کنتورخوانی هوشمند و هوشمندسازی کنتورهای قدیمی
کنتورهای مکانیکی آب، گاز، برق و حرارت را می‌توان بدون تعویض کامل به سامانه‌ی کنتورخوانی هوشمند متصل کرد؛ از خروجی پالس و رابط نوری تا خوانش تصویری با OCR و ارتباط LoRaWAN یا NB-IoT.
تعریف مسئله
در ساختمان‌ها، کارخانه‌ها و شبکه‌های شهری، تعداد زیادی کنتور آب، گاز و برق قدیمی هنوز کار می‌کنند. این کنتورها اغلب سالم‌اند، اما داده‌ای ارسال نمی‌کنند و قرائت آن‌ها دستی انجام می‌شود. تعویض همه آن‌ها با کنتورهای هوشمند هزینه‌بر است و همیشه ضرورتی ندارد.
پیش از هر تصمیم، باید روشن شود هر کنتور از چه نوعی است، چه نمایشگری دارد و آیا امکان افزودن ماژول قرائت به آن وجود دارد. جمع‌آوری این اطلاعات در محل، به‌ویژه وقتی تعداد کنتورها زیاد و انواع آن‌ها متنوع است، کاری کند و پرخطاست.
رویکرد فنی
اپلیکیشن طوری طراحی شده است که کاربر از کنتور عکس بگیرد و سامانه با روش‌های بینایی ماشین، ویژگی‌های قابل مشاهده آن را تشخیص دهد: نوع کنتور، نوع نمایشگر مانند شمارنده مکانیکی یا نمایشگر دیجیتال، و وجود نشانه‌هایی مانند خروجی پالس یا درگاه نوری.
در گام بعد، OCR برای خواندن عدد نمایشگر و مشخصات روی پلاک به کار می‌رود. نتیجه این تحلیل با مجموعه‌ای از قواعد مقایسه می‌شود که روش‌های رایج ریتروفیت را توصیف می‌کنند؛ مثلاً استفاده از خروجی پالس موجود، ماژول خواننده نوری یا ماژول دوربین روی نمایشگر. خروجی، یک پیشنهاد اولیه است که باید با بازدید فنی تأیید شود.
معماری
-
۱
دریافت و پیش‌پردازش تصویر
اصلاح زاویه، نور و کیفیت تصویر و جدا کردن ناحیه کنتور و نمایشگر.
-
۲
طبقه‌بندی کنتور
تشخیص نوع کنتور و نوع نمایشگر با مدل‌های بینایی ماشین.
-
۳
خواندن متن و عدد با OCR
استخراج عدد شمارنده و مشخصات خوانای پلاک.
-
۴
موتور پیشنهاد ریتروفیت
قواعدی که ویژگی‌های تشخیص‌داده‌شده را به روش‌های مناسب نوسازی نگاشت می‌کنند.
-
۵
خروجی و یکپارچه‌سازی
گزارش ساخت‌یافته برای برنامه‌ریزی پروژه و امکان اتصال به سامانه‌های اینترنت اشیا.
قابلیت‌ها
- شناسایی نوع کنتور از روی تصویر
- تشخیص نوع نمایشگر مکانیکی یا دیجیتال
- خواندن عدد نمایشگر با OCR
- تشخیص نشانه‌های خروجی پالس یا درگاه نوری
- پیشنهاد روش مناسب ریتروفیت برای هر کنتور
- مقایسه ریتروفیت با تعویض کامل
- خروجی ساخت‌یافته برای برنامه‌ریزی پروژه
تعویض کامل یا ریتروفیت؟
برای هوشمندسازی کنتورهای قدیمی دو مسیر اصلی وجود دارد. در تعویض کامل، کنتور موجود برداشته و یک کنتور هوشمند جدید نصب می‌شود. در نوسازی مبتنی بر ریتروفیت، کنتور سر جای خود می‌ماند و یک ماژول قرائت به آن افزوده می‌شود تا داده‌ها به‌صورت خودکار ثبت و ارسال شوند. انتخاب میان این دو به نوع کنتور، وضعیت آن و الزامات پروژه بستگی دارد.
| معیار | تعویض کامل | ریتروفیت |
|---|---|---|
| دخالت در تأسیسات | معمولاً نیاز به باز کردن خط و قطع موقت سرویس | اغلب بدون دخالت در خط لوله یا مدار |
| هزینه اولیه | معمولاً بیشتر | معمولاً کمتر |
| استفاده از تجهیزات موجود | کنتور سالم کنار گذاشته می‌شود | عمر مفید کنتور موجود حفظ می‌شود |
| امکانات داده | بسته به مدل، امکانات کامل‌تر | محدود به آنچه از کنتور قابل خواندن است |
| مناسب برای | کنتورهای فرسوده یا ناسازگار | کنتورهای سالم با نمایشگر یا خروجی قابل خواندن |
اپلیکیشن برای کمک به همین تصمیم طراحی شده است: با مشخص کردن ویژگی‌های هر کنتور، روشن می‌کند کدام کنتورها کاندیدای ریتروفیت هستند و کدام‌ها احتمالاً باید تعویض شوند. مبحث ریتروفیت صنعتی این موضوع را از دید کلی‌تر بررسی می‌کند.
جریان داده و ملاحظات طراحی
تصاویر پیش از تحلیل پیش‌پردازش می‌شوند و نتیجه هر مرحله همراه با میزان اطمینان آن ثبت می‌شود. اگر اطمینان تشخیص پایین باشد، سامانه به‌جای حدس زدن، درخواست عکس بهتر یا بررسی دستی می‌دهد. قواعد پیشنهاد ریتروفیت جدا از مدل‌های تشخیص نگهداری می‌شوند تا بتوان آن‌ها را بدون آموزش دوباره مدل‌ها به‌روز کرد.
- تصاویر ممکن است شامل نشانی یا اطلاعات شخصی باشند؛ نگهداری آن‌ها باید حداقلی و مطابق الزامات حریم خصوصی باشد.
- پیشنهاد اپلیکیشن جایگزین بازدید فنی و بررسی الزامات قانونی اندازه‌گیری نیست.
- خروجی ساخت‌یافته امکان افزودن کنتورها به یک سامانه اینترنت اشیا را پس از نصب ماژول فراهم می‌کند.
در ادامه می‌توان تشخیص انواع بیشتری از کنتورها و اتصال مستقیم به سامانه‌های کنتورخوانی هوشمند را به سامانه افزود.
