Kamera Edge AI dengan OCR untuk membaca angka meter air panas bagi pasukan kejuruteraan kilang industri di Thailand
Kamera dihalakan ke muka meter air panas sedia ada, membaca angkanya melalui OCR pada peranti (pengecaman angka daripada imej) menggunakan Edge AI, kemudian menghantar bacaan ke pelayan melalui API atau MQTT bagi menggantikan catatan manual. Kami mereka bentuk unit kamera, papan kawalan dan kotak pelindung untuk syarikat kejuruteraan kilang di Thailand pada 2024–2025, serta menguji perisian OCR dengan foto muka meter sebenar pada papan komputer kecil.
- Industri
- Pembuatan am
- Tahun
- 2024–2025
- Skop pekerjaan
- Reka bentuk 1 set pembaca meter air panas jenis dail nombor — kamera dalam kotak pelindung (Housing Case) yang direka bentuk mengikut saiz badan meter, menghala ke dail sedia ada · papan kawalan terbenam (Embedded Controller) dengan penyesuai kuasa, menjalankan model OCR untuk membaca nombor pada peranti · menghantar nilai melalui API atau MQTT ke pelayan pelanggan, tanpa menyimpan pangkalan data dalam peranti, kitaran bacaan setiap 1–2 minit · perisian Python · 2 kriteria ujian: nombor yang dibaca oleh kamera dan nilai yang dihantar melalui API sepadan dengan dail · ujian OCR dengan foto dail meter sebenar pada papan komputer kecil, dan pengukuran saiz badan meter sebenar untuk mereka bentuk kotak pelindung
Ringkasan
- Prototaip set kamera Edge AI yang direka bentuk untuk dipasang menghala ke dail meter air panas sedia ada, membaca nombor dengan OCR pada peranti, kemudian menghantar nilai melalui API atau MQTT ke pelayan pelanggan, menggantikan keperluan seseorang pergi mencatat nilai.
- Set peranti hanya membaca dan menghantar nilai, tanpa menyimpan pangkalan data dalam peranti. Papan pemuka dan amaran pula berada di bahagian sistem pelanggan.
- Sistem direka bentuk untuk 1 set kamera, kitaran bacaan setiap 1–2 minit dan 2 kriteria ujian, iaitu nombor yang dibaca oleh kamera dan nilai yang dihantar melalui API mesti sepadan dengan dail.
- Dalam ujian dalaman, perisian OCR dapat membaca nombor daripada foto dail meter sebenar pada papan komputer kecil. Ketepatan di lokasi pemasangan diukur dengan 2 kriteria ujian sistem.
- Nilai keyakinan model bukan ketepatan, selagi nombor yang dibaca belum dibandingkan dengan nombor pada dail sebenar.
Masalah di tapak
Meter air panas pelanggan ialah jenis dail nombor. Untuk mengetahui nilai penggunaan air, seseorang perlu pergi membaca meter, kemudian mencatat atau memasukkannya ke dalam sistem secara manual. Oleh itu, data lambat masuk dan berkemungkinan tersilap catat. Pasukan jurutera IoT (peranti yang menghantar data melalui rangkaian) pelanggan mahu nilai daripada dail masuk ke pelayan mereka sendiri secara automatik untuk digunakan dengan papan pemuka dan amaran.
Apa yang kami lakukan
Kami mereka bentuk set pembaca meter yang terdiri daripada kamera, papan kawalan terbenam (Embedded Controller) dan kotak pelindung kamera (Housing Case), untuk dipasang menghala ke dail meter sedia ada, supaya papan tersebut membaca nombor dengan model OCR pada peranti itu sendiri, kemudian menghantar nilai melalui API atau MQTT (protokol penghantaran data untuk peranti IoT) ke pelayan pelanggan. Sistem direka bentuk untuk 1 set kamera, 2 kriteria ujian dan kitaran bacaan setiap 1–2 minit.
- Kamera menghala ke dail meterDalam kotak pelindung (Housing Case)
- Embedded ControllerEdge AI + OCR membaca nombor
- Menghantar nilai melalui API / MQTT
- Pelayan milik pelangganPapan pemuka/amaran di bahagian pelanggan
Hasil ujian dengan bahan kerja sebenar
Dalam ujian dalaman, perisian OCR dapat membaca nombor daripada foto dail meter sebenar pada papan komputer kecil, dan kami mengukur saiz badan meter sebenar untuk mereka bentuk kotak pelindung kamera. Ketepatan di lokasi pemasangan diukur dengan 2 kriteria ujian, iaitu nombor yang dibaca oleh kamera dan nilai yang dihantar melalui API mesti sepadan dengan dail.
Latar belakang masalah
Sistem ini membaca nilai daripada meter air panas jenis dail nombor dengan kamera, kemudian menghantarnya ke dalam sistem tanpa memerlukan seseorang pergi mencatatnya. Meter pelanggan hanya memaparkan nilai pada dail. Untuk mengetahui nilai penggunaan air, seseorang perlu pergi membacanya di lokasi pemasangan, kemudian mencatat atau memasukkannya ke dalam sistem secara manual. Oleh itu, data lambat masuk dan berkemungkinan berlaku kesilapan semasa mencatat atau memasukkannya.
Pelanggan ialah syarikat dalam bidang kejuruteraan kilang di Thailand. Pasukan jurutera IoT (peranti yang menghantar data melalui rangkaian) pelanggan mempunyai pelayan dan papan pemuka sendiri. Keperluan mereka ialah peranti yang menukar nombor pada dail kepada data, kemudian menghantarnya ke dalam sistem tersebut.
Apakah Edge AI dan OCR
Edge AI ialah kaedah yang membolehkan peranti di lokasi kerja memproses AI sendiri, dan bukannya menghantar semua imej ke pelayan. OCR (Optical Character Recognition) pula ialah pembacaan huruf atau nombor daripada imej. Apabila digunakan bersama, peranti hanya menghantar nombor yang dibaca, iaitu data bersaiz kecil.
Keperluan dan kekangan
Set pembaca meter perlu berfungsi dengan meter sedia ada dan menghantar nilai ke dalam sistem yang sudah dimiliki oleh pelanggan. Keperluan sistem adalah seperti berikut
- Dipasang pada meter air panas sedia ada tanpa menukar meter, oleh itu kotak pelindung kamera perlu direka bentuk mengikut saiz badan meter
- Membaca nombor pada peranti, kemudian menghantar nilai melalui API atau MQTT ke pelayan pelanggan
- Set peranti tidak menyimpan pangkalan data dalam peranti; papan pemuka dan amaran berada di bahagian sistem pelanggan
- Konfigurasi 1 set kamera; kamera menyokong kitaran bacaan setiap 1–2 minit
- 2 kriteria ujian, iaitu kamera membaca nombor pada dail dengan betul, dan nilai yang dihantar melalui API sepadan dengan dail
Mengapa memilih untuk memasang kamera yang membaca dail sedia ada, dan bukannya menukar meter
Kami memilih untuk memasang kamera yang menghala ke dail sedia ada kerana keperluannya ialah memasukkan nilai yang sudah dipaparkan oleh meter ke dalam sistem. Pendekatan ini tidak memerlukan meter dibuka dan ditukar, dan kerja kami berakhir pada penghantaran nilai melalui API atau MQTT ke pelayan pelanggan.
Kami membolehkan peranti membaca nombor sendiri di lokasi kerja (Edge AI), oleh itu imej tidak perlu dihantar ke pelayan untuk diproses. Data yang dihantar hanyalah nombor yang dibaca. Langkah kerja sistem adalah seperti berikut
- 1
Kamera dalam kotak pelindung menghala ke dail
Kamera berada dalam kotak pelindung (Housing Case) yang direka bentuk mengikut saiz badan meter, dan merakam imej ruang nombor pada dail mengikut kitaran yang ditetapkan
- 2
Membaca nombor pada peranti
Papan kawalan terbenam (Embedded Controller) menjalankan model OCR untuk membaca nombor daripada imej secara sendiri
- 3
Menghantar nilai melalui API atau MQTT
Nombor yang dibaca dihantar sebagai data ke pelayan pelanggan. Set peranti tidak menyimpan pangkalan data dalam peranti
- 4
Pelanggan menggunakan nilai tersebut dalam sistem mereka sendiri
Pasukan pelanggan memaparkan nilai yang diperoleh pada papan pemuka, menetapkan amaran, atau menggabungkannya dengan data lain dalam sistem sedia ada
Komponen sistem
Sistem terdiri daripada set perkakasan pembaca meter, konfigurasi kamera AI dan penghantaran nilai, direka bentuk untuk 1 set kamera, kitaran bacaan setiap 1–2 minit dan 2 kriteria ujian. Komponennya adalah seperti berikut
- Kamera untuk membaca meter (Camera for check meter)
- Papan kawalan terbenam (Embedded Controller) dengan penyesuai kuasa
- Kotak pelindung kamera (Housing Case)
- Konfigurasi kamera AI untuk membaca nombor pada dail dan menghantar nilai melalui API atau MQTT
Spesifikasi kerja mempunyai 2 versi: versi pertama pada tahun 2024, manakala versi semakan pada tahun 2025 menambah kerja mereka bentuk kotak pelindung perkakasan.
Apa yang kami bina dan uji
Kami menguji kod OCR dalam bahasa Python dengan foto dail meter sebenar pada papan komputer kecil, dan nombor dapat dibaca. Keputusan ini datang daripada ujian dalaman kami dengan foto. Selain itu, kami mengukur saiz badan meter sebenar untuk mereka bentuk kotak pelindung kamera.
2 kriteria ujian sistem digunakan untuk pengukuran dengan meter di lokasi pemasangan, oleh itu angka ketepatan dan kelajuan perlu diukur daripada peringkat tersebut. Halaman ini hanya melaporkan keputusan yang telah diuji.
Skop keputusan ujian
Keputusan ini datang daripada foto dail yang digunakan untuk ujian. Keadaan cahaya, sudut kamera dan keadaan dail di lokasi pemasangan mungkin berbeza daripada set imej tersebut, dan ujian baharu dengan meter anda diperlukan.
Apakah yang kita pelajari
Kerja ini memberikan prinsip berikut untuk kerja membaca meter dengan kamera
- Kriteria penerimaan kerja perlu dibandingkan dengan nombor pada dail sebenar, baik di sumber mahupun di destinasi. Sistem ini membahagikan kriteria ujian kepada 2 perkara, iaitu nilai yang dibaca oleh kamera dan nilai yang diterima di destinasi melalui API. Nilai keyakinan (confidence, iaitu skor yang diberikan oleh model kepada hasilnya sendiri) bukan ketepatan, selagi hasilnya belum dibandingkan dengan dail sebenar.
- Kedudukan kamera dan kotak pelindung ialah sebahagian daripada skop kerja sejak awal. Kotak pelindung menentukan jarak dan sudut kamera. Kerja ini mengukur saiz badan meter sebenar, dan versi semakan spesifikasi kerja menambah kerja mereka bentuk kotak pelindung.
- Bahagikan tugas antara peranti dengan sistem destinasi dengan jelas. Dalam kerja ini, set kamera hanya membaca dan menghantar nilai, manakala papan pemuka dan amaran berada di bahagian pelanggan. Saluran API atau MQTT ialah titik penyerahan yang boleh diperiksa oleh kedua-dua pihak.
Bagaimana pendekatan ini boleh digunakan pada meter di kilang anda
Jika kilang anda masih memerlukan orang berjalan membaca meter jenis dail nombor, dan mempunyai sistem yang menerima data melalui API atau MQTT, anda boleh menggunakan pendekatan yang sama seperti sistem ini, iaitu memasang kamera yang menghala ke dail sedia ada, membaca nombor pada peranti, kemudian menghantar nilai sahaja ke dalam sistem. Bahagian yang perlu disesuaikan ialah kotak pelindung dan ujian dengan meter anda sendiri.
Bahagian yang boleh digunakan semula dan bahagian yang perlu diubah suai
| Bahagian sistem | Boleh digunakan semula | Perlu diubah suai apabila |
|---|---|---|
| Kamera dan kotak pelindung | Konsep memasang kamera dalam kotak pelindung yang menghala ke dail sedia ada | Jika model atau saiz meter berbeza, atau ruang di sekeliling paip terhad, pengukuran perlu dibuat dan kotak pelindung perlu direka bentuk semula |
| Pembacaan nombor | Pembacaan dengan OCR pada peranti | Jika jenis dail berbeza, atau keadaan dail dan cahaya berbeza daripada imej yang diuji, ujian perlu dibuat dahulu dengan imej dail sebenar anda |
| Penghantaran nilai | Penghantaran nilai melalui API atau MQTT | Jika sistem destinasi menerima data dengan cara lain, format data dan saluran baharu perlu dipersetujui |
| Papan pemuka dan amaran | Berada di bahagian sistem destinasi, bukan dalam set peranti ini | Jika anda belum mempunyai sistem paparan, perkara itu perlu ditetapkan sebagai skop kerja tambahan |
- Sediakan bekalan kuasa peranti dan rangkaian di lokasi pemasangan, serta semak dasar rangkaian organisasi
- Rancang ujian dengan membandingkan nombor yang dibaca oleh sistem dengan nombor pada dail sebenar sebelum nilai digunakan
Baca seterusnya
- Perkhidmatan pembangunan sistem pemeriksaan dan kawalan khusus
- Perkhidmatan perundingan dan reka bentuk sistem AI / IoT
- DoRare View: membaca paras air daripada kamera CCTV sedia ada
- Kes stesen paras air DoRare di tepi sungai di beberapa wilayah
- Kes kamera OCR yang membaca label gelendong komponen dan mencetak pelekat kod bar
Teknologi yang digunakan
Soalan Sering Ditanya
Adakah meter air sedia ada perlu ditukar?
Tidak perlu. Dalam reka bentuk yang disediakan, set kamera berada dalam kotak pelindung yang dipasang menghala ke dail meter sedia ada. Namun, saiz meter dan ruang di sekeliling paip perlu diukur terlebih dahulu untuk mereka bentuk kotak pelindung yang sesuai.
Di manakah nilai yang dibaca dipaparkan?
Set peranti menghantar nilai melalui API atau MQTT ke pelayan pelanggan. Dalam sistem ini, papan pemuka dan amaran berada di bahagian sistem pelanggan. Jika anda mahu kami turut membangunkan bahagian paparan, perkara itu perlu ditetapkan sebagai skop kerja tambahan.
Apakah yang perlu disediakan di lokasi pemasangan?
Perlu ada bekalan kuasa untuk peranti, rangkaian yang dapat menghantar nilai melalui API atau MQTT sehingga ke pelayan destinasi mengikut dasar rangkaian organisasi, serta maklumat saiz meter dan ruang di sekeliling paip untuk mereka bentuk kotak pelindung.
Sejauh manakah ketepatan kamera membaca nombor?
Ujian dalaman mengesahkan bahawa nombor dapat dibaca daripada foto dail sebenar. Ketepatan di lokasi pemasangan pula diukur dengan 2 kriteria ujian sistem, iaitu membandingkan nombor yang dibaca oleh kamera dan nilai yang dihantar melalui API dengan dail sebenar. Oleh itu, halaman ini tidak menyatakan angka ketepatan yang belum diukur.
Jika ingin digunakan pada meter jenis lain, apakah yang perlu disediakan?
Mulakan dengan menghantar imej dail sebenar, model meter dan maklumat lokasi pemasangan kepada kami untuk dinilai. Kami telah menguji dengan meter air jenis dail nombor; meter jenis lain perlu dinilai semula. Harga ditetapkan selepas penilaian kerana bergantung pada model meter, bilangan lokasi dan sistem destinasi.
