CN104048695A - 基于智能手机的智能传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于智能手机的智能传感器，其特征在于：包括传感器模块、能量采集和转换模块、微控制单元模块以及耳机驱动模块；传感器模块用于检测被测量的信息，并将检测感受到的信息，变换成为电信号；能量采集和转换模块用于将信号转化为电能，并为智能传感器的所有模块供电；微控制单元模块用于控制智能传感器的所有模块和对数据进行处理；耳机驱动模块用于调制和解调数据，以音频方式来传递数据信息；以手机耳机孔作为智能传感器与智能手机的信息交互接口。本发明克服了现有外置式和内置式传感器的缺陷，以手机耳机孔作为智能传感器与智能手机的信息交互接口，可适用于各种类型的智能手机，无需外部电源供电。
Description
技术领域
本发明涉及便携式传感器领域，具体涉及一种基于智能手机的智能传感器。
背景技术
目前将传感器和手机结合的方式主要有内置式和外置式两种，主要是检测粉尘、甲醛、二氧化碳浓度、电磁辐射、紫外线强度等的传感器与手机结合。
内置式是将传感器直接设置在手机中，该种结合方式的缺点在于：成本高导致价格高，用户不太接受，而且传感器类型的选择少，一般一个手机也就内置一两种特定的传感器，此外，手机外形也不美观，传感器不易标定。
外置式是指外部的传感器通过蓝牙（Bluetooth）、WiFi无线或手机硬件有线接口等接入手机。手机硬件有线接口，常用的有IPhone 的数据接口，Android手机的USB 接口。现有的外置式结合方式的缺陷主要有两方面：一、硬件接口类型繁多，不同厂商生产的手机其硬件接口各不相同，因此外置式传感器的接口就只能针对特定类型的手机来设计，仅适用于某种类型的手机，而且有些手机接口还有加密，如苹果公司IPhone手机硬件接口和蓝牙接口都有加密，需向Apple公司申请批准，购买加密芯片。二、不论外接传感器用无线还是有线硬件连接，外接传感器都需单独电池供电，使用起来不是很方便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于智能手机的智能传感器，能克服前述外置式传感器的缺陷，以手机耳机孔作为智能传感器与智能手机的信息交互接口，可适用于各种类型的智能手机，无需外部电源供电。
本发明的技术方案具体如下：一种基于智能手机的智能传感器，包括传感器模块、能量采集和转换模块、微控制单元模块以及耳机驱动模块；传感器模块用于检测被测量的信息，并将检测感受到的信息，变换成为电信号；能量采集和转换模块用于将信号转化为电能，并为智能传感器的所有模块供电；微控制单元模块用于控制智能传感器的所有模块和对数据进行处理，微控制单元模块就是该智能传感器的中央处理器；耳机驱动模块用于调制和解调数据，以音频方式来传递数据信息；以手机耳机孔作为智能传感器与智能手机的信息交互接口。
优选的，还包括信号放大处理模块，用于放大处理传感器模块产生的电压微信号和/或电流微信号。
优选的，智能传感器产生的信号通过耳机孔的麦克风通道传送到智能手机。
优选的，智能手机输出的一部分信号通过耳机孔的左声道或右声道传送到智能传感器，用于传递信息到智能传感器；智能手机输出的另一部分信号通过耳机孔的另一声道传送到智能传感器，用于能量采集和转化模块转化为电能。
优选的，智能手机通过耳机孔的左（右）声道传送到智能传感器的信息传递信号包括对智能传感器的固件（Firmware）进行升级的信号。
本发明的基于智能手机的智能传感器可用于各种类型的低功耗传感器，例如：检测甲醛（CH2O）、一氧化碳（CO）、氧气（O2） 、二氧化碳（CO2）、酒精，烟雾、温度、紫外线、血糖、血压、放射线、灰尘颗粒的传感器等。
本发明的有益效果：一、适用范围广泛、兼容性好，可适用于各种类型的智能手机，只要是带有麦克风耳机的智能手机即可；二、无需外部电源供电，可以间接从智能手机本身获取电能；三、接入简单，随插随用，体积小，便于携带，使用方便快捷；四、适用于多种传感器，成本低，用户选择余地大。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式：
下面结合实施例和说明书附图来对本发明进行进一步说明。
实施例
一种基于智能手机的智能传感器100，包括能量采集和转换模块101、MCU主处理器102、耳机驱动模块103、传感器模块104和信号放大处理模块105；传感器模块104用于检测被测量的信息，并将检测感受到的信息，变换成为电信号；能量采集和转换模块101用于将频率信号转化为电能，并为智能传感器100的所有模块供电；MCU主处理器102用于控制智能传感器100的所有模块和对数据进行处理；以手机耳机孔作为智能传感器100与智能手机200的信息交互接口；智能手机200输出的命令通过耳机孔的左（右）声道传送到智能传感器100；智能手机200输出的频率信号通过耳机孔的右（左）声道传送到智能传感器100，用于能量采集和转换模块101转化为电能；智能传感器100输出的信号通过耳机孔的麦克风通道传送到智能手机200。
使用时，用户将传感器应用程序APP202下载到智能手机200上，插入本发明实施例的智能传感器100，启动智能手机200上的传感器应用程序APP202，智能手机200就会将检测结果显示在手机界面上。根据下面阐述的实施例的工作原理和步骤，以及智能传感器100各模块的电路连接关系，就可以将传感器应用程序APP202编程出来。
本发明实施例的工作原理和步骤具体如下：
1.传感器应用程序APP202使智能手机200输出固定频率信号，通过耳机孔201的左（右）声道传送给智能传感器100。智能传感器100内的能量采集和转换模块101将频率信号转化为直流电压，供给MCU主处理器102、耳机驱动模块103、传感器模块104和信号放大处理模块105工作。
2.智能手机200通过耳机孔201的右（左）声道输出载波信号给智能传感器100。传感器模块104将信号传给MCU主处理器102，MCU主处理器102将传感器类型反馈给智能手机200，传感器应用程序APP202启动相应应用程序，例如传感器为检测甲醛浓度的传感器，则启动甲醛检测应用程序。
3. 传感器模块104工作，产生电压微信号，经过信号放大处理模块105信号放大，通过ＡＤ采样进入MCU主处理器102。
4. MCU主处理器102对数据进行处理，将数据调制到载波信号上，发送到耳机驱动模块103。耳机驱动模块103将调制载波信号转化为模拟音频信号。
5. 音频信号通过耳机孔201的麦克风通道传送到智能手机200手机上，传感器应用程序APP202解调载波信号，将表示检测结果的数据显示在手机界面上。
6. 传感器应用程序APP202也可将相应数据通过手机网路发送到云服务。如微博，facebook，twitter等社交网站共享。
7．如果传感器应用程序APP202检测到智能传感器100的固件（FIRMWARE）需要升级， APP202可从外部服务器获得相应的高版本固件（FIRMWARE），通过耳机孔的麦克风通道，将升级版固件的程序传送到智能传感器100。
此外，传感器应用程序APP202还可发送其他命令到智能传感器100，如：校准，清零，重启等命令。
Claims (5)
1.一种基于智能手机的智能传感器，其特征在于：包括传感器模块、能量采集和转换模块、微控制单元模块以及耳机驱动模块；传感器模块用于检测被测量的信息，并将检测感受到的信息，变换成为电信号；能量采集和转换模块用于将信号转化为电能，并为智能传感器的所有模块供电；微控制单元模块用于控制智能传感器的所有模块和对数据进行处理；耳机驱动模块用于调制和解调数据，以音频方式来传递数据信息；以手机耳机孔作为智能传感器与智能手机的信息交互接口。
2.根据权利要求1所述的基于智能手机的智能传感器，其特征在于：还包括信号放大处理模块，用于放大处理传感器模块产生的电压微信号和/或电流微信号。
3.根据权利要求1所述的基于智能手机的智能传感器，其特征在于：智能传感器产生的信号通过耳机孔的麦克风通道传送到智能手机。
4.根据权利要求1所述的基于智能手机的智能传感器，其特征在于：智能手机输出的一部分信号通过耳机孔的左声道或右声道传送到智能传感器，用于传递信息到智能传感器；智能手机输出的另一部分信号通过耳机孔的另一声道传送到智能传感器，用于能量采集和转化模块转化为电能。
5.根据权利要求4所述的基于智能手机的智能传感器，其特征在于：智能手机通过耳机孔的左声道或右声道传送到智能传感器的信息传递信号包括对智能传感器的固件进行升级的信号。
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