CN110418941B - 用于从公用事业仪表获得信息的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于从公用事业仪表(160)获得信息的方法(400)，所述方法(400)包括以下步骤：将所发射的辐射引导(410)到所述公用事业仪表(160)的旋转元件(110)上；接收(420)入射辐射，所述入射辐射包括来自所述旋转元件(110)的反射表面(1102)的反射辐射，所述反射表面(1102)具有标记(1104)；确定(430)所述入射辐射的强度的瞬时值；根据所述入射辐射的强度的所确定值中较早的值确定(440)参考值；以及根据所述参考值和所述瞬时值来检测(450)所述标记(1104)的通过。

Description

用于从公用事业仪表获得信息的方法和系统

本发明的实施例涉及公用事业仪表(utility meter)，更具体地涉及用于从公用事业仪表获得信息的方法和系统，所述方法和系统是节能的。

固定在诸如电力/水/燃气表等公用事业仪表上的传感器是已知的，所述公用事业仪表具有旋转盘，在旋转盘的反射表面上具有反射点或黑点。传感器是具有发射器和检测器(或接收器)的光学传感器，所述发射器朝向旋转盘发射辐射，并且所述检测器接收来自旋转盘的反射表面的反射辐射以简单地检测旋转盘的旋转数，如例如以下文献中所见的：US 5627462A、EP 2634537、US 2015/015414、GB 2349945、GB 2303712、WO 97/05454和US6686731B2。

然而，所接收的检测到的辐射还将包括其他光(例如环境光)，并且检测到的辐射的变化可能源于除标记的存在之外的其他因素，例如当在安装公用事业仪表的房间中打开/关闭灯时和/或如果一天中日光/阴影等变化的话。进一步地，由于这些传感器是电池供电的，因此希望保持发射器的输出强度尽可能低，同时确保能够记录旋转盘的每次旋转。

另外，旋转元件的反射可能会沿其圆周变化，因此希望在确定标记的通过时考虑到这一点。

因此，现有技术中仍然需要克服了这些问题和缺点的用于从公用事业仪表获得信息的改进的方法和改进的系统。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于从公用事业仪表获得信息的方法，所述方法包括以下步骤：

将辐射发射到公用事业仪表的旋转元件上；

接收入射辐射，所述入射辐射包括来自旋转元件的反射表面的反射辐射，所述反射表面具有标记；

在多个时间点中的每个时间点：

-在所述时间点确定入射辐射的强度的瞬时值；

-根据在所述多个时间点中的其他时间点确定的入射辐射的强度的值来确定参考值，其他时间点早于所述时间；以及

-根据参考值和瞬时值来检测标记的通过。

所述方法允许消除由于环境或周围条件引起的不期望的影响。

在本上下文中，“公用事业仪表”是被配置成量化诸如电力、燃气、水等公用事业的消耗或输送的元件。公用事业仪表通常设置在每个房屋或公寓中，但也用于更大数量的房屋/家庭或用于公司等。通常，公用事业仪表具有旋转元件以及数值读数。旋转元件通常在已经消耗或输送预定量的公用事业时旋转一次完整旋转，并且数值读数描述了由可旋转元件执行的旋转数。本发明涉及从旋转元件得到信息。

在本上下文中，“旋转元件”是旋转盘或例如旋转针。当旋转元件是旋转盘时，旋转盘将具有通常沿其周边或边缘的一个或多个标记以便提供可见元件。该标记可以比旋转盘的其他部分更多或更少地反射。通常，辐射被引导到旋转盘的边缘上，并且标记可以是盘边缘的较暗的、反射较少的部分。当然，边缘可以替代地反射较少而标记更具反射性。当旋转元件是针或其他非圆形(例如椭圆形)元件时，辐射可以被引导到公用事业仪表中的、针所通过的一部分，并且该部分的反射可以与辐射所作用的针部分的反射不同。

在本上下文中，从公用事业仪表得到的“信息”可以是旋转元件的运动，例如其旋转次数、旋转频率等。

在本上下文中，“辐射”是指任何类型的电磁辐射，例如具有预定义的频率范围。例如，辐射可以是可见光。

在本上下文中，旋转元件的“反射表面”是所发射的辐射被引导到的旋转元件的任何表面，并且所述表面关于所发射的辐射具有非零反射率。

在本上下文中，“标记”可以是反射表面的一部分，所述部分相对于反射表面的其余部分具有可区分的更高反射率或可区分的更低反射率。

在本上下文中，“瞬时值”可以是仅在当前时刻估计的值，例如最近的可用值。该值是在多个时间点中的每个时间点确定的，并且将通常用于确定用于至少一些稍后确定的瞬时值的参考值。

瞬时值和相应参考值的确定可以执行任何次数，例如执行2、3、4、5、10、20、50、100次，或甚至周期性地、间歇地或永久地执行。

在本上下文中，“历史值”可以是在当前时刻之前开始且在当前时刻之前或当前时刻终止的任何时间段内估计的一组值。这些值是在多个时间点中的较早时间点确定的瞬时值。因此，参考值是根据较早的瞬时值确定的。

在本上下文中，从第一值到另一值的“偏移”是指差值，例如从另一值减去第一值而获得的值。进一步地，“偏移方向”是指差值的符号。如果另一值大于第一值，则从第一值到另一值的偏移方向将为正。同理，从另一值到第一值的偏移方向将为负。此外，如果两个偏移方向相同，则它们可以都为正或者可以都为负。

在本上下文中，当第一值变得大于另一值时，第一值在正方向上“越过”另一值。然而，如果第一值在负方向上(或与正方向相反)越过另一值，则第一值变得小于另一值。

在一个实施例中，所述方法进一步包括基于参考值调整所发射辐射的强度的步骤。可以通过控制馈送到发射器的功率来获得这种调整。调整强度允许在各个阶段节省电力，从而使本发明适合于电池供电。

在一个实施例中，旋转元件是旋转针或旋转盘。通常，辐射朝向旋转盘的边缘发射并从旋转盘的边缘反射。通常，辐射发射器和辐射检测器定位在旋转盘的平面中。当旋转元件是旋转针时，辐射可以被引导朝向针所通过的位置，使得可以从反射的辐射确定针的通过。关于针，标记可以是针的通过辐射束的一部分。

在一个实施例中，确定瞬时值的步骤包括连续确定瞬时值的步骤。连续确定的优点是确保检测到标记。这适用于旋转元件以相当高的速率旋转的应用。然而，这给出了更高的功耗，并且在旋转元件以非常小的角速度旋转的应用中效率低下。

在一个实施例中，确定瞬时值的步骤包括间歇地确定瞬时值的步骤。间歇确定降低功耗适合于旋转元件预期不会以过高的速率旋转的情况。

当然，可以以多种方式确定参考值。在本上下文中，期望参考值随着瞬时值而变化以便能够适应环境光的变化，但是变化的更慢，以使得可以检测到标记的通过。提供这种行为的一种类型的数学运算是平均值。可以以多种方式确定平均值。在一个实施例中，参考值是历史值的移动平均值，例如在预定时间段内获得的历史值或者仅仅是预定数量的历史值(通常是最近的历史值)的移动平均值。例如，可以对最近的2、4、8、16、32、64个值计算移动平均值。当然，可以使用任何数量的值。参考值(例如移动平均值)可以替代地基于在以当前或之前的时间点结束的预定时间段(例如最近的1到1000秒、例如5到100秒或5到20秒)期间获得的值来确定。

在一个实施例中，在每个第一预定时间段之后更新参考值(例如移动平均值)。例如取决于应用，每个间隔为0.1至100Hz、1至50Hz或1至5Hz。可替代地，可以针对所确定的每个瞬时值更新参考值。

在一个实施例中，检测步骤进一步包括根据参考值确定第一阈值的步骤。

在一个实施例中，检测步骤进一步包括以下步骤：更新第一阈值，以确保第一阈值总是与参考值相距第一最小偏移。在标记比反射表面的其余部分具有较低反射性的情况下，可以确定第一阈值小于参考值，然而，如果标记比表面的其余部分更具反射性，则优选地确定第一阈值大于参考值。

在一个实施例中，检测步骤进一步包括根据参考值或第一阈值确定第二阈值的步骤，所述第二阈值与第一阈值相距第二最小偏移，其中，第一最小偏移和第二最小偏移在相同方向上。第一阈值优选地恒定地介于参考值与第二阈值之间。

可以计算第二阈值以确保标记的检测不是环境光的变化的结果。因此，第二最小偏移与第一阈值保持一致，以确保排除由于环境条件引起的入射辐射强度的相当小的变化。

在一个实施例中，检测步骤进一步包括根据与第二预定时间段相对应的历史值来确定第三阈值的步骤。第三阈值可以充当第二阈值的下边界，以确保第二阈值不被确定为不切实际的低值。

在一个实施例中，所述方法进一步包括以下步骤：当参考值落在预定值或间隔之外时，将预定义的一组值分配给参考值、以及所使用的第一阈值、第二阈值和第三阈值中的任何一个。预定义的一组值可以确保仍然会记录标记的大多数出现。

在一个实施例中，当瞬时值首先在第一最小偏移和第二最小偏移的方向上越过第二阈值、然后瞬时值在与第一最小偏移和第二最小偏移的方向相反的方向上越过第一阈值时，检测到标记的通过。以这种方式，将考虑例如由于环境光打开/关闭且再次关闭/打开或者如果云在太阳前面经过引起的环境光强度下降而导致的误差。

在一个实施例中，检测步骤进一步包括在瞬时值越过第二阈值的时间点与瞬时值越过第一阈值的时间点之间保持第一阈值和第二阈值恒定的步骤。因此，在标记的通过期间，阈值被固定为基于历史值的参考值，否则，由于标记的不同反射，所述参考值可能偏离期望值并且因此将阈值拖出期望范围。

在一个实施例中，所述方法进一步包括确定瞬时值越过第二阈值并且然后越过第一阈值之间的标记宽度间隔的步骤。然后，如果其所确定的标记宽度小于先前检测到的标记的宽度间隔的预定分数(fraction)，则可以丢弃标记通过的下一次假设的检测。这有助于丢弃标记的通过的伪信号或误报。当然，标记宽度将取决于旋转元件的速度，并且因此可以变化。这一点可以在确定分数时考虑在内，使得可以接受一些速度偏差，但是非常大的速度偏差将导致宽度变化太大并且因此可以被丢弃。

在一个实施例中，调整步骤进一步包括使所发射的辐射(例如辐射发射器)停用第三预定时间段的步骤。使辐射发射器停用一段时间自然将会节省电力。另一方面，期望确保检测到标记的下一次通过，因此辐射发射器仅在标记的通过之间所预期的一部分时间内被停用。辐射发射器停用的替代方案是减小辐射脉冲的发射频率和/或减小脉冲宽度。

在一个实施例中，调整步骤进一步包括将所发射的辐射作为具有预定脉冲宽度持续时间的脉冲并且以预定频率发射的步骤。这降低了在检测到标记的通过与下一次检测到标记的通过之间所发射的辐射的强度。这将再次节省电力，同时仍然能够接收从旋转元件的反射部分反射的辐射。

在一个实施例中，预定频率位于1至100Hz的范围内，例如1至50Hz、例如3至30Hz，其中，高频可以是20至100Hz并且低频可以是1至20Hz，并且脉冲宽度持续时间位于2微秒到3.5毫秒的范围内，其中，小脉冲宽度可以是2至500微秒，并且大脉冲宽度是0.5至3.5毫秒。

在一个实施例中，调整步骤进一步包括还基于瞬时值来调整所发射辐射的强度。

本发明的第二方面涉及一种用于从公用事业仪表获得信息的系统，所述系统包括：

辐射发射器，所述辐射发射器被配置成将所发射的辐射引导到公用事业仪表的旋转元件上；

辐射检测器，所述辐射检测器被配置成接收入射辐射，所述入射辐射包括来自旋转元件的反射表面的反射辐射，所述反射表面具有标记；

控制模块，所述控制模块被配置成在多个时间点中的每个时间点：

在所述时间点确定所述入射辐射的强度的瞬时值；

根据在所述多个时间点中的其他时间点确定的所述入射辐射的强度的值来确定参考值，其他时间点早于所述时间点；以及

根据参考值和瞬时值来检测标记的通过。

在这方面，辐射发射器可以是配置成输出辐射的元件，原则上可以使用任何波长或波长间隔。辐射发射器可以是激光器、激光二极管、LED和OLED、或任何其他类型的辐射发射器。

辐射检测器可以基于任何类型的技术，例如级联技术、CCD技术等。辐射检测器输出与所接收辐射的强度相关的信号。当然，可以在辐射检测器的前面提供滤光器以去除不期望的波长。

控制模块可以由任何类型的处理器、ASIC、控制器、DSP、芯片等形成。控制模块可以是单片元件，或者被提供为彼此通信的多个元件。当然，控制模块可以具有用于辐射发射器、辐射检测器、显示器、用户界面等的电源和输入/输出(如果需要的话)。还可以提供通信元件以用于接收用于控制模块的指令或用于输出例如所得到的信息，例如标记通过的频率、标记通过的次数、或标记通过的时间点。

在一个实施例中，控制模块进一步被配置成基于参考值来指示辐射发射器调整所发射辐射的强度。

在一个实施例中，旋转元件是旋转针或旋转盘。

如上所述，可以使用任何数量的时间点。

在一个实施例中，控制模块进一步被配置成连续地(例如在尽可能紧密定位的时间点)确定瞬时值。

在一个实施例中，控制模块进一步被配置成间歇地确定瞬时值，使得在时间点之间存在例如预定的或甚至恒定的时间段。

参考值是根据所确定的瞬时值之一来确定的。可以以多种方式选择所使用的历史瞬时值，例如最近的2、3、5、10、20或任何其他数量的瞬时值。可替代地，可以使用在当前时间点之前的预定时间段(例如以当前时间点结束的时间段)期间确定的瞬时值。

在一个实施例中，参考值是所使用的历史值的移动平均值。

在一个实施例中，控制模块进一步被配置成在每个第一预定时间段之后更新参考值。可以针对每个瞬时值或每个时间点确定参考值。

在一个实施例中，控制模块进一步被配置成根据参考值来确定第一阈值。

在一个实施例中，控制模块进一步被配置成更新第一阈值，以确保第一阈值总是与参考值相距第一最小偏移。

在一个实施例中，控制模块进一步被配置成根据参考值或第一阈值来确定第二阈值，第二阈值与第一阈值相距第二最小偏移，其中，第一最小偏移和第二最小偏移在相同方向上。

在一个实施例中，控制模块进一步被配置成根据与第二预定时间段相对应的历史值来确定第三阈值。

在一个实施例中，控制模块进一步被配置成：当参考值小于预定义的设计常数时，将预定义的一组值分配给参考值、以及所使用的第一阈值、第二阈值和第三阈值中的任何一个。

在一个实施例中，控制模块进一步被配置成当所述瞬时值首先在第一最小偏移和第二最小偏移的方向上越过第二阈值、然后瞬时值在与第一最小偏移和第二最小偏移的方向相反的方向上越过第一阈值时，检测到所述标记的通过。

在一个实施例中，控制模块进一步被配置成在瞬时值越过第二阈值并且然后越过第一阈值之间保持第一阈值和第二阈值恒定。

在一个实施例中，控制模块进一步被配置成确定瞬时值越过第二阈值并且然后越过第一阈值之间的标记宽度间隔。

在一个实施例中，控制模块进一步被配置成使辐射发射器停用第三预定时间段。

在一个实施例中，控制模块进一步被配置成指示辐射发射器将所发射的辐射作为具有预定脉冲宽度间隔的脉冲并且以预定频率发射。

在一个实施例中，预定频率位于30至100Hz的范围内，并且脉冲宽度持续时间位于2微秒至3.5毫秒的范围内。

在一个实施例中，控制模块进一步被配置成根据瞬时值来指示辐射发射器调整所发射辐射的强度。

在一个实施例中，所述系统进一步包括被配置成向辐射发射器、辐射检测器和控制模块提供电力的电池。

为了能够详细理解本发明的上述特征的方式，通过参考实施例可以对上文简要概述的本发明进行更具体的说明，附图中图示了这些实施例中的一些。然而应当指出的是，附图仅仅图示了本发明的典型实施例，并且因此不应被认为是对本发明的范围的限制，因为本发明可以允许其他等效的实施例。

通过参考以下附图，本发明的这些和其他特征、益处和优点将变得明显，其中，相似的附图标记指代图中的相似结构，在附图中：

图1图示了在一个实施例中用于从公用事业仪表获得信息的系统；

图2图示了在一个实施例中在辐射检测器处接收的入射辐射的强度-时间曲线图；

图3图示了根据本发明的另一个实施例的在辐射检测器处接收的入射辐射的强度-时间曲线图；并且

图4图示了在一个实施例中用于从公用事业仪表获得信息的方法。

如图1中所示，在一个实施例中，用于从公用事业仪表160获得信息的系统100包括辐射发射器120、辐射检测器130和控制模块140。进一步地，系统100包括被配置成向辐射发射器120、辐射检测器130和控制模块140提供电力的电池150。辐射发射器120被配置成将所发射的辐射引导到公用事业仪表160的旋转元件110上。

系统的定位可以在申请人的与本发明同一日提交的名称为“A SENSOR AND AMETHOD FOR READING A UTILITY METER(用于读取公用事业仪表的传感器和方法)”的共同未决申请中看到。系统的适当设置可以在申请人的与本发明同一日提交的名称为“AUTILITY METER READER FOR READING A UTILITY METER AND A METHOD OF READING AUTILITY METER(用于读取公用事业仪表的公用事业仪表读取器和读取公用事业仪表的方法)”的共同未决申请中看到。这两篇参考文献都通过引用以其全文并入本文。

在一个实施例中，辐射发射器120是激光器。当旋转元件110与辐射发射器120相距较远距离时，激光的使用允许旋转元件110上的足够量的辐射。进一步地，在一个实施例中，旋转元件110是旋转盘或旋转针。通常，辐射朝向旋转元件110的边缘发射并从所述旋转元件的边缘反射。通常，辐射发射器120和辐射检测器130定位在旋转盘的平面中。当旋转元件110是旋转针时，所发射的辐射可以被引导朝向针所通过的位置，使得可以从反射的辐射确定针的通过。

辐射检测器130被配置成接收入射辐射。入射辐射包括来自旋转元件110的反射表面1102的反射辐射。进一步地，反射表面1102具有标记1104，例如但不限于黑点。关于针，标记1104可以是针的穿过辐射束的一部分。标记1104与反射表面1102的其余部分相比具有更低的反射率。可替代地，标记1104与反射表面1102的其他部分相比可以具有更高的反射率。因此，来自标记1104的反射辐射的强度将不同于来自反射表面1102的其余部分的反射辐射的强度。

因此，在标记1104的通过期间入射辐射的强度与反射表面1102的其余部分相比也将是不同的。另外，入射辐射不仅可以包括反射辐射，还可以包括环境光，例如来自灯泡、太阳和其他光源的光。因此，检测到的辐射的变化不仅源于标记的通过，而且源于环境光的变化，例如灯的打开/关闭和在一天的不同时间或在不同的天气条件期间可用的日光量。

控制模块140被配置成确定入射辐射的强度的瞬时值。控制模块140被配置成实时连续地确定瞬时值。连续确定的优点是确保检测到标记1104。这适用于旋转元件110以相当高的速率旋转的应用。然而，这给出了更高的功耗，并且在旋转元件110以适度或非常小的角速度旋转的应用中效率低下。

可替代地，控制模块140被配置成间歇地(例如以短间隔)确定瞬时值。这可能仍然被视为是实时的。控制模块140被配置成以60Hz的频率确定瞬时值。然而，根据设计要求，间隔可以在各种实施例中不同。间歇的确定降低了功耗，并且在旋转元件110预期不会以高速率旋转的情况下是合适的。频率可以在预期标记将通过的时间点或者预期或确定高消耗(旋转速度)时增大。

进一步地，控制模块140被配置成根据所确定的入射辐射的强度的历史值来确定参考值。参考值是入射辐射的强度的历史值的移动平均值，例如在预定时间段内获得的历史值或者仅仅是预定数量的历史数值/值(通常是最近历史数值/值)的移动平均值。例如，可以对最近的十六个值计算移动平均值。移动平均值易于计算，并且可以在最近的1至1000秒、5至100秒或5至20秒内确定。进一步地，控制模块140可以被配置成在每个第一预定时间段之后更新参考值。第一预定时间段可以是500毫秒。可以根据设计要求选择其他这样的时段。控制模块140可以进一步被配置成根据参考值和瞬时值来检测标记1104的通过。

图2图示了在辐射检测器130处接收的入射辐射的强度-时间曲线图，其中，标记1104与反射表面1102的其余部分相比具有更低的反射率。曲线210表示入射辐射的强度的瞬时值。曲线220表示参考值。从图2中可以看出，波谷230表示标记1104的通过。

图3图示了在辐射检测器130处接收的入射辐射的强度-时间曲线图，其中，标记1104与反射表面1102的其余部分相比具有更高的反射率。曲线310表示入射辐射的强度的瞬时值。曲线320表示参考值。从图3中可以看出，波峰330表示标记1104的通过。

控制模块140进一步被配置成根据参考值来确定第一阈值。第一阈值由图2中的曲线T₁ 240和图3中的曲线T₁₂ 340表示。控制模块140进一步被配置成更新第一阈值，以确保第一阈值总是与参考值偏移至少第一最小值。在图2中，第一最小偏移是负值，而在图3中，第一最小偏移是正值。

以实施例300为例，每次确定瞬时值或每次更新参考值时，将参考值与第一阈值进行比较，并且如果通过从第一阈值减去参考值而获得的差值小于第一最小偏移，则重新计算第一阈值。第一最小偏移可以将例如瞬时值变得高于参考值的情况(参考值优选地比瞬时值更慢地适应变化)考虑在内。对于不太大的变化，控制模块140不应该假设标记正在通过。以这种方式，第一阈值如此之高以至于如果瞬时值越过第一阈值(变得更高)，则标记可能正在通过或发生另一事件，例如当环境光被关闭时。

当然，可以使用第一阈值来确定标记的通过，但是优选的是，控制模块140进一步被配置成根据参考值或第一阈值来确定第二阈值。第二阈值与第一阈值相距第二最小偏移。进一步地，第一最小偏移和第二最小偏移在相同方向上。这意味着第一最小偏移都为正或负。第二阈值由图2中的曲线T₂ 250和图3中的曲线T₂₂ 350表示。计算第二阈值以确保标记的检测不是环境光的变化的结果。因此，第二最小偏移与第一阈值保持一致，以确保排除由于环境条件而在入射辐射的强度中所引起的相当小的变化。

进一步地，控制模块140进一步被配置成根据历史值来确定第三阈值。在实施例200中考虑了与第二预定时间段相对应的历史值的最低值。例如，第三阈值可以是按天或周的一段时间的历史值的最低值。在另一实施例中，第三阈值是在例如十五分钟间隔上确定的多个最低值的低移动平均值。

在实施例300中考虑了与第二预定时间段相对应的历史值的最高值。例如，在一个实施例中，第三阈值是按天或周的一段时间的历史值的最高值。在另一实施例中，第三阈值是在例如十五分钟间隔上确定的多个最高值的高移动平均值。

第三阈值表示第二阈值的边界，使得第二阈值优选地绝不会小于或大于(视情况而定)第三阈值。

然而，在标记1104的通过期间可以看到伪反射和其他强度增加。这可以在图2中的曲线210的波谷底部或图3中的波峰310的顶部看到。因此，优选地仅在瞬时值再次超过第一阈值时确定标记。控制模块140进一步被配置成当瞬时值首先在第一最小偏移和第二最小偏移的方向上越过第二阈值、然后瞬时值在与第一最小偏移和第二最小偏移的方向相反的方向上越过第一阈值时，检测到标记1104的通过。

在实施例200中，如图2所示，当瞬时值首先变得小于第二阈值、然后瞬时值变得大于第一阈值时，检测到标记1104。在实施例300中，如图3所示，当瞬时值首先变得大于第二阈值、然后瞬时值变得小于第一阈值时，检测到标记1104。

控制模块140进一步被配置成在瞬时值越过第二阈值并且然后越过第一阈值之间保持第一阈值和第二阈值恒定。因此，第一阈值和第二阈值在图2中的波谷230和图3中的波峰330期间是固定的。除其他之外，这是为了考虑到移动平均值将由于标记1104处的反射减少而偏离预期趋势的事实。实际上，(多个)阈值的更新还可以被推迟到标记结束之后(瞬时值超过第一阈值)的时间段270，以便允许参考值从由标记引起的较低强度恢复。

可替代地，可以仅基于不在标记内的瞬时值来确定参考值，使得当曲线210在其进入波谷230的过程中越过第二阈值时，停止更新参考值，并且当曲线210再次超过第一阈值时，在这两次越过之间的曲线210的值不用于参考值的计算。然后，一旦已经通过波谷230，就可以重新确定阈值。

在一个实施例中，控制模块140进一步被配置成：当参考值小于预定义的设计常数时，将预定义的一组值分配给参考值、以及所使用的第一阈值、第二阈值和第三阈值中的任何一个。如果传感器头相对于公用事业仪表错误地定位成使得所反射的辐射远小于理想值或者如果环境照明过度，则可能是这种情况。然后，预定义的一组值确保对于大多数出现情况仍然可以检测到标记1104的通过。

控制模块140进一步被配置成确定瞬时值越过第二阈值并且然后越过第一阈值之间的标记宽度间隔。图2中的时段260和图3中的时段360图示了实施例200和300的相应标记宽度间隔。然后，如果其所确定的标记宽度小于先前检测到的标记的宽度间隔的预定分数，则可以丢弃标记通过的下一次检测。这有助于丢弃标记1104的通过的伪信号或误报。当然，标记宽度间隔将取决于旋转元件110的速度，并且因此可以变化。这一点可以在确定分数时考虑在内，使得可以接受一些速度偏差，但是非常大的速度偏差将导致宽度变化太大并且因此被丢弃。太宽或太窄的波峰或波谷可能由其他效应引起，例如云在太阳之前经过。该预期宽度或预期标记宽度间隔可以根据历史宽度(旋转速度)、公用事业的使用模式(在烹饪时间点比在中午或在半夜时使用更多的电力)等来确定。

进一步地，控制模块140被配置成基于参考值来指示辐射发射器120以调整所发射辐射的强度。这节省了电力，这在系统100由电池150供电时是特别期望的。控制模块140进一步被配置成使辐射发射器120停用第三预定时间段。使辐射发射器120停用一段时间当然将会节省电力。另一方面，期望确保检测到标记1104的下一次通过，从而使辐射发射器120仅在标记的通过之间所预期的一部分时间内被停用。

进一步地，可能希望至少部分地或间歇地降低所发射辐射的强度。控制模块140可以被配置成指示辐射发射器120将所发射的辐射作为具有预定脉冲宽度间隔的脉冲并且以预定频率发射。例如在图2中，在时段270期间，辐射发射器120以具有非常低的脉冲宽度持续时间的脉冲并且以相当低的频率来发射辐射。这降低了在检测到标记的通过与下一次检测到标记的通过之间所发射的辐射的强度。这将再次节省电力，同时仍然能够接收从旋转元件的反射部分反射的辐射。

预定频率位于30至100Hz的范围内，并且脉冲宽度持续时间位于2微秒至3.5毫秒的范围内。较低的脉冲宽度持续时间可以保持例如从标记的通过到标记的预期下一次通过时间点的时间段的0至80％、或0至60％、或0至50％。该下一个时间点可以根据标记的后续通过的时间点、上一次标记通过所花费的时间等来确定。

在检测到标记1104的通过期间也可以节省电力。控制模块140进一步被配置成根据瞬时值来指示辐射发射器120以调整所发射辐射的强度。如果入射辐射的强度的瞬时值高于所需要的，则可以降低所发射辐射的强度以节省电力。现在可以将系统100的实施例作为参考来理解用于在公用事业仪表的操作期间调整所发射辐射的强度的方法的各种实施例。

图4图示了用于从公用事业仪表160获得信息的方法400。所述方法在步骤410处开始，将辐射发射到公用事业仪表160的旋转元件110上。所发射的辐射由辐射发射器120投射。在步骤420处，在辐射检测器130处接收入射辐射。如上所述，入射辐射包括来自旋转元件110的反射表面1102的反射辐射。在步骤430处，由控制模块140确定入射辐射的强度的瞬时值。由控制模块140实时连续地确定瞬时值。可替代地，由控制模块140间歇地确定瞬时值。

在步骤340处，由控制模块140根据入射辐射的强度的历史值来确定参考值。在步骤350处，由控制模块140根据参考值和瞬时值检测标记1104的通过。控制模块140根据参考值来确定第一阈值。进一步地，控制模块140更新第一阈值，以确保第一阈值总是与参考值相距至少第一最小偏移。然后，控制模块140根据参考值或第一阈值确定第二阈值，并且根据与第二预定时间段相对应的历史值来确定第三阈值。

当瞬时值首先在第一最小偏移和第二最小偏移的方向上越过第二阈值、然后瞬时值在与第一最小偏移和第二最小偏移的方向相反的方向上越过第一阈值时，控制模块140检测到标记1104的通过。控制模块(140)在瞬时值越过第二阈值并且然后越过第一阈值之间保持第一阈值和第二阈值恒定。

当参考值小于预定义的设计常数时，控制模块140进一步将预定义的一组值分配给参考值、以及所使用的第一阈值、第二阈值和第三阈值中的任何一个。

此外，控制模块140还确定瞬时值越过第二阈值并且然后越过第一阈值之间的标记宽度间隔。

为了节省电力，控制模块140基于参考值调整所发射辐射的强度。控制模块140通过使辐射发射器120停用第三预定时间段来停用所发射的辐射。控制模块140指示辐射发射器120将所发射的辐射作为具有预定脉冲宽度持续时间的脉冲并且以预定频率发射。控制模块140还基于瞬时值来指示辐射发射器120调整所发射辐射的强度。

上文讨论的方法和系统允许消除由于环境或周围条件引起的噪声。还可以使用多种策略来节省电力，使得本发明适用于电池供电。可以在任何时间引入多个变量以甚至进一步增强本发明的总体准确度。

根据说明书和所附附图，对这些实施例的各种修改对于本领域技术人员来说是显而易见的。与本文描述的各种实施例相关联的原理可以应用于其他实施例。因此，所述描述并不旨在限于与附图一起示出的实施例，而是应当提供与本文公开或暗示的原理以及新颖性和创造性特征相一致的最宽范围。因此，预期本发明将保有落入本发明和所附权利要求范围内的所有其他此类替代方案、修改和变化。

Claims (6)

1.一种用于从公用事业仪表(160)获得信息的方法(400)，所述方法(400)包括以下步骤：

将辐射发射到所述公用事业仪表(160)的旋转元件(110)上；

接收入射辐射，所述入射辐射包括来自所述旋转元件(110)的反射表面(1102)的反射辐射，所述反射表面(1102)具有标记(1104)；

确定所述入射辐射在第一时间点的强度的瞬时值；

根据所述入射辐射的强度的历史值来确定参考值；

通过以下步骤根据所述参考值和所述瞬时值来检测所述标记(1104)的通过：

根据所述参考值确定第一阈值；

根据所述参考值或所述第一阈值确定第二阈值，所述第二阈值与所述第一阈值相距第二最小偏移，其中，第一最小偏移和所述第二最小偏移在相同方向上；以及

当所述瞬时值首先在所述第一最小偏移和所述第二最小偏移的方向上越过所述第二阈值、然后所述瞬时值在与所述第一最小偏移和所述第二最小偏移的方向相反的方向上越过所述第一阈值时，检测到所述标记(1104)的通过，

其中，检测步骤还包括以下的步骤：

在所述瞬时值越过所述第二阈值并且然后越过所述第一阈值之间保持所述第一阈值和所述第二阈值恒定；以及

更新所述第一阈值以便确保所述第一阈值总是与所述参考值相距第一最小偏移。

2.如权利要求1所述的方法(400)，其中，确定所述瞬时值的步骤包括连续地或间歇地确定所述瞬时值的步骤。

3.如权利要求1或2所述的方法(400)，其中，所述参考值是在其他时间点确定的所述入射辐射的强度的各值的移动平均值，并且所述其他时间点早于所述第一时间点。

4.一种用于从公用事业仪表(160)获得信息的系统(100)，所述系统(100)包括：

辐射发射器(120)，所述辐射发射器被配置成将所发射的辐射引导到所述公用事业仪表(160)的旋转元件(110)上；

辐射检测器(130)，所述辐射检测器被配置成接收入射辐射，所述入射辐射包括来自所述旋转元件(110)的反射表面(1102)的反射辐射，所述反射表面(1102)具有标记(1104)；

控制模块(140)，所述控制模块被配置成：

根据所述入射辐射的强度的历史值来确定参考值；

根据所述参考值确定第一阈值，其中所述第一阈值与所述参考值相距第一最小偏移；

根据所述参考值或所述第一阈值确定第二阈值，所述第二阈值与所述第一阈值相距第二最小偏移，其中，所述第一最小偏移和所述第二最小偏移在相同方向上；以及

当所述入射辐射在第一时间点的强度的瞬时值首先在所述第一最小偏移和所述第二最小偏移的方向上越过所述第二阈值、然后所述瞬时值在与所述第一最小偏移和所述第二最小偏移的方向相反的方向上越过所述第一阈值时，检测所述标记(1104)的通过；

其中，所述控制模块(140)进一步被配置成在所述瞬时值越过所述第二阈值并且然后越过所述第一阈值之间保持所述第一阈值和所述第二阈值恒定。

5.如权利要求4所述的系统(100)，其中，所述控制模块(140)进一步被配置成连续地或间歇地确定所述瞬时值。

6.如权利要求4或5所述的系统(100)，其中，所述参考值是在其他时间点确定的所述入射辐射的强度的各值的移动平均值，并且所述其他时间点早于所述第一时间点。

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