[實用新型]一種基于智能手機音頻口通信的環境監測裝置

有效

• 申請號: 201720411220.2
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN207280499U
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 譚聯濤;王勇
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;H04M1/725
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司42238
• 代理人: 曹雄

技術領域

本實用新型涉及環境監測技術領域，尤其涉及一種基于智能手機音頻口通信的環境監測裝置。

背景技術

近年來，人類社會發展對環境的影響越來越大，為了持續發展，急需環境科學研究來解決環境因素問題，而環境監測是環境科學研究的重要手段之一，同時也是人類進行環境質量監管和維護良好生態環境的重要依據。

隨著人們對環境問題的日益關注，國內外已經出現了各種環境監測的方法和各類監測儀器，各科研機構也針對環境監測問題進行了很多研究，但目前采用的監測方法大多是采用監測站的方式，進行長期監測，使用的設備體積龐大，造價昂貴，操作復雜。而對于科研人員來說，進行短期野外考察測量環境數據，這樣的設備并不適合。除此之外，由于對環境的重視程度越來越高，人們也開始關注身邊的環境問題，而對于普通人群，想要使用專業的監測設備顯然是很困難的。因此，有必要制造一款便于攜帶又操作簡便的環境監測裝置，該裝置能夠易于普通人群使用，同時也要體積小巧，便于攜帶使用。

智能手機作為當今普及的移動設備，本身又具有數據處理能力，能用來構成監測裝置的一部分，只需設計一個環境感知模塊與智能手機連接，使用智能手機作為控制和顯示端，操控環境感知模塊采集所需環境數據，并將采集結果反饋到手機界面。這樣可以利用現有智能手機設備，減少環境感知模塊所需的組件，從而控制模塊的體積，再編寫手機APP，把對環境感知模塊的控制轉換 為圖形化界面呈現在手機界面，使用者點擊相應按鈕，整個裝置就能采集所需的環境數據，降低操作難度。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的實施例提供了一種基于智能手機音頻口通信的環境監測裝置；該裝置體積小，功耗低，便攜性強，適合野外環境監測工作者攜帶使用，同時也可以用于居家生活環境的相關監測。

一種基于智能手機音頻口通信的環境監測裝置包括智能手機，設置在智能手機內部的環境監測APP、環境監測儀、音頻插頭；所述智能手機的環境監測APP用于對環境檢測儀采集的數據進行顯示和記錄；所述音頻插頭插入所述智能手機的音頻口，與智能手機的音頻口形成音頻輸出和音頻輸入通道；環境檢測儀主要包括：信號調理電路、單片機、傳感器模塊；傳感器模塊用于采集環境數據，并將數據傳回單片機；單片機用于解析智能手機的環境監測APP發送的指令，根據指令控制傳感器模塊中對應的傳感器工作，同時采集傳感器監測到的數據；所述信號調理電路其包括兩部分電路，分別為第一部分電路和第二部分電路；所述第一部分電路將單片機傳回的數字信號進行整形得到音頻信號，然后將音頻信號經音頻插頭輸出到智能手機，智能手機開啟錄音線程接收數據，完成環境數據向智能手機的環境監測APP的傳輸；所述第二部分電路接收智能手機的環境監測APP通過音頻插頭輸出的音頻信號，然后對音頻信號進行整形和比較，輸出數字信號，數字信號經第二部分電路傳入單片機，完成智能手機環境監測APP的控制指令的傳輸。

進一步，所述環境監測儀還包括LD6806芯片，LD6806芯片用于穩壓，提供電路所需的3.3V平穩電壓，保證環境監測儀的穩定工作。

進一步，所述環境檢測儀采用預留擴展接口的設計，可針對不同需求使用或增加相應的傳感器芯片，完成所需環境數據采集任務。

進一步，所述單片機增加了校驗碼的設計，在單片機返回數據到智能手機的環境監測APP時，加入了反饋機制，當智能手機的環境監測APP接收到正確信號時，返回指令0x0F到單片機，單片機接收到反饋指令則表示發送數據完成；否則重新發送一次數據，直至數據正確傳回，反饋機制保證了數據傳輸的正確性。

進一步，所述音頻插頭包括左聲道信號端LEFT、麥克風信號端MIC和接地端GND。

進一步，所述單片機的核心控制芯片采用STM32F103芯片，STM32F103芯片的GPIO分別用于初始化配置、信號收發和預留擴展接口。

進一步，所述信號調理電路的第二部分電路中采用TLV3491芯片對智能手機輸出的音頻信號進行處理，將智能手機輸出的音頻信號偏置后與參考信號進行比較，輸出數字信號。

進一步，所述智能手機的音頻口為3.5mm音頻口。

進一步，所述裝置的工作流程如下：

(1)打開智能手機的環境監測APP，初始化軟硬件；在智能手機的環境監測APP界面點擊選擇要獲取的傳感器數據，可選擇單次采集或持續采集數據，智能手機的環境監測APP將對應指令進行編碼，經智能手機的音頻口輸出音頻信號，完成指令發送。