CN105989704A - 通过传感器及蓝牙通信方式实现数据智能测量的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通过传感器及蓝牙通信方式实现数据智能测量的装置，其包含：A：可调电阻装置，B：角速度传感器，C：蓝牙控制芯片，D：带有磁场传感器的结构装置；通过两种组合形式，可实现相同测量功能：一种是将可调电阻装置置于卷尺中心轴，随尺条拉动，可调电阻装置旋钮随之线性调节，实现阻值变化，结合置于壳体的蓝牙控制芯片及电源供电模块，组成通过检测电阻变化实现尺寸测量及蓝牙数据传输的智能；组合二是将角速度传感器固定在卷尺中心轴，随尺条拉出时转动产生角速度，结合在尺条出口设置的用于测量尺条移动时间的磁铁块、磁传感器结构装置和蓝牙控制芯片及电源供电模块，组成通过角速度传感器实现尺寸测量及蓝牙数据传输的智能尺。

Description

通过传感器及蓝牙通信方式实现数据智能测量的装置

【技术领域】

本发明涉及智能测量设备生产技术领域，具体的说，是一种通过传感器及蓝牙通信方式实现数据智能测量的装置。

【背景技术】

现实生活中，有大量需要测量并记录的尺寸，例如，人的身材尺寸(包括人体各个部位的尺寸)、房屋某个位置的尺寸、家具等各类物品的尺寸等等。测量这些尺寸传统上一般以卷尺或直尺等来测量，但是，手工测量及记录长期以来面临很多不便及问题如下：

1)传统的测量方法需要逐次测量各个位置的尺寸，以身材尺寸为例，涉及包括身长、胸围、腰围、臀围、臂长、臂围、腿长、腿围、肩宽等多个位置的尺寸测量，每完成一个身体部位测量都需要人工记录，比较花费时间。

2)除了测量花费时间外，尺寸的记录也面临很多的问题，特别是数据的保存，由于为手工记录，记录载体易丢失、混淆、分散，无法达成最有效的应用。例如，被测量身材的人大部分无法保留自己的尺寸数据，人体的尺寸数据也就很难得到有效运用，并为人们提供帮助；再如家具或某个物质的测量，由于记录介质的丢失，导致经常的重复测量。

3)传统的测量方法由于测量人主观或自身能力的原因，很容易出现偏差(特别是对于一些中老年人，或者测量一个较长物体，需要分次记录并进行加总时)，且记录下来的数据由于每个人的记录标准不同，导致被测量人或使用该数据的人难以理解或不方便使用。

随着智能科技的发展，上述问题有了解决的可能性。但是，目前还没有出现类似本发明的智能设备来实现尺寸的快速、智能测量及数据的数字化传输和记录。而本发明的提出就是为了解决存在的这些问题，结合特定的传感器、蓝牙技术，形成新型的智能设备，从而可以实现以下几个创新功能：

1)当使用该设备测量特定尺寸时(如人体的尺寸包括身长、胸围、腰围、臀围、臂长、臂围、腿长、腿围、肩宽等，再如家具尺寸等)，感应器会快速识别尺寸，并转化为数字信号。

2)测量到的尺寸数字信号将被瞬间传输并储存在存储介质上(如传输到智能手机，并通过特定的软件程序(如手机应用程序)保存，并由其进一步处理以实现有价值的应用。

3)智能尺还可以与特定软件程序配合实现多项功能，例如遇到较长物体(超出尺子一次测量的长度)时，可以设置启用分次测量程序，自动记录每一次测量尺寸，自动加总以实现精确测量。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种通过传感器及蓝牙通信方式实现数据智能测量的装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种通过传感器及蓝牙通信方式实现数据智能测量的装置，其包含

A：可调电阻装置

B：角速度传感器

C：蓝牙控制芯片

D：带有磁场传感器的结构装置

设计产品例如卷尺：

将可调电阻装置至于卷尺中心转轴部分位置固定，伴随尺条拉动时，可调电阻装置的旋钮随之线性调节，实现电阻值变化；将蓝牙控制芯片及电源供电模块(纽扣电池等)置于尺子壳体上，组成一套通过检测电阻变化采集尺条拉出距离，既尺寸测量并通过蓝牙传输数据的智能尺子。

将角速度传感器固定在卷尺中心轴位置，随尺条拉出时转动产生一个角速度，在尺条拉出端口放置磁铁块及磁传感器结构装置，伴随尺条移动和静止，磁铁块与磁传感器合并或分离，从而磁传感器产生相应电平信号来标识尺条移动的时间。将蓝牙控制芯片及电源供电模块(纽扣电池等)置于尺子壳体上，结合传感器检测到的时间和角速度两个因素，测量记录尺条移动的距离，也就是我们要测量的尺寸数据。

所述的A可由Murata公司、KOA公司等提供，如Panasonic公司的P3E5503旋钮可调电阻器。当然也包括市场上同类型(或有相似及更优功能)的可调电阻器均适用。

所述的B可由ST意法半导体公司、英飞凌、ADI公司等提供，如ADI公司的ADRXS450角速度传感器。当然也包括市场上同类型(或有相似及更优功能)的传感器均适用。

所述的C可由德州仪器(TI)公司、英飞凌、锐迪科公司等提供，如TICC5425主芯片、CC2540芯片等，当然也包括市场上同类型(或有相似及更优功能)的其他特种芯片均可适用。

所述D的磁场传感器既霍尔开关，是通过检测磁通量判断开关输出断开的传感器，可用ADI公司AD22151G磁场检测传感器或者罗姆公司的BU52013HFV系列等，结合齿轮弹簧等结构，实现拉动卷尺条时，霍尔开关与磁铁分离，霍尔开关磁通量减小，输出低电平。卷尺条静止时，霍尔开关与卷尺条靠近，磁通量增大，输出高电平。

一种整合特定传感器和蓝牙的智能测量方案，其具体步骤为：

第一种，A与C的组合：将可调电阻装置至于卷尺中心转轴部分位置固定，伴随尺条拉动时，可调电阻装置的旋钮随之线性调节，实现电阻值变化。系统通过纽扣电池供电，然后经过线性稳压转换器转换为不同的电压分别供给电阻匹配电路及蓝牙控制芯片。将蓝牙控制芯片及纽扣电池及其外围电路置于尺子壳体上，利用蓝牙芯片的ADC通路，检测可调电阻两端对应的电压值。当卷尺拉出使用时，中心转轴结构装置转动，从而带动相应的可调电阻旋钮转动，电源模块、分压电路开始工作，通过检测可调电阻两端不同电压值，计算出转轴转动了多少圈，计算表中对应尺子拉出了多长距离；电阻两端电压值最初是通过模拟-数字转换模块转换后，输出数字信号再传送给蓝牙处理器处理。如图1。

第二种，B、C和D的组合：将角速度传感器(ADI ADRXS450)的电路板固定在卷尺的中心轴位置，尺子拉动时中心轴转动带动其旋转，产生一个旋转角速度w；在尺子拉出端口位置固定带有磁场传感器的结构装置，例如磁场检测传感器(ADI AD22151G)，当有磁铁靠近时传感器输出信号高电平，磁铁远离时输出信号低电平；磁铁安置在尺条拉出口的位置，拉动尺子时，磁铁被结构弹簧弹开，远离磁传感器，磁传感器输出低电平；尺条静止时，磁铁归位，靠近磁传感器，磁传感器输出高电平。传感器输出信号与蓝牙处理器输入终端管脚相连，通过计算高低电平的时间差，结合实时记录的角速度w，即可计算出线速度L；依据线速度和时间差即可得出尺子拉出的位移量。如图2。

以上两种模式测量到的数据均实时传给处理器进行计算，通过蓝牙协议发送至相应软件终端(如手机、笔记本电脑等)，实时显示并保存在程序中，实现对人体特定数据(如胸围、腰围等)、其它各类尺寸的自动化、标准化测量记录过程。

本申请的特点在于：

1、作为一种使用可调电阻及蓝牙控制芯片技术整合实现数据测量的电子设备(智能尺)本身。

2、作为一种使用角速度传感器及蓝牙芯片技术整合实现数据测量的电子设备(智能尺)本身。

3、测量时的长度信息可以通过可调电阻或角速度传感器监测并转化为电信号(不再需要人工关注传统尺子的刻度信息)，并通过数据总线将转化的电信号传递给控制芯片，再由控制芯片解析出的数据通过蓝牙方式传送给终端的整合测量创新技术。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

(1)本发明是首创的以智能设备(智能尺)为载体自动化、智能化测量尺寸数据的新发明，也是首款“不需要刻度的尺子”。目前尚无任何同类型的智能设备产品出现。

(2)有效解决了传统的测量方法速度慢、人工记录、花费时间的问题，测量到的尺寸瞬时传递并记录，方便快速。

(3)使用可调电阻电压及高精度模拟数字转换模块精确读取测量数据，或角速度传感器精确测量数据，排除了个体读值的误差，测量更精确。

(4)通过该设备匹配相对应的软件程序，可为人体及其它各类尺寸的测量提供专业指导及新的标准，实现测量数据的全面专业、清晰易懂。

(5)测量的尺寸将作为数字信号被传输并储存在存储介质上(如传输到设备终端(如手机)，并通过专门开发的程序(如手机APK存储)，方便易用，数据不宜丢失并可由软件程序进一步处理以实现有价值的应用。

【附图说明】

图1电阻式蓝牙智能尺寸数据采集图；

图2角速度式蓝牙智能尺寸数据采集图；

【具体实施方式】

以下提供本发明一种通过传感器及蓝牙通信方式实现数据智能测量的装置的具体实施方式。

实施例1

使用松下公司P3E5503可调电阻，固定于尺子结构内部中心轴位置，通过齿轮装置与可调旋钮结合，并设计简单的分压电路将可调电阻串联其中，通过蓝牙处理器自带的ADC模块采集可调电阻两端电压。将蓝牙控制芯片及电源供电模块(纽扣电池等)置于尺子壳体上。当拉动尺子测量时，齿轮带动旋钮旋转，可调电阻器阻值发生变化，两端电压发生变化，电路设计可调电阻两端连接至内置的蓝牙处理器芯片ADC输入端口，ADC实时检测采集电压值。由于可调电阻的阻值与旋转的圈数是成正比的，ADC检测的不同电压值对应不同的圈数，假设采集到的电压值对应的圈数是N，旋转轴的周长是Q，那个可以得出尺子被拉出的距离L＝Q*N，当测量人确认该测量结果时，即按下尺子上的确认按钮或点击APP端的确认按钮，这个数据L被通过蓝牙处理器传送至手机的客户端，显示在测量的项目中，可以是相应的胸围参数，肩宽参数或者特定的其他参数，依据客户端的应用内容而定。

实施例2

设计角速度传感器(ADI ADRXS450)与结构装置随动，尺子拉动时带动其旋转，记录实时旋转角速度w。

将磁场检测传感器(ADI AD22151G)放置在尺条出口处，并在结构上靠近其位置放置磁铁模块。将蓝牙控制芯片及电源供电模块(纽扣电池等)置于尺子壳体上。拉动尺子时，磁铁被结构弹簧弹开，远离磁传感器，磁传感器输出低电平，处理器采集时间T1；尺条静止时，磁铁归位，靠近磁传感器，磁传感器输出高电平，处理器采集时间T2。通过计算高低电平的时间差T2-T1，结合实时记录的角速度w，即可计算出线速度L＝w*(T2-T1)*R(R为旋转轴半径)，L即尺子拉出的位移量。当测量人确认该测量结果时，即按下尺子上的确认按钮或点击APP端的确认按钮，数据会通过蓝牙发送至手机APP端，实时尺寸显示在对应人体模型的部位(如胸围、腰围等)。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种通过传感器及蓝牙通信方式实现数据智能测量的装置，其特征在于，其包含

A：可调电阻装置

B：角速度传感器

C：蓝牙控制芯片

D：带有磁场传感器的结构装置

设计产品为智能卷尺：

实现方式一：将可调电阻装置至于卷尺中心转轴部分位置固定，伴随尺条拉动时，可调电阻装置的旋钮随之线性调节，实现电阻值变化；将蓝牙控制芯片及电源供电模块置于尺子壳体上，组成一套通过检测电阻变化采集尺条拉出距离，既尺寸测量并通过蓝牙传输数据的智能尺子；

实现方式二：将角速度传感器固定在卷尺中心轴位置，随尺条拉出时转动产生一个角速度，在尺条拉出端口放置磁铁块及磁传感器的结构装置，伴随尺条移动和静止，磁铁块与磁传感器合并或分离，从而磁传感器产生相应电平信号来标识尺条移动的时间；将蓝牙控制芯片及电源供电模块置于尺子壳体上，结合传感器检测到的时间和角速度两个因素，测量记录尺条移动的距离，即得到需要测量的尺寸数据。

2.如权利要求1所述的一种通过传感器及蓝牙通信方式实现数据智能测量的装置的制造方法，其具体步骤为：将可调电阻装置至于卷尺中心转轴部分位置固定，伴随尺条拉动时，可调电阻装置的旋钮随之线性调节，实现电阻值变化；系统通过纽扣电池供电，然后经过线性稳压转换器转换为不同的电压分别供给电阻匹配电路及蓝牙控制芯片；将蓝牙控制芯片及纽扣电池及其外围电路置于尺子壳体上，利用蓝牙芯片的ADC通路，检测可调电阻两端对应的电压值；当卷尺拉出使用时，中心转轴结构装置转动，从而带动相应的可调电阻旋钮转动，电源模块、分压电路开始工作，通过检测可调电阻两端不同电压值，计算出转轴转动了多少圈，计算表中对应尺子拉出了多长距离；电阻两端电压值最初是通过模拟-数字转换模块转换后，输出数字信号再传送给蓝牙处理器处理。

3.如权利要求1所述的一种通过传感器及蓝牙通信方式实现数据智能测量的装置的制造方法，其具体步骤为：将角速度传感器的电路板固定在卷尺的中心轴位置，尺子拉动时中心轴转动带动其旋转，产生一个旋转角速度w；在尺子拉出端口位置固定带有磁场传感器的结构装置，当有磁铁靠近时传感器输出信号高电平，磁铁远离时输出信号低电平；磁铁安置在尺条拉出口的位置，拉动尺子时，磁铁被结构弹簧弹开，远离磁传感器，磁传感器输出低电平；尺条静止时，磁铁归位，靠近磁传感器，磁传感器输出高电平；传感器输出信号与蓝牙处理器输入终端管脚相连，通过计算高低电平的时间差，结合实时记录的角速度w，即计算出线速度L；依据线速度和时间差得出尺子拉出的位移量。