Abstract ：

水表有着近200多年的历史,最早可追溯到第一次工业革命后期,而我国水表的使用和生产起步较晚.随着改革开放的不断深入,中国的经济建设持续高速发展,水表行业也快速发展,企业数量和总产量都增加了一倍多,同时各种智能型水表、水表抄表系统等产品也开始兴起.当今时代,随着微电子和5G互联网时代的到来,以嵌入式系统为代表的智能水表问世于民用市场,相比于传统水表的只具有流量采集和机械指针用水量显示设计,智能水表具有很多明显优势.本文就家用智能水表的研究方向为背景,以嵌入式系统、传感器检测、物联网的新一代电子信息技术为导向,在借鉴现有智能水表的发展基础上,结合不同领域和需求的落地场景做进一步研究.

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一种直接过滤高浊度水的超滤净水装置，属于饮用水处理领域。装置由膜池、超滤膜组件、集水池、曝气泵、原水管、虹吸出水管、曝气管、自动排气阀、液位计、智能水表及控制器组成。膜系统在零污染通量下运行，利用超滤高效去除水中无机、有机颗粒及致病微生物，正常运行中，不需要水洗、气洗和化洗，可实现长期免维护运行；当突发性高浊度水进入装置时，本实用新型所具备的应急曝气清洗功能可有效清除膜污染，保障设备的正常运行。膜滤过程是在超低压重力驱动下进行，节省了电耗，降低了运行成本，克服了常规超滤工艺存在的维护管理复杂、运行费用高、抗高浊度水冲击能力差的缺陷，适用在农村小型水厂，尤其是高浊度水处理，保障村民的饮水安全。

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一种直接过滤高浊度水的超滤净水装置，属于饮用水处理领域。装置由膜池、超滤膜组件、集水池、曝气泵、原水管、虹吸出水管、曝气管、自动排气阀、液位计、智能水表及控制器组成。膜系统在零污染通量下运行，利用超滤高效去除水中无机、有机颗粒及致病微生物，正常运行中，不需要水洗、气洗和化洗，可实现长期免维护运行；当突发性高浊度水进入装置时，本实用新型所具备的应急曝气清洗功能可有效清除膜污染，保障设备的正常运行。膜滤过程是在超低压重力驱动下进行，节省了电耗，降低了运行成本，克服了常规超滤工艺存在的维护管理复杂、运行费用高、抗高浊度水冲击能力差的缺陷，适用在农村小型水厂，尤其是高浊度水处理，保障村民的饮水安全。

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本发明公开了基于机器视觉的非智能水表识读方法，首先读取用户上传的水表图片以及模板图片，通过SIFT算法获取水表图片与模板图片的关键点进行关键点的匹配，从而找出模板图片在水表图片中的位置。通过关键点的匹配，获得特征区域的匹配点的位置从而获得特征区域的位置。在确定特征区域位置后，截取特征区域。通过特征区域的匹配点矫正截取的特征区域图片，获得矫正角度，从而矫正水表图片。对矫正后的水表图片再次定位特征区域的位置，从而获得水表示数位置，截取水表示数区域，对其进行二值化及去噪等处理后分割为单个数字字符的图片，最后通过模板匹配算法识别数字并输出。

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为了实现将智能水表连入家庭物联网,克服传统水表易腐蚀、无法及时上传水表工作信息给用户的问题,设计基于NB_IoT的智能水表.该智能水表主要由电源管理电路、阀门开关自动控制电路、数据采集电路、电池电量检测电路、NB_IoT模块驱动电路五部分组成.智能水表采用超低功耗单片机STM2L073作为核心处理器,正常情况下水表每30 min会上传一次水用量和电池电量信息给用户端,当出现余额不足或电池电路电量不足情况时,会自动关闭阀门并上传警告帧给用户,提示用户充值或更换电池,当用户交费后水表会自动打开阀门.智能水表不与客户端通信时,单片机软件将NB_IoT模块设置为休眠模式,从而很大程度降低了系统的功耗,延长了电池使用时间.

Keyword ：

电源管理电路 数据采集电路 家庭物联网 NB_IoT 智能水表 信息上传

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本发明公开了基于机器视觉的非智能水表识读方法，首先读取用户上传的水表图片以及模板图片，通过SIFT算法获取水表图片与模板图片的关键点进行关键点的匹配，从而找出模板图片在水表图片中的位置。通过关键点的匹配，获得特征区域的匹配点的位置从而获得特征区域的位置。在确定特征区域位置后，截取特征区域。通过特征区域的匹配点矫正截取的特征区域图片，获得矫正角度，从而矫正水表图片。对矫正后的水表图片再次定位特征区域的位置，从而获得水表示数位置，截取水表示数区域，对其进行二值化及去噪等处理后分割为单个数字字符的图片，最后通过模板匹配算法识别数字并输出。

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