一種采用紅外標(biāo)記的字輪碼讀取裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種采用紅外標(biāo)記的字輪碼讀取裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著技術(shù)的進(jìn)步，采用電子化實(shí)現(xiàn)三表(水表、電表、燃?xì)獗?的自動(dòng)抄讀是必然趨勢(shì)，可以有效節(jié)省人力成本，降低工作量，避免挨家挨戶敲門抄表的窘境，并且可以杜絕漏抄誤抄的問(wèn)題。目前使用的水表，燃?xì)獗聿⒉皇请娮邮降?，大部分燃?xì)獗硪矝](méi)有通信接口，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄讀有很多困難。目前實(shí)際可用的抄表技術(shù)都滿足不了發(fā)展要求。
[0003]目前的字輪表讀數(shù)技術(shù)大致有如下幾種，但都有其弊端和不足:(1)干簧管或類似方案。通過(guò)在字輪上放置強(qiáng)磁鐵，然后在表外面放一個(gè)干簧管類似的檢測(cè)裝置，字輪每轉(zhuǎn)一圈干簧管吸合一次，從而通過(guò)吸合次數(shù)累計(jì)字輪的圈數(shù)。但這種方案有致命的弱點(diǎn)，很容易受外界磁場(chǎng)的影響，并且該檢測(cè)裝置要一直供電，這對(duì)于水表，燃?xì)獗磉@樣不帶電源的系統(tǒng)幾乎不可用。此方案基本被市場(chǎng)拋棄。(2)基于磁技術(shù)的方案。類似于第1個(gè)方案，只是檢測(cè)更為復(fù)雜，可在很大程度上避免外部磁干擾，必須通過(guò)單片機(jī)來(lái)識(shí)別。此方案成本高，需要配電池，若電池?zé)o效后數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，未推廣開。(3)基于光電管對(duì)射方案。此方案是在字輪上設(shè)計(jì)好幾個(gè)通孔，然后在字輪一側(cè)放置發(fā)光管，一側(cè)放置光敏管，發(fā)光管發(fā)光后，通過(guò)讀取光敏管的狀態(tài)，即可知道字輪的旋轉(zhuǎn)角度，從而識(shí)別出讀數(shù)。此方案成本低，但需要對(duì)表進(jìn)行改造，對(duì)已存在的水表不能為力。(4)攝像頭讀取字輪圖像。目前還停留在獲取字輪圖像，不能對(duì)數(shù)字進(jìn)行有效識(shí)別。由于要保證用戶可讀數(shù)，外殼有透明窗而沒(méi)有光路屏蔽措施，從而使環(huán)境很容易影響攝像頭的攝像效果。由于采用通用的鏡頭，外殼巨大，成本也居高不下，此方案極少被采用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了克服上述缺陷，本實(shí)用新型提供了一種采用紅外標(biāo)記的字輪碼讀取裝置。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下。
[0006]—種采用紅外標(biāo)記的字輪碼讀取裝置，包括CMOS攝像頭模塊、反光棱鏡、紅外補(bǔ)光燈、單片機(jī)、通信模塊、電源模塊和外殼，所述CMOS攝像頭模塊、紅外補(bǔ)光燈、通信模塊分別與所述單片機(jī)電連接，所述電源模塊分別與單片機(jī)電連接，為整個(gè)系統(tǒng)供電。
[0007]進(jìn)一步地，所述CMOS攝像頭模塊包括CMOS攝像頭芯片和鏡頭。CMOS攝像頭芯片采用CSP封裝，直接焊接在電路板上。CMOS攝像頭芯片捕獲字輪圖像信息，通過(guò)同步信號(hào)線將數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)。鏡頭設(shè)置在CMOS攝像頭芯片的正上方，鏡頭為短焦鏡頭。
[0008]進(jìn)一步地，單片機(jī)為32位處理器，內(nèi)置FLASH和RAM，降低成本和體積。具有快速的處理能力，能接受CMOS攝像頭模塊傳輸過(guò)來(lái)的大量數(shù)據(jù)并儲(chǔ)存處理。單片機(jī)通過(guò)檢測(cè)攝像頭的幀同步信號(hào)，從而識(shí)別一幀的開始。并通過(guò)同步時(shí)鐘信號(hào)正確捕獲每個(gè)像素的灰度數(shù)據(jù)。單片機(jī)上電后通過(guò)攝像頭芯片的配置接口對(duì)其進(jìn)行配置，打開補(bǔ)光燈，并捕獲圖像信息。通過(guò)對(duì)圖像中標(biāo)記點(diǎn)相對(duì)位置的辨識(shí)，從而很簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)換為數(shù)字，避免了負(fù)責(zé)的圖像處理過(guò)程。
[0009]進(jìn)一步地，通信模塊包括MBUS電路。MBUS采用標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范，連接的兩根線可以為本裝置供電，本裝置也可以通過(guò)這兩個(gè)線進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)收發(fā)。
[0010]本實(shí)用新型紅外標(biāo)記的字輪碼讀取裝置，采用CMOS攝像頭模塊獲取每個(gè)字輪的紅外標(biāo)記圖像，然后通過(guò)單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)標(biāo)記圖像的識(shí)別。該裝置外形上可以做得很薄，直接粘貼固定在原有水表、燃?xì)獗砩?，很方便的?shí)現(xiàn)原有機(jī)械表的讀數(shù)抄讀，并融入到智能抄表系統(tǒng)。
[0011]進(jìn)一步地，所述被讀取表具字輪上有紅外反光標(biāo)記，該標(biāo)記人眼不能識(shí)別。當(dāng)紅外光照射時(shí)，該標(biāo)記點(diǎn)能反射紅外光，該紅外光可被CMOS攝像頭模塊捕獲。
[0012]進(jìn)一步地，所述反光棱鏡為等腰直角棱鏡，棱鏡放置在表具字輪的正上方，字輪反射的光垂直進(jìn)入一個(gè)腰面，通過(guò)斜面反射后從另一個(gè)腰面射出，進(jìn)入后面的鏡頭，人眼在也可以從斜邊方向看到表具的字輪讀數(shù)。
[0013]進(jìn)一步地，所述補(bǔ)光燈為紅外LED燈，它與單片機(jī)連接，直接由單片機(jī)驅(qū)動(dòng)，在CMOS攝像頭模塊進(jìn)行字輪拍照時(shí)，補(bǔ)光燈發(fā)光。紅外補(bǔ)光燈通過(guò)導(dǎo)光柱將光照射到表具字輪上。
[0014]進(jìn)一步地，所述單片機(jī)點(diǎn)亮補(bǔ)光燈，控制攝像頭模塊獲取字輪圖像，并識(shí)別標(biāo)記轉(zhuǎn)換為數(shù)字，最后通過(guò)通信模塊將數(shù)據(jù)上傳。
[0015]進(jìn)一步地，所述外殼為半圓形造型(水表)，長(zhǎng)方體(燃?xì)獗?，可以方便的與表體進(jìn)行貼合。并且有與字輪相配的透明長(zhǎng)方形人工視窗(其他部分不透光)，用戶可通過(guò)該窗口讀取字輪讀數(shù)，整個(gè)裝置防水。
[0016]該實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型紅外標(biāo)記的字輪碼讀取裝置，采用CMOS攝像頭模塊獲取每個(gè)字輪的紅外標(biāo)記圖像，然后通過(guò)單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)標(biāo)記圖像的識(shí)別。該裝置外形上可以做得很薄，直接粘貼固定在原有水表、燃?xì)獗砩?，很方便的?shí)現(xiàn)原有機(jī)械表的讀數(shù)抄讀，并融入到智能抄表系統(tǒng)。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例裝置功能框圖；
[0019]圖中標(biāo)記說(shuō)明:1、透明窗；2、電路板；3、CMOS攝像頭；4、紅外補(bǔ)光燈；5、機(jī)械表；6、字碼盤；7、反光棱鏡；8、殼體。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行描述，以便更好的理解本實(shí)用新型。
[0021]本實(shí)施例提出了一種采用紅外標(biāo)記的字輪碼讀取裝置，如圖1所示，包括機(jī)械表5，機(jī)械表5上部設(shè)置有殼體8，殼體8下部設(shè)置有反光棱鏡7，反光棱鏡7與機(jī)械表5之間設(shè)置有字碼盤6 ;殼體8內(nèi)部右側(cè)上部設(shè)置有電路板2，電路板2上連接有CMOS攝像頭3和紅外補(bǔ)光燈4 ;殼體8上部設(shè)置有透明窗1。
[0022]該裝置中，其電路模塊，如圖2所示，包括CMOS攝像頭模塊、反光棱鏡、紅外補(bǔ)光燈、單片機(jī)、通信模塊、電源模塊。所述CMOS攝像頭模塊、紅外補(bǔ)光燈，通信模塊分別與所述單片機(jī)電連接，所述電源模塊分別與單片機(jī)電連接，為整個(gè)系統(tǒng)供電。被抄讀表具字輪上的標(biāo)記點(diǎn)采用反射紅外油墨印刷，人眼不可見，不影響人對(duì)原有字輪碼的識(shí)別。但當(dāng)紅外光照射時(shí)，反射紅外光。標(biāo)記點(diǎn)的排列位置表示數(shù)字的大小。
[0023]所述CMOS攝像頭模包括CMOS攝像頭芯片和鏡頭；CM0S攝像頭芯片采用CSP封裝，具有30萬(wàn)像素的清晰度。鏡頭為短焦距的鏡頭，可在20mm之內(nèi)將字輪影像聚焦到CMOS攝像頭芯片上，從而控制外殼外形尺寸在25mm之內(nèi)。鏡頭采用固定焦距，生產(chǎn)時(shí)將焦距設(shè)置固定好。CMOS攝像頭芯片采用同步總線將圖線的灰度數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)。
[0024]所述反光棱鏡為等腰直角棱鏡，斜面與腰面成45度夾角，將表具字輪影像成像在攝像頭模塊正前方。反光棱鏡采用有機(jī)玻璃材質(zhì)，表具字輪發(fā)射出來(lái)從一個(gè)腰面進(jìn)入棱鏡的光會(huì)在斜面處發(fā)生全反射，從另一個(gè)腰面垂直射出。利用棱鏡也縮短了表具字輪和鏡頭之間的距離，加之采用反光棱鏡將光學(xué)角度旋轉(zhuǎn)了 90度，故本裝置可以做到10mm厚度，夕卜殼尺寸控制到25_。
[0025]單片機(jī)為32位處理器，內(nèi)置FLASH和RAM，降低成本和體積。具有快速的處理能力，能接受CMOS攝像頭模塊傳輸過(guò)來(lái)的大量數(shù)據(jù)并儲(chǔ)存處理。單片機(jī)通過(guò)檢測(cè)攝像頭的幀同步信號(hào)，從而識(shí)別一幀的開始。并通過(guò)同步時(shí)鐘信號(hào)正確捕獲每個(gè)像素的灰度數(shù)據(jù)。單片機(jī)上電后通過(guò)攝像頭芯片的配置接口對(duì)其進(jìn)行配置，打開補(bǔ)光燈，并捕獲圖像信息。通過(guò)對(duì)圖像中標(biāo)記點(diǎn)相對(duì)位置的辨識(shí)，從而很簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)換為數(shù)字，避免了負(fù)責(zé)的圖像處理過(guò)程。
[0026]通信模塊包括MBUS電路。MBUS采用標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范，連接的兩根線可以為本裝置供電，本裝置也可以通過(guò)這兩個(gè)線進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)收發(fā)。
[0027]外殼由上下兩部分構(gòu)成，兩部分可采用超聲波焊接，保證密封防水。也可在兩者之間加橡膠墊，采用螺絲固定兩部分。外殼采用半圓形造型(水表)，長(zhǎng)方體(燃?xì)獗?，可以方便的與表體進(jìn)行貼合，可以強(qiáng)力膠粘在表具外表面。并且有與字輪相配的透明長(zhǎng)方形人工視窗，用戶可通過(guò)該窗口讀取字輪讀數(shù)。除視窗外的外殼部分采用磨砂工藝或噴涂工藝，保證不透光，減少環(huán)境光對(duì)CMOS攝像頭拍照效果的影響。
[0028]以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種采用紅外標(biāo)記的字輪碼讀取裝置，其特征在于:包括CMOS攝像頭模塊、反光棱鏡、紅外補(bǔ)光燈、單片機(jī)、通信模塊、電源模塊和外殼，所述CMOS攝像頭模塊、紅外補(bǔ)光燈、通信模塊分別與所述單片機(jī)電連接，所述電源模塊分別與單片機(jī)電連接，為整個(gè)系統(tǒng)供電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用紅外標(biāo)記的字輪碼讀取裝置，其特征在于:所述CMOS攝像頭模塊包括CMOS攝像頭芯片和鏡頭，CMOS攝像頭芯片采用CSP封裝，直接焊接在電路板上；鏡頭設(shè)置在CMOS攝像頭芯片的正上方，鏡頭為短焦鏡頭。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用紅外標(biāo)記的字輪碼讀取裝置，其特征在于:所述單片機(jī)為32位處理器，內(nèi)置FLASH和RAM。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用紅外標(biāo)記的字輪碼讀取裝置，其特征在于:所述通信模塊包括MBUS電路。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用紅外標(biāo)記的字輪碼讀取裝置，其特征在于:所述反光棱鏡為等腰直角棱鏡。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用紅外標(biāo)記的字輪碼讀取裝置，其特征在于:所述補(bǔ)光燈為紅外LED燈，它與單片機(jī)連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用紅外標(biāo)記的字輪碼讀取裝置，其特征在于:所外殼有透明人工可視窗口，可用于人工讀取字輪數(shù)據(jù)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種采用紅外標(biāo)記的字輪碼讀取裝置，包括CMOS攝像頭模塊、反光棱鏡、紅外補(bǔ)光燈、單片機(jī)、通信模塊、電源模塊和外殼，所述CMOS攝像頭模塊、紅外補(bǔ)光燈、通信模塊分別與所述單片機(jī)電連接，所述電源模塊分別與單片機(jī)電連接，為整個(gè)系統(tǒng)供電。本實(shí)用新型紅外標(biāo)記的字輪碼讀取裝置，采用CMOS攝像頭模塊獲取每個(gè)字輪的紅外標(biāo)記圖像，然后通過(guò)單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)標(biāo)記圖像的識(shí)別。該裝置外形上可以做得很薄，直接粘貼固定在原有水表、燃?xì)獗砩?，很方便的?shí)現(xiàn)原有機(jī)械表的讀數(shù)抄讀，并融入到智能抄表系統(tǒng)。
【IPC分類】G06K9/20
【公開號(hào)】CN205050160
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520802476
【發(fā)明人】崔健, 王銳, 胡亞軍, 閆建國(guó)
【申請(qǐng)人】青島東軟載波智能電子有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年10月13日