遠(yuǎn)程儀表讀取設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種遠(yuǎn)程儀表讀取設(shè)備和方法。本發(fā)明有利地應(yīng)用于遠(yuǎn)程讀取流量計(jì) (特別是氣體流量計(jì)）的測(cè)量值，但是其他的應(yīng)用（水表、熱力表等）也是可能的。
【背景技術(shù)】
[0002] 流量計(jì)，特別是用戶端處的流量計(jì)，通常為殼體形式，該殼體包括一用于對(duì)具有刻 度輪的數(shù)字累加器進(jìn)行讀取的透明窗口。
[0003] 已經(jīng)提出用遠(yuǎn)程讀取系統(tǒng)來(lái)裝備這樣的儀表以用于遠(yuǎn)程傳輸消費(fèi)記錄。
[0004] 如圖1所示，這樣的遠(yuǎn)程讀取系統(tǒng)采用附接到儀表C上的殼體1的形式，將對(duì)該儀 表C進(jìn)行遠(yuǎn)程讀取。
[0005] 該殼體1集成了脈沖傳感器2,該脈沖傳感器2用于對(duì)固定到儀表C的機(jī)械累加器 TM的"單元"輪上的小磁體A的旋轉(zhuǎn)加以檢測(cè)。
[0006] 在殼體1的內(nèi)部設(shè)置有電子裝置3以對(duì)以此方式檢測(cè)到的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行計(jì)數(shù)并經(jīng)由該 殼體內(nèi)或外的發(fā)射器4與遠(yuǎn)程服務(wù)器交換數(shù)據(jù)，不同的計(jì)數(shù)記錄隨時(shí)間被發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù) 器。
[0007] 這樣的脈沖傳感器2例如為磁簧開(kāi)關(guān)（ampouleReed)或者甚至為具有霍爾效應(yīng) 的傳感器或磁阻傳感器，輪每新轉(zhuǎn)一圈，傳感器檢測(cè)到磁體通過(guò)傳感器的水平，該輪支承著 磁體并觸發(fā)一被電子裝置3所記錄的計(jì)數(shù)脈沖。
[0008] 這樣的傳感器是被校準(zhǔn)以響應(yīng)于非常特別的壓力的雙穩(wěn)態(tài)傳感器。
[0009] 當(dāng)磁體A處于儀表的讀數(shù)窗口的水平（正好位于讀取設(shè)備的傳感器的前方）時(shí)， 傳感器從一個(gè)狀態(tài)切換到另一狀態(tài)。
[0010] 因此，傳感器所允許的功能受到限制。
[0011] 特別是，例如，在單元輪處于磁體與傳感器徑向相對(duì)的位置上的情況下，傳感器無(wú) 法檢測(cè)到磁體A的存在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的在于對(duì)遠(yuǎn)程讀取儀表測(cè)量值的方法進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)。
[0013] 出于此目的，本發(fā)明提出了一種遠(yuǎn)程讀取設(shè)備，該遠(yuǎn)程讀取設(shè)備用于附接到儀表 上并且包括至少一個(gè)用于追蹤磁體的旋轉(zhuǎn)的傳感器，該磁體被集成到所述儀表的機(jī)械累加 器的輪中。傳感器被配置為確保對(duì)磁體的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行采樣追蹤。
[0014] 在可能的實(shí)施例中，傳感器為磁強(qiáng)計(jì)，例如3D磁強(qiáng)計(jì)。其靈敏度大約為微特斯拉 或更小。
[0015] 在另一實(shí)施例中，所述設(shè)備包括多個(gè)雙穩(wěn)態(tài)傳感器，所述多個(gè)雙穩(wěn)態(tài)傳感器被一 起配置為確保對(duì)磁體的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行追蹤。
[0016] 特別地，雙穩(wěn)態(tài)傳感器可包括不同取向和/或不同切換閾值。
[0017] 在另一變型中，所述設(shè)備可包括至少一個(gè)磁強(qiáng)計(jì)和至少一組雙穩(wěn)態(tài)傳感器。
[0018] 所述設(shè)備包括例如偶發(fā)性地喚醒磁強(qiáng)計(jì)的電子裝置。
[0019] 所述設(shè)備可包括電子裝置殼體和與該電子裝置殼體分離的形成傳感器的部分，該 形成傳感器的部分集成有被配置為確保對(duì)磁體的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行采樣追蹤的至少一個(gè)傳感器。
[0020] 形成傳感器的部分也可包括專門用于不同于對(duì)儀表的磁體的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行追蹤的功 能的傳感器。
[0021] 還為遠(yuǎn)程讀取設(shè)備設(shè)置了由例如鐵氧體型吸收材料制成的磁防護(hù)屏，該磁防護(hù)屏 可被貼附到傳感器上以使傳感器免受外界磁寄生的影響。
[0022] 本發(fā)明的另一目的在于一種遠(yuǎn)程儀表讀取方法，按照該方法，通過(guò)從上述設(shè)備中 的至少一個(gè)傳感器的輸出得到的采樣信號(hào)，對(duì)被集成到儀表的機(jī)械累加器的輪中的磁體的 旋轉(zhuǎn)執(zhí)行追蹤處理。
[0023] 特別地，當(dāng)傳感器為磁強(qiáng)計(jì)時(shí)，對(duì)從磁強(qiáng)計(jì)得到的信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償和濾波處理。
[0024] 作為一種變型，所述采樣信號(hào)的采樣周期等于n*20+10毫秒，其中n為整數(shù)。
[0025] 同樣地，在另一實(shí)施例中，對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行至少一次一致性測(cè)試。
[0026] 特別地，將所述采樣信號(hào)或起源于該采樣信號(hào)的信號(hào)與驗(yàn)證域相比較。
[0027] 在一實(shí)施例中，驗(yàn)證域?yàn)轭A(yù)定的域，有利地為預(yù)定的驗(yàn)證環(huán)形曲面。
[0028] 作為一種變型，驗(yàn)證域被以表格的形式存儲(chǔ)。
[0029] 在另一實(shí)施例中，所述驗(yàn)證域由自校準(zhǔn)過(guò)程來(lái)確定，該自校準(zhǔn)過(guò)程在磁化編碼輪 的至少一個(gè)完整旋轉(zhuǎn)中對(duì)磁特性進(jìn)行自學(xué)習(xí)。
[0030] 在另一實(shí)施例中，所述驗(yàn)證域起初是預(yù)先確定的，然后通過(guò)執(zhí)行自校準(zhǔn)過(guò)程被精 確化
[0031] 作為一種變型，所述一致性測(cè)試包括：將所述采樣信號(hào)的強(qiáng)度與閾值相比較，所述 閾值是根據(jù)經(jīng)自校準(zhǔn)過(guò)程所得到的所述信號(hào)的最小值和最大值。
[0032] 此外，在可能的實(shí)施例變型中，在需要時(shí)對(duì)所述采樣信號(hào)或起源于該采樣信號(hào)的 信號(hào)進(jìn)行分析以從所述信號(hào)的演進(jìn)中推導(dǎo)出任何表征故障的特征（signature)。
[0033] 此外，所述儀表可以是起初未設(shè)置有磁體的機(jī)械儀表，該起初未設(shè)置有磁體的機(jī) 械儀表在安裝之前被修正或者借助于合適的工具被就地添加一移動(dòng)的磁片。
[0034] 在可能的實(shí)施例變型中，至少一個(gè)操作余量被確定，該至少一個(gè)操作余量對(duì)應(yīng)于 至少一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)傳感器所經(jīng)受的磁場(chǎng)的極值與所述至少一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)傳感器的切換閾值之 間的差異?？稍谒鰞x表的操作過(guò)程中根據(jù)所述磁強(qiáng)計(jì)所測(cè)量的值以及對(duì)所述切換閾值的 測(cè)量來(lái)確定所述至少一個(gè)操作余量?？稍谒鰞x表停止時(shí)根據(jù)所述磁強(qiáng)計(jì)所測(cè)量的至少一 個(gè)值以及所述切換閾值的預(yù)定值來(lái)確定所述至少一個(gè)操作余量。
【附圖說(shuō)明】
[0035] 通過(guò)以下描述，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將顯現(xiàn)，描述是示例性和非限定性的，并 且必須參考附圖進(jìn)行考慮，在附圖中：
[0036] 圖1示意性地示出了配備有遙測(cè)設(shè)備的儀表；
[0037] 圖2A和圖2B比較性地示出了在機(jī)械累加器的單元輪的磁體的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中由三維 (3D)磁強(qiáng)計(jì)進(jìn)行的測(cè)量以及雙穩(wěn)態(tài)傳感器的切換；
[0038] 圖3示出了本發(fā)明示例性實(shí)施例的示例的不同處理步驟；
[0039] 圖4A至圖4F示出了進(jìn)行一致性測(cè)試的過(guò)程中可記錄的不同類型的特征；
[0040] 圖5示出了通過(guò)平行六面體離散化的校準(zhǔn)方法；
[0041] 圖6示出了 "行程長(zhǎng)度編碼"型的壓縮方法；
[0042] 圖7、8和9示出以球坐標(biāo)表示的驗(yàn)證域的示例；
[0043] 圖10示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的總體自校準(zhǔn)過(guò)程；
[0044] 圖IOA至圖IOD示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自校準(zhǔn)過(guò)程的示例；
[0045] 圖IlA至圖IlB示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的計(jì)數(shù)過(guò)程的示例；
[0046] 圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的遠(yuǎn)程讀取設(shè)備的另一可能實(shí)施例；
[0047] 圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的遠(yuǎn)程讀取設(shè)備的又一可能實(shí)施例；
[0048] 圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的遠(yuǎn)程讀取設(shè)備的傳感器的可能布置，該布置適于計(jì)算 操作余量；
[0049] 圖15示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例計(jì)算操作余量的示例。
【具體實(shí)施方式】
[0050] 根據(jù)可能實(shí)施例的遙測(cè)設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)可以是參考圖1所述的結(jié)構(gòu)類型。
[0051] 然而，取代脈沖傳感器2的傳感器不是雙穩(wěn)態(tài)傳感器而是磁強(qiáng)計(jì)，雙穩(wěn)態(tài)傳感器 發(fā)出切換脈沖，磁強(qiáng)計(jì)使得能夠?qū)Υ艌?chǎng)進(jìn)行測(cè)量。
[0052] 這樣的傳感器例如是靈敏度在微特斯拉或更小的量級(jí)上的3D磁強(qiáng)計(jì)傳感器。
[0053] 這樣的傳感器例如為通常被用來(lái)實(shí)現(xiàn)一些PDA中的羅盤功能的傳感器（例如，智 能電話中所使用的部件AsahiKaseiAK8975)。這樣的傳感器具有基于硅技術(shù)的結(jié)構(gòu)并且 通常對(duì)于1000微特斯拉的磁化偏移（excursionsd'aimantations)具有0? 3微特斯拉的 靈敏度。
[0054] 將會(huì)理解的是，這樣的傳感器2持久地測(cè)量磁體A的磁場(chǎng)。
[0055] 在支承磁體A的輪旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，磁強(qiáng)計(jì)傳感器所進(jìn)行的測(cè)量如圖2a(三個(gè)軸上 的分量以及模值）所示。
[0056] 如與圖2b的對(duì)比所示出的那樣，該測(cè)量攜帶的信息比開(kāi)/關(guān)雙穩(wěn)態(tài)傳感器（磁阻 傳感器/磁簧開(kāi)關(guān)）給出的信息多得多，開(kāi)/關(guān)雙穩(wěn)態(tài)傳感器被校準(zhǔn)以檢測(cè)磁體是否沿給 定方向通過(guò)最接近于該傳感器的點(diǎn)（在此情況下，傳感器經(jīng)在1000微特斯拉下的切換校準(zhǔn) 被取向?yàn)闄z測(cè)針對(duì)X軸的通過(guò)）。
[0057] 以此方式得到的測(cè)量結(jié)果（圖2a)被處理以從中推導(dǎo)出與遠(yuǎn)程讀取設(shè)備和儀表的 運(yùn)行有關(guān)的各種信息。
[0058] 為此，例如，殼體1的電子裝置3包括微處理器，該微處理器在收到傳感器2的信 號(hào)時(shí)執(zhí)行一定數(shù)量的處理事件。
[0059] 特別地，如圖3所示，電子裝置3隨時(shí)間對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行采樣（步驟5)。
[0060] 得到的數(shù)字信號(hào)隨后被壓縮（步驟6)和濾波（步驟7)以補(bǔ)償?shù)卮艌?chǎng)及消除寄生 磁噪聲。
[0061] 隨后對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行一致性測(cè)試（步驟8)。這些測(cè)試比較例如不同操作步驟的特 征閾值下測(cè)量到的3D矢量。
[0062] 在運(yùn)行中并且如果磁體A與傳感器2之間的耦合是令人滿意的，則測(cè)量的矢量的 端部在優(yōu)選地環(huán)形曲面驗(yàn)證域（toricvalidationvolume)中描繪出將機(jī)械累加器TM的 單元輪的整個(gè)旋轉(zhuǎn)的軌跡?？赡艿囊恢滦詼y(cè)試包括驗(yàn)證該軌跡是否包括在驗(yàn)證域中，該驗(yàn) 證域有利地為圍繞表征正確操作和令人滿意的測(cè)量品質(zhì)的期望中間軌跡所限定的驗(yàn)證環(huán) 形曲面（圖4a)。
[0063] 此外，在存在相對(duì)于驗(yàn)證域（或更一般地驗(yàn)證閾值）的偏移的情況下，所執(zhí)行的處 理事件通過(guò)識(shí)別采集到的場(chǎng)測(cè)量結(jié)果的演進(jìn)中的以下各項(xiàng)來(lái)表征所確定的功能故障：代表 例如操作故障9a(磁體故障、遠(yuǎn)程讀取設(shè)備的電源故障等）的特征、或者甚至遠(yuǎn)程讀取設(shè)備 的移除9c或借助于靠近儀表C和遠(yuǎn)程讀取設(shè)備的磁體所進(jìn)行的欺詐嘗試（tentativede fraude)%。例如，場(chǎng)測(cè)量信號(hào)的突然消失將被看作代表移除（圖4b);突然的增加將被看 作代表通過(guò)將磁體靠近所進(jìn)行的欺詐嘗試（圖4c);或多或少超出驗(yàn)證域但在驗(yàn)證域上下 限附近的變動(dòng)將代表傳感器的不良定位（不良角度定位、松動(dòng)等）（圖4d);驗(yàn)證域中的固 定測(cè)量結(jié)果代表系統(tǒng)正在工作，但儀表被停止（圖4e);所測(cè)量的