪表前端采集设备采集计量仪表读数图像。仪表前端采集设备通常包括用于采集计量仪表读数图像的摄像模块、用于为摄像模块提供光源的辅助光源、和用于将摄像模块采集的计量仪表读数图像上传至服务器端设备的通信模块。步骤504，例如通过通信模块以有线或者无线方式将计量仪表读数图像发送到服务器端。步骤506，在服务器端根据计量仪表读数图像识别出计量仪表的读数。步骤508，在服务器端对计量仪表的读数进行处理。
图6示出本发明的远程智能抄表方法的另一个实施例的流程图。如图6所示，步骤602，仪表前端采集设备定时器按照预先设定发出系统激活触发信号。步骤604，仪表前端采集设备的网络通信模块被激活，通过网络与后台服务器建立连接。步骤606，仪表前端采集设备的摄像模块与辅助光源被激活，拍摄计量仪表盘面图像，并将图像存储在本地。步骤608，仪表前端采集设备将图像传送到后台服务器端。步骤610，后台服务器对接收到的图像进行图像处理、图像识别等处理，并完成计量数据的收集，整理和分析等应用。步骤612，用户通过电脑、智能手机等通信终端可得到服务器端的计量数据，并可执行基于计量数据的相关应用。针对目前我国大量使用普通机械计量仪表导致后期的运营管理任务繁重和困难的问题，本发明提出一种新的远程智能抄表系统和方法。本发明的实施例中的技术方案相对于人工和普通抄表机，节约大量人力、时间资源，使抄表过程便捷，避免“估抄”等造成的误差，使抄表结果精确。相对于IC卡智能表、电子远传表之类智能仪表,具有同样的米集数据的功能；由于仪表前端采集设备可以和现有的计量仪表配合，不需更换现有计量仪表，成本低，推广容易，触发驱动，功耗低，发生故障便于维修和替换，基于成熟的电信网络，传输可靠性高。 至此，已经详细描述了根据本发明的远程智能抄表系统、方法和采用的仪表前端采集设备。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
权利要求
1.一种远程智能抄表系统，其特征在于，包括 仪表前端采集设备，能够安装于计量仪表上，包括 摄像模块，用于采集所述计量仪表读数图像； 辅助光源，用于为所述摄像模块提供光源； 通信模块，用于将所述摄像模块采集的所述计量仪表读数图像上传至服务器端设备； 所述服务器端设备，包括 图像识别单元，用于接收所述计量仪表读数图像，从所述计量仪表读数图像识别所述计量仪表的读数； 计量数据处理单元，用于对所述图像识别单元识别的所述计量仪表的读数进行处理。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述仪表前端采集设备还包括 电源模块，用于为所述仪表前端采集设备的各个模块提供电源。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述仪表前端采集设备具有筒式外壳，开口处能够套附在所述计量仪表的表盘之上以形成全封闭式图像采集条件。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述仪表前端采集设备还包括管理及应用模块，用于进行系统时钟管理、和/或系统任务管理。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述摄像模块包括可变焦、高像素摄像装置和存储装置。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括 计量应用单元，用于基于所述计量仪表的读数数据开展应用； 管理系统，用于进行对所述仪表前端采集设备及所述服务器端设备的管理功能。
7.一种仪表前端采集设备，其特征在于，能够安装于计量仪表上，包括 摄像模块，用于采集所述计量仪表读数图像； 辅助光源，用于为所述摄像模块提供光源； 通信模块，用于将所述摄像模块采集的所述计量仪表读数图像上传至服务器端设备以便所述服务器端设备从所述计量仪表读数图像识别所述计量仪表的读数进行处理。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，还包括 电源模块，用于为所述仪表前端采集设备的各个模块提供电源。
9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述仪表前端采集设备具有筒式外壳，开口处能够套附在所述计量仪表的表盘之上以形成全封闭式图像采集条件。
10.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述仪表前端采集设备还包括管理及应用模块，用于进行系统时钟管理、和/或系统任务管理。
11.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述摄像模块包括可变焦、高像素摄像装置和存储装置。
12.—种远程智能抄表方法，其特征在于，包括 通过安装于计量仪表上的仪表前端采集设备采集所述计量仪表读数图像； 将所述计量仪表读数图像发送到服务器端； 在服务器端根据对所述计量仪表读数图像识别出所述计量仪表的读数； 对所述计量仪表的读数进行处理。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述仪表前端采集设备包括用于采集所述计量仪表读数图像的摄像模块、用于为所述摄像模块提供光源的辅助光源、和用于将所述摄像模块采集的所述计量仪表读数图像上传至服务器端设备的通信模块。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述仪表前端采集设备具有筒式外壳，开口处能够套附在所述计量仪表的表盘之上以形成全封闭式图像采集条件。
全文摘要
本发明公开了一种远程智能抄表系统、方法和仪表前端采集设备，涉及物联网技术及其应用领域。该远程智能抄表系统包括仪表前端采集设备，能够安装于计量仪表表盘上，该仪表前端采集设备包括摄像模块，用于采集所述计量仪表读数图像；辅助光源，用于为所述摄像模块提供光源；通信模块，用于将所述摄像模块采集的所述计量仪表读数图像上传至服务器端设备以便所述服务器端设备从所述计量仪表读数图像识别所述计量仪表的读数进行处理。仪表前端采集设备能够和现有的计量仪表配合，不需更换现有计量仪表，成本低，推广容易。
文档编号H04L29/08GK103067426SQ20111032241
公开日2013年4月24日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者李伟, 李文杰, 皮立华, 刘正乾, 赵慧玲, 谭国权 申请人:中国电信股份有限公司