CN101451870B - 基于光电收发传感器的计数器及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于光电收发传感器的计数器及其实现方法，属于电子设备领域。它是这么实现的，该计数器包括：转轮、光电收发传感器阵列、不确定点比较模块，以及数值运算处理模块。本发明的优点在于：利用本发明中的AD读数机制，可以直接找到字轮上的不确定点，从而能够从根本上消除了字轮的读数误差，这对于要求读数准确的转轮计数领域有着重要价值。

Description

基于光电收发传感器的计数器及其实现方法

技术领域

本发明属于电子设备领域。

背景技术

目前，通过字轮组成的计数器在多种领域有着广泛的应用。比如，在煤气表抄数领域。随着技术的发展，由于直接进入用户的家庭或营业场所多有不便之处，于是，煤气表的远程抄数就成了当前煤气表领域的热点难题。

在解决煤气表远程抄数方面，有多种解决方案，有直接采用字轮旋转产生电脉冲信号的方案，也有采用光电感应器件来对字轮的旋转进行测试、换算的结构。

其中，现有的通过光电感应器件实现的测试操作，都是以数字信号进行读数的。但因为旋转的字轮是圆形，在同一字轮相邻的两个数字之间，经常会造成误码事件的发生。比如，目前市场上常规应用的煤气表远程抄表计数器，出现误读的几率为1～2％。

如何消除现有远程计数器的误差，是当务之急，也是难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于光电收发传感器的计数器及其实现方法，能够通过光电反射及数值分析的方式实现准确读数。

一种基于光电收发传感器的计数器，它是这么实现的，该计数器包括：

转轮，在转轮上设置有通过反光区和非反光区组成的转轮反光工作层；

光电收发传感器阵列，对应着所述的转轮反光工作层，设置有通过发光器件和感光器件组成的光电收发传感器组；

不确定点比较模块，根据光电收发传感器阵列所获得的转轮上反光数据，来确定各光电收发传感器组所对应的转轮区域是否为不确定点的模块结构；

数值运算处理模块，是根据光电收发传感器阵列在筛除不确定点之后，将所获得的数字信号换算成数值的模块结构。

进一步，本发明所描述的基于光电收发传感器的计数器还包括有如下技术要点：

所述的转轮，被均匀设置有数字的字轮环绕着。

所述的转轮反光工作层上，设置有相互连贯的反光区和非反光区，反光区和非反光区各占转轮反光工作层的一半。

在光电收发传感器阵列中，对应着每个字轮，设置有连贯并均匀分布的5个光电收发传感器组，光电收发传感器组之间的间隔和字轮上的数字间隔相配套。

所述的5个光电收发传感器组连续排列，相邻传感器中点间方向角相差36度。

在所述的不确定点比较模块中，配套着针对于光电收发传感器阵列所获得的AD采样数值，按数值的高低依次分为三个区域，分别是反光区域、临界区域和非反光区域，凡属于临界区域内的点为不确定点。

所述的光电收发传感器阵列，设置在柔性PCB板上。

一种基于光电收发传感器的计数器的实现方法，它是这么实现的，该方法包括如下步骤：

步骤1，设定光电收发传感器组的临界区域阈值；

步骤2，利用光电收发传感器阵列对计数器的转轮反光工作层进行感光；

步骤3，将各光电传收发感器阵列中所获得的感光数据与临界区域阈值进行比较；

步骤4，凡是不确定点，在计数时除去该不确定点，凡是确定点，计数时数据保留；

步骤5，利用光电收发传感器阵列中保留下的确定点计算出对应数值。

进一步，本发明所描述的基于光电收发传感器的计数器的实现方法，还包括有如下技术要点：

在所述的步骤2和步骤3中，利用光电收发传感器阵列所获得的AD采样数值，与临界区域阈值进行比较，凡是高于临界区域阈值范围的，视为反光区域，凡是低于临界区域阈值范围的，视为非反光区域，凡在临界区域阈值范围内，视为不确定点。

所述的转轮反光工作层上，设置有相互连贯的反光区和非反光区，反光区和非反光区各占转轮反光工作层的一半。

对应着每个字轮的转轮反光工作层，设置有连续五个中点间相隔36度的光电收发传感器组。

通过前述的转轮反光工作层所获得的不确定点，至多有一个。

本发明的优点在于：利用本发明中的AD读数机制，可以直接找到字轮上的不确定点，从而能够从根本上消除字轮的读数误差，这对于要求读数准确的转轮计数领域有着重要价值。

附图说明

下面结合附图对本发明进行更详细的说明。

图1是本发明所述的一种基于光电收发传感器的计数器的一种具体实施例的示意图，具体应用例为一种煤气表。

图2是本发明所述的一种基于光电收发传感器的计数器的一种具体实施例结构示意图，对应着图1所示的实施例。

图3是本发明所述的一种基于光电收发传感器的计数器的结构示意图。

图4是本发明所述的一种基于光电收发传感器的计数器的实现方法的流程图。

具体实施方式

100-基于光电收发传感器的计数器，110-燃气表计数器，120-计数器壳体，130-目视数字窗口，140-转轮，141-字轮，150-转轮反光工作层，151-反光区，152-非反光区；200-光电收发传感器阵列， 210-光电收发传感器组，211-发光器件，212-感光器件，220-柔性PCB板。

本发明提供一种基于光电收发传感器的计数器100，通过该装置，利用光电反射的方式，能够对字轮进行准确读数，并能够将所读到的数值以电信号的形式输出。作为典型的应用，是在煤气表的远程抄数方面；当然，具体的应用领域是不限定的，凡是需要使用字轮进行远程数值抄数，包括有线信道的远程抄数和无线信道的远程抄数，都可以应用。

在本发明中，该基于光电收发传感器的计数器100主要包括如下结构：

①转轮140。在转轮的表面上，设置有转轮反光工作层150，该转轮反光工作层150上设置有反光区151和非反光区152。

其中的反光区151的反光性能强；非反光区152的反光性能弱。

进一步，这儿所述的转轮140，是被均匀设置有数字的字轮141环绕着。该数字通常是0～9十个阿拉伯数字，但也不限定，比如，采用符号I～X的计数方式，以及其它的计数方式，也同样可以。

当然，字轮141上所设置的内容，还可以不是数字，其它如字母、文字、符号，甚至图形等，也都可以。

另外，参图3所示，作为本发明中的一个优选的实施例而非限定，可以在所述的转轮反光工作层150上，设置有相互连贯的反光区151和非反光区152，其中反光区151和非反光区152各占转轮反光工作层150的一半。

②光电收发传感器阵列200。对应着所述的转轮反光工作层150，设置有通过发光器件和感光器件组成的光电收发传感器组210。

其中的发光器件，作为举例，可采用发光LED来实现；而配套的感光器件，可以采用半导体感光器件来实现即可。在使用中，发光器件发出光线，照射到转轮反光工作层150上，反射后的光线再传输到邻近的感光器件上，利用感光器件测试出反射光的强度。

在本发明中，光电收发传感器阵列100对应着每个字轮141，设置有连贯并均匀分布的5个光电收发传感器组210，光电收发传感器组210之间的间隔和字轮141上的数字间隔相对应。

更进一步，为了确保所产生的不确定点只有一个，那么需要保证的一点是：反光区151和非反光区152相交的两处区域，至多只能有一处区域落在光电收发传感器阵列200的测试范围之内；而另一方面，为了获得尽可能多的测试信息，光电收发传感器阵列200的测试范围又要尽可能大。

于是，这样的实施方案是推荐的：对应着同一个字轮141，所述的5个光电收发传感器组210的首尾两个光电收发传感器组210与配套字轮141中心间的连线，接近半圆但不足半圆。即：光电测试的覆盖范围，尽可能覆盖转轮反光工作层150的一半，但不到一半。

而整个光电收发传感器阵列200，作为优选的实施例而非限定，可设置在柔性PCB板上。

③不确定点比较模块。它是根据光电收发传感器阵列200所获得的转轮140上的反光数据，来确定各光电收发传感器组210所对应的转轮区域是否为不确定点的模块结构。

下面通过具体的实施例进行描述。我们配套着针对于光电收发传感器阵列200所获得的AD采样数值，按数值的高低依次分为三个区域，分别是反光区域、临界区域和非反光区域。其中，反光区域的反射光线的强度最高，与转轮反光工作层150中的反光区151相对应；非反光区域的反射光线强度最低，与转轮反光工作层150中的非反光区152相对应；临界区域的反射光线的强度，介于反光区域和非反光区域的光线强度之间，与转轮反光工作层150中反光区151和非反光区152交错的部位相对应。

凡反射光线强度在临界区域上下阈值之间，所对应的光电收发传感器组，均视为不确定点，在数值计算时将该点删除即可。而确定了的反光区域，可视为数字信号“1”，确定了的非反光区域，可视为数字信号“0”。

④数值运算处理模块。是根据光电收发传感器阵列在筛除不确定 点之后，将所获得的数字信号换算成数值的模块结构。

该模块主要用来实现字轮141上数字的运算功能。如前所述，如果测试结果没有包含不确定点的话，那么，5个光电收发传感器组就相当于5个二进制点，通过2⁵个可能性数值来确定0～9十个数字；如果测试结果包含一个不确定点的话，那么，4个光电收发传感器组就相当于4个二进制点，通过2⁴个可能性数值来确定0～9十个数字。

进一步，本发明还描述了一种基于光电收发传感器的计数器的实现方法，利用该方法，可以有效、准确地实现针对于转轮140的计数操作。参照着附图4，该方法主要包括如下5个步骤：

步骤1，设定光电收发传感器组的临界区域阈值。

如前所述，临界区域阈值，是对应着反光区151和非反光区152相交错位置的反光强度阈值，用以判定不确定点。

步骤2，利用光电收发传感器阵列200对计数器的转轮反光工作层150进行感光。

转轮反光工作层150的描述，与前述的内容一致。作为一种优选的实施例，可设置相互连贯的反光区151和非反光区152，其中反光区151和非反光区152各占转轮反光工作层150的一半。

对应着每个字轮141的反射工作层，设置有五个光电收发传感器组210组合起来的接近半圆的光电收发传感器阵列200。

然后，根据测量信号，利用光电收发传感器阵列200对转轮反光工作层150进行感光即可。

步骤3，将各光电收发传感器阵列200中所获得的感光数据与临界区域阈值进行比较。

作为举例，利用光电收发传感器阵列200所获得的AD采样数值，与临界区域阈值进行比较，凡是高于临界区域阈值范围的，视为非反光区域，凡低于临界区域阈值范围的，视为反光区域，凡在临界区域阈值范围内，视为不确定点。

步骤4，凡是不确定点，在计数时除去该不确定点，凡是确定点， 计数时数据保留。

如前所述，所获得的不确定点，至多有一个，在计数时将不确定点去掉即可。

步骤5，利用光电收发传感器阵列中保留下的确定点计算出对应数值。

该过程具体是利用数值运算处理模块来完成的。如前所述，如果测试结果没有包含不确定点的话，那么，5个光电收发传感器组210就可以对应5个二进制点，通过2⁵个可能来确定0～9十个数字；如果测试结果包含一个不确定点的话，那么，就用余下的4个光电收发传感器组210来对应4个二进制点，通过2⁴个可能来确定0～9十个数字。

利用本发明，通过AD读数机制，以及通过不确定点比较模块来确定字轮上不确定点的方法，从根本上消除了因反光区与非反光区交错而造成的光电读数误差。

以上是对本发明的描述而非限制，基于本发明思想的其它实施例，亦均在本发明的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种基于光电收发传感器的计数器，其特征在于该计数器包括：

转轮，在转轮上设置有反光区和非反光区组成的转轮反光工作层；

光电收发传感器阵列，对应着所述的转轮反光工作层，设置有通过发光器件和感光器件组成的光电收发传感器组；

不确定点比较模块，根据光电收发传感器阵列所获得的转轮上的反光数据，来确定各光电收发传感器组所对应的转轮区域是否为不确定点的模块结构；

数值运算处理模块，是根据光电收发传感器阵列在筛除不确定点之后，将所获得的数字信号换算成数值的模块结构。

2.根据权利要求1所述的基于光电收发传感器的计数器，其特征在于：所述的转轮，被均匀设置有数字的字轮环绕着。

3.根据权利要求1所述的基于光电收发传感器的计数器，其特征在于：所述的转轮反光工作层上，设置有相互连贯的反光区和非反光区，其中反光区和非反光区各占转轮反光工作层的一半。

4.根据权利要求2所述的基于光电收发传感器的计数器，其特征在于：在光电收发传感器阵列中，对应着每个字轮，设置有连贯并均匀分布的5个光电收发传感器组，光电收发传感器组之间的间隔和字轮上的数字间隔相匹配。

5.根据权利要求4所述的基于光电收发传感器的计数器，其特征在于：所述的5个光电收发传感器组连续排列，相邻传感器组中点间的方向夹角为36度。

6.根据权利要求1所述的基于光电收发传感器的计数器，其特征在于：在所述的不确定点比较模块中，配套着针对于光电收发传感器阵列所获得的AD采样数值，按数值分为三个区域，分别是反光区域、临界区域和非反光区域，凡属于临界区域内的点为不确定点。

7.根据权利要求1所述的基于光电收发传感器的计数器，其特征在于：所述的光电收发传感器阵列，设置在柔性PCB板上。

8.一种根据权利要求1所述的基于光电收发传感器的计数器的实现方法，其特征在于该方法包括如下步骤： 

步骤1，设定光电收发传感器组的临界区域阈值；

步骤2，利用光电收发传感器阵列对计数器的转轮反光工作层进行感光；

步骤3，将各光电收发传感器阵列中所获得的感光数据与临界区域阈值进行比较；

步骤4，凡是感光数据在临界区域阈值内的光电传感器组为不确定点，在计数时除去该不确定点，凡是确定点，计数时数据保留；

步骤5，利用光电收发传感器阵列中保留下来的确定点计算出对应数值。

9.根据权利要求8所述的基于光电收发传感器的计数器的实现方法，其特征在于：在所述的步骤2和步骤3中，利用光电收发传感器阵列所获得的AD采样数值，与临界区域阈值进行比较，凡是高于临界区域阈值范围的，视为反光区域，凡是低于临界区域阈值范围的，视为非反光区域，凡在临界区域阈值范围内，视为不确定点。

10.根据权利要求8所述的基于光电收发传感器的计数器的实现方法，其特征在于：所述的转轮反光工作层上，设置有相互连贯的反光区和非反光区，其中反光区和非反光区各占转轮反射工作层的一半。

11.根据权利要求8所述的基于光电收发传感器的计数器的实现方法，其特征在于：对应着每个字轮的转轮反光工作层，设置有五个中点相隔36度组合起来的光电收发传感器组。

12.根据权利要求10或11所述的基于光电收发传感器的计数器的实现方法，其特征在于：通过该转轮反光工作层所获得的不确定点，至多有一个。 

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