CN105389964A - 非接触式无源数据采集系统、方法及无源数据采集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非接触式无源数据采集系统、方法及无源数据采集装置，该无源数据采集装置，包括第一主控模块及采集模块，还包括：第一电磁耦合模块，用于在所述第一主控模块的控制下，通过磁耦合的方式接收来自移动终端的磁能，并将所接收的磁能转换成电能；电源转换模块，用于在所述第一主控模块的控制下，对所述第一电磁耦合模块输出的电能进行电转换，以为所述第一主控模块和所述采集模块供电。实施本发明的技术方案，通过电磁耦合的方式实现无源数据采集装置的能量供给，从而使得无源数据采集装置无需配备供电导线或电池、电压适配器，因此结构简单、体积小、重量轻，而且，避免了电池供电情况下频繁更换电池或充电，方便用户使用。
Description
技术领域
本发明涉及传感器领域，尤其涉及一种非接触式无源数据采集系统、方法及无源数据采集装置。
背景技术
随着物联网技术的发展，基于传感器的数据采集系统越来越多，但当前所有的数据采集系统的传感器无源数据采集装置都是使用电池或者导线外部供电两种方式。例如现有的生理数据采集穿戴产品都使用可充电电池或一次性电池进行供电，需经常对电池进行充电或者更换，造成使用不便；结构需考虑电池放置，导致体积大、重量重，用户穿戴不便。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述使用不便、体积大、重量重的缺陷，提供一种非接触式无源数据采集系统、方法及无源数据采集，使用方便、体积小、重量轻。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种无源数据采集装置，包括第一主控模块及采集模块，所述无源数据采集装置还包括：
第一电磁耦合模块，用于在所述第一主控模块的控制下，通过磁耦合的方式接收来自移动终端的磁能，并将所接收的磁能转换成电能；
电源转换模块，用于在所述第一主控模块的控制下，对所述第一电磁耦合模块输出的电能进行电转换，以为所述第一主控模块和所述采集模块供电。
在本发明所述的无源数据采集装置中，所述无源数据采集装置还包括第一无线通信模块，而且，
所述第一无线通信模块，用于在所述第一主控模块的控制下，接收来自移动终端的数据采集命令，及将所述采集模块所采集的数据发送至移动终端。
本发明还构造一种非接触式无源数据采集系统，包括无源数据采集装置和移动终端，所述无源数据采集装置包括：第一主控模块及与所述第一主控模块连接的采集模块、第一电磁耦合模块、电源转换模块，所述移动终端包括第二主控模块及与所述第二主控模块连接的第二电磁耦合模块、电池模块，其中，
所述第二电磁耦合模块，用于在所述第二主控模块的控制下，将所述电池模块输出的电能转换成磁能，并通过磁耦合的方式输送所述磁能；
所述第一电磁耦合模块，用于在所述第一主控模块的控制下，通过磁耦合的方式接收来自移动终端的磁能，并将所接收的磁能转换成电能；
所述电源转换模块，用于在所述第一主控模块的控制下，对所述第一电磁耦合模块输出的电能进行电转换，以为所述第一主控模块和所述采集模块供电。
在本发明所述的非接触式无源数据采集系统中，所述无源数据采集装置还包括第一无线通信模块，所述移动终端还包括第二无线通信模块，而且，
所述第二无线通信模块，用于在所述第二主控模块的控制下，与所述第一无线通信模块建立连接后，向所述第一无线通信模块发送数据采集命令，及接收所述第一无线通信模块所发送的采集数据；
所述第一无线通信模块，用于在所述第一主控模块的控制下，与所述第二无线通信模块建立连接后，接收所述第二无线通信模块所发送的数据采集命令，及将所述采集模块所采集的数据发送至所述第二无线通信模块。
在本发明所述的非接触式无源数据采集系统中，所述移动终端还包括显示模块和/或存储模块，而且，
所述第二主控模块，用于对所接收的数据进行分析处理；
所述显示模块，用于对处理后的数据进行显示；
所述存储模块，用于对处理后的数据进行存储。
在本发明所述的非接触式无源数据采集系统中，所述第二电磁耦合模块和所述第二通信模块集成设置；和/或
所述第一电磁耦合模块和所述第一通信模块集成设置。
在本发明所述的非接触式无源数据采集系统中，所述第一无线通信模块和所述第二无线通信模块分别为相匹配的光无线通信模块、声无线通信模块、ZigBee模块、蓝牙模块或2.4G模块。
本发明还构造一种非接触式无源数据采集方法，在移动终端靠近无源数据采集装置时，进行以下步骤：
无源数据采集装置接收移动终端发送的交变磁场，并将所接收的交变磁场转换成电能；
无源数据采集装置对所述电能进行电转换，并进行初始化；
无源数据采集装置在收到移动终端所发送的连接信息后，与移动终端建立连接；
无源数据采集装置在收到移动终端所发送的数据采集命令后，根据所述数据采集命令采集相应的数据，并通过无线的方式发送至移动终端。
在本发明所述的非接触式无源数据采集方法中，还包括：
移动终端在接收到无源数据采集装置所发送的数据后，对所述数据进行分析处理。
在本发明所述的非接触式无源数据采集方法中，还包括：
移动终端对分析处理后的数据进行存储和/或显示。
实施本发明的技术方案，通过电磁耦合的方式实现无源数据采集装置的能量供给，从而使得无源数据采集装置无需配备供电导线或电池、电压适配器，因此结构简单、体积小、重量轻，而且，避免了电池供电情况下频繁更换电池或充电，方便用户使用。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明非接触式无源数据采集系统实施例一的逻辑结构图；
图2是本发明非接触式无源数据采集方法实施例一的流程图；
图3是本发明非接触式无源数据采集方法实施例二的流程图。
具体实施方式
图1是本发明非接触式无源数据采集系统实施例一的逻辑结构图，该非接触式无源数据采集系统包括无源数据采集装置10和移动终端20，该无源数据采集装置10可至少为下列中的一种：心电传感器、血压传感器、体温传感器、血糖传感器、湿度传感器。移动终端20例如为智能手机、平板电脑等。其中，无源数据采集装置10包括：第一主控模块11、采集模块12、第一电磁耦合模块13、第一无线通信模块14和电源转换模块15。移动终端20包括第二主控模块21、电池模块22、第二电磁耦合模块23和第二无线通信模块24，另外，还需说明的是，第一主控模块11是无源数据采集装置10的核心控制器，负责控制采集模块12和第一无线通信模块14。第二主控模块21是移动终端20的核心控制器，负责承载数据收集分析软件及控制第二电磁耦合模块23和第二无线通信模块24工作。
当移动终端20靠近无源数据采集装置10时，在移动终端20中，第二电磁耦合模块23用于在第二主控模块21的控制下，将电池模块22输出的电能转换成磁能，并通过磁耦合的方式输送该磁能。在无源数据采集装置10中，第一电磁耦合模块13用于在第一主控模块11的控制下，通过磁耦合的方式接收来自移动终端20的磁能，并将所接收的磁能转换成电能。电源转换模块15用于在第一主控模块11的控制下，将第一电磁耦合模块13输出的电能进行电转换，以为第一主控模块11、采集模块12和通信模块14供电。这样，可通过电磁耦合的方式实现无源数据采集装置10的能量供给，从而使得无源数据采集装置10无需配备供电导线或电池、电压适配器，因此结构简单、体积小，而且，避免了电池供电情况下频繁更换电池或充电，方便用户使用。
关于移动终端20靠近无源数据采集装置10，在此需说明的是，靠近距离主要与第二电磁耦合模块23的发射磁场强度、第一电磁耦合模块13的线圈匝数等因素有关，另外还与外界干扰因素有关。例如，在一个实施例中，要求保证在移动终端20与无源数据采集装置10的距离小于10cm都能够正常感应，可设置第二电磁耦合模块23在距离第一电磁耦合模块13的感应线圈10cm处的磁场强度为4.2A/m，而且，第一电磁耦合模块13的感应线圈匝数为18圈。
该无源数据采集装置10除了可实现无线供电外，还可实现无线通信。在移动终端20中，第二无线通信模块24用于在第二主控模块21的控制下，与第一无线通信模块14建立连接后，向第一无线通信模块14发送数据采集命令，及接收第一无线通信模块14所发送的采集数据。在无源数据采集装置10中，采集模块12用于在第一主控模块11的控制下，进行数据采集。第一无线通信模块14用于在第一主控模块11的控制下，与第二无线通信模块24建立连接后，接收第二无线通信模块24所发送的数据采集命令，及将采集模块12所采集的数据发送至第二无线通信模块24。这样，该无源数据采集装置10也无需配备通信导线，进一步使得结构简单、体积小、用户使用方便。
当然，在其它的一些实施例中，该无源数据采集装置10与移动终端20的通讯方式还可为有线方式，例如，通过USB、同轴电缆等进行通讯。
优选地，移动终端20可进一步包括显示模块和/或存储模块，其中，第二主控模块21在对所接收的数据进行分析处理后，显示模块用于对处理后的数据进行显示。存储模块用于对处理后的数据进行存储，以方便用户实时查看或需要时调用。
优选地，在无源数据采集装置10中，第一电磁耦合模块13和第一通信模块14可集成设置。同样地，在移动终20端中，第二电磁耦合模块23和第二通信模块24可集成设置，例如，在智能手机中集成数据汇集器或安装集成数据汇集器的SIM卡或SD卡。这样，可通过同一通道同时进行无线供电和无线通信。
优选地，第一无线通信模块14和第二无线通信模块24为实现无线收发通信的电路模块，通信的介质方式、协议、频率可以有多种方式，例如，第一无线通信模块14和第二无线通信模块24分别为相匹配的光无线通信模块、声无线通信模块、ZigBee模块、蓝牙模块或2.4G模块。
图2是本发明非接触式无源数据采集方法实施例一的流程图，在移动终端靠近无源数据采集装置时，可进行以下步骤：
S1.无源数据采集装置接收移动终端发送的交变磁场，并将所接收的交变磁场转换成电能；
S2.无源数据采集装置对所述电能进行电转换，并进行初始化；
S3.无源数据采集装置在收到移动终端所发送的连接信息后，与移动终端建立连接；
S4.无源数据采集装置在收到移动终端所发送的数据采集命令后，根据所述数据采集命令采集相应的数据，并通过无线的方式发送至移动终端。
优选地，在无源数据采集装置将所采集的数据发送至移动终端后，移动终端还可对这些数据进行分析，并进行显示和/或存储。
图3是本发明非接触式无源数据采集方法实施例二的流程图，在该实施例的非接触式无源数据采集方法中，初始时，在步骤200中，无源数据采集装置处于断电状态。当需要该无源数据采集装置工作时，在步骤212中，将移动终端靠近无源数据采集装置，并在步骤213中启动移动终端的数据收集分析软件。在步骤214中，移动终端的第二电磁耦合模块开始持续发送交变磁场。当无源数据采集装置通过耦合的方式接收到该交变磁场后，在步骤201中，其第一电磁耦合模块将接收的交变磁场转换成电能，然后，在步骤202中，其电源转换模块将该电能进行电转换，就可为采集模块、第一主控模块、第一无线通信模块供电。在步骤203中，无源数据采集装置的第一主控模块、采集模块、第一无线通信模块分别进行初始化。
在初始化后，移动终端在步骤215中通过其第二无线通信模块发送连接信息。无源数据采集装置在步骤204中判断其第一无线通信模块是否接收到该连接信息，若否，则重复执行该步骤；若是，则在步骤205中通过其第一无线通信模块发送连接响应信息。移动终端在步骤216中判断其第二无线通信模块是否接收到该连接响应信息，若否，则重复执行步骤215；若是，则说明移动终端与无源数据采集装置已建立连接。
在移动终端与无源数据采集装置建立连接后，在步骤217中，移动终端通过其第二无线通信模块发送数据采集命令。无源数据采集装置在步骤206中判断其第一无线通信模块是否收到该命令信息，若否，则重复执行该步骤；若是，则在步骤207中通过其第一无线通信模块发送命令确认信息。接着，移动终端在步骤218中判断其第二无线通信模块是否收到该确认信息，若否，则重复执行步骤217；若是，则在步骤219中将其第二无线通信模块切换到接收状态。然后，无源数据采集装置的采集模块在步骤208中开始根据采集命令采集相应的数据，并在步骤209中，将该数据通过其第一无线通信模块进行发送，而且，在步骤210中判断数据是否发送完成，若否，则一直执行步骤209；若是，则确认数据发送完成。同时，移动终端在步骤220中判断其第二无线通信模块是否接收到该数据，若否，则重复执行该步骤；若是，则在步骤221中判断本次数据是否已接收完，若否，则重复执行步骤220；若是，则在步骤222中确定所需要采集的数据都已收集完成。
当数据发送完成后，在无源数据采集装置侧，在步骤211中，无源数据采集装置判断是否断开供电，若否，则重复执行步骤206；若是，则回到步骤200的初始断电状态。在移动终端侧，在步骤223中，数据收集分析软件开始分析接收到的数据并显示结果，然后在步骤224中退出该程序，并关闭其第二电磁耦合模块。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种无源数据采集装置，包括第一主控模块及采集模块，其特征在于，所述无源数据采集装置还包括：
第一电磁耦合模块，用于在所述第一主控模块的控制下，通过磁耦合的方式接收来自移动终端的磁能，并将所接收的磁能转换成电能；
电源转换模块，用于在所述第一主控模块的控制下，对所述第一电磁耦合模块输出的电能进行电转换，以为所述第一主控模块和所述采集模块供电。
2.根据权利要求1所述的无源数据采集装置，其特征在于，所述无源数据采集装置还包括第一无线通信模块，而且，
所述第一无线通信模块，用于在所述第一主控模块的控制下，接收来自移动终端的数据采集命令，及将所述采集模块所采集的数据发送至移动终端。
3.一种非接触式无源数据采集系统，其特征在于，包括无源数据采集装置和移动终端，所述无源数据采集装置包括：第一主控模块及与所述第一主控模块连接的采集模块、第一电磁耦合模块、电源转换模块，所述移动终端包括第二主控模块及与所述第二主控模块连接的第二电磁耦合模块、电池模块，其中，
所述第二电磁耦合模块，用于在所述第二主控模块的控制下，将所述电池模块输出的电能转换成磁能，并通过磁耦合的方式输送所述磁能；
所述第一电磁耦合模块，用于在所述第一主控模块的控制下，通过磁耦合的方式接收来自移动终端的磁能，并将所接收的磁能转换成电能；
所述电源转换模块，用于在所述第一主控模块的控制下，对所述第一电磁耦合模块输出的电能进行电转换，以为所述第一主控模块和所述采集模块供电。
4.根据权利要求3所述的非接触式无源数据采集系统，其特征在于，所述无源数据采集装置还包括第一无线通信模块，所述移动终端还包括第二无线通信模块，而且，
所述第二无线通信模块，用于在所述第二主控模块的控制下，与所述第一无线通信模块建立连接后，向所述第一无线通信模块发送数据采集命令，及接收所述第一无线通信模块所发送的采集数据；
所述第一无线通信模块，用于在所述第一主控模块的控制下，与所述第二无线通信模块建立连接后，接收所述第二无线通信模块所发送的数据采集命令，及将所述采集模块所采集的数据发送至所述第二无线通信模块。
5.根据权利要求4所述的非接触式无源数据采集系统，其特征在于，所述移动终端还包括显示模块和/或存储模块，而且，
所述第二主控模块，用于对所接收的数据进行分析处理；
所述显示模块，用于对处理后的数据进行显示；
所述存储模块，用于对处理后的数据进行存储。
6.根据权利要求4所述的非接触式无源数据采集系统，其特征在于，所述第二电磁耦合模块和所述第二通信模块集成设置；和/或
所述第一电磁耦合模块和所述第一通信模块集成设置。
7.根据权利要求4所述的非接触式无源数据采集系统，其特征在于，所述第一无线通信模块和所述第二无线通信模块分别为相匹配的光无线通信模块、声无线通信模块、ZigBee模块、蓝牙模块或2.4G模块。
8.一种非接触式无源数据采集方法，其特征在于，在移动终端靠近无源数据采集装置时，进行以下步骤：
无源数据采集装置接收移动终端发送的交变磁场，并将所接收的交变磁场转换成电能；
无源数据采集装置对所述电能进行电转换，并进行初始化；
无源数据采集装置在收到移动终端所发送的连接信息后，与移动终端建立连接；
无源数据采集装置在收到移动终端所发送的数据采集命令后，根据所述数据采集命令采集相应的数据，并通过无线的方式发送至移动终端。
9.根据权利要求8所述的非接触式无源数据采集方法，其特征在于，还包括：
移动终端在接收到无源数据采集装置所发送的数据后，对所述数据进行分析处理。
10.根据权利要求9所述的非接触式无源数据采集方法，其特征在于，还包括：
移动终端对分析处理后的数据进行存储和/或显示。
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