[发明专利]基于图像识别技术和NB-IoT技术的远程抄表方法及系统

说明书

本发明提出一种基于图像识别技术和NB‑IoT技术的远程抄表方法，该方法包括：摄像头按预设周期采集水表表盘图像数据；将采集到的表盘图像数据至数据存储器中；对所述表盘图像数据依次进行图像预处理、倾斜矫正、字轮区域精确定位、字轮区域字符分割；采用基于BP神经网络的数字识别算法识别分割后的字轮区域字符，得到表盘读数；利用NB‑IoT技术将所述表盘读数发送到透传云服务器上。本发明提出一种基于图像识别技术和NB‑IoT技术的远程抄表系统，包括图像采集模块、数据存储模块、数据处理模块、图像识别模块、无线传输模块。本发明通过在原有水表上加装一个水表盘面数字图像识别装置，将NB‑IoT物联网技术和图像识别技术融合实现远程抄表，提高了抄表效率和可靠性。

技术领域

本发明涉及物联网远程无线通信和图像识别技术领域，特别涉及一种基于图像识别技术和NB-IoT物联网技术的远程抄表方法及系统。

背景技术

随着国内智能化系统的日益发展和完善，流量计费表远程抄表技术的兴起解决了人工抄表统计工作的困难，成为为现代化管理系统的重要组成部分。具有无线抄表功能的流量计费表如水表、电表、燃气表等已开始在住宅区、高档园区逐渐使用。

然而这些流量计费表远程抄表技术尚有一些不足，比如具有无线抄表功能的水表由于受安装位置的影响，在地下室、管道等的封闭空间往往存在不同程度信号传输困难的现象，极容易造成数据传输的丢失，而且在大多数地方为了实现无线抄表就需要更换水表，这种方法不仅增加了改装成本而且在某些地方还不容易施工，所以造成某些地区无法采用无线通信的方式去采集用水数据。

发明内容

本发明提出一种基于图像识别技术和NB-IoT技术的远程抄表方法及系统，在现有水表上加装了一个水表盘面数字图像识别装置，利用BP神经网络算法对水表字轮区域数字图像进行识别，同时利用NB-IoT技术对识别出的的表盘读数进行无线传输，达到低成本和低功耗实现无线抄表的目的，提高抄表效率和可靠性。

本发明实施例的第一方面，提供了一种基于图像识别技术和NB-IoT技术的远程抄表方法，包括加装在现有水表上的一个水表盘面数字图像识别装置，所述图像识别装置包括单片机、以及分别与所述单片机电连接的摄像头、数据存储器、LCD液晶显示屏和无线传输模块，所述方法包括如下技术方案：

S1、摄像头按预设周期采集水表表盘图像数据，并将所述表盘图像数据实时显示在LCD液晶显示屏上；

S2、根据所述摄像头的帧中断数据将采集到的所述表盘图像数据至数据存储器中；

S3、对所述表盘图像数据依次进行图像预处理、倾斜矫正、字轮区域精确定位、字轮区域字符分割；

S4、采用基于BP神经网络的数字识别算法识别所述分割后的字轮区域字符，得到表盘读数；

S5、利用NB-IoT技术将所述表盘读数发送到透传云服务器上。

在上述技术方法中，步骤S3所述的图像预处理具体过程为：

灰度化：通过位运算获取所述表盘图像数据中像素的红色R、绿色G和蓝色B的数值，然后利用公式Gray＝R*0.299+G*0.587+B*0.114计算灰度值Gray，然后将表盘图像以灰度位图的形式保存下来；

边缘化：采用Canny边缘检测算法提取图像边缘信息，首先用Sobel算子模板进行高斯平滑处理，算出每一点的梯度向量(G_x,G_y)，将当前点的梯度与其梯度方向上梯度相比较，进行非极大值抑制处理得到定位准确的单像素的边缘，最后通过设置高低双阈值的方法去除伪边缘；

二值化：采用Otsu算法将图像中的像素的灰度级按阈值划分为背景部分和目标部分，过滤掉杂乱的边缘。

在上述技术方案中，步骤S3所述倾斜校正、字轮区域精确定位、字轮区域字符分割的具体过程为：