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1、一种指针式化工仪表的远程抄表设计方法施健,等一种指针式化工仪表的远程抄表设计方法DesignofRemoteMeterReadingMethodforPointerTypeChemicalInstruments11,21131施健张冬何建国康彩姚军康马翔1(宁夏大学物理电气信息学院,宁夏银川750021;23浙江大学生物系统工程与食品科学学院,浙江杭州310058;宁夏大学能源化工重点实验室,宁夏银川750021)摘要:为了实现对传统指针式化工仪表的数字化改造,提出了一种基于嵌入式机器视觉技术及物联网技术的自动读数方案。根据指针式仪表图像的特点,利
2、用角度约束方法对霍夫变换进行了优化;并结合二值图像减影法,识别出指针偏转角度,从而将其转化成实际读数;最后利用无线传输实现远程自动抄表。实测结果表明,采用嵌入式机器视觉及物联网技术实现指针式化工仪表远程抄表具有较高的实用性、正确性及可行性。关键词:嵌入式STM32F4机器视觉指针仪表自动读数中图分类号:TP274+.2文献标志码:AAbstract:Inordertorealizethedigitaltransformationfortraditionalchemicalpointertypeinstruments,theautomaticmete
3、rreadingstrategybasedonthetechnologiesofembeddedmachinevisionandtheInternetofthingsisproposed.Inaccordancewiththefeaturesofpointertypeinstruments,byadoptingangleconstraintmethod,theHoughtransformationisoptimized,andcombiningwithbinaryimagesubtractionalgorithm,thedeflectionangl
4、eofpointerisidentifiedandconvertedintoactualreading,thenremoteautomaticmeterreadingisimplementedbyusingwirelesstransmission.ThetestresultsverifythatusingembeddedmachinevisionandInternetofthingstechnologiestorealizeremotemeterreadingforthepointertypechemicalinstrumentationposse
5、sseshigherpracticability.Keywords:EmbeddedSTM32F4MachinevisionPointertypeinstrumentAutomaticmeterreading0引言1ARM内核与微处理器传统指针式仪表由于其简单可靠、使用方便、易于作为意法半导体公司STM32平台的新产品,维护、价格低廉等优势,长期以来被广泛应用于化工生STM32F4基于最新的ARMCortex-M4内核,在现有出色的产过程。但其数据都是由人工读取,数据记录和处理STM32产品基础上新增了信号处理功能,并提高了运行也主要依靠人工。读数
6、过程中,人眼分辨能力和易疲速度,是一款集MCU、DSP、FPU多种性能于一体的数字信[1]号控制器。Cortex-M4的单周期DSP指令将会催生数字劳等主观因素大大影响了读表的精度。以往通过改造更换电子传感器模块来实现各类指针仪表的数字化信号控制器市场。目前,采用微控制器和数字信号处理改造,但受到技术及成本等因素的制约。随着计算机器的图像处理双片解决方案可以选择STM32F4。视觉技术的发展,国内外开始对基于计算机机器视觉STM32F4在一个芯片中整合了传统两个芯片的特性。的仪表读数方法进行研究。基于机器视觉的仪表读数STM32F4系列的专有技术优
7、势包括:具有相机接口;采用依赖仪表的图像信息,因此这种方法的适应性更强、应多达7重AHB总线矩阵和多通道DMA控制器,支持程序用范围更广。随着嵌入式技术的快速发展,使用嵌入执行和数据传输并行处理,数据传输速率极快;内置的单式图像处理可以更好地实现改造成本控制[2]。精度FPU提升控制算法的执行速度,提高代码执行效率。本文将嵌入式技术应用于指针式仪表抄表工作本设计采用的是STM32F407VGT6微处理器,其中,利用机器视觉及无线传输技术,实现远程读数自最高主频达168MHz。该数字信号控制器同时整合了微控制器和数字信号处理器的功能与特性,适用于对动
8、化。[3]运算能力和DSP指令方面有较高要求的系统,在图像处理方面有着明显的优势。国家自然科学基金资助项目(编号:3110
