【摘要】：隨著我國(guó)城市規(guī)模不斷擴(kuò)大,城市居民天然氣消費(fèi)普及率也越來越高,機(jī)械式膜式燃?xì)獗肀粡V泛應(yīng)用于家庭用戶天然氣的計(jì)量。但是,抄表難的問題一直沒有得到很好的解決。起初的抄表方式一般為人工上門抄表,存在人力資源浪費(fèi)、抄表效率不高等缺點(diǎn);另一種預(yù)付費(fèi)方式的燃?xì)獗?雖然不需要進(jìn)行人工抄表,但卻存在可靠性低、充值方式繁瑣等缺點(diǎn)。本文在分析了國(guó)內(nèi)外常見的燃?xì)獗沓硐到y(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)的情況下,提出了一種基于機(jī)器視覺的家用燃?xì)獗泶a盤自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。本課題首先設(shè)計(jì)了燃?xì)獗泶a盤自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu),采用鏡面反射原理,攝像頭模塊通過捕捉鏡子中的碼盤成像來進(jìn)行碼盤識(shí)別,不僅縮小了裝置的體積,也使得用戶在使用裝置的同時(shí)仍然可以查看燃?xì)獗泶a盤�？紤]到本課題所設(shè)計(jì)的燃?xì)獗泶a盤自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)需要應(yīng)用到千家萬戶,低功耗、低成本成為了必然考慮的因素。因此,本課題選擇了低成本的OV7670作為圖像采集模塊的核心傳感器,低功耗的STM32L476作為核心處理器,所有圖像數(shù)據(jù)的處理均在此單片機(jī)中完成,最終的識(shí)別結(jié)果通過無線模塊發(fā)送到用戶終端以及燃?xì)夤居糜谌細(xì)獾挠?jì)費(fèi)。其中,系統(tǒng)的核心技術(shù)在于創(chuàng)新的基于單片機(jī)平臺(tái)的圖像處理算法。數(shù)字區(qū)域自動(dòng)定位算法可以找到燃?xì)獗泶a盤中的數(shù)字區(qū)域,然后在數(shù)字區(qū)域中使用數(shù)字字符自動(dòng)分割算法對(duì)單個(gè)數(shù)字進(jìn)行提取,在得到單個(gè)數(shù)字之后通過基于整體行均值濾波的自適應(yīng)閾值分割算法對(duì)圖像進(jìn)行降噪處理,最后通過模板匹配算法與形態(tài)學(xué)分析算法,可以準(zhǔn)確識(shí)別出燃?xì)獗泶a盤中的字輪示數(shù)。本系統(tǒng)還可以將采集到的圖片在單片機(jī)中進(jìn)行JPEG格式的圖像壓縮處理,大大減小了圖片數(shù)據(jù)量,可以直接通過無線模塊發(fā)送給用戶以及燃?xì)夤�。�?jīng)過一年的開發(fā)與調(diào)試,本課題設(shè)計(jì)的系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了基本功能,良好的機(jī)械結(jié)構(gòu)與光源設(shè)計(jì)可以有效的避免外界環(huán)境光對(duì)圖像采集的影響,并且可以隨時(shí)接收用戶發(fā)送的抄表指令,在5秒內(nèi)完成系統(tǒng)的啟動(dòng)、圖像的采集與處理、識(shí)別結(jié)果的發(fā)送,識(shí)別準(zhǔn)確率可達(dá)99.96%,具有良好的用戶體驗(yàn)與較高的抄表效率與準(zhǔn)確率。
【圖文】：

200天然氣消費(fèi)總量(億立方米)毒有害氣體，對(duì)人民的生活和身體健康造成了嚴(yán)費(fèi)結(jié)構(gòu)中[4]，煤炭的占比只有 20%左右，然而天然國(guó)的 5 倍以上。由此可見，以清潔能源為主的能源5-6]。因此，為了治理大氣污染，提升能源利用效率源的清潔低碳化利用是中國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必革政策，激勵(lì)低碳清潔能源的利用，而天然氣作為，消費(fèi)占比的逐年提高成為了必然。不斷推進(jìn)，同時(shí)響應(yīng)國(guó)家能源革命的號(hào)召，天然氣，天然氣的使用量逐年提高，如圖 1.1 所示。近幾然氣，與此同時(shí)，一些較早建設(shè)的老舊小區(qū)也逐步了天然氣的普及使用之后，燃?xì)夤緦?duì)千家萬戶中增長(zhǎng)的燃?xì)獗碛脩魯?shù)量之下，傳統(tǒng)的人工入戶抄表已經(jīng)不適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。

費(fèi)時(shí)費(fèi)力的問題[14-15]。以燃?xì)獗碜詣?dòng)抄表技術(shù)為例，已經(jīng)得動(dòng)抄表技術(shù)的發(fā)展和自動(dòng)抄表設(shè)備的研發(fā)生產(chǎn)已經(jīng)成為了一表設(shè)備生產(chǎn)商組成了“自動(dòng)讀表協(xié)會(huì)”，簡(jiǎn)稱 AMR，目的是廣和發(fā)展。反觀我國(guó)目前的燃?xì)獗沓矸绞剑蟛糠诌�是以工抄表、計(jì)費(fèi)、收費(fèi)、催費(fèi)的天然氣管理方式不僅浪費(fèi)大量出現(xiàn)抄表錯(cuò)誤，抄表效率較為低下。而且，一般住戶白天都家也會(huì)出現(xiàn)不方便開門的情況，給燃?xì)夤镜某韱T抄表收費(fèi)的生活品質(zhì)的追求不斷地提高，這種傳統(tǒng)的抄表員挨家挨戶代的發(fā)展與人們的生活。與此同時(shí)，，日益增長(zhǎng)的燃?xì)庥脩魯?shù)燃?xì)夤緦?duì)燃?xì)庑畔⒌墓芾怼Ｒ虼�，人們�?duì)高水平智能化生技術(shù)提供了巨大的市場(chǎng)需求[16]，城市化的不斷推進(jìn)也為其提 1.2 所示），計(jì)算機(jī)技術(shù)、嵌入式技術(shù)、微電子技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)動(dòng)抄表技術(shù)提供了技術(shù)支持與保障。0002011-2016年我國(guó)燃?xì)獗硎袌?chǎng)需求量(萬臺(tái))
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2662776