專利名稱：量表讀取裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及量表監(jiān)視，且更明確地說，涉及一種將量表圖像轉(zhuǎn)換為 可傳輸信號的量表讀取系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
量表廣泛用于多種工業(yè)和應(yīng)用中。量表通?？砂瑴y量區(qū)段和顯示區(qū)段。 測量區(qū)段可測量某一條件(例如，壓力、溫度、速率、位置、時(shí)間、濃度、密 度、力、強(qiáng)度、物理尺寸、速度、加速度，或其它量(僅舉幾例))。顯示區(qū)段 可顯示所測量值。
許多量表(通常是模擬量表)包含既定供人眼觀看的顯示器。僅作為幾個(gè) 實(shí)例，量表可用根據(jù)所測量值變化的偏轉(zhuǎn)針(或箭頭)、可變條尺寸或其它幾 何形狀來表示測量值。
現(xiàn)代監(jiān)視器和控制系統(tǒng)通常設(shè)計(jì)成帶有集中式監(jiān)視系統(tǒng)。然而，因?yàn)橐恍?量表是針對視覺檢查而設(shè)計(jì)，所以其通常不輸出電性信號且因此無法與中央控 制系統(tǒng)輕易地集成。
將量表集成到系統(tǒng)中的第一種常規(guī)方法可涉及用傳輸單元整個(gè)地替換量
表。此裝置的實(shí)例可在以下地址查閱因特網(wǎng) http :〃www. grainger. com/Grainger/wwg/ itemDetailsRender.shtml ItemID= 161162513 5 。
此方法的缺點(diǎn)可能是，整個(gè)量表的替換可能具有侵入性。當(dāng)在活動(dòng)進(jìn)程中 利用量表的情況下，在用傳輸單元替換量表時(shí)所述進(jìn)程可能必須完全停止。此 外， 一旦安裝了傳輸單元，此單元可能必須進(jìn)行泄漏測試且還經(jīng)測試以確保其 傳輸正確的信號。另外，類似于上文所述的常規(guī)傳輸單元可能需要從傳輸器到 中心位置的布線。這可能需要額外勞動(dòng)，且前提是現(xiàn)場有適宜的布線路徑可用。
另 一 種常規(guī)方法可在以下地址查閱因特網(wǎng)http:〃www.eissq.eom/DialADC.html#Matlabcode 。此方法包含用網(wǎng)絡(luò)攝影機(jī) (webcam)從刻度盤指示器取得數(shù)字圖像，并對所述數(shù)據(jù)圖像應(yīng)用一演算法。 此方法的缺點(diǎn)可能是，其依賴于最佳光照條件且可能需要相當(dāng)多的處理能力來 執(zhí)行所述演算法。


圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施例的方框示意圖。 圖2是本發(fā)明的第二實(shí)施例的方框示意圖。 圖3是本發(fā)明的第三實(shí)施例的方框示意圖。 圖4是本發(fā)明的第四實(shí)施例的方框示意圖。 圖5是本發(fā)明的第五實(shí)施例的方框示意圖。
圖6A是本發(fā)明的第六實(shí)施例的剖視圖。圖6B是本發(fā)明的第六實(shí)施例的 外部3見圖。
圖7是展示本發(fā)明的第七實(shí)施例的圖。 圖8是展示本發(fā)明的第八實(shí)施例的圖。
圖9A是展示本發(fā)明的第九實(shí)施例的圖。圖9B展示圖9A的實(shí)施例中可 使用的無線到模擬轉(zhuǎn)換器的一個(gè)實(shí)例。
圖IO是展示本發(fā)明的第十實(shí)施例的圖。
圖ll是展示根據(jù)另一實(shí)施例的方法的流程圖。
圖12A是展示根據(jù)又一實(shí)施例的方法的流程圖。圖12B到圖12E^示 圖12A的方法針對一種類型的量表的一個(gè)實(shí)例的圖。
圖13A到圖13D是展示圖11的方法針對另一類型的量表的一個(gè)實(shí)例的圖。
圖14是展示根據(jù)另一實(shí)施例的方法的流程圖。
圖15是本發(fā)明的另一實(shí)施例的外部視圖。
圖16是展示根據(jù)一實(shí)施例的另一方法的流程圖。
圖17A到圖17C是展示圖16的方法針對一種類型的量表的圖。
圖18A到圖18C是展示圖16的方法針對另一類型的量表的圖。
圖19是展示根據(jù)另 一實(shí)施例的量表讀取器的操作的狀態(tài)圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將參看若干圖式詳細(xì)描述本發(fā)明的各種實(shí)施例。實(shí)施例展示一種量表讀 取器，包含可容易適用于現(xiàn)有量表而不必替換所述量表的一種裝置、方法和系 統(tǒng)。
圖1中的方框示意圖中展示根據(jù)第一實(shí)施例的量表讀取器，其由總參考標(biāo)
號100表示。量表讀取器IOO可包含物理附接結(jié)構(gòu)102、圖像傳感器104、圖 像處理區(qū)段106、量表參數(shù)存儲裝置108和傳輸區(qū)段110。物理附接結(jié)構(gòu)102 可使圖像傳感器104 (且任選地使量表讀取器的其它組件)能夠物理附接到量 表112。應(yīng)注意且將在以下其它實(shí)施例中詳述，此物理附接不必提供從量表112 到圖像傳感器104的直接圖像路徑?？山?jīng)由間接路徑，例如通過折射或反射來 引導(dǎo)圖像。較佳地，物理附接結(jié)構(gòu)102允許在圖像傳感器104處反射量表的圖 像。
圖像傳感器104可接收一個(gè)或一個(gè)以上量表112的圖像并將此圖像轉(zhuǎn)換為 數(shù)據(jù)值。較佳地，圖像傳感器104可將圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。更佳地，圖像傳 感器104可將圖像轉(zhuǎn)換為多位像素值的陣列。圖像傳感器104可采取各種形式， 包含(但不限于)電荷耦合裝置(CCD)型傳感器，或互補(bǔ)金屬-氧化物-半導(dǎo) 體(CMOS)型傳感器。此外，此傳感器可用單色格式或彩色格式提供像素值。
量表參數(shù)存儲裝置108可存儲對應(yīng)于由量表讀取器IOO讀取的量表的參數(shù) 數(shù)據(jù)。明確地說，量表參數(shù)存儲裝置108可存儲數(shù)據(jù)值，其使圖像處理區(qū)段 106能夠從所接收的量表圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生最終量表讀數(shù)值。下文將描述此類數(shù)據(jù) 和功能的更詳細(xì)實(shí)例。
圖像處理區(qū)段106可從圖像傳感器106接收圖像數(shù)據(jù)，并對此數(shù)據(jù)執(zhí)行一 個(gè)或一個(gè)以上預(yù)定圖像處理操作。較佳地，圖像處理器區(qū)段106僅包含一個(gè)集 成電路裝置。圖像處理區(qū)段106可分析所接收圖像數(shù)據(jù)的選定部分，確定哪些 數(shù)據(jù)值表示有效量表讀取數(shù)據(jù)，并將此數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為中間量表讀數(shù)。利用量表參 數(shù)存儲裝置108內(nèi)的值和中間量表讀數(shù)，圖像處理區(qū)段106可產(chǎn)生輸出到傳輸 區(qū)段110的最終量表讀數(shù)值。
傳輸區(qū)段IIO可將最終量表讀數(shù)值傳輸?shù)竭h(yuǎn)程位置，并借此實(shí)現(xiàn)量表值的 遠(yuǎn)程監(jiān)-見。以此方式，量表讀取器IOO可用附接到量表的圖像傳感器讀取量表圖像，
從此圖像產(chǎn)生量表讀數(shù)，并將量表讀數(shù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程位置。
現(xiàn)參看圖2，在方框示意圖中展示根據(jù)第二實(shí)施例的量表讀取器，其由總 參考標(biāo)號200表示。量表讀取器200可包含與圖1的實(shí)施例相同的一些一般區(qū) 段，相應(yīng)地，相同區(qū)段由相同參考標(biāo)號表示，但第一個(gè)數(shù)字是"2"而不是"1"。
量表讀取器200可包含外殼結(jié)構(gòu)202'，其可包含用于將量表讀取器200附 接到量表212的物理附接結(jié)構(gòu)。也就是說，量表讀取器200可以是物理附接到 量表且可將量表讀數(shù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程位置的單個(gè)單元。此布置有利地具有非侵入 性，因?yàn)椴恍枰獙ΜF(xiàn)有量表進(jìn)行替換過程。外殼結(jié)構(gòu)202'可完全覆蓋量表，從 而使量表與外部照明條件隔離。
圖2的特定布置還包含圖像反射器214和照明源216。圖像反射器214可 將量表212的圖像反射到圖像傳感器204。此布置可形成緊湊的物理結(jié)構(gòu)以使 量表讀取器200能夠以占據(jù)極少量面積的非侵入性方式安裝到量表。照明源 216可對量表212進(jìn)行照明以能夠取得量表212的圖像。以此方式，圖像的取 得不依賴于外部照明條件。照明源216可由控制集成電路(IC) 218控制。以 此方式，照明源216可在需要圖像時(shí)選擇性地開啟，否則保持關(guān)閉。較佳地， 照明源可以是發(fā)光二極管(LED)。然而，照明源無需限于電磁譜的可見部分， 且依據(jù)所使用的圖像傳感器和被讀取的量表的應(yīng)用而可包含紅外線或紫外線 波長。
仍參看圖2,量表讀取器200可包含附接到組合件結(jié)構(gòu)228的若干電子組 件。明確地說，控制IC 218、電池貯槽220、 DC到DC轉(zhuǎn)換器222和傳輸電 路210可附接到組合件結(jié)構(gòu)228。在一個(gè)特定布置中，組合件結(jié)構(gòu)可以是電路 板。然而，在替代實(shí)施例中，組合件結(jié)構(gòu)可包含額外或替代結(jié)構(gòu)，例如多芯片 模塊(僅作為一個(gè)實(shí)例)。
控制IC218可包含圖像處理區(qū)段206和"板上"存儲電路208-0。圖像處 理區(qū)段206可包含一處理器，其經(jīng)配置以執(zhí)行若干預(yù)定步驟，包含采集圖像數(shù) 據(jù)、處理圖像數(shù)據(jù)的選定部分以區(qū)分相關(guān)數(shù)據(jù)點(diǎn)與非相關(guān)數(shù)據(jù)點(diǎn)，從相關(guān)數(shù)據(jù) 點(diǎn)產(chǎn)生中間量表讀數(shù)，以及接著從中間量表讀數(shù)和量表參數(shù)數(shù)據(jù)產(chǎn)生量表讀數(shù) 值。板上存儲電路208-0可存儲用于執(zhí)行圖像處理和其它操作的指令。另外，板上存儲電路208-0可存儲量表參數(shù)數(shù)據(jù)，且因此形成量表參數(shù)存儲裝置的全 部或一部分。板上存儲電路208-0較佳包含非易失性存儲電路，例如可編程只 讀存儲器(PROM)、電PROM ( EPROM )、電可擦除PROM ( EEPROM,包 含"快閃"EEPROM)、磁阻隨機(jī)存取存儲器(MRAM)、鐵電RAM (FRAM)， 或相變RAM。此類非易失性存儲電路可與易失性存儲電路(例如，動(dòng)態(tài)RAM 或靜態(tài)RAM)組合使用。較佳地，控制IC 218可以是由美國加州圣何塞(San Jose, California, USA)的賽普拉斯半導(dǎo)體公司(Cypress Semiconductor Corporation)制造的PSoC7M混合信號陣列。
控制IC 218可包含額外功能?？刂艻C 218可控制量表讀取器200的全部 或任一其它電路的激活。舉例來說，可僅在給定功能需要時(shí)激活電路，且接著 返回到停用狀態(tài)。停用狀態(tài)可以是(例如)備用狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)。更加明確地 說，控制IC 218可周期性地激活電路以產(chǎn)生并傳輸量表讀數(shù)，且接著停用此 類電路。除此之外或作為替代，控制IC 218可在受到用戶輸入請求時(shí)激活此 類電路，且接著使此類電路返回到停用狀態(tài)。此方法可有利地節(jié)省電力消耗， 其在電池供電環(huán)境中可能尤其有利。
此外，控制IC 218可除產(chǎn)生量表值外還執(zhí)行量表讀數(shù)評估操作。舉例來 說，控制IC 218可包含處理器可執(zhí)行的指令，其可確定一個(gè)或一個(gè)以上量表 讀數(shù)是否超出范圍，或量表讀數(shù)是否展現(xiàn)出某一其它預(yù)定行為。在此情況下， 控制IC 218可代替所產(chǎn)生的量表讀數(shù)發(fā)送或除所述量表讀數(shù)外還發(fā)送此"評 估數(shù)據(jù)"，以供傳輸電路210傳輸。
在控制IC 218需要超出可用存儲器的額外存儲器的情況下，量表讀取器 200可進(jìn)一步包含可由控制IC 218存取的 一個(gè)或一個(gè)以上補(bǔ)充存儲電^各208-1 。 較佳地，補(bǔ)充存儲電路208-1可以是附接到組合件結(jié)構(gòu)228的單個(gè)非易失性存 儲器IC，更佳地是EEPROMIC。
傳輸區(qū)段210可從控制IC 218接收量表讀數(shù)值并在通信路徑230上將此 值輸出到遠(yuǎn)離量表212和附接的量表讀取器200的位置。在所展示的特定實(shí)例 中，傳輸區(qū)段210可以是根據(jù)常規(guī)無線USB協(xié)議發(fā)送無線信號的無線通用串 行總線(USB)IC。此布置可消除在量表與監(jiān)視系統(tǒng)所駐存的遠(yuǎn)程位置之間物 理布線監(jiān)視/通信路徑的需要。然而，如下文所展示，其它實(shí)施例可提供適于。仍參看圖2，量表讀取器200較佳用電池供電，且因此可包含電池貯槽220 和DC到DC轉(zhuǎn)換器222。電池貯槽220可以是用于容納適于將電力提供到量 表讀取器200的電池的貯倉。DC到DC轉(zhuǎn)換器222可確保將適當(dāng)?shù)碾妷弘娖?提供到量表讀取器200的各種電路。在較佳實(shí)施例中，量表讀取器200可經(jīng)配 置以收納可再充電電池，且可進(jìn)一步包含用于對此類可再充電電池進(jìn)行充電的 DC適配器232。 DC適配器232可以是適于局部電源的DC適配器，所述局部 電源依據(jù)條件可以是AC電源或DC電源。當(dāng)然，可利用DC適配器232經(jīng)由 AC或DC電源直接對量表讀取器供電。在此類布置中，可不包含電池貯倉。雖然量表讀取器200可傳輸量表讀數(shù)值，但還可能需要在量表讀取器200 的外表面上提供額外指示以允許對量表值進(jìn)行局部檢查。在圖2的特定實(shí)例 中，量表讀取器200可包含值顯示器224且任選地包含狀態(tài)顯示器226。值顯 示器224可顯示由量表讀取器200產(chǎn)生的量表讀數(shù)。較佳地，所顯示的值可以 是由量表讀取器200產(chǎn)生的最新量表讀數(shù)。值顯示器224可較佳地為字母數(shù)字 式液晶顯示器(LCD)，但可釆取替代形式，例如LED字母數(shù)字式顯示器(僅 作為一個(gè)實(shí)例)。可提供狀態(tài)顯示器226以指示量表讀取器200的狀態(tài)。較佳 地，狀態(tài)顯示器226可指示低電量條件。然而，值顯示器224和/或狀態(tài)顯示 器226可指示許多其它可能的條件，包含(但不限于)量表讀取器的正常操 作、量表讀取器的異常操作、超出限度的量表讀數(shù)、在限度內(nèi)的量表讀數(shù)、與 量表不對準(zhǔn)的量表讀取器、或維護(hù)/檢查到期等。任選地，量表讀取器200可包含用戶輸入234。用戶輸入234可用于將數(shù) 據(jù)值輸入到量表讀取器200。此類數(shù)據(jù)值可以是存儲在量表讀取器200內(nèi)的值 或起動(dòng)量表的預(yù)定功能的用戶輸入。在圖2的實(shí)例中，用戶輸入234可以是針 對電容傳感器型裝置(比如鍵盤/觸摸墊，僅作為一個(gè)實(shí)例)的電容感測輸入。 當(dāng)然，用戶輸入234可采取各種其它形式，包含電子形式，比如網(wǎng)絡(luò)接口 ( NIC )、 串行輸入或/輸出連接(包含其有線和無線形式兩者)。用戶輸入234可固定到 外殼結(jié)構(gòu)202',或可經(jīng)由布線插入到量表讀取器中。應(yīng)注意，雖然圖2的實(shí)施例包含針對控制IC 218和傳輸電路210兩者的 不同IC,但此類電路可集成到一個(gè)IC中。以此方式，量表讀取器200可以是可附接到現(xiàn)有量表而不需要任何布線的 緊湊結(jié)構(gòu)。這可提供用于自動(dòng)化系統(tǒng)中的量表的非常簡單且快速的轉(zhuǎn)換。圖2的實(shí)施例可因組件數(shù)目非常有限而提供非常緊湊的系統(tǒng)。然而，可能 需要并入額外組件以更快執(zhí)行某些任務(wù)。 一個(gè)此類布置展示于圖3中。現(xiàn)參看圖3，在方框示意圖中展示根據(jù)第三實(shí)施例的量表讀取器，其由總 參考標(biāo)號300表示。量表讀取器300包含與圖2的實(shí)施例相同的一些一般區(qū)段， 相應(yīng)地，相同區(qū)段由相同參考標(biāo)號表示，但第一個(gè)數(shù)字是"3"而不是"2"。量表讀取器300與圖2的量表讀取器的不同之處在于其可包含用于執(zhí)行圖 像處理功能的單獨(dú)IC。明確地說，量表讀取器300可包含用于執(zhí)行圖像處理 功能的圖像處理IC306'，因此此類功能不由控制IC318實(shí)行。更加明確地說， 圖像處理IC 306'可分析所接收圖像數(shù)據(jù)的選定部分，確定哪些數(shù)據(jù)值表示有 效量表讀取數(shù)據(jù)，且將此數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為中間讀數(shù)值?？刂艻C 318可包含處理電 路307,其用于基于中間讀數(shù)值和量表參數(shù)數(shù)據(jù)產(chǎn)生最終量表讀數(shù)值。在較佳 實(shí)施例中，圖像處理IC 306'可連同其它電路組件一起附接到組合件結(jié)構(gòu)328。 圖像處理IC 306'可以是具有用于執(zhí)行圖像處理操作的指令的處理器電路、經(jīng) 設(shè)計(jì)以執(zhí)行圖像處理操作的專用集成電路(ASIC),或經(jīng)編程以執(zhí)行所需圖像 處理操作的可編程邏輯裝置(PLD)(僅舉幾例)。控制IC318可控制圖像處理IC306'的激活。明確地說，控制IC318可激 活圖像處理IC 306'以采集圖像，且接著當(dāng)圖像數(shù)據(jù)已被處理時(shí)停用所述裝置。 停用可包含將裝置置于備用狀態(tài)或完全關(guān)閉裝置。以此方式，量表讀取器300可以是緊湊且容易實(shí)施的裝置，但還可具有非 ?？焖俚膱D像處理能力?，F(xiàn)參看圖4，在方框示意圖中展示根據(jù)第四實(shí)施例的量表讀取器，其由總 參考標(biāo)號400表示。量表讀取器400包含與圖2的實(shí)施例相同的一些一般區(qū)段， 相應(yīng)地，相同區(qū)段由相同參考標(biāo)號表示，但第一個(gè)數(shù)字是"4"而不是"2"。量表讀取器400與圖2的量表讀取器的不同之處在于其可提供模擬輸出信 號。更明確地說，量表讀取器400可包含數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器(DAC) 436，其 可將由圖像處理區(qū)段406產(chǎn)生的數(shù)字量表讀數(shù)轉(zhuǎn)換為模擬信號以輸出到遠(yuǎn)程 位置。較佳地，DAC 436可由控制IC 418的一部分形成。任選地，量表讀取器400可包含用于將來自控制IC 418的模擬輸出信號放大為所傳輸信號的放 大器電路438。此模擬輸出信號可以是適于與基于模擬輸入信號的控制系統(tǒng)一 起使用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信號。以此方式，量表讀取器400可以是與針對模擬輸入信號設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)兼 容的緊湊且容易實(shí)施的裝置?，F(xiàn)參看圖5，在方框示意圖中展示根據(jù)第五實(shí)施例的量表讀取器，其由總 參考標(biāo)號500表示。量表讀取器500包含與圖2的實(shí)施例相同的一些一般區(qū)段， 相應(yīng)地，相同區(qū)段由相同參考標(biāo)號表示，但第一個(gè)數(shù)字是"5"而不是"2"。量表讀取器500與圖2的量表讀取器的不同之處在于其可包含網(wǎng)絡(luò)接口 540。網(wǎng)絡(luò)接口 540可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接542以包格式傳輸和接收數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)連接 542可為有線或無線連接。網(wǎng)絡(luò)連接可連接到(例如)局域網(wǎng)(LAN)、廣域 網(wǎng)(WAN)或因特網(wǎng)。以此方式，量表讀取器500可以是適于經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)視的緊湊且容易實(shí) 施的裝置。已描述各種實(shí)施例及其相關(guān)聯(lián)電路和互連，現(xiàn)將描述包含組件的特定物理 位置的另一實(shí)施例?，F(xiàn)參看圖6A和圖6B,在剖視圖和外部視圖中展示根據(jù)第六實(shí)施例的量 表讀取器，其由總參考標(biāo)號600表示。量表讀取器600可展示圖l-5的一個(gè)非 常具體的物理實(shí)施方案，相應(yīng)地，相同區(qū)段由相同參考標(biāo)號表示，但第一個(gè)數(shù) 字是"6"而不是"1"、 "2"、 "3"、 "4"或"5"?，F(xiàn)參看圖6A和圖6B,在剖視圖中展示量表讀取器600以說明組件的位 置。量表讀取器600經(jīng)設(shè)計(jì)以適應(yīng)具有圓面的圓柱形量表612'。外殼結(jié)構(gòu)可包 含環(huán)形殼部件602'-0、環(huán)形墊圈部件602'-1和可完全或部分透明的面部件 602'-2。殼部件602'-0可為量表讀取器的各種零件提供物理附接點(diǎn)。在所展示 的實(shí)例中，容納在殼部件602'-0內(nèi)的可以是圖像傳感器604、圖像反射器614 和組合件結(jié)構(gòu)628。圖6還展示連接到組合件結(jié)構(gòu)628的電池貯槽620、照明 源616、值顯示器624和狀態(tài)顯示器626。在替代布置中，此類組件可連接到 殼部件且用導(dǎo)線連接到組合件結(jié)構(gòu)。應(yīng)了解，組合件結(jié)構(gòu)可包含各種彼此電互 連的電路組件。較佳地，殼部件602'-0防止從量表讀取器600外部發(fā)出的任何光進(jìn)入殼部件602'-0內(nèi)部。墊圈部件602'-1可允許量表牢固地附接到量表讀取器600,其中量表面 (即，量表的待讀取部分)相對于殼部件602'-0以所需定向定位。墊圈部件602'-l 可為剛性或柔性材料。較佳地，墊圈部件602'-l可防止從量表讀取器600外部 發(fā)出的任何光進(jìn)入殼部件602'-0內(nèi)部。面部件602'-2可為透明的以允許看見值顯示器624和狀態(tài)顯示器626。較 佳地，面部件602'-2防止從量表讀取器600外部發(fā)出的任何光進(jìn)入殼部件 602'-0內(nèi)部。在替代布置中，值顯示器624和/或狀態(tài)顯示器626可從面部件 602'-2向外延伸或穿透面部件602'-2,在此情況下，面部件602'-2可完全不透 明。在量表讀取器600對實(shí)線提供模擬輸出信號的情況下，量表讀取器600 可包含用于連接到導(dǎo)線646的導(dǎo)線連接器644。此導(dǎo)線連接器644可為單個(gè)或 多個(gè)導(dǎo)線連接提供連接。舉例來說，在利用模擬信號的現(xiàn)有系統(tǒng)的情況下，此 連接可以是一根或兩根導(dǎo)線。然而，對于網(wǎng)絡(luò)型連接，此連接器644可適應(yīng)標(biāo) 準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)布線，包含且不限于雙絞線布線。應(yīng)注意，雖然量表讀取器可用機(jī)械"密合"連接附接到量表，但此不應(yīng)解 釋為限制本發(fā)明。在替代實(shí)施例中，可形成較強(qiáng)的機(jī)械連接，例如機(jī)械扣子、 壓縮環(huán)、螺栓或螺釘(僅舉幾例)。此外，墊圏部件602'-1可牢固地附接到量 表612'，而量表讀取器600的剩余部分可從墊圈部件602'-1移除。舉例來說， 墊圈部件602'-l可根據(jù)以上實(shí)例或例如粘合劑(例如，環(huán)氧樹脂、專用膠)或 焊接等較永久方法附接到量表，而量表讀取器600的剩余部分可從墊圈部件 602'-1移除。墊圈部件602'-1可包含螺紋，且量表讀取器600的剩余部分可旋 擰到墊圏部件中，量表讀取器600的剩余部分可摁扣到墊圈部件602-1中，或 量表讀取器600的剩余部分可經(jīng)由螺栓或螺釘附接到墊圈部件602-1,或量表 讀取器600的剩余部分可經(jīng)由磁體附接到墊圈部件602-1。當(dāng)然，這些僅是許 多可能的實(shí)例中的幾個(gè)實(shí)例。雖然以上實(shí)施例已示范說明了特定量表讀取器的實(shí)例，但替代實(shí)施例可包 含采用此類量表讀取器的系統(tǒng)?，F(xiàn)將描述此類系統(tǒng)的幾個(gè)實(shí)例?，F(xiàn)參看圖7,在方框圖中展示根據(jù)第七實(shí)施例的系統(tǒng)，其由總參考標(biāo)號70016表示。系統(tǒng)700可包含一個(gè)或一個(gè)以上量表讀取器702-0到702-2和一監(jiān)3見裝 置704。在圖7的實(shí)例中，量表讀取器(702-0到702-2)每一者可包含物理附 接到一個(gè)或一個(gè)以上量表的圖像傳感器，且可包含將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)視裝置704 的無線傳輸器。在圖7的布置中，每一量表讀取器702-0到702-2可分別經(jīng)由單獨(dú)的無線 信道706-0到706-2傳輸數(shù)據(jù)。如以上實(shí)施例中所述，此數(shù)據(jù)可包含量表讀數(shù) 和/或評估數(shù)據(jù)。在一個(gè)非常具體的實(shí)例中，可經(jīng)由無線USB協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)。監(jiān)視裝置704可包含能夠經(jīng)由無線鏈路接收數(shù)據(jù)的無線接收器708。在系 統(tǒng)700包含一個(gè)以上量表讀取器的情況下，監(jiān)視系統(tǒng)700可包含能夠區(qū)分多個(gè) 信道的無線接收器708。應(yīng)了解，監(jiān)視裝置704可僅是較大進(jìn)程控制系統(tǒng)的一 個(gè)部分。此外，在其它實(shí)施例中，系統(tǒng)可包含多個(gè)監(jiān)視裝置，其每一者監(jiān)視一 個(gè)量表讀取器或選定的一組量表讀取器的數(shù)據(jù)。以此方式，系統(tǒng)可包含以無線方式將量表讀數(shù)或其它數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)視裝置 的一個(gè)或一個(gè)以上量表讀取器。如上所述，某些類型的控制系統(tǒng)經(jīng)配置以接收i^莫擬輸入值?，F(xiàn)將參看圖8、 圖9A和圖9B描述適應(yīng)此類布置的系統(tǒng)?，F(xiàn)參看圖8，在方框圖中展示根據(jù)第八實(shí)施例的系統(tǒng)，其由總參考標(biāo)號800 表示。系統(tǒng)800可包含與圖7的實(shí)施例相同的一些一般區(qū)段，相應(yīng)地，相同區(qū) 段由相同參考標(biāo)號表示，但第一個(gè)數(shù)字是"8"而不是"7"。系統(tǒng)800與圖7的系統(tǒng)的不同之處在于每一量表讀取器802-0到802-1可 包含有線傳輸器電路。因此，來自量表讀取器802-0到802-1的數(shù)據(jù)可分別經(jīng) 由有線信道810'-0到810'-2傳輸。另夕卜，可經(jīng)由模擬監(jiān)視系統(tǒng)812的模擬輸入 接收量表讀數(shù)。現(xiàn)參看圖9A,在方框圖中展示根據(jù)第九實(shí)施例的系統(tǒng)，其由總參考標(biāo)號 900表示。系統(tǒng)900可包含與圖7的實(shí)施例相同的一些一般區(qū)段，相應(yīng)地，相 同區(qū)段由相同參考標(biāo)號表示，但第一個(gè)數(shù)字是"9"而不是"7"。系統(tǒng)900與圖7的系統(tǒng)的不同之處在于其可包含模擬監(jiān)視系統(tǒng)912以及無 線到模擬轉(zhuǎn)換器914。無線到模擬轉(zhuǎn)換器914可將經(jīng)由無線信道接收的數(shù)據(jù)值 轉(zhuǎn)換為適于模擬監(jiān)視系統(tǒng)912的模擬信號。擬轉(zhuǎn)換器的一個(gè)實(shí)例，其由 總參考標(biāo)號950表示。無線到模擬轉(zhuǎn)換器950可包含無線接收器952、信道辨 別器954和若干DAC 956-0到956-N。無線接收器952可接收無線數(shù)據(jù)值并將 其轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。信道辨別器954可將對應(yīng)于每一所接收無線信道的數(shù)字值輸 出到單獨(dú)的DAC ( 956-0到956-N )。每一 DAC ( 956-0到956-N)可根據(jù)所接 收數(shù)字值產(chǎn)生模擬信號。以此方式，系統(tǒng)可包含適于在基于模擬信號的控制系統(tǒng)中使用的一個(gè)或一 個(gè)以上量表讀取器?，F(xiàn)參看圖10,在方框圖中展示根據(jù)又一實(shí)施例的系統(tǒng)，其由總參考標(biāo)號 1000表示。系統(tǒng)IOOO可包含與圖7的實(shí)施例相同的一些一般區(qū)段，相應(yīng)地， 相同區(qū)段由相同參考標(biāo)號表示，但第一個(gè)數(shù)字是"10"而不是"7"。在圖10的布置中，量表讀取器1002-0'到1002-2'可經(jīng)由連接1006將數(shù)據(jù) 傳輸?shù)奖O(jiān)視裝置1016。連接1006可以是無線連接，在此情況下量表讀取器 (1002-0'到1002-2，)可包含無線傳輸器，或可以是無線連接，在此情況下量表 讀取器(1002-0'到1002-2，)可包含有線傳輸器，或其某一組合。監(jiān)視裝置1016可以是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，其可接收并存儲從量表讀取器接收的 數(shù)據(jù)。監(jiān)視裝置1016可連接到網(wǎng)絡(luò)1018，且因此實(shí)現(xiàn)經(jīng)由數(shù)據(jù)包通信協(xié)議經(jīng) 由一個(gè)或一個(gè)以上客戶端裝置(1020-0、 1020-1、 1020-2)存取此量表讀取器 數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)1018可包含LAN、 WAN或因特網(wǎng)(僅舉幾例)。以此方式，系統(tǒng)可包含適于在聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中使用的一個(gè)或一個(gè)以上量表讀取器。雖然實(shí)施例可包含量表讀取器和量表讀取器系統(tǒng)，但替代實(shí)施例可包含讀 取量表的方法?，F(xiàn)將描述此類方法的實(shí)例。圖11中的流程圖中展示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的方法，其由總參考標(biāo)號1100表 示。方法1100可包含從附接到量表的圖像傳感器采集量表圖像數(shù)據(jù)(步驟 1102)。在一個(gè)特定布置中，此步驟可包含用數(shù)字圖像傳感器取得量表的圖像, 所述數(shù)字圖像傳感器針對圖像的每一像素提供多位值。此外，此步驟可包含以 下中的任一者在圖像取得之前對量表進(jìn)行照明，將量表圖像反射到圖像傳感器，在圖像傳感器處折射量表圖像，或在圖像傳感器處聚焦量表圖像(僅舉幾例)。
方法1100還可包含處理所采集量表圖像數(shù)據(jù)的選定部分以識別相關(guān)圖像 數(shù)據(jù)點(diǎn)(步驟1104)。此步驟可包含區(qū)分表示量表圖像的測量部分與圖像的其 它部分的像素。明確地說，此步驟可包含相對于圖像掃描一個(gè)或一個(gè)以上選定 圖案。這與處理圖像的所有部分形成對比。步驟1104還可包含將像素值彼此 區(qū)分。僅作為幾個(gè)實(shí)例，可通過對比度(相對亮度或相對暗度)、顏色或分組 (與鄰近像素相同或類似的對比度/顏色)來區(qū)分像素。
接著可將相關(guān)圖像數(shù)據(jù)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為中間量表讀數(shù)(步驟1106)。步驟1106 可包含基于相關(guān)圖像數(shù)據(jù)點(diǎn)產(chǎn)生數(shù)值。此步驟可很大程度上取決于量表配置。 僅作為許多可能實(shí)例中的幾個(gè)實(shí)例，此數(shù)值可以是以下中的任一者線的斜率、 總體圖像中的位置、面積、線性尺寸(線長度、弧尺寸、圓周尺寸、幾何形狀 周長)、角測量(度數(shù)、弧度)、三角函數(shù)(正弦、余弦等)。此類值也可為通 過針對連續(xù)圖像產(chǎn)生的值確定的以上此類測量值的任一者的變化速率。
方法1100可進(jìn)一步包含從中間量表讀數(shù)和所存儲量表參數(shù)產(chǎn)生最終量表 讀數(shù)(步驟1108)。此步驟可包含存取所存儲量表參數(shù)，并基于所存取數(shù)據(jù)和 中間量表讀數(shù)計(jì)算最終量表讀數(shù)。除此之外或作為替代，此步驟可包含使用中 間量表數(shù)據(jù)作為輸入值以查找表格式存取量表參數(shù)數(shù)據(jù)。
接著可傳輸最終量表讀數(shù)值(步驟1110)。此步驟可包含根據(jù)上述各種技 術(shù)(包含無線信號或有線路徑)以數(shù)字形式發(fā)送量表讀數(shù)，或作為離散值轉(zhuǎn)換 為模擬形式，或內(nèi)嵌在數(shù)據(jù)包內(nèi)(僅舉幾例)。
以此方式，方法可從附接到量表的圖像傳感器產(chǎn)生量表讀數(shù)并傳輸此值。
現(xiàn)將參看圖12A到圖12E描述根據(jù)另一實(shí)施例的更詳細(xì)方法。圖12A是 由總參考標(biāo)號1200表示的方法的流程圖。圖12B到圖12E是說明圖12A所示 的各種步驟的圖。
現(xiàn)參看圖12A,方法1200可包含圖11所示的步驟的特定實(shí)施方案，因此 相同步驟由相同參考標(biāo)號表示，但第一個(gè)數(shù)字是"12"而不是"11"。
方法1200可包含開始量表讀取操作(步驟1201)。此步驟可包含響應(yīng)于 例如由控制電路產(chǎn)生的中斷，或者經(jīng)由附接到量表讀取器的物理輸入裝置或經(jīng) 由遠(yuǎn)程請求接收用戶輸入而開始所述過程。在圖12A的實(shí)例中，步驟1202可包含以下子步驟開啟圖傳 (專感器、開 啟用于對量表進(jìn)行照明的照明源(在此情況下為LED)、采集量表圖像，和接 著關(guān)閉照明源。圖像采集時(shí)間的持續(xù)時(shí)間可以是由量表讀取器存儲的量表參數(shù) 值。
圖12B中展示此非常具體的實(shí)例的所取得圖像。圖12B展示用于測量溫 度的徑向偏轉(zhuǎn)量表的圖像。所述圖像包含針1220,其基于兩個(gè)不同刻度1222-0 和1222-1指示所測量的溫度。此圖像可呈像素形式。此外，此圖像可依據(jù)所 使用的圖像傳感器的分辨率由于像素化而在很大程度上更粗糙。
在圖12A的實(shí)例中，步驟1204可包含特定針對被測量量表的子步驟。因 此，步驟1204包含掃描以尋找"n"個(gè)同心圓。此掃描操作的坐標(biāo)可以是由量 表讀取器存儲的量表參數(shù)值。
圖12C展示針對圖12B的量表所掃描同心圓的一個(gè)實(shí)例。圖12C展示四 個(gè)同心圓1224-0到1224-3的掃描區(qū)域。當(dāng)然，根據(jù)所需準(zhǔn)確性和/或速度，可 掃描更大或更小數(shù)目的圓。然而，同心圓表示整個(gè)圖像的子集且因此導(dǎo)致比處 理圖像的所有像素的常規(guī)方法處理更少像素。
返回參看圖12A，針對所展示的實(shí)例，步驟1204可針對每一所掃描同心 圓包含沿半徑360度地檢查像素值。對于此類像素，可計(jì)算像素區(qū)塊的平均像 素強(qiáng)度。在所說明的特定實(shí)例中，量表針比背景暗，因此可存儲沿所掃描半徑 最暗的像素的位置。相對強(qiáng)度值/限度可以是由量表讀取器存儲的量表參數(shù)值。
圖12D展示一個(gè)實(shí)例，其展示對應(yīng)于圖12C的所掃描圓的所存儲的最暗 像素的位置。
返回參看圖12A，在所說明的特定實(shí)例中，步驟1206可包含針對所找到 的最暗像素區(qū)塊計(jì)算最佳擬合線的子步驟。此步驟可包含線性回歸計(jì)算(僅作 為一個(gè)實(shí)例)。接著可將所計(jì)算的斜率轉(zhuǎn)換為針角。此步驟可包含常身見技術(shù)， 例如三角計(jì)算(例如，反正切)。另外，因?yàn)樗f明實(shí)例的針可大于180。而偏 轉(zhuǎn)，所以可確定針方向(例如，向上或向下)。在所展示的特定實(shí)例中，這可 包含測量線的哪端相對于針樞軸點(diǎn)較長。
圖12E展示上文針對圖12D中展示的像素組所描述的計(jì)算的一個(gè)表示。 如圖所示，可通過線的水平(X)和垂直(Y)延伸來計(jì)算斜率?？赏ㄟ^確定
20哪一長度(11或12)較長來計(jì)算方向。
再次返回參看圖12A,步驟1208可包含將針角轉(zhuǎn)換為使用所存儲的量表 參數(shù)的單位。此步驟可包含將所得值除以/乘以表示偏轉(zhuǎn)度數(shù)與值(溫度)之 間的轉(zhuǎn)換的常數(shù)。此轉(zhuǎn)換常數(shù)值可以是由量表讀取器存儲的量表參數(shù)值。
返回參看圖12C,展示所測量角度1226。
再次參看圖12A，所展示的特定方法可包含額外步驟，包含檢查電池電壓 (步驟1209)。此步驟可包含通過模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換確定電池電壓，以及確定其 是否低于預(yù)定限度。
步驟1210可包含在量表讀取器的LCD上顯示量表讀數(shù)和電池電壓。此夕卜， 此類值可經(jīng)由無線連接傳輸。
方法1200可返回到休眠模式(步驟1212)。休眠模式可以是其中非關(guān)鍵 電路組件被關(guān)閉或置于低電力消耗狀態(tài)的模式。
以此方式，方法可產(chǎn)生針對徑向量表的量表讀數(shù)。
當(dāng)然，圖12A到圖12E的實(shí)施例僅表示一種非常特定類型的量表。本發(fā) 明不應(yīng)解釋為限于任何特定量表配置。為了對此進(jìn)行說明，圖13A到圖13D 展示從多條型量表采集量表讀數(shù)。
圖13A展示量表的圖像。圖13B展示量表的掃描區(qū)域，其包含三條線 1324-0到1324-2。圖13C展示通過取最高對比度像素產(chǎn)生的像素?cái)?shù)據(jù)。圖13D 展示可如何通過單一測量(長度)產(chǎn)生量表讀數(shù)值。此測量可乘以轉(zhuǎn)換值以產(chǎn) 生最終量表值。最終量表值可沿著單獨(dú)信道(有線或無線)傳輸，或沿著相同 信道多路復(fù)用。此多路復(fù)用可基于時(shí)間，或包含量表讀取器識別符以將不同量 表讀取器彼此區(qū)分。
以此方式，方法可針對相同量表產(chǎn)生多個(gè)量表讀數(shù)。
雖然根據(jù)各種實(shí)施例的量表讀取器可傳輸量表讀數(shù)以供監(jiān)視系統(tǒng)評估(如
上所述)，但量表讀數(shù)評估可由量表讀取器裝置本身執(zhí)行?，F(xiàn)將描述此方法的 實(shí)例。
現(xiàn)參看圖14,在方框示意圖中展示根據(jù)另一實(shí)施例的方法，其由總參考 標(biāo)號1400表示。方法1400可包含開始限度檢查操作(步驟1402)。此步驟可 響應(yīng)于自動(dòng)化中斷信號或用戶輸入(僅作為兩個(gè)實(shí)例)。方法1400可接著包含從圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生量表讀數(shù)(步驟1404)。此步驟可包含任一上述量表讀數(shù)產(chǎn)生 方法。僅作為特定實(shí)例，步驟1404可包含圖11的步驟1102到1108，或圖12A 的步驟1202到1208。
接著可檢查量表讀數(shù)以確定其是否超出預(yù)定限度(步驟1406)。 如果所產(chǎn)生的量表讀數(shù)超出范圍(來自方框1406的"是，，)，那么量表讀 取器可指示超出限度條件(步驟1408)。此指示可為視覺指示或音頻指示(僅 作為兩個(gè)實(shí)例)。方法1400可接著傳輸警報(bào)指示(步驟1410)。此傳輸可經(jīng)由 與量表讀數(shù)相同的信道或經(jīng)由不同信道進(jìn)行。
如果所產(chǎn)生的量表讀數(shù)在范圍內(nèi)(來自方框1406的"否")，那么量表讀 取器可根據(jù)任一上述技術(shù)傳輸量表讀數(shù)(步驟1412 )。
圖15展示量表讀取器1500的一個(gè)實(shí)例，其展示可指示超出限度條件所借 助的各種方法。量表讀取器1500可在值顯示器1524上展示預(yù)定圖案。作為替 代或除此之外，狀態(tài)顯示器1526可發(fā)出預(yù)定圖像(例如，顯示器開啟、顯示 器閃爍、顯示器特定顏色)。作為替代或除此之外，量表讀取器1500可包含揚(yáng) 聲器1550。此揚(yáng)聲器1550可經(jīng)驅(qū)動(dòng)以發(fā)出特定聲音。在一種方法中，量表讀 取器1500內(nèi)的控制電路可用預(yù)定模式驅(qū)動(dòng)音頻放大器。音頻放大器可驅(qū)動(dòng)揚(yáng) 聲器1550以產(chǎn)生所需聲音。
以這些方式，量表讀取器可在讀數(shù)從預(yù)定條件變化時(shí)提供警報(bào)指示。 上文展示的各種量表讀取器可經(jīng)設(shè)計(jì)以當(dāng)相對于被測量量表置于特定定 向時(shí)操作。然而，為了增加使用容易度，量表讀取器可包含校準(zhǔn)功能。此功能 可使量表讀取器能夠以很少調(diào)節(jié)安裝到量表且/或允許量表讀取器在量表讀取 器從相對于對應(yīng)量表的安裝定向移動(dòng)的情況下進(jìn)行重新調(diào)節(jié)?，F(xiàn)將描述校準(zhǔn)方 法的特定實(shí)例。
現(xiàn)參看圖16，在流程圖中展示根據(jù)一實(shí)施例的校準(zhǔn)方法，其由總參考標(biāo) 號1600表示。方法可包含讀取量表以獲得實(shí)際量表讀數(shù)(步驟1602)。此步 驟可包含視覺上檢查量表以確定其實(shí)際量表讀數(shù)。
量表讀取器組合件接著可附接到量表(步驟1604 )。
接著可開始校準(zhǔn)操作(步驟1606 )。此步驟可響應(yīng)于用戶輸入或當(dāng)量表讀 取器第一次開啟時(shí)進(jìn)行(僅作為兩個(gè)實(shí)例)。
22方法1600可接著從圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生中間量表讀數(shù)(步驟1608)。在特定布 置中，此步驟可包含圖11的步驟1102到1106或圖12的步驟1202到1206中 的任一者。方法1600還可包含從中間量表讀數(shù)和所存儲量表參數(shù)產(chǎn)生最終量 表讀數(shù)(步驟1610)。在特定布置中，此步驟可包含圖11的步驟1108或圖12 的步驟1208。
方法1600還可包含檢查以查明最終量表讀數(shù)是否與實(shí)際量表讀數(shù)匹配 (步驟1612)。此步驟可包含確定兩個(gè)量表讀數(shù)是否在彼此的可接受范圍內(nèi)。 任選地，此步驟可進(jìn)一步包含確定此類讀數(shù)彼此有多少不同(太低或太高)。 如果存在適宜的匹配(來自方框1612的"是")，那么校準(zhǔn)方法可完成。如果 不存在適宜的匹配(來自方框1612的"否")，那么校準(zhǔn)方法可執(zhí)行調(diào)節(jié)以使 最終量表讀數(shù)較接近實(shí)際量表讀數(shù)(步驟1614)。在圖16的特定布置中，此 步驟可包含調(diào)節(jié)量表參數(shù)或調(diào)節(jié)量表讀數(shù)產(chǎn)生方法。方法1600可接著以經(jīng)調(diào) 節(jié)量表參數(shù)和/或經(jīng)調(diào)節(jié)產(chǎn)生方法重復(fù)步驟1610。
以此方式，校準(zhǔn)方法可調(diào)節(jié)如何產(chǎn)生量表讀數(shù)時(shí)所利用的值直到量表讀取 器產(chǎn)生的量表讀數(shù)基本上與實(shí)際量表讀數(shù)匹配為止。
現(xiàn)參看圖17A到圖17C,在一系列圖中展示類似于圖12B的量表的校準(zhǔn) 方法的第一非常具體的實(shí)例。在圖17A到圖17C中，可根據(jù)以下關(guān)系產(chǎn)生量 表值
量表—讀數(shù)=(角度+偏移—校準(zhǔn))*K。
值"量表一讀數(shù)"可以是通過所述方法產(chǎn)生的量表讀數(shù)。值"角度"可以 是從擬合線斜率產(chǎn)生的值(例如，斜率的反正切)。值"偏移一校準(zhǔn)，，可以是可 在校準(zhǔn)步驟期間變化的值。值"K"可以是轉(zhuǎn)換常數(shù)。
圖17A展示所產(chǎn)生的量表讀數(shù)1702-0(52。F)與實(shí)際量表讀數(shù)1704(60°F) 之間的初始差異。舉例來說，量表讀取器可相對于理想位置旋轉(zhuǎn)。因?yàn)樗a(chǎn)生 的讀數(shù)小于實(shí)際讀數(shù)，所以值偏移一校準(zhǔn)可增加預(yù)定量。接著可重新計(jì)算量表 讀數(shù)。
圖17B展示所產(chǎn)生的量表讀數(shù)1702-l(56。F)與實(shí)際量表讀數(shù)H04(60。F) 之間的后續(xù)差異。同樣，因?yàn)樗a(chǎn)生的讀數(shù)小于實(shí)際讀數(shù)，所以值偏移jt準(zhǔn) 可再次增加且重新計(jì)算量表讀數(shù)。圖17C展示后續(xù)產(chǎn)生的量表讀數(shù)1702-2 (60°F)現(xiàn)與實(shí)際量表讀數(shù)1704 (60。F)匹配。因此，-歐準(zhǔn)操:作可完成。
現(xiàn)參看圖18A到圖18C,其是類似于圖13A所示的量表的校準(zhǔn)方法的第 二非常具體的實(shí)例。在圖18A到圖18C中，可才艮據(jù)以下關(guān)系產(chǎn)生量表值
量表_讀數(shù)=長度化。
值"量表_讀數(shù)"可以是通過所述方法產(chǎn)生的量表讀數(shù)。值"長度"可以 是從擬合線產(chǎn)生的值。值"K，，可以是轉(zhuǎn)換常數(shù)。
圖18A展示所產(chǎn)生的量表讀數(shù)1802-0 (7)與實(shí)際量表讀數(shù)1804 (9)之 間的初始差異。舉例來說，量表讀取器可比理想位置更遠(yuǎn)離量表，或光學(xué)元件 可收縮所取得的量表圖像。因?yàn)樗a(chǎn)生的讀數(shù)小于實(shí)際讀數(shù)，所以值K可減 小預(yù)定量。接著可重新計(jì)算量表讀數(shù)。
圖18B展示所產(chǎn)生的量表讀數(shù)1802-1 ( 8)與實(shí)際量表讀數(shù)1804 (7)之 間的后續(xù)差異。同樣，因?yàn)樗a(chǎn)生的讀數(shù)小于實(shí)際讀數(shù)，所以值K可再次減 小且重新計(jì)算量表讀數(shù)。
圖18C展示后續(xù)產(chǎn)生的量表讀數(shù)1802-2(7F)現(xiàn)與實(shí)際量表讀數(shù)1804(7) 匹配。因此，校準(zhǔn)4喿作可完成。
應(yīng)注意，任一校準(zhǔn)過程可為根據(jù)實(shí)際讀數(shù)與所產(chǎn)生的讀數(shù)的差異來校準(zhǔn)量 表讀取器的單步驟過程。然而，此方法可要求將實(shí)際量表讀數(shù)輸入到量表讀取 器中。這與大體由圖17A到圖18C展示的方法形成對比，圖17A到圖18C展 示的方法無需將實(shí)際量表讀數(shù)輸入到量表讀取器中便可提供自動(dòng)校準(zhǔn)。也就是 說，用戶可按壓一按鈕或按鈕序列且量表讀數(shù)將增加或減小直到其達(dá)到目標(biāo)實(shí) 際值為止。此方法可有利地容易執(zhí)行。
以此方式，量表讀取器可容易經(jīng)校準(zhǔn)以與實(shí)際量表讀數(shù)匹配。
已描述各種校準(zhǔn)方法，現(xiàn)將參看圖19描述操作量表讀取器以執(zhí)行校準(zhǔn)和 其它功能的特定方法。
圖19中展示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例表示量表讀取器的操作的狀態(tài)圖，其由總參 考標(biāo)號1900表示。操作可包含等待輸入(狀態(tài)1902)。在一個(gè)特定實(shí)例中， 此可包含等待用戶產(chǎn)生特定電容感測輸入值。 一種特定類型的輸入(校準(zhǔn))可 指示校準(zhǔn)功能，從而導(dǎo)致檢索參數(shù)數(shù)據(jù)(狀態(tài)1904)。此功能可包含從參數(shù)存儲裝置檢索參數(shù)數(shù)據(jù)。量表讀取器可接著產(chǎn)生量表讀數(shù)(狀態(tài)1906)。此可包 含根據(jù)任一上述實(shí)施例產(chǎn)生量表讀數(shù)。操作1900可接著顯示所產(chǎn)生的量表值 (狀態(tài)1908)。這可使用戶能夠觀察當(dāng)前量表讀數(shù)。
操作1900可接著返回以等待輸入的變化(狀態(tài)1910)。如果輸入指示接 受當(dāng)前量表讀數(shù)(接受)，那么可存儲量表參數(shù)(狀態(tài)1912)。此類量表參數(shù) 可用于將來量表讀數(shù)操作。如果不接受量表讀數(shù)(繼續(xù))，那么可產(chǎn)生新的參 數(shù)(狀態(tài)1914),且操作可返回到狀態(tài)1906。在一個(gè)非常具體的實(shí)例中，繼續(xù) 動(dòng)作可以是繼續(xù)壓住按鈕，而接受動(dòng)作可以是停止壓住按確丑。
操作1900可包含其它功能，在圖19的實(shí)例中，來自狀態(tài)l卯2的動(dòng)作(發(fā) 送)可開始量表讀取器發(fā)送操作。此功能可包含狀態(tài)1916和1918,其可分別 與1906和1908相同。此外，從狀態(tài)1918,操作可傳輸量表讀數(shù)(狀態(tài)1920)。 此狀態(tài)可包含任一上述量表讀取器數(shù)據(jù)傳輸方法。
仍參看圖19，動(dòng)作(設(shè)定)可開始配置或數(shù)據(jù)設(shè)定功能。此功能可包含 輸入狀態(tài)(1922)。特定動(dòng)作(開始)可選擇特定所存儲數(shù)據(jù)值。此所存儲數(shù) 據(jù)值可包含(僅作為幾個(gè)實(shí)例)量表參數(shù)數(shù)據(jù)、時(shí)間、日期或輸出類型(例如， 有線、無線、電壓/安培數(shù)范圍)。可接著顯示選定數(shù)據(jù)值(狀態(tài)1924)。功 能可接著行進(jìn)到另一輸入狀態(tài)(1926)。動(dòng)作(數(shù)據(jù))可包含用戶輸入數(shù)據(jù)值 以覆寫現(xiàn)有數(shù)據(jù)值。可接著顯示此新輸入的值(狀態(tài)1928),且可輸入另一輸 入狀態(tài)(1930)。如果接受新輸入的值(接受)，那么可存儲此數(shù)據(jù)值(狀態(tài) 1932)。輸入狀態(tài)1922、 1926和1930還可通過返回到先前輸入狀態(tài)而對動(dòng)作 作出回應(yīng)(退出/超時(shí))。
化形式且以不同于本文描繪和/或描述的次序的次序執(zhí)行。
出于清楚的目的，以下描述中省略了廣泛為人所知且與本發(fā)明不相關(guān)的各 種實(shí)施例及其設(shè)計(jì)與制造方法的許多細(xì)節(jié)。
應(yīng)了解，貫穿于本說明書的對"一個(gè)實(shí)施例"或"一實(shí)施例"的參考意味 著結(jié)合實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包含在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例 中。因此，應(yīng)強(qiáng)調(diào)且應(yīng)了解，在本說明書中的各個(gè)部分中對"一實(shí)施例"或"一 個(gè)實(shí)施例"或"一替代實(shí)施例"的兩個(gè)或兩個(gè)以上參考不一定全部表示同一實(shí)施例。此外，在本發(fā)明的一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例中特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可適 當(dāng)?shù)亟M合。
類似地，應(yīng)了解，在本發(fā)明的示范性實(shí)施例的以上描述中，本發(fā)明的各種 特征有時(shí)出于組織本發(fā)明從而輔助理解各種發(fā)明方面中的一者或一者以上的 目的而在單個(gè)實(shí)施例、圖或其描述中分組在一起。然而，本發(fā)明的此方法不應(yīng) 解釋為反映所主張的發(fā)明要求比每一權(quán)利要求中明確陳述的特征多的特征的 意圖。事實(shí)上，如所附權(quán)利要求書所反映，發(fā)明方面在于單個(gè)以上揭示的實(shí)施 例的不到全部特征。因此，附隨于具體實(shí)施方式
的權(quán)利要求書在此明確地并入 此具體實(shí)施方式
中，且每一權(quán)利要求作為本發(fā)明的單獨(dú)實(shí)施例而獨(dú)立存在。
還應(yīng)了解，可在缺乏未明確揭示的元件和/或步驟的情況下實(shí)踐本發(fā)明的 實(shí)施例。也就是說，本發(fā)明的發(fā)明特征可以是排除某一元件。因此，雖然已詳 細(xì)描述本文陳述的特定實(shí)施例的各個(gè)方面，但本發(fā)明可在不脫離本發(fā)明的精神 和范圍的情況下容許各種變化、替代和更改。
權(quán)利要求
1.一種量表讀取系統(tǒng)，其特征在于，包括參數(shù)存儲裝置，以數(shù)字形式存儲至少一個(gè)量表的參數(shù)數(shù)據(jù)；圖像處理電路，經(jīng)耦合以從物理附接到至少一個(gè)量表的圖像傳感器之中接收圖像數(shù)據(jù)，所述圖像處理電路分析所述圖像數(shù)據(jù)以產(chǎn)生對應(yīng)于量表圖像的圖像數(shù)據(jù)點(diǎn)，且從所述圖像數(shù)據(jù)點(diǎn)和所述參數(shù)數(shù)據(jù)之中產(chǎn)生量表讀數(shù)；傳輸電路，將所述量表讀數(shù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)離所述量表的位置；以及控制電路，用于在所述圖像處理電路處激活并將所述量表讀數(shù)耦合到所述傳輸電路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的量表讀取系統(tǒng)，其特征在于所述控制電路和所述圖像數(shù)據(jù)分析器電路形成于單個(gè)集成電路村底中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的量表讀取系統(tǒng)，其特征在于所述圖像數(shù)據(jù)包括多個(gè)像素；且所述圖像處理電路確定所述像素的平均強(qiáng)度，并識別相對于平均強(qiáng)度有預(yù)定偏差的像素。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的量表讀取系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包含產(chǎn)生所述圖像數(shù)據(jù)的圖像傳感器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的量表讀取系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包含照明源，耦合到控制電路，用于在所述圖像傳感器的圖像感測操作期間對量表進(jìn)行照明。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的量表讀取系統(tǒng)，其特征在于所述照明源包括發(fā)光二極管。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的量表讀取系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包含所述參數(shù)存儲裝置、圖像處理電路、傳輸電路和控制電路在同一集成電路(IC)組合件上彼此互連；以及外罩，容納所述IC組合件且包含用于將所述外罩物理固定到量表的量表接口。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的量表讀取系統(tǒng)，其特征在于所述外罩進(jìn)一步包含電池收納器，其耦合到所述IC組合件，用于接收至少一個(gè)電池并將電力提供到所述IC組合件。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的量表讀取系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包含DC適配器，耦合到所述電池收納器，用于將外部電源轉(zhuǎn)換為預(yù)定DC輸入電壓。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的量表讀取系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包含形成在所述外罩的外部表面上的顯示器，用于顯示至少所述量表讀數(shù)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的量表讀取系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包含至少 一個(gè)圖像反射器，其用于將量表圖像反射到所述圖像傳感器。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的量表讀取系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包含混合信號陣列集成電路，含有包含處理器和相應(yīng)隨機(jī)存取存儲器的數(shù)字電路區(qū)塊，以及模擬電路區(qū)塊，且包含至少所述控制電路。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的量表讀取系統(tǒng)，其特征在于所述混合信號陣列集成電路包含用于檢測多個(gè)電容傳感器處的電容變化的電容感測輸入。`13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的量表讀取系統(tǒng)，其特征在于所述傳輸電路經(jīng)由無線信號傳輸所述量表讀數(shù)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的量表讀取系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包含至少一個(gè)數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器(DAC),將所述量表讀數(shù)從數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬值。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的量表讀取系統(tǒng)，其特征在于混合信號陣列集成電路，含有包含處理器和相應(yīng)隨機(jī)存取存儲器的數(shù)字電路區(qū)塊，以及模擬電路區(qū)塊，包含至少一個(gè)ADC。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的量表讀取系統(tǒng)，其特征在于圖像相關(guān)區(qū)段在所述量表讀數(shù)在預(yù)定限度之外時(shí)進(jìn)一步激活限度指示。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的量表讀取系統(tǒng)，其特征在于所述參數(shù)存儲裝置、圖像處理電路、傳輸電路和控制電路在同一集成電路(IC)組合件上彼此互連；以及外罩，容納所述IC組合件且包含用于將所述外罩物理固定到量表的量表 接口 ，及當(dāng)激活所述限度指示時(shí)所激活的警報(bào)指示器。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于所述警報(bào)指示選自由預(yù)定發(fā)光二極管圖案、預(yù)定液晶顯示器圖案和預(yù)定音頻輸出所組成的群組。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于所述參數(shù)存儲裝置包含用于存儲校準(zhǔn)值變量的至少一個(gè)位置；且所述圖像處理電路從所述圖像數(shù)據(jù)點(diǎn)和所述至少一個(gè)校準(zhǔn)值變量之中產(chǎn)生量表讀數(shù)。
20. —種讀取量表的方法，其特征在于，包括以下步驟a. 從物理附接到所述量表的圖像傳感器采集量表的圖像數(shù)據(jù)；b. 處理所述圖像數(shù)據(jù)以區(qū)分量表測量點(diǎn)與非測量點(diǎn)；c. 從所述量表測量點(diǎn)和至少存儲的量表參數(shù)數(shù)據(jù)之中確定量表讀數(shù)；d. 將所述量表讀數(shù)發(fā)送到遠(yuǎn)離所述量表的位置。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包含在步驟a.到d.之前，用物理附接到所述量表的所述圖像傳感器采集所述量表的圖像數(shù)據(jù)；以及從所述圖像傳感器讀取所述量表的圖像數(shù)據(jù)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于在采集圖像數(shù)據(jù)之前，開啟所述圖像傳感器；且在讀取圖像數(shù)據(jù)之后，關(guān)閉所述圖像傳感器。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于在采集圖像數(shù)據(jù)之前，開啟照明源以對所述量表進(jìn)行照明；且在采集圖像數(shù)據(jù)之后，關(guān)閉所述照明源。
24. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于所述步驟b.包含掃描低于全部圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)的預(yù)定區(qū)段，以及從所述預(yù)定區(qū)段中的非測量點(diǎn)確定測量點(diǎn)；所述步驟c.包含將所述測量點(diǎn)轉(zhuǎn)換為預(yù)定格式數(shù)據(jù)，以及 用至少所述預(yù)定格式數(shù)據(jù)產(chǎn)生所述量表讀數(shù)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于 所述圖像數(shù)據(jù)包括多個(gè)像素；且 從非測量點(diǎn)確定測量點(diǎn)包含確定所述經(jīng)掃描預(yù)定區(qū)段內(nèi)的像素區(qū)塊的平均像素強(qiáng)度，以及 確定像素區(qū)塊的最高對比度像素的位置。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于 所述量表是徑向量表；且所述預(yù)定區(qū)段是對應(yīng)于所述量表的圖像內(nèi)的多個(gè)同心圓的像素位置。
27. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于 所述量表是線性量表；且所述預(yù)定區(qū)段是對應(yīng)于所述量表的所述圖像內(nèi)的至少一條線的像素位置。
28. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包含 檢查附接到所述量表的組合件內(nèi)的電池的電池狀態(tài)；以及 如果所述電池狀態(tài)在預(yù)定限度外，那么激活一指示。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于 激活一指示包含選自由以下各項(xiàng)組成的群組的步驟 激活所述組合件上的視覺指示器， 激活所述組合件上的音頻指示器，以及 將警報(bào)指示發(fā)送到遠(yuǎn)離所述量表的位置。
30. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包含 將所述量表讀l欠發(fā)送到遠(yuǎn)離所述量表的位置。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于 發(fā)送所述量表讀數(shù)包含選自由以下各項(xiàng)組成的群組的步驟 以無線方式傳輸所述量表讀數(shù)， 經(jīng)由至少一個(gè)導(dǎo)線發(fā)送數(shù)字電性信號，以及經(jīng)由至少 一個(gè)導(dǎo)線發(fā)送^f莫擬電性信號。
32. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包含在連接到所述量表的組合件上顯示所述量表讀數(shù)。
33. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包含 校準(zhǔn)步驟，包含i. 用物理附接到所述量表的所述圖像傳感器采集所述量表的圖像數(shù)據(jù)；ii. 處理所述圖像數(shù)據(jù)以區(qū)分量表測量點(diǎn)與非測量點(diǎn)；iii. 從所述量表測量點(diǎn)、所存儲的量表參數(shù)數(shù)據(jù)和校準(zhǔn)參數(shù)數(shù)據(jù)之中確定量 表讀數(shù)；iv. 如果步驟iii中確定的所述量表讀數(shù)不對應(yīng)于實(shí)際量表讀數(shù)，那么改變 所述校準(zhǔn)參數(shù)數(shù)據(jù)；以及v. 重復(fù)步驟i到iv直到步驟iii中確定的量表讀數(shù)對應(yīng)于實(shí)際量表讀數(shù)為止。
34. —種量表讀取系統(tǒng)，其特征在于，包括 至少一個(gè)量表讀取器，包括 圖像傳感器，用于產(chǎn)生數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，附接件，用于將所述量表讀取器附加到量表并將量表圖像的圖像引導(dǎo)到所 述圖像傳感器，圖像處理器，用于從所述圖像數(shù)據(jù)之中產(chǎn)生量表讀數(shù)，以及 輸出電路，將所述量表讀數(shù)輸出到遠(yuǎn)離所述量表的位置。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的量表讀取系統(tǒng)，其特征在于 所述輸出電路包括經(jīng)由無線連接來傳輸量表讀數(shù)的無線傳輸器。
36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包含 基于計(jì)算機(jī)的監(jiān)視系統(tǒng)，包括監(jiān)視中央處理單元，監(jiān)視存儲器，用于存儲監(jiān)視計(jì)算機(jī)程序，以及 無線接收器，用于經(jīng)由所述無線連接來接收所述量表讀數(shù)。
37. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的量表讀取系統(tǒng)，其特征在于 所述輸出電路包括網(wǎng)絡(luò)接口 。
38. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的量表讀取系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包含 監(jiān)視系統(tǒng)，包含至少一個(gè)模擬控制信號輸入；無線接收器，用于經(jīng)由所述無線連接來接收所述量表讀數(shù)；以及 至少一個(gè)數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器，耦合到所述模擬控制信號輸入，將由所述無 線接收器接收的所述量表讀數(shù)從數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬信號。
39. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的量表讀取系統(tǒng)，其特征在于 所述輸出電路包含至少一個(gè)數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器輸入，將所接收的所述量表讀數(shù)從數(shù)字值轉(zhuǎn)換 為模擬信號。
40. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的量表讀取系統(tǒng)，其特征在于 所述量表讀取器進(jìn)一 步包含對所附接的量表進(jìn)行照明的照明源。
41. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的量表讀取系統(tǒng)，其特征在于 所述量表讀取器進(jìn)一步包含用于將所附接的量表的圖像反射到所述圖像傳感器的反射器。
全文摘要
一種量表監(jiān)視系統(tǒng)可包括參數(shù)存儲裝置，其以數(shù)字形式存儲至少一個(gè)量表的參數(shù)數(shù)據(jù)。所述參數(shù)數(shù)據(jù)可對應(yīng)于不同量表讀數(shù)。圖像處理電路可經(jīng)耦合以從物理附接到至少一個(gè)量表的圖像傳感器之中接收圖像數(shù)據(jù)，所述圖像處理電路可分析所述圖像數(shù)據(jù)以產(chǎn)生對應(yīng)于量表圖像的圖像數(shù)據(jù)點(diǎn)，且從所述圖像數(shù)據(jù)點(diǎn)和所述參數(shù)數(shù)據(jù)之中產(chǎn)生量表讀數(shù)。傳輸電路將所述量表讀數(shù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)離所述量表的位置。控制電路激活所述圖像處理電路并將所述量表讀數(shù)耦合到所述傳輸電路。
文檔編號H04N1/00GK101632292SQ200780045651
公開日2010年1月20日 申請日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月21日
發(fā)明者哈利·辛 申請人:賽普拉斯環(huán)境系統(tǒng)公司