一种通过人体感应接听通话的移动终端
技术领域
本发明涉及通信设备,特别涉及一种通过人体感应接听通话的移动终端。
背景技术
智能手机的使用越来越普及,基本达到了人手一部,甚至多部的状态,智能手机作为通讯工具为人们提供了越来越便捷的服务。目前,智能手机在有来电时,一般需要滑动触摸屏或是点击触摸屏上的相应触控区域接听电话。但是,在实际使用时,有可能出现滑不动触摸屏或是点击触屏幕上的触控区域不能实现接听电话的情况。譬如,在环境温度过高或者触摸屏上有水时,触摸屏会反应不灵敏,导致触摸屏滑不动的现象,导致无法接听电话。
另外,如果有来电时,用户正在忙碌,这时如果能实现拿起手机就能听电话,将给用户带来方便,能解决快速接听电话的问题。有鉴于此,本发明提供一种通过人体感应接听通话的移动终端。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处,本发明的目的在于提供一种通过人体感应接听通话的移动终端,能通过人体感应实现电话的接听,解决现有技术触摸屏反应不灵敏,导致无法接听电话。
为了达到上述目的,本发明采取了以下技术方案:
一种通过人体感应接听通话的移动终端,其包括:
感应模块,用于感应人体温度信号,并根据人体温度信号的变化产生相应的电压信号;
开关模块,用于根据电压信号的变化开启或关闭;
放大滤波模块,用于对开关模块输出的信号进行放大和滤波处理;
信号处理模块,用于将放大滤波模块放大的信号进行模数转换、控制信号传输实现接听通话;
所述感应模块、开关模块、放大滤波模块和信号处理模块依次连接。
所述的通过人体感应接听通话的移动终端中,所述感应模块包括:
红外传感器,用于感应人体的红外线;
NTC热敏电阻模组,用于感应红外传感器的温度产生相应的电压信号;
所述红外传感器的一端和NTC热敏电阻模组的一端连接开关模块,所述红外传感器的另一端和NTC热敏电阻模组的另一端接地。
所述的通过人体感应接听通话的移动终端中,所述开关模块包括MOS管,所述MOS管的栅极连接红外传感器的一端和NTC热敏电阻模组的一端,MOS管的源极连接供电端,MOS管的漏极接地。
所述的通过人体感应接听通话的移动终端中,所述放大滤波模块包括:
用于放大开关模块输出的信号的放大单元;
用于对放大单元放大的信号进行滤波处理的滤波单元;
所述放大单元的输入端连接开关模块,放大单元的输出端连接信号处理模块;所述滤波单元的一端连接放大单元的输入端,所述滤波单元的另一端连接放大单元的输出端。
所述的通过人体感应接听通话的移动终端中,所述放大单元包括负反馈运算放大器;所述负反馈运算放大器的正输入端连接MOS管的漏极,负反馈运算放大器的负输入端连接MOS管的源极,负反馈运算放大器的输出端连接信号处理模块。
所述的通过人体感应接听通话的移动终端中,所述滤波单元包括:第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第二电容;所述第一电阻的一端和第一电容的一端通过第二电阻连接负反馈运算放大器的负输入端、第一电阻的另一端连接MOS管的源极、第一电容的另一端接地,所述第三电阻的一端和第二电容的一端连接负反馈运算放大器的负输入端、所述第三电阻的另一端和第二电容的另一端连接负反馈运算放大器的输出端。
所述的通过人体感应接听通话的移动终端中,所述信号处理模块包括:
用于将放大滤波模块输出的信号转换为数字信号的模数转换器;
用于控制模数转换器输出数字信号及控制信号传输实现接听通话的信号处理器;
用于控制信号处理器的工作的中央处理器;
所述模数转换器的analog IN端连接负反馈运算放大器的输出端、模数转换器的CLK端连接信号处理器的CLKOUT端、模数转换器的D0端连接信号处理器的P0.0端、模数转换器的CS端接地,所述信号处理器的SCL端连接中央处理器的GPIO131端、所述信号处理器的SDA端连接中央处理器的GPIO132端。
所述的通过人体感应接听通话的移动终端,还包括用于感应耳朵与移动终端的距离的接近传感器;所述接近传感器的SDA端连接中央处理器的GPIO132端和信号处理器的SDA端,接近传感器的SCL端连接中央处理器的GPIO131端和信号处理器的SCL端。
所述的通过人体感应接听通话的移动终端中,所述信号处理模块还包括用于对负反馈运算放大器输出的电压进行分压处理的第一分压单元;所述第一分压单元包括第四电阻和第五电阻,所述第四电阻的一端连接负反馈运算放大器的输出端,第四电阻的另一端连接模数转换器的analog IN端和第五电阻的一端,第五电阻的另一端接地。
所述的通过人体感应接听通话的移动终端中,所述信号处理模块还包括用于对信号处理器输出的电压进行分压处理的第二分压单元;所述第二分压单元包括第六电阻和第七电阻,所述第六电阻的一端连接所述供电端和信号处理器的VCC端,第六电阻的另一端通过第一上拉电阻连接中央处理器的GPIO131端和接近传感器的SCL端、也通过第二上拉电阻连接中央处理器的GPIO132端和接近传感器的SDA端、还通过第七电阻接地。
相较于现有技术,本发明提供的通过人体感应接听通话的移动终端,通过感应模块感应到人体温度信号时并产生相应的电压信号,使开关模块打开,经过放大滤波模块对感应模块的电压进行放大和滤波后,由信号处理模块将信号进行模数转换、控制信号传输实现接听通话,避免了触接屏反应不灵敏,无法接听电话的问题;当感应不到人体温度信号时,开关模块不能开启,使放大滤波模块和信号处理模块不工作,不能进入通话模式。
附图说明
图1为本发明通过人体感应接听通话的移动终端的结构框图。
图2为本发明通过人体感应接听通话的移动终端的电路图。
具体实施方式
本发明提供一种本发明通过人体感应接听通话的移动终端的电路图,为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参阅图1,其为本发明通过人体感应接听通话的移动终端的结构框图。如图1所示,本发明的通过人体感应接听通话的移动终端包括依次连接的感应模块10、开关模块20、放大滤波模块30和信号处理模块40。
其中,感应模块10用于感应人体温度信号,并根据人体温度信号的变化产生相应幅度的电压信号。当感应有人体温度信号时,产生电压信号,当没有感应到人体温度信号时不产生电压信号。所述开关模块20用于根据电压信号的变化开启或关闭,该开关模块20为低电平有效的模块,当感应模块10的电压降低时,开关模块20打开。所述放大滤波模块30用于对开关模块20输出的信号进行放大和滤波处理。信号处理模块40用于将放大滤波模块30放大的信号进行模数转换、控制信号传输实现接听通话。
进一步的实施例中,在接通电话后,如果移动终端远离耳朵,本发明的移动终端还可以根据移动终端与人体面部距离的远近自动调节音量大小,当达到一定距离时,自动开启外音,进一步提升用户体验。
请一并参阅图2,图2为本发明通过人体感应接听通话的移动终端的电路图。所述感应模块10包括红外传感器IR和NTC(Negative Temperature CoeffiCient,负温度系数)热敏电阻模组,所述红外传感器IR的一端和NTC热敏电阻模组的一端连接开关模块20,所述红外传感器IR的另一端和NTC热敏电阻模组的另一端接地。
其中,所述红外传感器IR用于感应人体的红外线,所述NTC热敏电阻模组包括第一NTC热敏电阻RT1和第二NTC热敏电阻RT2,该第一NTC热敏电阻RT1和第二NTC热敏电阻RT2串联,用于感应红外传感器的温度,当红外传感器感应到人体红外线时,产生电压信号,并且随电压的升高,其阻值将降低。
人体温度一般在36℃到37℃,能辐射出峰值为9um到10um的红外线。红外传感器IR能感应到的温度辐射的红外线峰值范围是7um到14um,其包括人体温度36℃到37℃辐射出峰值为9um到10um的红外线范围。而第一NTC热敏电阻RT1和第二NTC热敏电阻RT2只能识别温度,为了防止误触发,本发明通过红外传感器IR来识别出人体红外线使其发热,使第一NTC热敏电阻RT1和第二NTC热敏电阻RT2感应到温度产生电压信号。具体实施时,将第一NTC热敏电阻RT1和第二NTC热敏电阻RT2与红外传感器IR接触设置,以提高感应精度。
第一NTC热敏电阻RT1和第二NTC热敏电阻RT2的阻值均为6.6KΩ,当第一NTC热敏电阻RT1和第二NTC热敏电阻RT2感应到人体温度3℃到37℃时,其阻值由6.6KΩ变为6.4KΩ,本实施例,将两个NTC热敏电阻的阻值选为6.6KΩ,保证热敏电阻能够感应到人体正常温度。由于NTC热敏电阻的阻值随温度的变化呈反向变化,则当温度大于人体温度时,热敏电阻的阻值减小;当温度低于人体温度时,热敏电阻的阻值增大。
以智能手机为例,由于在接听电话时,需要将智能手机靠近接触人体皮肤,而人体产生的温度变化范围是稳定的,所以本发明通过软件设置的人体温度变化范围容易控制热敏电阻产生的电压范围,防止误触发。
其中,所述感应模块还包括滤波电容C和稳压二极管D1,所述滤波电容C用来对NTC热敏电阻模组输出的电压信号进行滤波处理,稳压二极管D1一方面用来稳定NTC热敏电阻模组输出的电压,另一方式,用来抑制滤波电容C产生的浪涌电流,保护开关模块。
请继续参阅图1和图2,在本发明的通过人体感应接听通话的移动终端中,所述开关模块20包括MOS管Q1,该MOS管Q1为P沟道场效应管,所述MOS管Q1的栅极连接红外传感器IR的一端和NTC热敏电阻模组的一端,MOS管Q1的源极连接供电端J1,MOS管Q1的漏极接地。该供电端J1为3V直流电压供电端,为MOS管Q1提供上拉电压,及给放大滤波模块30和信号处理模块40供电。
本实施例中,MOS管Q1为电压信号驱动器件,在MOS管Q1导通时,其后续(如放大滤波模块30和信号处理模块40)电路才能工作。当第一NTC热敏电阻RT1和第二NTC热敏电阻RT2感应到人体温度后,将温度转变为电压信号,由于MOS管Q1为P沟道场效应管,在第一NTC热敏电阻RT1和第二NTC热敏电阻RT2产生电压信号时,此时MOS管Q1栅极有电流流过形成回路,将栅极拉低到地,使MOS管Q1导通。当红外传感器感应到人体温度辐射的红外线很弱,甚至不能感应到人体远距离时辐射出的红外线时,第一NTC热敏电阻RT1和第二NTC热敏电阻RT2不能感应到人体温度,则第一NTC热敏电阻RT1和第二NTC热敏电阻RT2上没有电压信号,则MOS管Q1的栅极不能形成回路,其栅极呈高阻抗状态,使MOS管Q1处于截止状态,其后续电路不能工作。
请再次参阅图1和图2,在本发明的通过人体感应接听通话的移动终端中,所述放大滤波模块30包括:放大单元和滤波单元301,所述放大单元的输入端连接开关模块20,放大单元的输出端连接信号处理模块40,用于放大开关模块20输出的信号,并输出给信号处理模块40。所述滤波单元301的一端连接放大单元的输入端,所述滤波单元301的另一端连接放大单元的输出端,用于对放大单元放大的信号进行滤波处理。
具体实施时,所述放大单元包括负反馈运算放大器Q2,该负反馈运算放大器Q2的正输入端连接MOS管Q1的漏极,负反馈运算放大器Q2的负输入端连接MOS管Q1的源极,负反馈运算放大器Q2的输出端连接信号处理模块40。由于MOS管Q1输出的信号是弱电压信号,因此需要将其放大才能驱动后续电路的工作,负反馈运算放大器Q2能将P沟道的MOS管Q1输出的弱电压信号进行放大。
由于负反馈运算放大器Q2在放大信号时,会产生次谐波及以上谐波,本实施例采用滤波单元301进行滤波处理。其中,所述滤波单元301为二阶低能滤波器,用于对次谐波及以上谐波具有一定的抑制和滤除。
具体实施时,滤波单元301包括:第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1和第二电容C2。所述第一电阻R1的一端和第一电容C1的一端通过第二电阻R2连接负反馈运算放大器Q2的负输入端、第一电阻R1的另一端连接MOS管Q1的源极、第一电容C1的另一端接地,所述第三电阻R3的一端和第二电容C2的一端连接负反馈运算放大器Q2的负输入端、所述第三电阻R3的另一端和第二电容C2的另一端连接负反馈运算放大器Q2的输出端。
本实施例中,所述第一电阻R1和第二电阻R2的阻值均为1KΩ,第三电阻R3的阻值为10KΩ。因此,所述负反馈运算放大器Q2的放大倍数α=R3/(R1+R2)=10KΩ/(1KΩ+1KΩ)=5。
请继续参阅图1和图2,在本发明的通过人体感应接听通话的移动终端中,所述信号处理模块40包括模数转换器U1、信号处理器U2和中央处理器U3。所述中央处理器U3用于控制信号处理器U2的工作。放大滤波模块30输出的信号由所述模数转换器U1转换为数字信号,通过所述信号处理器U2控制模数转换器U1输出数字信号及控制信号传输实现接听通话。
具体实施时,所述模数转换器U1采用型号为TLC549的集成芯片,所述信号处理器U2采用型号为A8096BH的集成芯片,所述中央处理器U3采用型号为MSM8225的集成芯片。
其中,所述模数转换器U1的analog IN端连接负反馈运算放大器Q2的输出端、模数转换器U1的CLK端连接信号处理器U2的CLKOUT端、模数转换器U1的D0端连接信号处理器U2的P0.0端、模数转换器U1的CS端接地、REF+端和VCC端连接所述供电端J1,模数转换器U1的REF-端、GND端均接地。所述信号处理器U2的SCL端连接中央处理器U3的GPIO131端、所述信号处理器U2的SDA端连接中央处理器U3的GPIO132端,信号处理器U2的VCC端连接所述供电端J1、VSS端接地。
当负反馈运算放大器Q2有信号输出时,模数转换器U1将人体的温度信号转变成数字信号,片选信号CS低电平有效,当CS低电平时,模数转换器U1将采样得到的人体温度转变成数字信号,由数字输出脚-——D0端输出。同时需要向模数转换器U1的CLK端输入频率为1.1MHZ的CLK信号(时钟信号),同片选信号CS一起控制D0端输出数字信号。
模数转换器U1工作时其CLK端需要输入1.1MHz的CLK信号,由信号处理器U2的CLKOUT端输出时钟信号给模数转换器U1,由模数转换器U1的D0端输出数字信号到信号处理器U2的P0.0端。信号处理器U2的CLK信号——SCL由中央处理器U3的GPIO131端控制输入,信号处理器U2的DATA(数据)信号——SDA在信号处理器U2的SDA端和央处理器的GPIO132端之间传输。
进一步的实施例中,本发明的通过人体感应接听通话的移动终端还包括用于感应耳朵与移动终端的距离的接近传感器U4,所述接近传感器U4的型号为TMD2772,其由信号处理器U2的SDA端输出I2C信号(即SDA信号)控制接近传感器U4的信号传输。
以智能手机为例,在智能手机来电呼叫接听时,红外传感器先检测到人体温度辐射出的红外线,NTC热敏电阻模组感应到人体温度产生为弱电压信号,再经过负反馈运算放大器Q2放大和二阶低通滤波处理后,经模数转换器U1转化为数字信号,再经过信号处理器U2控制传输工作后,使接近传感器U4开始工作,即使智能手机使LCD背光熄灭,使智能手机屏幕变暗,再进入模式。
进一步的实施例中,所述信号处理模块40还包括用于对负反馈运算放大器Q2输出的电压进行分压处理的第一分压单元401。所述第一分压单元401包括第四电阻R4和第五电阻R5,所述第四电阻R4的一端连接负反馈运算放大器Q2的输出端,第四电阻R4的另一端连接模数转换器U1的analog IN端和第五电阻R5的一端,第五电阻R5的另一端接地。
由于MOS管Q1输出的电压信号为0.3V-1.5V,经过负反馈运算放大器Q2放大后,其最大电压为7.5V,超出了模数转换器U1的模拟信号输入端(即analog IN端)的电压信号范围,(该analog IN端最大能达到3V),因此需要通过第一分压单元401进行分压处理。
又由于MOS管Q1的输出电流可达45mA,则第一分压单元401的阻值为7.5V/45mA=0.17KΩ,并且模数转换器U1的analog IN端的电压信号最大能达到3V,则需满足:R4/R5=(7.5V-3V)/3V=1.5,又R4+R5=0.17KΩ,则R4=108Ω,R5=72Ω。
在更进一步的实施例中,由于中央处理器U3是一颗低功耗芯片,其耗电电流为2mA,而信号处理器U2的SCL端和SDA端的供电电压信号为1.8V,而供电端J1的电压为3V,因此,所述信号处理模块40还包括用于对信号处理器U2输出的电压进行分压处理的第二分压单元402,由第二分压单元402进行分压处理。
其中,所述第二分压单元402包括第六电阻R6和第七电阻R7,所述第六电阻R6的一端连接所述供电端J1和信号处理器U2的VCC端,第六电阻R6的另一端通过第一上拉电阻R8连接中央处理器U3的GPIO131端和接近传感器U4的SCL端、也通过第二上拉电阻R9连接中央处理器U3的GPIO132端和接近传感器U4的SDA端、还通过第七电阻R7接地。其中,第一上拉电阻R8为SCL信号的上拉电阻,第二上拉电阻R9为SDA信号的上拉电阻。
根据中央处理器U3的电压要求可知分压比为:R7/R6=1.8V/(3V-1.8V)=1.5,又由于该第二分压单元402的总电阻R=3V/2mA=1.5K,则该第二分压单元402中R6=R/(R6+R7)*R6=1.5K/(1+1.5)*1=0.6K,R7=1.5K-0.6K=0.9K。
以下以智能手机为例,结合图1和图2对本发明的技术方案进行详细说明:
当智能手机有呼叫时,用户可直接拿起智能手机靠近耳朵,红外传感器感应到人体温度辐射的红外线,并且NTC热敏电阻模组感应到人体温度后,将温度转变为电压信号,此时在MOS管Q1的栅极形成回路,将栅极拉低到地。由于P沟道的场效应管栅极为低电平信号,则MOS管Q1导通,电压信号输入放大滤波模块30,由放大滤波模块30放大、滤波处理后,进行信号处理模块40中,由信号处理模块40进行模数转换、控制SDA信号传输实现接听通话,并使接近传感器U4开始,通知智能手机锁屏和关闭背光,进入通话模式。
当用户有没拿到手机接听时(即当智能手机远离耳朵时)红外传感器感应到人体温度辐射的红外线很弱甚至不能感应到人体温度在远距离时辐射出的红外线,则NTC热敏电阻模组不能感应到人体温度,则NTC热敏电阻模组没有电压信号,则MOS管Q1的栅极不能形成回路,栅极呈高阻抗状态,MOS管Q1截止,没有电压信号输入后续电路,不能支持后续电路的工作,智能手机不能进入通话模式。
综上所述,本发明提供的通过人体感应接听通话的移动终端,通过感应模块感应到人体温度信号时并产生相应的电压信号,使开关模块打开,经过放大滤波模块对感应模块的电压进行放大和滤波后,由信号处理模块将信号进行模数转换、控制信号传输实现接听通话;当感应不到人体温度信号时,开关模块不能开启,使放大滤波模块和信号处理模块不工作,不能进入通话模式。本发明通过感应人体温度实现通话,方便了用户操作,提升了用户体检效果。
可以理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。