生産および運用データ収集テーブルとは何ですか（カメラのタイミングトリガー写真撮影に基づく従来の機械式水道、電気、ガスメーターデータ収集およびメーター読み取りソリューション）

カメラタイミングトリガーに基づく従来の機械式水道、電気、ガスメーターのデータ収集およびメーター読み取りソリューション

ここで、デジタル IoT はカメラ直読メーター読み取り技術の原理から始まります。名前の通り、ビデオと写真撮影の技術を使って文字盤の画像を取得し、画像処理技術によって読み取る技術です。つまり、カメラを入力として、画像処理を計算として、読み取りを出力として利用します。明らかに、この技術は既存の機械式時計をインテリジェントに変革する上で自然な利点を持っています。多くの利点があります:

1. 専門的な改造のために古い機器を分解したり、工場に返却したりする必要はありません。

2. 機器の種類を区別せず、複数の機器の統合を適切に実現できます。

3. 機械的および電気的に分離されているため、独立したメンテナンスと更新に便利です。

4. 証拠として写真があり、ベースメーターの故障も発見できます。

既存の機器の改造における独自の利点により、既存の機器の改造に適しています。以下では、カメラ直読メーター読み取り技術の長期共存をさまざまな側面から分析します。

1技術的側面

日常生活で最も一般的な水道、電気、ガスのメーターを例にとると、カメラ直読メーター読み取り製品は過渡的な製品であるだけでなく、計器インテリジェンスの非常に優れた手段でもあります。他の技術のスマートメーターと長期間共存することができ、それぞれに長所と短所があります。いわゆるインテリジェント遠隔伝送機器は、主に測定、デジタル化、通信の 3 つの機能で構成されています。通信技術は共通オープン技術なので、あらゆるスマートメーターが利用できます。これについてはこの記事では説明しません。測定とデジタル化の部分に焦点を当てます。カメラのタイマー起動により写真撮影と直接読み取り機器の画像認識技術が起動し、重要なデジタル手段となります。計測とデジタル化は統合されているものもあるため、一緒に議論されることもあります。

上海デジタル IoT テクノロジーは、水道メーターの収集を例に挙げ、インテリジェンスの範囲に応じて機械式メーターとスマート メーターの 2 つのカテゴリに分類しています。

1. 機械式水道メーター

ウェットメーター、ドライメーター、液体密封メーター、半液体密封メーターに分けられます。

（１）ウェットテーブル

カウンターは水中に浸されており、メーターとカウンター間の伝達はギアで直接連結されています。利点は、プロセスが簡単で測定が正確であることです。欠点も明らかです。カウンターの表示ホイールは、気泡、水中の不純物、微生物などによって汚染され、黄ばみ、黒ずみ、水ミスト、水滴などの読み取りに影響を与える現象が発生しやすくなります。また、低温の場所で使用すると表面のガラスが凍結して割れやすくなります。

回転式湿式水量計

（２）乾式メーター

文字盤内部に水が流れず、計測部とカウンター部は磁気誘導により接続され、独立した設計を採用しています。表示された文字ホイールには水の流れがなく、泡、水の不純物、微生物などによって汚染されず、長期間鮮明に見えるという利点があります。欠点としては、数値が欠ける現象があり、ウェットメーターに比べて測定精度が低いことです。スタート流量が大きいです。外部の磁気干渉の影響を受けやすく、計測機能が失われます。

ロータリーベーン式乾式水量計

（３）液体シールテーブル

表示ホイールまたはカウンター全体を、一定濃度のグリセリンで調製した液体で密封します。密閉・隔離された表示ホイールの鮮明度は外部の水質の影響を受けず、その他の性能は湿式メーターと同様です。プロセスは比較的複雑で、コストも高くなります。

完全密閉型水道メーター

2. スマート水道メーター

遠隔伝送と非遠隔伝送によって、遠隔伝送スマートメーターと IC カードメーターに分けられます。測定とデジタル化の方法によって、光電式直読メーター、パルスメーター、電磁式水道メーター、超音波式水道メーター、非磁性水道メーター、カメラタイミング起動トリガー写真撮影直読計器画像認識水道メーターに分類できます。その中でも、パルスメーターは一般的にリードスイッチ型（シングルリードスイッチとダブルリードスイッチ）とホール型の2種類に分けられます。

（１）光電式直読式水道メーター

主に透過型パッシブ光電式直読水道メーターを指し、文字盤側面の貫通溝を透過または非透過する光を利用してエンコードを実行し、測定とカウントの機械部分を妨げずに光信号を電気信号に変換します。最大の欠点は、光電モジュールの長期信頼性が低いことです。ほとんどの光電モジュールは、グリセリン、変圧器油、精製水などの非導電性液体で満たされた液体密封文字ホイールボックス内にあるためです。時間が経つにつれて、水道水が密封液と部分的に交換され、水道水が原因で、漏水、短絡などの理由で太陽光発電モジュールの機能が失われます。比較的安定した方法は、コード化された文字ホイールと光電モジュールを透明材料で作られた 2 つの異なる空洞に配置し、光電モジュールを水道水に接触しない空洞内に密封することです。

光電式直読式水道メーターセンサー

（２）脈拍式水量計

機械式水道メーターの目盛りの代わりに「聴診器」のような装置を設置し、指針の回転数を記録します。一般的には、リードスイッチやホールセンサーを使用してサンプリングし、指針の回転数を電気信号に変換します。水の使用量はMCU演算部で積算・演算され、記憶部に書き込まれます。その利点は、原理が単純で、機械部品の動作に影響を与えないことです。欠点は、リード スイッチなどのサンプリング要素が強力な磁場やパイプラインのジッタの影響を受けやすく、数値の損失や増加を引き起こすことです。メーターの読み取り結果はワードホイールの表示と一致しないため、一定期間実行した後、手動での調整が必要になります。さらに、パルス動作モードでは、MCU などの電子デバイスが常に計算とストレージに参加する必要があり、内蔵バッテリーに大きく依存します。

パルス遠隔水量計

（３）超音波水道メーター

超音波ビームが水中を下流と上流に伝播する際の速度変化によって生じる時間差を検出することで、水流量を分析・処理し、さらに水流量を算出します。機械的な可動部品による摩耗がなく、完全に電子化された設計であるため、摩耗による不正確な測定の問題がないのが利点です。始動流量を低くし、範囲比を広くすることができます（R400以上）。流れを遮る部品の設計がないため、パイプラインの圧力損失が小さくなります。任意の角度で取り付けます。その欠点も明らかです。設置面積が大きく制限され、気泡、スケール、水温の影響を受けやすい。

超音波流量計

（４）電磁式水道メーター・流量メーター

電磁式水道メーター・流量計は、ファラデーの電磁誘導の法則に基づいて流量を測定する流量計です。民間での使用は稀で、高価です。完全な電子設計であり、摩耗による不正確な測定の問題がないという点で、超音波水道メーターの利点と同じです。超音波と比較して、より大きな範囲比（R800以上）を実現できます。流れを遮る部品の設計がないため、パイプラインの圧力損失が小さくなります。任意の角度で取り付けます。また、超音波と比較した場合、流れ場の感度が高くないことが最大の利点であり、導電率が5μs/cm以上の酸、アルカリ、塩溶液、水、下水、腐食性液体、泥、鉱石パルプ、パルプなどの流体の流れを測定できます。しかし、ガス、蒸気、純水の流れを測定することはできません。欠点は、消費電力が非常に高く、基本的に外部電源が必要になることです。耐電磁干渉能力が弱い。

口径DN200の電磁流量計

（５）非磁性水道メーター

非磁性水道メーターは近年登場した新しいタイプの水道メーターです。基本原理はLC発振回路を使用することです。

LC 回路が充電された後、MCU はコンデンサ C の電圧を検出することにより、LC 発振回路で正弦波を得ることができます。インダクタが金属領域にある場合、渦電流が形成され、消費電力が増加し、正弦波の減衰が速くなります。インダクタが非金属領域にある場合、渦電流は基本的に存在せず、正弦波は比較的ゆっくりと減衰します。 MCU を使用して正弦波の減衰速度を検出することにより、ダイヤルローターがどの領域にあるかを正確に識別し、ダイヤルの位置と円の数を決定して水道メーターの測定の目的を達成できます。その利点は、非磁性原理に基づいており、従来のパルス水量計の磁気干渉を排除できることです。

ディスクは水道メーターのダイヤルローターを表し、暗い部分は金属製のダイヤル領域、白い部分は非金属のダイヤル領域を表し、L は固定インダクタコイルを表します。

非磁性水道メーターは正弦波の減衰過程を検出することで水道メーターの計測を実現します。欠点は、継続的な電源供給が必要であり、停電後にカウントが失われやすいことです。

非磁性水道メーター

（６）カメラ直読式水道メーター

カメラ直読式水道メーターは直読式水道メーターの一種です。基本的な原理は、文字ホイールの写真を撮影してサンプリングし、画像認識アルゴリズムを使用して文字ホイールの読み取りを直接識別することです。利点は、直読式水道メーターでは数字が減ったり増えたりすることがなく、文字ホイールの表示と完全に一致することです。測定時には電子機器は必要なく、回路部分がサンプリング機能とリモート伝送機能の実現を担当します。したがって、低消費電力とバッテリー切れの計測を継続できます。完全な電気機械分離モジュール設計により、機械計量部分は比較的信頼性が高く安定しており、電子部分は独立して動作します。構造の相対的な独立性により、より高いレベルの防水性を実現し、より複雑で過酷な設置環境に適応できます。個別に交換できるため、使用コストとメンテナンスコストを削減できます。水道メーターのインテリジェンスを実現する最も早い方法です。解決すべき難しい問題は、画像品質と画像認識精度のバランスです。機械部分に液体シールを使用することで、イメージングの問題を十分に解決できます。ローカル認識を行う場合、コストと認識精度は比較的低くなります。クラウドベースの認識で送信される画像データの量は比較的多くなります。これは、低解像度でのアルゴリズムの認識精度を向上させることによって補われます。もちろん、クラウドベースの識別のもう 1 つの大きな利点は、写真の痕跡が残るため、監査や紛争の解決が容易になることです。

外部カメラ直読モジュールを追加することで、機械式メーター、非遠隔伝送 IC カードメーター、遠隔伝送電子メーターのいずれであっても、計器ノードをオンラインにすることができ、故障したメーターの遠隔伝送機能を復元し、エネルギー使用者と規制当局のデータ収集の問題を解決できます。

上記では主に、インテリジェント水道メーターのいくつかの主な手段を分析しました。水道メーターと比較すると、電気メーターのインテリジェント化のプロセスは技術的な観点から見るとはるかに高速です。主な理由は、それら自体に電気があり、電力供給と信号伝送の問題が解決されることです。ガスメーターは水道水のように消費されることはなく、電気の部分的な短絡も起こさないため、デジタル技術の難易度は比較的低いと言えます。変革に対する抵抗は、生産と生活に影響を与えるガス供給停止、安全事故を引き起こしやすいメーターの交換、経済的利益など、他の要因にあります。

産業用および商業用ガスメーターへのカメラ直接読み取りモジュールの設置

2. 運用モデルの次元

操作モデルの観点から見ると、デジタルIoTが発売した超低電力バッテリー駆動カメラは、時間指定のウェイクアップトリガーを使用して写真を撮影し、メーターを直接読み取る画像認識メーター読み取り技術を採用しています。スマートメーター技術は成熟しています。純粋に技術的な観点から見ると、カメラを使用してメーターを直接読み取ることには価値がありません。しかし、運用モデルや財産権の観点からは異なります。スマートメーターからのデータは、通常、不動産所有者のプラットフォームにターゲットを絞って送信されます。このデータについて懸念を抱いているのは、不動産所有者だけではありません。例えば、住民宅に電力会社が設置したスマートメーターにより、電力会社は電力消費データを簡単に取得できますが、住民は依然としてメーターを直接見る必要があります。不動産管理会社はオフィスビルにスマートメーターを設置しました。不動産管理会社のメーター読み取りサーバーでは電力消費量を確認できますが、各入居者は依然としてメーターを直接確認する必要があります。そういったパターンはたくさんあります。唯一の解決策は、別のスマートメーターを直列に接続し、データを自分自身に送信することです。

スマートメーターを直列に接続するコストを考慮しない場合でも、停電が設置に許可されない場合があります。カメラによる直接メーター読み取りは、ベースメーターの改造や交換なしで複数者によるデータ取得、停電のない非接触設置の問題を解決します。ひいては、この現象は水道メーター、ガスメーターなどにも存在します。たとえば、ある地域のすべての工場の下水出口では、環境保護規制部門、産業管理部門、下水処理場など、異なる部門によって少なくとも 3 つの水道メーターが直列に接続されています。各計器間には一定の測定差があるため、直列接続されたメーター間のデータも異なります。たとえば、省エネおよび排出削減に取り組むある企業は、圧力計を直列に接続して測定値を取得していたため、データの矛盾をめぐって顧客と深刻な紛争を抱えていました。したがって、メーター操作モードの観点から見ると、カメラ直読メーター読み取りソリューションの利点は明らかです。複数の当事者間でデータを共有することの難しさという問題を巧みに解決しているため、長期的にはスマートメーターと共存できる余地と利点があります。

3. シーンの次元

使用シナリオの観点から見ると、複数のテーブルを 1 つに統合するという設計コンセプトは、実際の使用ニーズを満たしています。ここで複数のメーターを統合することには 2 つの意味があります。1 つは、異なるタイプ、ブランド、モデルの計器のデータが同じプラットフォームに収集されることです。もう 1 つは、異なるプロトコルを持つ機器のデータが同じプラットフォーム上で収集されることです。時間軸で見ると、例えば一つの物件の電気メーターを見ても、長期間の運用を経てみると、少なくとも十数種類、多いと数十種類になることもあります。水道会社には、さまざまなタイプ、ブランド、モデルの水道メーターがあります。ある時点から見てみると、工場にはさまざまな種類、ブランド、モデルの計測機器が存在します。機器に組み込まれているため交換できない機器もいくつかあります。これらの機器からのデータ集約の問題を解決するには、たとえすべてがスマートメーターであったとしても、さまざまなプロトコルとの互換性に多大な投資が必要です。したがって、この段階では多くのデータアイランドが存在します。物件によっては、メーター読み取りシステムが複数または数十個設置されている場合もあります。カメラベースの直接メーター読み取りソリューションには、視覚的な手段を通じてあらゆる種類のデータを最速で取得できるという当然の利点があり、計器データの孤立の問題を効果的に解決できます。

4 市場増加の次元

毎年、約 1 億個の機械式水道メーターと非遠隔圧力計が出荷されています。インテリジェント化が求められるこの市場は、スマートメーターの登場により拡大しており、大きな減少は見られません。これには、交換コストの問題、製品の信頼性の問題、頻繁なメーター読み取りの需要不足、交換に適したスマートメーターが見つからないことなど、多くの理由があります。この市場部分が、より軽量でシンプル、かつ高速な手段でインテリジェントなアップグレードを実現し、徐々に計器アフターマーケットの巨大な変革拠点へと変貌していくことは容易に想像できます。

5 結論

技術、操作モード、使用シーン、非遠隔伝送メーターの増分市場という4つの側面からの分析を通じて、上海のメーカーShucai IoT Technologyが製造する電池駆動のカメラ直読式無線メーター読み取り製品は、技術的な独自の優位性があるだけでなく、より多様な操作モードをサポートし、マルチメーター統合の実際のアプリケーションシーンの要件を満たし、アフターマーケット在庫市場で巨大な価値空間を持っていることは難しくありません。単なる「メーター」以上のこの製品形態は、機器インテリジェンスのプロセスにおいて重要な手段として機能します。優れたスマートメーター技術と長期にわたって共存し、その長所を生かして弱点を回避し、それぞれの利点を十分に発揮し、計器ネットワークのオンラインデータを継続的に改善し、計器データに基づくコア価値を促進します。