一種采用攝像頭識別字輪碼的微機電裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及檢測技術領域，尤其涉及一種采用攝像頭識別字輪碼的微機
[0002]電裝置。
【背景技術】
[0003]隨著技術的進步，采用電子化實現(xiàn)三表(水表、電表、燃氣表)的自動抄讀是必然趨勢，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題。目前使用的水表，燃氣表并不是電子式的，大部分燃氣表也沒有通信接口，實現(xiàn)遠程抄讀有很多困難。目前實際可用的抄表技術都滿足不了發(fā)展要求。
[0004]目前的字輪表讀數(shù)技術大致有如下幾種，但都有其弊端和不足:(I)干簧管或類似方案。通過在字輪上放置強磁鐵，然后在表外面放一個干簧管類似的檢測裝置，字輪每轉一圈干簧管吸合一次，從而通過吸合次數(shù)累計字輪的圈數(shù)。但這種方案有致命的弱點，很容易受外界磁場的影響，并且該檢測裝置要一直供電，這對于水表，燃氣表這樣不帶電源的系統(tǒng)幾乎不可用；此方案基本被市場拋棄。(2)基于磁技術的方案。類似于第I個方案，只是檢測更為復雜，可在很大程度上避免外部磁干擾，必須通過單片機來識別。此方案成本高，需要配電池，若電池無效后數(shù)據錯誤，未推廣開。(3)基于光電管對射方案。此方案是在字輪上設計好幾個通孔，然后在字輪一側放置發(fā)光管，一側放置光敏管，發(fā)光管發(fā)光后，通過讀取光敏管的狀態(tài)，即可知道字輪的旋轉角度，從而識別出讀數(shù)。此方案成本低，但需要對表進行改造，對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，不能對數(shù)字進行有效識別。由于要保證用戶可讀數(shù)，外殼有透明窗而沒有光路屏蔽措施，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。
【實用新型內容】
[0005]針對目前讀取字輪表表碼的各種應用中的各種限制，本實用新型提出了一種采用攝像頭識別字輪碼的微機電裝置，采用微型步進電機推動CMOS攝像頭模塊移動到表字輪上方，獲取每個字輪的圖像，然后通過單片機來實現(xiàn)圖像的數(shù)字識別。該裝置外形上可以做得很薄，直接粘貼固定在原有水表，燃氣表上，可以很方便的實現(xiàn)原有機械表的讀數(shù)抄讀，并融入到智能抄表系統(tǒng)。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案如下。
[0007]—種采用攝像頭識別字輪碼的微機電裝置，包括微型步進電機、CMOS攝像頭模塊、補光燈、單片機、通信模塊、電源模塊和外殼，所述微型步進電機、CMOS攝像頭模塊、補光燈、通信模塊分別與所述單片機電連接，所述電源模塊與單片機電連接，為整個系統(tǒng)供電。
[0008]進一步地，所述微型步進電機的軸上有螺旋絲紋，可推動軸上的塑料片移動，從而帶動整個攝像頭模塊移動，精確定位到每個字輪上方；微型步進電機采用兩相四線驅動方式，可通過簡單驅動電路與單片機進行連接。
[0009]進一步地，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，通過同步信號線將數(shù)據傳輸給單片機。鏡頭設置在CMOS攝像頭芯片的正上方，鏡頭為短焦鏡頭。
[0010]進一步地，所述補光燈為白光LED芯片，它與單片機連接，直接由單片機驅動，在CMOS攝像頭模塊進行字輪拍照時，補光燈發(fā)光。
[0011]進一步地，所述單片機控制微型步進電機將攝像頭模塊移動到字輪上方，并且點亮補光燈，獲取字輪圖像，并通過圖像設別匹配算法將圖像轉換為數(shù)字，最后通過通信模塊將數(shù)據上傳。
[0012]進一步地，所外殼采用半圓形造型或者長方體造型，可以方便的與表體進行貼合。并且有與字輪相配的透明長方形人工視窗(其他部分不透光)，用戶可通過該窗口讀取字輪讀數(shù)。該外殼分為上下兩個部分，采用超聲波焊接，整個裝置防水。
[0013]該實用新型的有益效果在于:本實用新型攝像頭識別字輪碼的微機電裝置，采用微型步進電機推動CMOS攝像頭模塊在表具字輪上方移動，分別獲取每個字輪的圖像，然后通過單片機來實現(xiàn)圖像的數(shù)字識別。該裝置外形上可以做得很薄，直接粘貼固定在原有水表、燃氣表上，很方便的實現(xiàn)原有機械表的讀數(shù)抄讀，并融入到智能抄表系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型裝置的實施例結構示意圖；
[0015]圖2是本實用新型裝置的實施例原理方框圖；
[0016]圖中標記說明:1、CMOS攝像頭；2、透明窗；3、微型步進電機；4、補光燈；5、電路板；6、字碼盤；7、機械表；8、殼體。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行描述，以便更好的理解本實用新型。
[0018]本實施例提出了一種采用攝像頭識別字輪碼的微機電裝置，如圖1所示，包括機械表7，機械表7上部設置有殼體8，殼體8內部設置有微型步進電機3，微型步進電機3上連接有CMOS攝像頭I和補光燈4，殼體8內安裝有電路板5，殼體8與機械表7之間設置有字碼盤6，殼體8上部設置有透明窗2。
[0019]如圖2所示，該裝置中包括微型步進電機、CMOS攝像頭模塊、補光燈、單片機、通信模塊、電源模塊。所述微型步進電機、CMOS攝像頭模塊、補光燈，通信模塊分別與所述單片機電連接，所述電源模塊分別與所述各部分電連接，為整個系統(tǒng)供電。
[0020]優(yōu)選在本實施例中，微型步進電機軸上有螺旋絲紋，可推動軸上帶有螺紋的塑料片移動，從而帶動整個攝像頭模塊移動，精確定位到每個字輪上方。步進電機采用兩相四線驅動方式，可通過簡單驅動電路與單片機進行連接。
[0021]優(yōu)選在本實施例中，所述CMOS攝像頭模塊，模塊包括CMOS攝像頭芯片和鏡頭。CMOS攝像頭芯片采用CSP封裝，具有30萬像素的清晰度。鏡頭為短焦距的鏡頭，可在20mm之內將單個字輪聚焦到CMOS攝像頭芯片上，從而控制外殼的高度在25mm之內。鏡頭采用固定焦距，生產時將焦距設置固定好。CMOS攝像頭芯片采用同步總線將圖線的灰度數(shù)據傳輸給單片機。
[0022]優(yōu)選在本實施例中，單片機選擇為32位處理器，內置FALSH和RAM，降低成本和體積。具有快速的處理能力，能接受CMOS攝像頭模塊傳輸過來的大量數(shù)據并儲存處理。單片機通過檢測攝像頭的幀同步信號，從而識別一幀的開始。并通過同步時鐘信號正確捕獲每個像素的灰度數(shù)據。單片機上電后通過攝像頭芯片的配置接口對其進行配置。通過控制微型步進電機，將CMOS攝像頭模塊定位到某個字輪上，打開補光燈，并捕獲圖像信息，進行信息的處理并識別為數(shù)字。直至識別完所有字輪，最后將CMOS攝像頭歸位，隱藏到外殼不可見區(qū)域，避免影響人工讀取字輪讀數(shù)。
[0023]優(yōu)選在本實施例中，通信模塊包括MBUS電路。MBUS采用標準的規(guī)范，連接的兩根線可以為本裝置供電，本裝置也可以通過這兩個線進行雙向數(shù)據收發(fā)。
[0024]優(yōu)選在本實施例中，外殼采用塑料注塑而成，由上下兩部分構成，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，采用螺絲保證兩部分的密封防水。外殼采用半圓形造型(水表)，長方體(燃氣表)，可以方便的與表體進行貼合，可以強力膠粘在表具外表面。并且有與字輪相配的透明長方形人工視窗，用戶可通過該窗口讀取字輪讀數(shù)。拍照時攝像頭模塊位于字輪正上方，人工視窗的正下方，剛好可以擋住字輪視窗，從而避免在對字輪進行拍照時環(huán)境光對圖像的影響。除視窗外的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CMOS攝像頭拍照效果的影響。由于采用了超短焦距的攝像頭模塊，配合微型步進電機，整個外殼厚度在20_以內。
[0025]以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種采用攝像頭識別字輪碼的微機電裝置，其特征在于:包括微型步進電機、CMOS攝像頭模塊、補光燈、單片機、通信模塊、電源模塊和外殼，所述微型步進電機、CMOS攝像頭模塊、補光燈、通信模塊分別與所述單片機電連接，所述電源模塊與單片機電連接，為整個系統(tǒng)供電。2.根據權利要求1所述的采用攝像頭識別字輪碼的微機電裝置，其特征在于:所述微型步進電機的軸上有螺旋絲紋；微型步進電機采用兩相四線驅動方式，通過驅動電路與單片機進行連接。3.根據權利要求1所述的采用攝像頭識別字輪碼的微機電裝置，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；鏡頭設置在CMOS攝像頭芯片的正上方，鏡頭為短焦鏡頭。4.根據權利要求1所述的采用攝像頭識別字輪碼的微機電裝置，其特征在于:所述補光燈為白光LED芯片，它與單片機連接，直接由單片機驅動。5.根據權利要求1所述的采用攝像頭識別字輪碼的微機電裝置，其特征在于:所外殼采用半圓形造型或者長方體造型。
【專利摘要】本實用新型涉及一種采用攝像頭識別字輪碼的微機電裝置，包括微型步進電機、CMOS攝像頭模塊、補光燈、單片機、通信模塊、電源模塊和外殼，所述微型步進電機、CMOS攝像頭模塊、補光燈、通信模塊分別與所述單片機電連接，所述電源模塊與單片機電連接，為整個系統(tǒng)供電。本實用新型攝像頭識別字輪碼的微機電裝置，采用微型步進電機推動CMOS攝像頭模塊在表具字輪上方移動，分別獲取每個字輪的圖像，然后通過單片機來實現(xiàn)圖像的數(shù)字識別。該裝置外形上可以做得很薄，直接粘貼固定在原有水表、燃氣表上，很方便的實現(xiàn)原有機械表的讀數(shù)抄讀，并融入到智能抄表系統(tǒng)。
【IPC分類】H04N7/18
【公開號】CN204929105
【申請?zhí)枴緾N201520765037
【發(fā)明人】崔健, 王銳, 胡亞軍, 閆建國
【申請人】青島東軟載波智能電子有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月30日