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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung einer Zugehörigkeit eines Temperatursensors zu einer Kochzone eines Kochfelds.
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Für automatisiertes Kochen bzw. zur Unterstützung eines Kochprozesses werden Systeme verwendet, welche drahtlos verschiedene Parameter des Kochprozesses erfassen und diese an eine Steuerung des Kochfeldes weitergeben. Solche Parameter sind beispielsweise Temperatur, Druck, Feuchte oder Füllstand in einem Kochgeschirr, das über einer Kochzone auf einem Kochfeld steht.
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Die Einbindung drahtloser Geräte in ein Netzwerk, das sogenannte Peering, findet bei den meisten Geräten entweder durch ein gleichzeitiges Drücken von Knöpfen oder durch Eingabe einer Identifikationsnummer statt. Bei der Variante des gleichzeitigen Drückens von Knöpfen muss der Peeringprozess durch Betätigen jeweils einer Taste sowohl am drahtlosen Gerät als auch an einer Basisstation gestartet werden, wobei die Taste an der Basisstation in diesem Fall einer Kochzone eines Kochfelds zugeordnet ist. Bei der Variante mit Eingabe einer Identifikationsnummer ist auf dem drahtlosen Gerät eine solche Identifikationsnummer aufgedruckt, die zum Starten des Peeringprozesses an der Basisstation eingegeben und der Kochzone zugeordnet werden muss.
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Hierbei ist es von Nachteil, dass die Einbindung in ein Netzwerk gemäß beider Varianten Aktionen und zur Fehlervermeidung auch die Aufmerksamkeit eines Benutzers erforderlich macht. Dies ist aufwändig und beansprucht Zeit. Insbesondere muss der Benutzer jeweils das drahtlose Gerät einer gewünschten Kochzone bzw. deren Bedienelement genau zuordnen und dazu feststellen, zu welcher Kochzone das drahtlose Gerät gehört. Das Lesen der Identifikationsnummer kann insbesondere für Benutzer mit Sehschwäche problematisch sein.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung einer Zugehörigkeit eines Temperatursensors zu einer Kochzone eines Kochfelds anzugeben, welche mit konstruktiv geringem Aufwand auskommen.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen.
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Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zur Erkennung einer Zugehörigkeit eines Temperatursensors zu einer Kochzone eines Kochfelds vorgeschlagen, bei dem die Kochzone mit einem vorgegebenen Code angesteuert wird, bei dem eine von dem Temperatursensor erfasste Temperatur mit dem Code korreliert wird und bei dem basierend auf der Korrelation dem Temperatursensor die Kochzone und/oder die Kochzone dem Temperatursensor zugeordnet wird.
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Ermöglicht wird so eine automatisierte Zuordnung einer drahtlosen Messeinheit zu einer bestimmten Kochzone. Die Zuordnung der drahtlosen Messeinheit kann bei größeren Anlagen mit einer zentralen Steuereinheit für mehrere Gargeräte oder Kochfelder auch zu einem bestimmten Kochfeld und dort zu einer bestimmten Kochzone erfolgen.
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Aktive Eingriffe durch den Benutzer wie eine benutzerdurchgeführte vorherige Zuordnung bestimmter Tasten oder gar das Ablesen und Eingeben einer Identifikationsnummer sind entbehrlich. Anstelle eine Identifikationsnummer durch den Benutzer eingeben zu müssen, wird der Code von dem System bzw. durch das Verfahren selber bereitgestellt oder generiert und die Zuordnung automatisch per Korrelation durchgeführt.
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Unter der Korrelation ist insbesondere eine mathematische Korrelation zweier Werte- oder Signalabfolgen zu verstehen, um den in der erfassten Temperatur implizit enthaltenen Code zu erkennen.
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Eine Weiterbildung ist es, dass die Kochzone mit dem vorgegebenen Code ein- und ausgeschaltet wird. Darunter ist insbesondere ein Ein- und Ausschalten eines oder mehrerer Heizkörper der Kochzone zu verstehen. Dadurch verändert sich ein Verlauf der Erwärmung und/oder Abkühlung der Kochzone direkt abhängig von dem Code, wodurch sich der Code in der gemessenen Temperatur(veränderung) wiederspiegelt und mittels Korrelation erkennbar ist.
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Eine andere Weiterbildung ist es, dass mehrere Kochzonen des Kochfelds jeweils mit einem eigenen Code angesteuert werden. Dadurch wird aus einer Vielzahl von Kochzonen jede der Kochzonen mittels eines eigenen Codes individualisiert, so dass während deren Betrieb jeder Kochzone ein eigener Code zugeordnet ist. Damit kann ein von einem Temperatursensor auf einem der Kochfelder gemessener Verlauf der Temperatur genau dieser Kochzone zugeordnet werden. Dabei können für die Kochfelder eines Gargeräts oder einer Anlage mit mehreren gemeinsam angesteuerten Gargeräten oder Kochfeldern unterschiedliche Codes verwendet werden, die eine zueinander gute Separierbarkeit gewährleisten.
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Insbesondere ist es eine Weiterbildung, dass die mehreren Kochzonen des Kochfelds mit zueinander orthogonalen Codes angesteuert werden. Das Zuordnen des Verlaufs der Temperatur, insbesondere von Temperaturänderungen wird dadurch insbesondere eineindeutig ermöglicht. Eine gute Separierbarkeit gewährleisten zum Beispiel sogenannte "Gold-Codes".
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Auch ist es eine Weiterbildung, dass der Temperatursensor ein drahtloser Temperatursensor ist, von dem die erfasste Temperatur über eine Funkschnittstelle an eine Steuereinheit eines Gargeräts übermittelt wird. Die Übermittlung des gemessenen Temperaturverlaufs kann auch kabelgebunden erfolgen, wobei ein Stecker eines verwendeten Anschlusskabels unabhängig von einer konkreten Zuordnung zu einem Kochfeld in eine Buchse des Gargeräts gesteckt werden kann. Der Temperatursensor kann dann trotzdem beliebig auf verschiedenen Kochzonen des Kochfeldes eingesetzt werden, da die Zuordnung des Temperatursensors abhängig von dem Code des jeweiligen Kochfelds erfolgt, dessen Temperatur gemessen wird. Ein drahtloser Temperatursensor wird besonders bevorzugt, da dieser ohne eine störende Kabelverbindung einsetzbar ist und auch einfacher ansteckbar und abnehmbar ist als ein Temperatursensor mit einer lösbaren Kabelverbindung.
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Ferner ist es eine Weiterbildung, dass von dem Temperatursensor die erfasste Temperatur übermittelt wird, wenn sich diese gegenüber einer zuvor erfassten Temperatur verändert hat. Anstelle einer kontinuierlichen Datenübertragung werden somit nur dann Daten bzw. Temperaturmesswerte übertragen, wenn tatsächlich eine Änderung stattgefunden hat. Dadurch werden die Übertragungseinheiten hinsichtlich Übertragungsaufwand und die Steuereinheit hinsichtlich der zu verarbeitenden Datenmenge entlastet.
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Im Rahmen einer zusätzlichen Weiterbildung wird von dem Temperatursensor die erfasste Temperatur übermittelt, indem eine Veränderung der erfassten Temperatur gegenüber einer zuvor erfassten Temperatur übermittelt wird. Mit anderen Worten wird anstelle eines konkret gemessenen Temperaturwerts insbesondere nur ein Differenzwert zwischen den gemessenen Temperaturwerten übermittelt.
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Eine nächste Weiterbildung besteht darin, dass die von dem Temperatursensor erfasste Temperatur mit dem Code korreliert wird, indem ein Maximum eines Korrelationsmaßes bestimmt wird, und dass bei Erreichen oder Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwerts für das Korrelationsmaß demjenigen Temperatursensor, von dem die Temperatur erfasst wurde, das Kochfeld bzw. dessen Kochzone zugeordnet wird.
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Die vorstehend genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Vorrichtung zur Erkennung einer Zugehörigkeit eines Temperatursensors zu einer Kochzone eines Kochfelds mit einer Verarbeitungseinheit, die derart eingerichtet ist, dass folgende Schritte ausführbar sind: Die Kochzone wird mit einem vorgegebenen Code angesteuert, eine von dem Temperatursensor erfasste Temperatur wird mit dem Code korreliert und basierend auf der Korrelation wird dem Temperatursensor das Kochfeld und/oder die Kochzone zugeordnet. Auch kann dabei zusätzlich oder alternativ das Kochfeld und/oder die Kochzone dem Temperatursensor zugeordnet werden.
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Die Verarbeitungseinheit kann insbesondere durch eine dem Gargerät zugeordnete Steuereinheit ausgestaltet sein, welche die Kochzonen mit den Codes ansteuert und die Korrelation mit den empfangenen Temperaturen durchführt. Jedoch kann die Verarbeitungseinrichtung auch durch voneinander getrennte Steuereinheiten realisiert sein, z.B. durch eine Steuereinheit in dem Gargerät, welche die Kochzonen mit den Codes ansteuert, und eine weitere Steuereinheit in Art eines Prozessors zum Durchführen der Korrelation einer Abfolge aus den gemessenen Temperaturen mit den im Gargerät verwendeten Codes.
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Insbesondere ist es eine Ausgestaltung, dass die Vorrichtung ein Gargerät ist bzw. das Verfahren in Verbindung mit einem Gargerät durchgeführt wird.
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Insbesondere überträgt der Temperatursensor die erfasste Temperatur zusammen mit einer insbesondere eindeutigen Identifikationskennung des Temperatursensors oder einer dem Temperatursensor zugeordneten Sendeeinrichtung. Vorteilhaft ist dies z.B., wenn mehrere eingesetzte Temperatursensoren jeweils nur einzelne gemessene Temperaturwerte drahtlos übertragen, da Daten gemessener Temperaturen dann zusammen mit einer eindeutigen Identifikationskennung des Temperatursensors oder seiner Sendeeinrichtung übertragen werden können. Dadurch können ggf. sogar zeitgleich von verschiedenen Temperatursensoren empfangene gemessene Temperaturwerte einander zugeordnet und gemeinsam als von jeweils einem bestimmten Temperatursensor empfangene Abfolge von Temperaturwerten weiter verarbeitet werden.
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Ermöglicht wird insbesondere auch, dass die Kochzonen eines Kochfeldes alle gleichzeitig angeheizt werden, wobei jedes Kochfeld mit einem anderen Anheizmuster angeheizt wird. Der Code entspricht dabei insbesondere einer EIN/AUS-Folge der jeweiligen Anheizdauer. Gerade bei Induktionskochfeldern und/oder in einem (quasi-)stationären Zustand, insbesondere bei einer im Wesentlichen konstant ansteigenden Temperatur, sind schon kurze Ausschaltzeiten durch eine entsprechende Temperaturveränderung detektierbar. Mit anderen Worten erfolgt die Detektion einer Änderung und davon abhängig die Erkennung des Codes und Zuordnung zu einer Kochzone dadurch, dass das Kochfeld ein- oder ausgeschaltet wird, der Temperatursensor daraufhin eine dem entsprechende Temperatur bzw. Temperaturveränderung meldet und die Temperatur bzw. Temperaturveränderung erkennen lässt, welche Kochzone und ggf. welches Kochfeld betroffen ist bzw. wo der Temperatursensor angeordnet ist.
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Anstelle einer Anheizdauer kann aber auch eine Anheizintensität als Code eingesetzt werden, wenn ein Kochfeld z.B. über mehrere Heizeinheiten verfügt, die wahlweise zu- oder abgeschaltet werden können.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen dargestellt und erläutert.
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Es zeigen:
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1 schematisch ein Gargerät mit Kochzonen und einem darüber eingesetzten Temperatursensor,
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2 Schritte eines beispielhaften Verfahrensablaufs in einem Temperatursensor, der als drahtlose Messeinheit ausgebildet ist, und
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3 Schritte eines beispielhaften Verfahrensablaufs zur Erkennung einer Zugehörigkeit eines Temperatursensors zu einer Kochzone in einem Gargerät.
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1 zeigt ein Gargerät 100, welches ein Kochfeld 101 mit zwei Kochzonen 102, 103 aufweist. Auf einer der Kochzonen 102 steht ein Kochgeschirr 104, z.B. Topf, in welchem eine Speise zubereitet wird.
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Eine Steuereinheit 105 ist in dem Gargerät 100 zur Steuerung des Gargeräts 100 und seiner Kochzonen 102, 103 eingesetzt. Insbesondere veranlasst die Steuereinheit 105 im Betrieb, dass an den Heizelementen der Kochzonen 102, 103 Strom angelegt wird. Bei einem Gasherd wird entsprechend die Gaszufuhr geregelt.
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Die Steuereinheit 105 ist eingerichtet, die Ansteuerung der Kochzonen 102, 103 so durchzuführen, dass eine zwischenzeitliche Aufheizung und/oder Abkühlung über die fortschreitende Zeit hinweg einem Code 106, 107 entsprechend erfolgt. Insbesondere erfolgt eine Zeitdauer eines Ein- und Ausschaltens der Stromzufuhr zu einer der Kochzonen 102 in einer anderen Abfolge als eine Stromzufuhr zu der anderen der Kochzonen 103 gemäß unterschiedlichen Codes. Dabei wird jede der Kochzonen mit einem Code 106, 107 so angesteuert, dass ein Temperaturverlauf eindeutig messbar dem Code 106, 107 folgt, der dieser Kochzone 102, 103 zugeordnet ist. Die Codes 106, 107 sind beispielsweise sogenannte "Gold-Codes" und zueinander insbesondere orthogonal.
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Zur Überprüfung der Steuerung dient ein Temperatursensor 108. Der Temperatursensor 108 übermittelt die an der Kochzone 102 gemessene Temperatur 110 oder diskrete Temperaturwerte der gemessenen Temperatur 110 an eine Empfangseinrichtung 109. Die Übermittlung zur Empfangseinrichtung 109 erfolgt dabei insbesondere drahtlos durch den mit einem Sender oder Transceiver ausgebildeten Temperatursensor 108. Die Empfangseinrichtung 109 stellt die empfangene gemessene Temperatur 110 insbesondere der Steuereinheit 105 bereit.
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Hierbei sei angemerkt, dass es sich bei dem Temperatursensor 108 auch um ein Kochutensil handeln kann, das mindestens einen Temperatursensor aufweist. Beispielsweise kann dieses Kochutensil ein Kochlöffel sein.
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In der Steuereinheit 105 liegen sowohl die verwendeten Codes 106, 107 als auch die gemessene Temperatur 110 vor, wobei die gemessene Temperatur 110 den Verlauf eines der Codes 106 eingeprägt bekam. Dadurch kann die Steuereinheit 105 eine Korrelation der empfangenen Werte der gemessenen Temperatur 110 und der verwendeten Codes 106, 107 durchführen. Bei zuvor geeigneter Bereitstellung der verschiedenen Codes 106, 107 ergibt die Korrelation einen Korrelationsverlauf 111, welcher nur einem der Codes entspricht bzw. dies durch entsprechende Maxima erkennen lässt. Dadurch können die gemessene Temperatur 110 und einer der Codes 106 einander zugeordnet werden. Da bekannt ist, welcher Kochzone 102 dieser Code 106 angelegt wurde und von welchem Sensor die gemessene Temperatur 110 stammt, können auch diese Kochzone 102 und der Temperatursensor 108 einander zugeordnet werden. Messwerte des Temperatursensors 108 können somit zur Regelung oder Steuerung dieser Kochzone 102 eingesetzt werden.
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Insbesondere, wenn mehrere Temperatursensoren 108 eingesetzt werden, kann vorgesehen werden, dass zusammen mit den Werten der gemessenen Temperatur 110 zusätzlich eine Senderidentifikation mit übertragen wird, um die Werte der gemessenen Temperaturen 110 eindeutig einem bestimmten solcher Temperatursensoren 108 zuordnen zu können. Auch können weitere Informationen mit übertragen werden, welche z.B. Auskunft über Datenrahmen oder andere Messwerte, z.B. eine Feuchte des Garguts übertragen und so durch die Steuereinheit 105 mit oder alternativ zur Temperatur berücksichtigt werden können.
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2 zeigt beispielhafte Verfahrensschritte 200 bis 209 in einer solchen drahtlosen Messeinheit als dem beispielhaften Temperatursensor 108.
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Zunächst wird die drahtlose Messeinheit in einem Schritt 200 eingeschaltet. In einem Schritt 201 wird ein Zufallscode generiert, der als Senderidentifikation verwendet wird. Anschließend werden in einem Schritt 202 die Messwerte, u.a. die Temperatur, erfasst. Dabei können aber auch andere Werte, wie im Gargut oder Kochgeschirr 104 z.B. herrschender Druck p, Feuchte oder pH-Wert, ermittelt werden. In einem späteren Schritt 205 werden solche gemessenen Werte (immer dann wenn der Grenzwert des Rahmenzählers erreicht wurde) zu der Steuereinheit 105 des Gargeräts 100 übertragen.
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So wird in einem Schritt 203 geprüft, ob ein Grenzwert eines Rahmenzählers erreicht ist. Falls ja, d.h. falls genügend Daten zum Füllen des Rahmens vorliegen, werden in nachfolgenden Schritten 204, 205 der Rahmenzähler zurückgesetzt und der Rahmen mit den Daten (der Keyframe) gesendet. Die Daten sind insbesondere Werte der gemessenen Temperatur, sonstige Messdaten, eine dem Temperatursensor zuordenbare Senderidentifikation und ggf. ein Wert eines Mitteilungszählers. Wenn ein Mitteilungszähler (Messagecounter MC) verwendet wird, wird dieser in einem Schritt 208 inkrementiert. Außerdem wird in einem Schritt 209 der Rahmenzähler inkrementiert. Nach dem Inkrementieren des Rahmenzählers wird zurückgesprungen zum Schritt 202 des Erfassens der Messwerte.
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Wenn im Schritt 203 festgestellt wird, dass der Grenzwert des Rahmenzählers noch nicht erreicht wurde, wird in einem Schritt 206 geprüft, ob sich ein Messwert geändert hat. Falls nein, kann zu dem Schritt 209 des Inkrementierens des Rahmenzählers fortgeschritten werden.
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Falls ja, wird in einem Schritt 207 eine Messwertänderung zusammen mit der Senderidentifikation und ggf. dem Wert des Mitteilungszählers gesendet und zum Inkrementieren des Mitteilungszählers (Schritt 208) fortgeschritten.
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Vorzugsweise werden in dem Schritt 205 also immer dann wenn der Grenzwert des Rahmenzählers erreicht wurde die erfassten Messwerte (der Keyframe) gesendet. Zusätzlich werden zwischenzeitlich veränderte Messwerte (vgl. Schritte 206 und 207) übertragen.
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3 zeigt beispielhafte Verfahrensschritte 300 bis 309 in dem Gargerät 100 bzw. in dessen Steuereinheit 105.
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In einem Schritt 300 wird das Kochfeld eingeschaltet. Erkennt das Kochfeld 101 bzw. die Steuereinheit 105 nach einem Einschalten in einem Abfrageschritt 301 keine drahtlose Messeinheit, wird in einem Schritt 302 mit dem normalen Betrieb ohne eine erkannte drahtlose Messeinheit fortgeschritten. Erkennt das Kochfeld 101 bzw. die Steuereinheit 105 nach einem Einschalten in einem Abfrageschritt 301 eine drahtlose Messeinheit, insbesondere den Temperatursensor 108, so wird in einem Schritt 303 eine Anzeige von Leistungsstufen hin zu einer gemessenen Temperatur bzw. der Auswahlmöglichkeit eines Automatikprogramms gewechselt. In einem nachfolgenden Schritt 304 wird fortwährend geprüft, ob die drahtlose Messeinheit (noch) verfügbar ist. Ist diese verfügbar und wird der Kochprozess in einem Schritt 305 durch den Benutzer gestartet, beginnt die entsprechend gewählte Kochzone 102 mit dem Heizprozess, wobei jede Kochzone 102, 103 im nachfolgenden Schritt 306 mit einem eineindeutigen Code 106, 107 angesteuert ("getaktet") wird. Anhand der Senderidentifikation und des Mitteilungszählers (MC) werden in einem Schritt 307 aus den empfangenen Daten die Temperaturverläufe voneinander separiert.
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Anschließend wird in einem Schritt 308 jeder separierte Temperaturverlauf mit zumindest einem Kochzonen-Code 106, 107 korreliert. Kommt es zu einer Übereinstimmung (bzw. ist die Korrelation größer als ein vorgegebener Schwellwert) können der Temperaturverlauf bzw. die diesen sendende drahtlose Messeinheit und die Kochzone 102 einander zugeordnet werden. Durch die Eineindeutigkeit des Codes 106, 107 für die jeweilige Kochzone 102, 103 kann der Temperaturwert der entsprechenden Kochzone 102, 103 in einem Schritt 309 also eindeutig zugeordnet werden.
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Ermöglicht wird somit eine Zuordnung einer drahtlosen Messeinheit wie dem Temperatursensor 108 zu einem bestimmten Kochfeld 101 und dort zu einer bestimmten Kochzone 102, 103.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Gargerät
- 101
- Kochfeld
- 102
- Kochzone
- 103
- Kochzone
- 104
- Kochgeschirr
- 105
- Steuereinheit
- 106
- Code
- 107
- Code
- 108
- Temperatursensor
- 109
- Empfangseinrichtung
- 110
- Temperatur
- 111
- Korrelationsverlauf
- 200–209
- Verfahrensschritte in drahtloser Messeinheit
- 300–309
- Verfahrensschritte im Gargerät
