[發(fā)明專利]基于音頻接口的傳感裝置及數(shù)據(jù)傳輸方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510037647.6
• 申請日: 2015-01-26
• 公開（公告）號: CN104777773A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 遲天陽;劉力上;于慶豐
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州師范大學(xué)
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林松海

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬智能設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域，特別的涉及一種基于音頻接口的傳感模塊及數(shù)據(jù)傳輸方法。

背景技術(shù)

目前市場上在售的移動終端設(shè)備本身雖然集成了若干傳感器，如加速度傳感器，距離傳感器，陀螺儀等，但是其應(yīng)用主要集中在游戲、娛樂等方面。市場上幾乎所有的手機(jī)、平板電腦等智能設(shè)備均配備了3.5mm音頻接口，其本身集成了雙聲道耳機(jī)輸入和一個麥克風(fēng)輸入。目前對音頻接口的應(yīng)用大部分集中在耳機(jī)的使用和網(wǎng)上銀行認(rèn)證模塊上。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于音頻接口的傳感裝置及數(shù)據(jù)傳輸方法，旨在解決傳感數(shù)據(jù)的音頻接口傳輸和數(shù)據(jù)處理問題。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

????一種基于音頻接口的傳感裝置，包括傳感模塊、微控制器、音頻接口模塊，依次相連，其中：所述的傳感模塊通過傳感元件采集相應(yīng)的信息，將物理量轉(zhuǎn)換成電量變化，并經(jīng)過與傳感器相匹配的濾波電路、放大電路后輸出電量，微控制器集成模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，采集傳感模塊和音頻接口模塊輸入的值，將傳感模塊的輸入值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，該數(shù)字量經(jīng)過運算后，轉(zhuǎn)換成一串脈沖信號，進(jìn)而驅(qū)動音頻接口輸出一串能被智能設(shè)備識別的信號，同時音頻接口模塊也負(fù)責(zé)接收由智能設(shè)備所發(fā)送的命令。

所述的傳感模塊包括傳感器元件、傳感器驅(qū)動電路、傳感器信號濾波。

所述的傳感模塊包括溫濕度、光照、壓力、霍爾傳感器。

所述的放大電路，所述的驅(qū)動音頻接口的信號輸出電路分別與微控制器相連。

所述的微控制器負(fù)責(zé)采集傳感器信號，控制傳感器模塊的工作，輸出信號驅(qū)動音頻接口模塊的信號輸出。

所述的音頻接口對微控制器傳入的數(shù)據(jù)做出響應(yīng)，輸出特定的脈沖信號。

一種基于所述傳感裝置的傳感數(shù)據(jù)輸出方法，采用3.5mm音頻接口與智能設(shè)備連接，傳感模塊采集傳感數(shù)據(jù)，使用微控制器模塊處理數(shù)據(jù)，音頻接口模塊輸出傳感數(shù)據(jù)，智能設(shè)備接收傳感數(shù)據(jù)處理并顯示輸出。

所述的傳感模塊使用統(tǒng)一的輸出標(biāo)準(zhǔn)，具有多種可選的傳感器類型，以實現(xiàn)多種傳感數(shù)據(jù)采集。

本發(fā)明提出了一種基于音頻接口的傳感裝置及數(shù)據(jù)傳輸方法，通過3.5mm音頻接口即可實現(xiàn)傳感數(shù)據(jù)的傳遞及顯示，可以方便的對現(xiàn)有移動終端設(shè)備進(jìn)行拓展；傳感器模塊本身具有很強(qiáng)的通用性，適用于多種電子設(shè)備。

附圖說明

圖1是基于音頻接口的傳感裝置的示意圖；

圖2是基于所述傳感裝置的傳感數(shù)據(jù)輸出方法的示意圖。

具體實施方法

下面結(jié)合附圖和示例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

一種基于音頻接口的傳感裝置，所述模塊包括：傳感模塊、微控制器（MCU）模塊、音頻接口模塊，其中：傳感模塊包括傳感元件與驅(qū)動電路，輸出電壓隨傳感數(shù)據(jù)的變化而變化。

微控制器（MCU）模塊包括單片機(jī)、電源、A/D轉(zhuǎn)換模塊，傳感模塊的輸出電壓值經(jīng)A/D采樣后，轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，該數(shù)字值經(jīng)單片機(jī)內(nèi)的算法運算后，輸出相應(yīng)的高低電平。音頻接口模塊包括音頻接口和音頻接口驅(qū)動電路，單片機(jī)輸入的高低電平，表現(xiàn)在音頻接口的麥克風(fēng)引腳上輸出相應(yīng)的脈沖信號。編制智能設(shè)備上的應(yīng)用程序接收麥克風(fēng)引腳輸入的信號，并轉(zhuǎn)換成傳感數(shù)據(jù)，可對其進(jìn)行進(jìn)一步的處理或直接顯示在智能設(shè)備上。

智能設(shè)備可以是帶有三聲道（左右聲道輸出、麥克風(fēng)輸入）耳機(jī)接口的智能手機(jī)、平板電腦、PC或其他滿足本發(fā)明要求的設(shè)備。通過安裝于智能設(shè)備上的軟件對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行還原處理，顯示在設(shè)備屏幕上。本發(fā)明采用在各種數(shù)碼產(chǎn)品廣泛使用的3.5mm音頻接口，適合目前市場上的大部分的智能手機(jī)和平板電腦等智能設(shè)備；本發(fā)明可以使用多種傳感器，除常見的溫濕度、光照、壓力、霍爾傳感器外，可以根據(jù)需要定制特殊的傳感模塊。本發(fā)明通用性強(qiáng)，成本較低，無需專用的智能設(shè)備即可實現(xiàn)對多種環(huán)境變量的快速測量，傳感器體積較小，可快速裝卸，方便攜帶。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明大體分為三個主要模塊：傳感模塊，微控制器（MCU），音頻接口模塊。

其中傳感模塊包括傳感元件和傳感元件驅(qū)動電路，驅(qū)動電路受微控制器I/O口控制，當(dāng)傳感器與智能設(shè)備連接，并且在智能設(shè)備上打開與本發(fā)明配套的應(yīng)用軟件時，智能設(shè)備會發(fā)送一串與微控器模塊握手的脈沖信號；微控制器的A/D檢測到有脈沖信號后，確認(rèn)智能設(shè)備，控制驅(qū)動電路的I/O輸出高電平，使傳感模塊開始工作。通過相應(yīng)的轉(zhuǎn)換放大電路，傳感器的信號被轉(zhuǎn)換成0-3.3v范圍內(nèi)的電壓值。