[實用新型]一種基于MIC接口的低頻傳感器信號傳輸裝置

有效

• 申請號: 201320888894.3
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN203661277U
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 何嶺松;凌聰;張昌帆;田航;朱俊江
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H04R3/00
• 分類號: H04R3/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術領域

本實用新型屬于信號采集與分析處理領域，具體涉及一種基于MIC接口的低頻傳感器信號傳輸裝置。

背景技術

無論是計算機、筆記本等傳統終端，還是手機、平板電腦等新型終端，都不能直接連接溫度計、應變片等外部傳感器。必須通過數據采集模塊，將傳感器的模擬量轉換為數字量，再通過數據通訊方式傳遞到智能終端中進行處理。這樣做的優點是適應性好，可接入任何種類的傳感器，但缺點是需要一個外部的數據采集器，成本高，傳感器測量系統的連線、操作等較復雜。

對計算機、筆記本等傳統終端和手機、平板電腦等新型終端，都具有音頻和視頻模擬信號輸入/輸出能力，如果我們能夠將外部傳感器測量信號調理成等價的音頻或視頻信號，則可以利用智能終端的音頻口或視頻口進行外部傳感器信號的輸入。這樣做的優點是可以省去外部的數據采集器，數據采集軟件也可以利用智能終端中的多媒體采樣函數來快速實現；但缺點是可以接入的傳感器種類受到音頻或視頻信號特性的限制。

智能終端的音頻接口（MIC）其傳輸的音頻信號范圍是20Hz-20KHZ，電壓范圍是±0.1伏。常用的溫度計、應變片、二氧化碳傳感器、紅外探頭、血氧飽和度探頭等傳感器，其測量信號是直流或變化頻率很低，直接通過MIC口接入會被智能終端的音頻信號調理電路濾掉，信號失真很大。

實用新型內容

針對現有技術的以上缺陷，本實用新型提供了一種基于MIC接口的低頻傳感器信號傳輸裝置，通過頻率調制方式，將外部傳感器的低頻信號轉換為音頻信號，通過MIC接口輸入到智能終端中并對調制后的外部傳感器信號進行解調還原，從而實現通過MIC接口接入外部低頻信號傳感器的目的。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是，提供一種基于MIC接口的低頻傳感器信號傳輸裝置，所述裝置包括：

傳感器信號輸出模塊，與頻率調制模塊相連，用于輸出原始低頻傳感器信號；

頻率調制模塊，與所述傳感器信號輸出模塊相連，用于對原始低頻傳感器信號進行頻率調制，使其頻譜搬移到音頻范圍內，調制后輸出標準方波信號；

MIC聲卡采集模塊，與所述頻率調制模塊相連，用于將所述方波信號通過MIC接口接入智能終端聲卡，通過聲卡對方波信號進行不失真的采樣，將其轉換為數字信號；

數字解調模塊，與所述MIC聲卡采集模塊相連，用于對所述數字信號進行頻率解調，得到低頻數字信號；

顯示分析模塊，與所述數字解調模塊相連，用于對解調得到的低頻數字信號進行分析處理并顯示。

在本實用新型所述的基于MIC接口的低頻傳感器信號傳輸裝置中，所述數字解調模塊位于智能終端內，通過過零檢測法實現數字信號解調。

在本實用新型所述的基于MIC接口的低頻傳感器信號傳輸裝置中，所述標準方波信號的頻率與所述原始低頻傳感器信號的幅值成正比。

在本實用新型所述的基于MIC接口的低頻傳感器信號傳輸裝置中，所述智能終端為內部配有聲卡的計算機、筆記本電腦、手機和平板電腦。

在本實用新型所述的基于MIC接口的低頻傳感器信號傳輸裝置中，所述原始低頻傳感器信號為人體生理信號和工業傳感器信號。

因此，本實用新型可以獲得以下的有益效果：

利用智能終端自帶聲卡代替專門的數據采集卡進行數據采集，解決了外圍傳感器必須配備額外的數據采集卡實現數據采集以及和智能終端通信的技術問題，可有效降低外圍傳感器與智能終端通信的成本；

頻率調制模塊的輸出設計與MIC接口兼容，這樣本實用新型提供的裝置就可適用于配備有聲卡的計算機、筆記本、手機、平板等多種智能終端，同一架構，跨平臺，兼容性強，可實現MIC接口即插即用，免去繁瑣的上下位機配置，方便各類人群使用；

對傳感器產生的低頻電信號進行頻率調制，可有效地減少干擾波并改善信噪比，方便信號的傳輸，實現將傳感器低頻電信號頻譜搬移到音頻范圍內，使得智能終端聲卡可不失真地采集低頻傳感信號，并且音頻化的傳感器信號，便于利用現有的公話網絡或者多媒體技術實現信號的遠程傳輸和云端分析；

利用智能終端強大的計算功能，采用過零檢測法統計調頻信號的頻率，進行頻率解調以恢復原始信號，并在智能終端屏幕中顯示原始波形，為后續各種應用的開發提供了巨大潛力。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中：

圖1是本實用新型的基于MIC接口的低頻傳感器信號傳輸裝置的結構示意圖；