CN101986360A

CN101986360A - 基于Android操作系统手机的湿度报警方法

Info

Publication number: CN101986360A
Application number: CN201010523893.XA
Authority: CN
Inventors: 陈天洲; 袁辉; 颜晖; 吴明晖
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2010-10-28
Filing date: 2010-10-28
Publication date: 2011-03-16

Abstract

基于Android操作系统手机的湿度报警方法，属于手机电池安全的技术领域。包括如下步骤：手机内设置的湿度传感器收集手机湿度信息；湿度传感器通过I2C总线与手机微处理器连接，进行数据的收发和读取，收集湿度信息；手机的Android操作系统中加载对湿度传感器的驱动程序，驱动程序从湿度传感器中读取湿度信息，并向手机中的应用程序提供能直接访问的湿度报警接口进行报警。本发明采用湿度传感器对手机内部进行湿度监测，并在Android操作系统中加载对湿度传感器的驱动程序模块，同时使用手机中的应用程序进行湿度监测，若湿度高于警戒湿度，则进行湿度报警。智能的防止手机电池在过度潮湿环境中所带来的危险，保证了用户的人身和财产的安全，防止意外事故的方生。

Description

基于Android操作系统手机的湿度报警方法

技术领域

本发明属于手机电池安全的技术领域，具体涉及一种基于Android操作系统手机的湿度报警方法。

背景技术

Android为Google开发的基于Linux内核的开源手机操作系统，2007年11月开放手机联盟(Open Handset Alliance)的成立正式宣布了Android的诞生，在2008年10月正式投入市场。目前中国移动的OPhone及其OMS(Open Mobile System)就是基于Android深度定制的实际产品。Android是一个开源手机操作系统，它不存在任何以往阻碍移动产业创新的专有权障碍，是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动操作系统。在全世界范围内，Moto、HTC(多普达)、联想、三星等众多公司都已经推出Android手机产品和上网本产品，而且有越来越多加速上升的趋势。

Android的完全开源性使得Android的开发环境比iPhone OS开放的多。Android给每个开发者提供了开发创新软件的平台。Google已经开发好的大量现成的应用软件，同时可以直接使用Google很多的在线服务。Google提供了基于Eclipse的完整开发环境，模拟器，文档，帮助，示例。同时，Android可以紧密的与Gmail、Google Maps等其他Google服务结合，给用户提供了便捷的同步和网络服务，是云计算模式的成功模型之一。Android市场是Android应用程序下载和发布的平台，为用户和开发者提供了便利的发布和下载方式。

由于技术的限制，手机电池内部往往存在着某些缺陷。锂电池在过度潮湿的环境中，容易发生短路从而瞬间放电产生大量电流，引起自燃或爆炸，造成人员和财产的损失。Android手机耗电量大，因此也更容易发生危险。目前在Android操作系统的手机中，还没有针对湿度监测的研究，因此在人身安全上其实存在着巨大的隐患。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于Android操作系统手机湿度报警方法的技术方案，对手机电池进行湿度监测，防止电池在过度潮湿环境中带来的危险。

所述的基于Android操作系统手机的湿度报警方法，其特征在于包括如下步骤：

1)手机内设置的湿度传感器收集手机湿度信息；

2)湿度传感器通过I2C总线与手机微处理器连接，进行数据的收发和读取，收集湿度信息；

3)手机的Android操作系统中加载对湿度传感器的驱动程序，驱动程序从湿度传感器中读取湿度信息，并向手机中的应用程序提供能直接访问的湿度报警接口进行报警。

所述的基于Android操作系统手机的湿度报警方法，其特征在于所述手机内设置的湿度传感器型号为SHT1x，SHT1x芯片贴在手机电池表面，通过I2C总线与手机的微处理器连接。

所述的基于Android操作系统手机的湿度报警方法，其特征在于所述的I2C总线是由SHT1x芯片的数据线DATA和时钟SCK构成的串行总线，发送和接收数据。

所述的基于Android操作系统手机的湿度报警方法，其特征在于所述手机的Android操作系统中加载对湿度传感器的驱动程序，驱动程序对数据采集的流程包括如下步骤：1)产生启动序列；2)写地址和控制指令；3)等待转换完成；4)读取数据和校验值；5)转换数据至相对湿度。

所述的基于Android操作系统手机的湿度报警方法，其特征在于湿度传感器SHT1x芯片送出的温度、湿度需要经过转换，然后表示实际的温度和湿度，其转换公式如下：

Tc＝d1+d1*Cout (1)

RHLiner＝C1+C2*Hout+C3*Hout^2 (2)

RHTrue＝(Tc-25)*(t1+t1*Hout)+RHLiner (3)

其中：Tc表示摄氏温度；RHLiner是经过线性补偿后的湿度值；RHTrue表示经过线性补偿和温度补偿后的湿度值；Cout表示相对温度测量值；Hout表示相对湿度测量值；

d1，d2是特定系数，d1的取值与SHT11工作电压有关，d2的取值则与SHT11内部A/D转换器采用的分辨率有关；

C1，C2，C3为线性补偿系数；t1，t2为温度补偿系数。

所述的基于Android操作系统手机的湿度报警方法，其特征在于所述的手机中的应用程序提供能直接访问的湿度报警接口进行报警，当监测到湿度超过警戒湿度即进行报警。

本发明采用SHT1x贴片型湿度传感器对手机内部进行湿度监测，并在Android操作系统中加载对湿度传感器的驱动程序模块，同时使用手机中的应用程序进行湿度监测，若湿度高于警戒湿度，则进行湿度报警。本方法智能的防止手机电池在过度潮湿环境中所带来的危险，从而保证了用户的人身和财产的安全，防止意外事故的方生。

附图说明

图1为SHT1x芯片的引脚示意图；

图2为SHT1x芯片的内部结构示意图；

图3为SHT1x芯片与手机处理器通信方式的说明。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步的说明。

具体实施方式是在一个时间段内，应用程序通过查询湿度传感器中的信息，然后进行根据公式转换为实际湿度，来决定是否进行湿度过高的报警，达到保障用户人身和财产安全的目的。本发明所采用SHT1x芯片的结构如图一所示，本发明是基于Android操作系统增强和改进，下面详细的说明这个过程。

手机内设置的湿度传感器收集手机湿度信息，本发明的湿度传感器型号采用SHT1x贴片型芯片。先安装SHT1x芯片，SHT1x贴片型芯片具有四根引脚的小体积封装形式，度测量范围为0～100％RH，湿度分辨率可达：±3.0％RH。SHT1x芯片贴在手机电池表面，通过I2C总线与手机的微处理器连接，进行数据的收发和读取，收集湿度信息，I2C总线是由SHT1x芯片的数据线DATA和时钟SCK构成的串行总线，发送和接收数据。SHT1x的数字输出通过两线数字接口直接连到微处理器上去，其中SCK管脚用于串行时钟输出，Vdo引脚接电源，GND引脚接地，通过DAT数据进行数据的传入传出，即完成了SHT1x芯片的安装。

SHT1x/7x系列单片集成传感器是Sensirion公司最近推出的一种可以同时测量湿度、温度和露点的传感器，不需外围元件直接输出经过标定了的相对湿度、温度及露点的数字信号，可以有效解决传统温、湿度传感器的不足。SHT1x/7x系列单片集成传感器是利用CMOSensTM技术制造的。

内部集成了湿度敏感元件和温度敏感元件、放大器、一个14b的A/D转换器、标定数据存储器以及数字总线接口以及稳压电路。由于温度传感器和湿度传感器在硅片上是紧靠在一起，可以精确地测定露点，不会因为两者之间的温度差而引入误差；直接通过A/D据是存放在芯片上OTP存储器中的标定系数，输出是经过标定的数字信号，可以确保传感器的性能指标一致性、稳定性好、成本低、使用方便。

SHT1x/7x系列电源电压适用范围宽：2.4～5.5V。测量精度高：湿度的精度为±3.5％，温度的精度为±0.5℃(在20℃时)。待机时电流低于3μA。传感器的数字输出是通过两线数字接口直接连到微处理器上去，便于进行系统设计。如附图2所示，SHT1x芯片有4部分组成：一个4b的A/D转换器、标定数据存储器以及数字总线接口以及稳压电路。由于温度传感器和湿度传感器在硅片上是紧靠在一起，可以精确地测定露点，不会因为两者之间的温度差而引入误差；直接通过A/D据是存放在芯片上OTP存储器中的标定系数，输出是经过标定的数字信号，可以确保传感器的性能指标一致性、稳定性好、成本低、使用方便。

手机的Android操作系统中加载对湿度传感器的驱动程序，驱动程序从湿度传感器中读取湿度信息，并向手机中的应用程序提供能直接访问的湿度报警接口进行报警，程序中预先定义一个警戒湿度，当检测到湿度超过警戒湿度即进行报警。驱动程序对数据采集的流程包括如下步骤：1)产生启动序列；2)写地址和控制指令；3)等待转换完成；4)读取数据和校验值；5)转换数据至相对湿度。

湿度传感器SHT1x芯片送出的温度、湿度需要经过转换，然后表示实际的温：

Tc＝d1+d1*Cout (1)

RHLiner＝C1+C2*Hout+C3*Hout^2 (2)

RHTrue＝(Tc-25)*(t1+t1*Hout)+RHLiner (3)

C1，C2，C3为线性补偿系数；t1，t2为温度补偿系数。

其中参数C1、C2、C3，t1、t2，d1、d2的各转换关系如下各表所示。

表1湿度线性补偿系数

SO_RH	C₁	C₂	C₃
				12位	-4	0.0405	-2.8×10⁶
8位	-4	0.648	-7.2×10⁴

表2湿度值温度补偿系数

SO_RH	t₁	t₂
			12位	0.01	0.08
8位	0.01	0.00128

表3

V_DD/V	d₁/℃	d₁/°F
			5	-40.00	-40.00
4	-39.75	-39.50
			3.5	-39.65	-39.35
3	-39.60	-39.28
			2.5	-39.55	-39.23

表4

SO	d₂/℃	d₂/°F
			14位	0.01	0.018

12位

0.04

0.072

测试电路使用AT89C2051对传感器进行读写，SHT1x芯片与手机处理器通信方式如附图3所示。SHT1x/7x系列传感器采用SCK，DATA进行通信，但是其协议有别于I2C总线。

当一个SCK高电平时，DATA出现低电平，然后SCK变为低电平，接着当SCK高电平时DATA变为高电平则表示开始数据读写(启动序列)。然后是3B的地址+5B的命令，然后在SCK继续发送一个周期的时钟表示ACK，这时传感器开始测量，约11/55/210ms(分别对应8/12/14位精度)后，传感器在DATA上送出低电平表示测量结束，然后送出测量数据和校验和。为保证测量的可靠，应核对校验和。

第三步，基于驱动程序提供的API设计应用程序。在Linux中，驱动程序是内核的一部分，它屏蔽了硬件细节，是整个操作系统的基础。驱动程序与Linux内核结合有两种方式：在编译内核时，静态地链接进内核；在系统运行时，以模块加载的方式加载进内核。

驱动程序已经提供了复位reset()，写一个字节writebyte(uchar comd)，读取一个字节readbyte()等API，通过这些API，应用程序的设计应遵循以下几个步骤：复位SHT1x芯片，向芯片发出控制字节，从芯片中读取字节。

Claims

1.基于Android操作系统手机的湿度报警方法，其特征在于包括如下步骤：

1)手机内设置的湿度传感器收集手机湿度信息；

2.如权利要求1所述的基于Android操作系统手机的湿度报警方法，其特征在于所述手机内设置的湿度传感器型号为SHT1x，SHT1x芯片贴在手机电池表面，通过I2C总线与手机的微处理器连接。

3.如权利要求2所述的基于Android操作系统手机的湿度报警方法，其特征在于所述的I2C总线是由SHT1x芯片的数据线DATA和时钟SCK构成的串行总线，发送和接收数据。

4.如权利要求1所述的基于Android操作系统手机的湿度报警方法，其特征在于所述手机的Android操作系统中加载对湿度传感器的驱动程序，驱动程序对数据采集的流程包括如下步骤：1)产生启动序列；2)写地址和控制指令；3)等待转换完成；4)读取数据和校验值；5)转换数据至相对湿度。

5.如权利要求4所述的基于Android操作系统手机的湿度报警方法，其特征在于湿度传感器SHT1x芯片送出的温度、湿度需要经过转换，然后表示实际的温度和湿度，其转换公式如下：

Tc＝d1+d1*Cout (1)

RHLiner＝C1+C2*Hout+C3*Hout^2 (2)

RHTrue＝(Tc-25)*(t1+t1*Hout)+RHLiner (3)

C1，C2，C3为线性补偿系数；t1，t2为温度补偿系数。

6.如权利要求1所述的基于Android操作系统手机的湿度报警方法，其特征在于所述的手机中的应用程序提供能直接访问的湿度报警接口进行报警，当监测到湿度超过警戒湿度即进行报警。