[發明專利]一種基于智能手機音頻接口的空氣質量感知套件

在審

• 申請號: 201510012578.3
• 申請日: 2015-01-09
• 公開（公告）號: CN104836876A
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: 方武
• 申請（專利權）人: 蘇州攜手智能科技有限公司
• 主分類號: H04M1/21
• 分類號: H04M1/21;G01D21/02
• 代理公司: 蘇州慧通知識產權代理事務所(普通合伙) 32239
• 代理人: 安紀平

技術領域

本發明屬于智能手機配件技術領域，尤其涉及一種基于智能手機音頻接口的空氣質量感知套件。

背景技術

智能手機作為信息收發、處理的中心，成為消費者必不可少的隨身攜帶品。以手機平板配件為例，移動電源、貼膜、外殼、耳機等已經成為手機用戶的必備配件。

然而，現如今的智能手機雖然配有一系列傳感器，但不具備對周圍環境的感知功能。基于智能手機的環境感知套件定位于普通手機用戶，以智能手機為核心，手機APP為人機交互界面，配套系列便攜式環境感知模塊，如溫濕度、空氣質量(CO₂濃度)、有害氣體(PM2.5、甲醛、CO等)。旨在使用戶能隨時、隨地、隨意感知周圍環境參數，讓人們的生活更加健康美好。

音頻接口的數據應用，最早應該算是耳機的線控耳機了。耳機口可以做很多事情，利用手機的音頻接口，可以遙控硬件、發送信號指令等，手機音頻接口具有無限的應用潛力。

為了繞開iOS手機MFI高昂的入門費，歐美廠商率先采用音頻口數據通信開發iOS和Android的數據接口，在移動健康應用、個人消費電子產品方面有著廣泛應用。

基于手機音頻接口的外設研發，被業內人士看好的方向，音頻口數據通信，實現音頻口雙向通信，實現與外接設備的通信，基于Android音頻接口的雙向數據通信技術，與硬件和軟件結合開發出廣闊的應用空間。

通用的音頻口數據通信方案解決ios和android硬件接口開發兼容問題，目前較多應用的是：微型pos刷卡器、智能手機血壓計和智能手機血糖儀等應用，只要帶音頻口移動通信終端可以用音頻口數據通信方案。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于智能手機音頻接口的空氣質量感知套件，旨在解決現有的智能手機不具備對周圍環境感知功能的問題。

本發明是這樣實現的，一種基于智能手機音頻接口的空氣質量感知套件，該基于智能手機音頻接口的空氣質量感知套件包括：主控制單元、音頻接口單元、擴展接口單元、數據存儲單元、第一傳感設備、第二傳感設備、智能手機；

主控制單元，用于控制傳感器采集信號，對信號進行編碼調制，以及對電路其他模塊的控制；

音頻接口單元，與主控制單元連接，用于搭建智能手機與主控制單元的數據指令和電能的傳輸通道，具體包括從手機收集電能給主控制單元和其他電路提供能量，兩種不同麥克風和地線標準的自動檢測和切換；

擴展接口單元，與主控制單元連接，用于擴展不同的傳感器單元，具有通用的GPIO接口，以及2個UART，1個I²C和1個SPI接口；

數據存儲單元，與主控制單元連接，用于為主控制單元的MCU芯片提供存儲空間；

第一傳感設備和第二傳感設備，通過串行通信方式與擴展接口單元連接，用于提供環境的溫度、濕度、甲醛、一氧化碳等空氣質量監測信息，由傳感設備獲得描述空氣質量的模擬點信號，通過串行接口傳遞給主控制單元進行信號的曼徹斯特編碼調制，然后通過手機音頻接口傳遞給智能手機APP程序進行圖像化的處理和顯示，使用戶能感知周圍的空氣質量。

進一步，主控制單元采用NXP812的低功耗32位處理器。

進一步，擴展接口單元提供GPIO、UART、SPI以及I²C串行接口。

進一步，音頻接口單元通過GPIO串行通信方式與主控制單元的MCU芯片連接。

進一步，套件電路模塊包括用于將從手機音頻接口收集并產生3.3V穩定電壓的電源單元，電源單元包括一型號為LD6806TD的電壓調節器，由電壓調節器及外圍電路實現電源轉換為3.3V電源。

進一步，第一傳感設備包括甲醛傳感器和多個標量傳感器，標量傳感器為溫度傳感器、濕度傳感器或者空氣質量監測傳感器。

進一步，異常觸發是指當第二傳感設備檢測到空氣中一氧化碳等有害氣體濃度超過標準閾值觸發手機APP產生報警提示。

本發明提供的基于智能手機音頻接口的空氣質量感知套件，以智能手機平臺，以手機APP為人機交互接口，配套環境感知套件實現了對用戶周圍空氣環境的感知。本發明在外形設計方面符合大眾化用戶的口味，時尚美觀，同時，本發明的絢麗時尚的外表也可以應用于手機的裝飾，可體現用戶個性。本發明采用智能手機音頻接口作為數據接口，即插即用。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

(1)本發明提供的手機平臺的空氣質量監測套件，能進一步降低能耗，且有利于降低構建整個空氣質量監測設備的成本；