一种密闭空间摄像识别字轮读数的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种密闭空间摄像识别字轮读数的装置。
【背景技术】
[0002]随着技术的进步，采用电子化实现三表(水表、电表、燃气表)的自动抄读是必然趋势，可以有效节省人力成本，降低工作量，避免挨家挨户敲门抄表的窘境，并且可以杜绝漏抄误抄的问题。目前使用的水表，燃气表并不是电子式的，也没有通信接口，实现远程抄读有很多困难。虽然现在已经存在可以远程读数的电子水表、电子燃气表，但都需要通过换表来实现远程抄读，工作量比较大，并且成本高。
[0003]目前的字轮表读数技术大致有如下几种，但都有其弊端和不足:
[0004](I)干簧管或类似方案:在字轮上放置强磁铁，然后在表外面放一个干簧管类似的检测装置，字轮每转一圈干簧管吸合一次，从而通过吸合次数累计字轮的圈数。很容易受外界磁场的影响，并且该检测装置要一直供电，这对于水表这类不带电源的系统几乎不可用。
[0005](2)基于光电管对射方案:此方案是在字轮上设计好几个通孔，然后在字轮一侧放置发光管，另一侧放置光敏管，发光管发光后，通过读取光敏管的状态，即可知道字轮的旋转角度，从而识别出读数。此方案成本低，但需要对表进行改造，对已存在的水表不能为力。
[0006](3)外置光电管对射方案:此方案是(2)的一种改进，通过在水表表针上安装个小磁铁，然后在水表玻璃处放置磁耦合装置和字轮，从而将两个字轮的转动同步起来，具有不需要一直供电和不需大幅改造水表的的优点。但是容易受磁干扰。
[0007](4)摄像头读取字轮图像。目前还停留在获取字轮图像，没有很好对环境光进行控制，不能对数字进行有效识别。另外，没有给留观察窗，装置太厚太大，不利于安装使用，此方案极少被采用。
【发明内容】
[0008]为了克服上述缺陷，本发明提供了一种密闭空间摄像识别字轮读数的装置，以便更好地针对水表字轮数字进行读取。
[0009]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。
[0010]—种密闭空间摄像识别字轮读数的装置，包括外壳，所述外壳内部设置有电子仓；所述电子仓内部设置有半透半反镜，所述半透半反镜的对面设置有CMOS摄像头和电路板，CMOS摄像头两侧设置有补光灯，所述电子仓上下不设置有透明窗，并且在外壳上方透明窗位置靠外壳内侧设置有可电控透光度的液晶光阀；透明窗上部设置有防尘盖，并配有弹力装置，在无外力作用时该外盖处于关闭状态。
[0011 ] 进一步地，半透半反镜对白光的反光率和透光率均在50 %左右。半透半反镜放置在外壳下方透明窗的上方，与外壳下方透明窗平面成45度夹角。本装置安装好后，该半反半透镜正好正对字轮码盘，故半透半反镜将字轮码盘影像成像在CMOS摄像头正前方。字轮码盘发射出来的光一部分经过半透半反镜的反射进入CMOS摄像头;另一部分光透过半透半反镜射向上方的透明窗，并且最终透过透明窗，供人眼查看读数。采用半透半反镜将光学角度旋转了 90度，配合短焦距的CMOS摄像头，故本装置外壳厚度控制到20mm左右。
[0012]进一步地，外壳上方透明窗的内表面处安装有可电控透光度的液晶玻璃。该液晶玻璃不加电时完全透明，透过该液晶玻璃和半反半透镜查看表读数。当需要读数时，可对液晶玻璃加电，从而不让外部光线进入本装置，从而避免了外界光对读数的影响。本液晶玻璃与外壳上方观察窗大小一致，操作与普通段式液晶一样，只是仅有一个长方形的“段”，通过两个引脚即可控制该段的透光与否。
[0013]进一步地，外壳上方和下方分别设置了一个透明窗，外壳其他位置不透明。外壳上方的透明窗用于人眼读取字轮信息，外壳下方的透明窗让从字轮上射出来的光进入摄像头和人眼。外壳其他部分采用磨砂工艺，避免环境光进入壳体，对摄像头的读数产生影响。并且外壳内部采用了贴黑纸与喷涂工艺，进一步降低环境光进入壳体。
[0014]进一步地，半透半反镜两侧设置有白光LED作为补光灯。补光LED从两侧给字轮照明，并且LED中心发光方向与下方透明窗成18度左右夹角。
[0015]进一步地，电路板中设置有单片机模块，单片机模块包括单片机，单片机上连接有通信模块、CMOS摄像头模块和补光灯。
[0016]进一步地，外壳由上下两部分构成，两部分中间有密封圈，保证装配后密封防水。外壳采用圆柱形造型，可以很方便的用胶水粘在水表玻璃面上。下壳设置有透明窗，窗口上方设置半透半反镜；另外，在外壳上方设置有外盖，并配有弹力装置，在无外力作用时该视窗外盖关闭。
[0017]单片机为32位处理器，内置FLASH和RAM，降低成本和体积。具有快速的处理能力，能接受CMOS摄像头模块传输过来的大量数据并储存处理。单片机通过检测摄像头的帧同步信号，从而识别一帧的开始。并通过同步时钟信号正确捕获每个像素的灰度数据。单片机上电后通过摄像头芯片的配置接口对其进行配置，打开补光灯，并捕获图像信息。通过对图像的形态特征辨识，从而将图像转换为数字信号。
[0018]该发明的有益效果在于:该装置通过设置半透半反镜和可电控透光度的液晶光阀，辅以独特的补光设计，从而实现了字轮数字的精确识别；并且设置了人工观察窗，不影响人工读数;该装置可直接粘贴固定在原有水表上，具有低成本，高可靠性和广泛的实施性。
【附图说明】
[0019]图1、本发明实施例中的装置纵向结构示意图。
[0020]图2、本发明实施例装置的俯视结构不意图。
[0021]图3、本发明实施例装置的功能框图。
[0022]图中标记说明:1、可电控透光度的液晶光阀；2、电路板;3、CM0S摄像头;4、补光灯；
5、水表;6、字轮码盘;7、半透半反镜;8、电子仓;9、透明窗；10、防尘盖。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例对本发明的【具体实施方式】进行描述，以便更好的理解本发明。
[0024]实施例
[0025]如图1所述的密闭空间摄像识别字轮读数装置，包括外壳，外壳内部设置有电子仓8，电子仓8内部设置有半透半反镜7，半透半反镜7设置在电子仓8底部位置，半透半反镜7的对面设置有CMOS摄像头和电路板，半反半透镜两侧设置有补光灯4，补光灯4为白光补光LED;外壳上下方各有一个透明窗9，透明窗9上部设置有防尘盖10，并配有弹力装置，在无外力作用时该外盖处于关闭状态。电子仓8顶部设置有透明窗9，外壳上方透明窗9位置靠外壳内侧设置有可电控透光度的液晶光阀I。该装置外壳放置在水表5的玻璃上使用。图2为本发明实施例装置的俯视结构示意图。图3为本发明实施例装置的功能框图。
[0026]如图3所示，电路板中设置有单片机模块，单片机模块中包括单片机，单片机上连接有通信模块、CMOS摄像头模块和补光灯。
[0027]CMOS摄像头3包括CMOS摄像头芯片和镜头;CMOS摄像头芯片采用CSP封装，具有30万像素的清晰度。镜头为短焦距的镜头。CMOS摄像头芯片采用同步总线将图像灰度数据传输给单片机。
[0028]如图1所示，半透半反镜7放置在外壳下方透明窗的上方，半透半反镜7与下方透明窗9成45度夹角，将字轮码盘6的影像成像在CMOS摄像头3正前方。字轮码盘6发射出来的光一部分经过半透半反镜7进入CMOS摄像头3，另一部分通过上方的透明窗9射出。
[0029]外壳由上下两部分构成，两部分之间加橡胶垫，采用螺丝固定两部分。外壳采用与水表一致的圆柱形造型，能很方便的用胶水粘在表具外表面上。上壳有长方形的人工观察窗，用户可通过该窗口可以看到数字字轮及所有小数位转轮指示。除上下透明视窗外，外壳其他部分采用磨砂工艺、贴黑纸工艺和喷涂工艺，保证不透光，减少环境光对摄像头拍照效果的影响。另外，在上壳外侧设置有外盖，并配有弹力装置，在无外力作用时该外盖关闭。
[0030]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种密闭空间摄像识别字轮读数的装置，包括外壳，其特征在于:所述外壳内部设置有电子仓，所述电子仓内部设置有半透半反镜，所述半透半反镜的对面设置有CMOS摄像头和电路板，CMOS摄像头两侧设置有补光灯，所述电子仓顶部设置有透明窗，并且在外壳上方透明窗位置靠外壳内侧设置有可电控透光度的液晶光阀；透明窗上部设置有防尘盖，并配有弹力装置。2.根据权利要求1所述的密闭空间摄像识别字轮读数的装置，其特征在于:所述半透半反镜可以反射一部分光并且透过一部分光;半透半反镜放置在外壳下方透明窗的上方，与外壳下方透明窗平面成45度夹角。3.根据权利要求1所述的密闭空间摄像识别字轮读数的装置，其特征在于:所述外壳上方透明窗的内表面处安装有可电控透光度的液晶光阀。4.根据权利要求1所述的密闭空间摄像识别字轮读数的装置，其特征在于:所述外壳上方和下方分别设置了一个透明窗，外壳其他位置不透明。5.根据权利要求1所述的密闭空间摄像识别字轮读数的装置，其特征在于:所述半透半反镜两侧设置有白光LED作为补光灯。6.根据权利要求1所述的密闭空间摄像识别字轮读数的装置，其特征在于:电路板中设置有单片机模块，单片机模块中包括单片机，单片机上连接有通信模块、CMOS摄像头模块和补光灯。7.根据权利要求1所述的密闭空间摄像识别字轮读数的装置，其特征在于:所述外壳由上下两部分构成，两部分中间有密封圈，保证装配后密封防水;外壳采用圆柱形造型；下壳有与字轮码盘相对应的透明窗口，透明窗口上方有半透半反镜;上壳上设置有人工观察窗，上壳外部设置有外盖，并配有弹力装置，在无外力作用时该外盖处于关闭状态。
【专利摘要】本发明涉及一种密闭空间摄像识别字轮读数的装置，包括外壳，所述外壳内部设置有电子仓；所述电子仓内部设置有半透半反镜，所述半透半反镜的对面设置有CMOS摄像头和电路板，CMOS摄像头两侧设置有补光灯，所述电子仓顶部设置有透明窗，并且在外壳上方透明窗位置靠外壳内侧设置有可电控透光度的液晶光阀。该装置通过设置半透半反镜和可电控透光度的液晶光阀，辅以独特的补光设计，从而实现了字轮数字的精确识别；并且设置了人工观察窗，不影响人工读数；该装置可直接粘贴固定在原有水表上，具有低成本，高可靠性和广泛的实施性。
【IPC分类】G01F15/06
【公开号】CN105547393
【申请号】CN201610053289
【发明人】崔健, 王锐, 胡亚军, 闫建国
【申请人】青岛东软载波智能电子有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月27日