一种云拍抄表终端系统的制作方法

本实用新型实施例涉及抄表终端领域，尤其涉及一种云拍抄表终端系统。

背景技术：

随着新兴抄表技术的使用，如红外抄表、GRPS远程多表集抄系统(GRPS，通用分组无线服务技术，General Packet Radio Service)、电力载波抄表等，面临稳定性差、运维成本高，人工抄表工作量大，需要解决入户难、成本高、效率低的问题。

然而，目前采用的云拍抄表终端利用内置的锂电池供电拍照方式远程抄表，需要保证每天拍照依次电池达到三年以上的使用期限，低功耗是重点要解决的问题，同时，目前采用的云拍抄表终端仍需借助外挂低功耗MCU控制，导致云拍抄表终端系统工作电路复杂，及造价成本高问题。

可见，现有云拍抄表终端的上述问题，将阻碍云拍智能抄表终端的推广普及。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种云拍抄表终端系统，以降低抄表终端的功耗和成本。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型实施例提供了一种云拍抄表终端系统，包括：

内置NB-IoT通信基带及协议栈模块的开源应用处理器、图像处理模块、摄像模块和电源模块；

所述图像处理模块与所述摄像模块连接，所述图像处理模块与所述内置NB-IoT通信基带及协议栈模块的开源应用处理器连接，所述电源模块用于向所述内置NB-IoT通信基带及协议栈模块的开源应用处理器、所述图像处理模块和所述摄像模块供电。

进一步地，所述的抄表终端系统，还包括：

LED补光灯，所述LED补光灯与所述处理器连接。

进一步地，所述内置NB-IoT通信基带及协议栈模块的开源应用处理器采用华为海思NB-IoT芯片Hi2115。

进一步地，所述图像处理模块采用海思的图像处理SOC芯片Hi3518E；

所述内置NB-IoT通信基带及协议栈模块的开源应用处理器包括第一通讯接口和第二通讯接口，所述图像处理SOC芯片Hi3518E包括第三通讯接口和第四通讯接口，所述第一通讯接口与所述第三通讯接口连接，所述第二通讯接口与所述第四通讯接口连接。

进一步地，所述第一通讯接口、所述第二通讯接口、所述第三通讯接口和所述第四通讯接口为UART接口。

进一步地，所述摄像模块包括130万像素CMOS摄像头与广角镜头。

进一步地，所述的抄表终端系统，还包括天线，所述天线与所述处理器连接。

进一步地，所述电源模块包括锂电池和电压转换芯片，所述电压转换芯片的输入端与所述锂电池连接，所述电压转换芯片的输出端与所述处理器、所述图像处理模块和所述摄像模块连接。

进一步地，所述电源模块的所述锂电池选用锂亚硫酰氯3.6v/12000mAh。

本实用新型实施例通过基于利用内置NB-IoT通信基带及协议栈模块的开源应用处理器进行设计，舍去需外挂低功耗MCU，通过UART串口与NB-IoT通信模块连接的传统硬件架构方案，不仅支持发送NB-IoT数据包，还能直接支持定时启动图像处理芯片及摄像头拍照，通过与NB-IoT物联网平台通讯对接，可实现远程定时抄表图像数据上传，以满足云拍抄表功能的同时大大节省电能消耗。并且解决了终端系统工作复杂，成本较高、入户难、效率低的问题，从而大大节省了云拍抄表终端造价成本，实现了对抄表的实时精确化管理，设备体积小，安装简便，无需人工操作，使用方便。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的一种云拍抄表终端系统示意图；

图2是本实用新型实施例二提供的一种云拍抄表终端系统示意图；

图3是本实用新型实施例二提供的一种云拍抄表终端系统的内置NB-IoT通信基带及协议栈模块的开源应用处理器的结构示意图；

图4是本实用新型实施例二提供的一种云拍抄表终端系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本实用新型实施例一提供的一种云拍抄表终端系统示意图。本实用新型实施例可适用于云拍抄表终端系统远距离抄表的情况。该云拍抄表终端系统可用于智能抄表，以外挂式的结构形态安装在电表箱中。如图1所示，本实用新型实施例提供的一种云拍抄表终端系统包括：

内置NB-IoT通信基带及协议栈模块的开源应用处理器1、图像处理模块2、摄像模块3和电源模块4；

所述图像处理模块2与所述摄像模块3连接，所述图像处理模块2与所述内置NB-IoT通信基带及协议栈模块的开源应用处理器1连接，所述电源模块4用于向所述内置NB-IoT通信基带及协议栈模块的开源应用处理器1、所述图像处理模块2和所述摄像模块3供电。

典型地，所述电源模块4为所述内置NB-IoT通信基带及协议栈模块的开源应用处理器1供电，所述内置NB-IoT通信基带及协议栈模块的开源应用处理器1内置低功耗MCU和RTC时钟晶体，通过UART串口直接与所述图像处理模块2连接。所述图像处理模块2与所述摄像模块3由所述电源模块4供电，所述摄像模块3与所述图像处理模块2相连，所述摄像模块3定时拍照，并将抄表图像数据经过所述图像处理模块3压缩处理后，由所述内置NB-IoT通信基带及协议栈模块的开源应用处理器1上传，使得云拍抄表终端系统的电路架构简单，有效地节省因外挂低功耗MCU产生的成本费用，实现低成本的云拍抄表终端系统。

本实用新型的有益效果在于：无需选用低功耗MCU对图像处理芯片进行控制，相应省去RTC时钟晶体及电源电路成本；充分利用开源的NB-IoT模块电路内置的低功耗MCU进行定制开发，不仅可实现NB-IoT数据传输，还可实现对终端内部周边电路控制；充分利用开源的NB-IoT模块中运行的Lite OS操作系统，可快速实现上层软件通过传输协议传送抄表的图像数据。本方案有效提高了电池使用寿命，解决了老旧小区人力抄表成本高的问题。

实施例二

图2是本实用新型实施例二提供的一种云拍抄表终端系统示意图。本实用新型实施例是在上述实施例基础上的可选方案。如图2所示，本实用新型实施例提供的一种云拍抄表终端系统包括：

内置NB-IoT通信基带及协议栈模块的开源应用处理器1、图像处理模块2、摄像模块3和电源模块4；

LED补光灯5，所述LED补光灯5与所述内置NB-IoT通信基带及协议栈模块的开源应用处理器1连接。

所述图像处理模块2与所述摄像模块3连接，所述图像处理模块2与所述内置NB-IoT通信基带及协议栈模块的开源应用处理器1连接，所述电源模块4用于向所述内置NB-IoT通信基带及协议栈模块的开源应用处理器1、所述图像处理模块2和所述摄像模块3供电。

所述抄表终端系统内置LED自动补光电路，内置的LED补光灯5，可支持暗光背景下拍照。

图3是本实用新型实施例二提供的一种云拍抄表终端系统的内置NB-IoT通信基带及协议栈模块的开源应用处理器的结构示意图。请参考图3，在上述实施例的基础上，所述内置NB-IoT通信基带及协议栈模块的开源应用处理器1采用华为海思NB-IoT芯片6，所述NB-IoT芯片6型号为Hi2115。

其中，所述内置NB-IoT通信基带及协议栈模块的开源应用处理器1基于所述所述NB-IoT芯片6单芯片，周边搭接温补晶振、RFPA功放、RFT/R收/发器、接收高低频段滤波器、电源LDO、DC-DC降压电路、负载开关等，实现所述内置NB-IoT通信基带及协议栈模块的开源应用处理器1的通讯功能。

具体地，所述NB-IoT芯片6内部含有3个CPU，分别为安全核(S核)7、协议核(C核)8和应用核(A核)9，内置时钟晶振RTC 10，内置352KB Fash11及64KB SRAM 12，允许外扩SPI Flash 13，可支持3个通讯接口UART与外设通讯。

其中，所述NB-IoT芯片6内部含有3个CPU，S核7负责启动A核9和C核8，拥有对内置Flash 11进行擦除和写的权限；C核8负责运行华为Lite OS，主要支持包含NB-IoT协议栈及LWIP协议栈；A核9负责运行华为Lite OS，主要负责AT命令解析，外置SPI Flash 13读写以及其他上层应用、协议等。所述NB-IoT芯片6支持Open CPU开源设计应用，即可以直接利用所述A核9作为AP应用开发，充分利用开源的NB-IoT模块中的低功耗MCU进行定制开发，从而可以省去外挂低功耗MCU通过其UART控制图像处理SOC芯片14经摄像模块3进行定时拍照。

图4是本实用新型实施例二提供的另一种云拍抄表终端系统示意图。参见图4，所述图像处理模块2采用海思的图像处理SOC芯片14，所述图像处理SOC芯片14型号为Hi3518E。

所述处理器包括第一通讯接口15和第二通讯接口16，所述图像处理SOC芯片14包括第三通讯接口17和第四通讯接口18，所述第一通讯接口15与所述第三通讯接口17连接，所述第二通讯接口16与所述第四通讯接口18连接。

所述第一通讯接口15、所述第二通讯接口16、所述第三通讯接口17和所述第四通讯接口18为UART接口。

具体地，所述处理器包括第一通讯接口15和第二通讯接口16，还可扩展1路SPI接口，1路I²C，8路GPIO口和2路ADC接口。所述图像处理SOC芯片Hi3518E包括第三通讯接口17和第四通讯接口18，所述第一通讯接口15与所述第三通讯接口17连接，可控制定时拍照；所述第二通讯接口16与所述第四通讯接口18连接，用于传输拍照的图像数据。

其中，所述图像处理SOC芯片14集成DRAM、POR、RTC、Audio Codec、Sensor电平转换以及各种时钟输出等；所述图像处理SOC芯片14能直接与所述摄像模块3对接。

典型地，所述图像处理SOC芯片14的处理器内核ARM9@Max.440MHz，16KBI-Cache，16KBD-Cache，片内集成16bit DDR2最大容量512Mb存储器，作为新一代IP民用摄像机SOC，集成新一代ISP、优化后的编码前图像处理算法和新一代H.264编码器。同时采用先进低功耗工艺和内部的低功耗架构设计，使得所述图像处理SOC芯片14在低码率，高图像质量，低功耗方面持续引领行业水平。

所述摄像模块包括130万像素CMOS摄像头19与广角镜头20。

其中，所述摄像模块3，用于通过所述广角镜头20微距拍摄。

具体地，图像处理模块2能直接与所述摄像模块3对接，所述抄表终端系统内置LED自动补光电路，不仅支持暗光背景下拍照，还能借助于所述图像处理SOC芯片14的图像处理算法，支持AE、白平衡、强光抑制、背光补偿和色彩增强图像处理。所述图像处理SOC芯片14能通过CMOS sensor接口，直接与所述COMS摄像头19对接，支持1080P画质拍照。

进一步的，所述图像处理SOC芯片14内置DDR2缓存，与所述内置NB-IoT通信基带及协议栈模块的开源应用处理器1连接，发送压缩转换处理后的图片，并支持照片JPEG压缩编码。

所述的抄表终端系统，还包括天线21，所述天线21与所述内置NB-IoT通信基带及协议栈模块的开源应用处理器1连接。

具体地，所述的抄表终端系统通过所述华为海思NB-IoT芯片6内置的TCP/IP传输协议，通过NB-IoT发射链路，将所述图像数据传发给运营商NB-IoT物联网平台。

所述电源模块4包括锂电池22和电压转换芯片23，所述电压转换芯片23的输入端与所述锂电池22连接，所述电压转换芯片23的输出端与所述内置NB-IoT通信基带及协议栈模块的开源应用处理器1、所述图像处理模块2和所述摄像模块3连接。

具体地，所述锂电池22配合电压转换芯片23，用于给所述抄表终端系统供电。所述锂电池22输出电流能到1.0A(输入电压：3.3V，输出电压：3.8V)，并在非调节模式下，所述锂电池22典型自身消耗电流只有550μA。所述锂电池22输入电压范围为2.3V至5.5V，所述锂电池22的宽输入范围可充分利用电池电量，当电池电压变低时也能保证输出电压的稳定。所述锂电池22的输出电压范围为3.0V至15.0V可调，用于给所述内置NB-IoT通信基带及协议栈模块的开源应用处理器1构成的NB-IoT模块电路供电。其中，所述锂电池22输出的电压为3.6V时，达到低功耗NB-IoT模块电路最优的供电方式。所述电压转换芯片23为Ricoh理光的DC-DC降压芯片R1213，所述电压转换芯片23所具有的工作范围为-40℃至85℃，适合室外供电的产品设计。

所述电源模块4的所述锂电池22选用锂亚硫酰氯3.6v/12000mAh。

具体地，所述锂电池22为锂亚硫酰氯3.6V/12000mAh，所述锂电池22基于终端平均工作电流为100mA，所述锂电池22省电工作模式电流为5μA。所述云拍抄表终端系统的最小可设置拍照时间是时间间隔为1天，每天抄表读取一次，电池使用时间约为3.5年，中途无需更换电池。

本实用新型利用开源的NB-IoT通讯模组中的低功耗MCU，通过UART串口直接实现对图像处理芯片定时拍照及抄表图像数据上传，使得云拍抄表终端系统的电路架构简单，有效地节省外挂低功耗MCU成本费用，实现低成本的云拍抄表终端系统。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。