一种燃气表图像采集与传输装置的制作方法

本实用新型属于天燃气计量领域，具体涉及一种燃气表图像采集与传输装置。

背景技术：

随着城镇化的快速发展，燃气表成为现代住宅的配备的标准计量仪表，针对燃气公司对用气计量和燃气管理的需要，准确有效的采集燃气表计量数据成为了燃气管理部门的重要工作。传统的燃气表数据计量采集主要有脉冲计数方式和光电编码直读式，脉冲计数的方式对电子器件的稳定性要求很高，同时容易受外界磁场干扰，系统无法自校正而造成累计误差；光电编码直读方式产品结构复杂，生产工艺要求极高，另外该方案需要应用大量的红外收发对管，产品成本较高。传统的燃气表抄表方式主要依靠人工定时抄表汇总、分析数据，误录、漏录造成抄表数据的准确性和完整性无法保证；具有无线通信功能的燃气表往往由于抄表距离近导致燃气公司人员不能准确有效的抄表，用户体验较差。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种燃气表图像采集与传输装置，该燃气表图像采集与传输装置基于无线扩频通信技术和摄像头图像采集技术，能够采集燃气表的用气图像数据并通过无线通信传输至抄表终端，具有图像采集清晰准确、实时性高等特点。

一种燃气表图像采集与传输装置，包括：

摄像头图像数据采集模块，用于采集燃气表图像数据，

还包括：

控制单元；

扩频无线通信模块，用于实现摄像头图像数据采集模块与控制单元之间的实时数据交互；

数据存储模块，用于存储燃气表图像数据信息；

阀门驱动模块，用于控制燃气表阀门的开启和关闭；

电源管理模块，用于为整个装置提供电源；

所述摄像头图像数据采集模块、扩频无线通信模块、数据存储模块、阀门驱动模块分别与控制单元和电源管理模块相连接；电源管理模块与控制单元相连接。

进一步地，控制单元为单片机R7F0C019。

进一步地，摄像头图像采集模块为摄像头模组MY0308-A103。

进一步地，扩频无线通信模块为SX1278无线通信模块。

进一步地，阀门驱动模块包括阀门状态控制电路和反向脉冲消除电路，反向脉冲消除电路与燃气表阀门两端相连接，阀门状态控制电路的一端与燃气表阀门相连接，另一端与控制单元相连接。

进一步地，电源管理模块(6)包括集成电路RH5RZ36CA和集成电路RH3111H451A。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

(1)本实用新型实现了通过单片机驱动摄像头直接采集燃气表用气图像数据的功能；

(2)本实用新型通过将摄像头图像数据采集技术和扩频无线通信技术相融合，实现了远程实时用气图像数据采集和上传的功能；

(3)本实用新型通过设置阀门驱动模块实现了燃气表阀门的远程控制和参数设置功能，大大降低了燃气表的维护费用，提高燃气公司的工作效率；

(4)本实用新型工作稳定可靠，通信距离远，图像数据采集清晰准确，为燃气公司做用气分析提供了有利保障。

附图说明

图1为本实用新型的结构原理图；

图2为阀门状态控制电路的电路图；

图3为反向脉冲消除电路的电路图；

图中，1—微控制器，2—摄像头图像数据采集模块，3—扩频无线通信模块，4—数据存储模块，5—阀门驱动模块，6—电源管理模块。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步详细的说明。

一种燃气表图像采集与传输装置，包括有控制单元1、摄像头图像数据采集模块2、扩频无线通信模块3、数据存储模块4、阀门驱动模块5及电源管理模块6。

具体地，控制单元1可采用控制电路，本实施例中采用的是高性能微功耗单片机R7F0C019，控制单元1的通用I/O口直接与摄像头图像数据采集模块2的各个端口相连；控制单元1的SPI通讯总线与扩频无线通信模块3相连；控制单元1的I²C通讯端口与数据存储模块4相连；控制单元1的阀门状态控制端口与阀门控制模块5相连；控制单元1的电源端与电源管理模块6相连。

具体地，摄像头图像采集模块2采用高集成度摄像头模组MY0308-A103，摄像头图像数据采集模块2逻辑控制接口直接和控制单元1的控制端I/O口相连，摄像头图像数据采集模块2的数据输出端口依次连接控制单元1的数据采集输入端口；由控制单元1直接驱动摄像头并进行数据的采集工作。

具体地，扩频无线通信模块3为SX1278无线通信模块。扩频无线通信模块3通过SPI总线与控制单元1的通讯端相连，无线数据中断信号端与微控制器的中断输入口相连。扩频无线通信模块3作为燃气表图像采集与传输控制器和抄表终端的通信桥梁，可以实现与抄表终端设备的实时数据交互功能。

具体地，数据存储模块4包含有存储器AT24C02，AT24C02通过I²C总线与微控制器的通讯端相连，控制单元1的I/O口直接连接AT24C02的电源输入端，控制存储器的工作状态。

具体地，阀门驱动模块5由分立器件组成，包括阀门状态控制电路和反向脉冲消除电路。其中阀门状态控制电路的输入端和微控制器相连，输出端和燃气表阀门相连接；反向脉冲抑制电路串联在燃气表阀门接口两端，防止电流脉冲对阀门或者控制电路造成损害。阀门状态控制电路如图2所示，其中，阀门状态控制电路的OPEN端与控制单元1相连接；阀门状态控制电路的CLOSE端与控制单元相连接；阀门状态控制电路的输出信号FA+、FA-分别连接到燃气表阀门的两端；反向脉冲消除电路如图3所示，二极管D5、D6串联于阀门状态控制电路的FA+、FA-的两端。

具体地，电源管理模块6包含有集成电路RH5RZ36CA、集成电路RH3111H451A；集成电路RH5RZ36CA的输出端分别与控制单元1、摄像头图像采集模块2和扩频无线通信模块3的电源输入端相连，并提供稳定的电源输出；集成电路RH3111H451A的输出端与控制单元1的电池低电检测端口相连，实时监测电池电压状态；备用电容与主电源网络相连，保证了在异常掉电的情况下系统能够正常关闭阀门并记录掉电之前的数据。

本实用新型工作时，控制单元1根据燃气表的运行状态控制阀门的开关状态，当设备遇到电池低电压或者系统故障时会自动关闭阀门；摄像头图像采集模块2平时不工作，只有在接收到无线抄表命令采集实时数据的瞬间工作，大大降低了系统的功耗；无线扩频通信模块3平时工作在数据监听模式，当接收到无线数据时通过无线数据中断信号触发主控制芯片完成数据的读取和处理工作，实现远程图像数据读取、远程阀门控制、远程参数设置等功能。本实用新型工作稳定可靠，通信距离远，图像采集清晰准确，很大程度上降低了燃气表的维护费用，提高了燃气公司的工作效率，为燃气公司做用气分期提供了有利保障。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。