CN106208164B - 一种传感器供电控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种传感器供电控制方法及装置，涉及传感器技术领域，旨在提供一种更加稳定的传感器供电控制方法。本发明技术要点包括：自检阶段、持续供电阶段、间歇供电阶段，当从上述的任意一个阶段向另一个阶段切换时，中间还包含供电状态切换阶段。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，尤其是传感器供电的控制方法。
背景技术
一般来说，很多传感器可以采用持续供电和间歇供电两种供电方式，例如可燃气体传感器NAP55或NAP577，达到尽可能节电的目的。持续和间歇两种供电方式的转换算法是供电控制方法的关键。现有的控制方法中，参见图1，包括自检阶段T1、持续供电阶段T3、T5及间歇供电阶段T2、T4、T6，当自检阶段、持续供电阶段中检测传感器输出达到切换条件时则直接切换到间歇供电阶段T2、，或者当在间歇供电阶段检测传感器输出达到切换条件时直接切换到持续供电阶段。
现有的控制方法，判断传感器输出稳定的方式是检测传感器输出是否有变化，这样的判断条件太简单，会引起两种供电方式频繁切换；另外，如果待测气体浓度频繁跳动，供电方式也会频繁切换，影响传感器工作的稳定性。
发明内容
本发明旨在针对上述存在的问题，提供一种更加稳定的传感器供电控制方法。
本发明提供的一种传感器供电控制方法，包括自检阶段、持续供电阶段、间歇供电阶段，当从上述的任意一个阶段向另一个阶段切换时，中间还包含供电状态切换阶段。
进一步，所述自检阶段为：传感器上电后控制电源向该传感器持续供电一定时间，之后检测传感器的输出信号是否达到稳定状态；若是则进入供电状态切换步骤，否则重复本阶段；
持续供电阶段为：控制电源向传感器持续供电，同时检测传感器的输出，当传感器的输出达到稳定状态时则进入供电状态切换阶段，否则重复本阶段；
间歇供电阶段为：控制电源向传感器间歇供电，同时检测传感器的输出，当传感器的输出达到稳定状态时则重复本阶段，否则进入供电状态切换阶段；
供电状态切换阶段为：维持当前的供电状态一定时间并采样传感器的输出信号，当传感器输出信号达到稳定状态则进入间歇供电阶段；当传感器输出信号未达到稳定状态则进入持续供电阶段。
进一步，连续采样传感器的输出信号，得到若干输出信号采样点，当这些输出信号采样点中的最大值与最小值的差值小于设定值时，认为传感器的输出信号达到稳定状态，否则认为传感器的输出信号未达到稳定状态。
进一步，当传感器上电时首先进入自检阶段。
本发明还提供了一种传感器供电控制装置，包括自检模块、持续供电模块、间歇供电模块，以及供电状态切换模块；
所述自检模块用于，在传感器上电后控制电源向该传感器持续供电一定时间，之后检测传感器的输出信号是否达到稳定状态；若是则调用供电状态切换模块，否则重复调用本模块；
持续供电模块用于，控制电源向传感器持续供电，同时检测传感器的输出，当传感器的输出达到稳定状态时则调用供电状态切换模块，否则重复调用本模块；
间歇供电模块用于，控制电源向传感器间歇供电，同时检测传感器的输出，当传感器的输出达到稳定状态时则重复调用本模块，否则调用供电状态切换模块；
供电状态切换模块用于，维持当前的供电状态一定时间并采样传感器的输出信号，当传感器输出信号达到稳定状态则调用间歇供电模块；当传感器输出信号未达到稳定状态则进入持续供电模块。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
首先，本发明在自检阶段、持续供电阶段点及间歇供电阶段切换时增加了供电状态切换阶段，能有效方式传感器测量的物理信号跳变时传感器的供电状态也随之频繁跳变，影响传感器的工作稳定。
另外，本发明还提供了一种判断传感器输出信号稳定与否的算法，进一步增加了供电切换的平稳性，优化了供电控制算法。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1为现有的传感器供电控制方法应用例。
图2为本发明提供的传感器供电控制方法应用例。
图3为间歇供电时传感器的供电信号波形。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
下面结合可燃气体传感器NAP55的工作过程阐述其供电控制过程以便更好的理解本发明原理，本实施例包括：
自检阶段（持续供电阶段）：
传感器刚刚上电时首先进入自检阶段，在T1时间内，无论传感器的输出信号有何变化，控制电源向传感器持续供电，本实施例中的持续时间为60s，在其他应用场景中持续时间还可以是2分钟不等。60s持续时间结束后，在1s时间内连续采样得到的传感器的输出信号采样值V0、V1、V2，将三个采样值两两比较，若相差小于30mv，则认为传感器输出信号达到稳定状态并进入供电状态切换阶段，即图2中的T2时间段；若相差大于30mv，则认为没有达到稳定状态并保持持续供电，再继续自检直到判断传感器的输出达到稳定状态，则退出自检阶段进入供电状态切换阶段。
T2时间段为传感器由持续供电转化为间歇供电的缓冲阶段。此阶段中控制电源向传感器持续供电并持续一定时间，如5s，再判断传感器的输出是否达到稳定状态，若是则进入间歇供电阶段，如T3时间段。
在T3时间内，控制电源向传感器间歇供电，图3中的方波为间歇供电的信号，信号的占空比及频率可调。在T3时间内，实时监测传感器的输出信号是否变为不稳定状态，判断方法参见自检阶段，若变为不稳定状态则再次进入供电状态切换阶段，如T4时间段。
T4时间段为传感器由间歇供电转化为持续供电的缓冲阶段。与T2时间段一样，控制电源向传感器间歇供电并持续一定时间，再判断传感器的输出是否达到不稳定状态，若是则进入持续供电阶段，如T5时间段。
在T5时间内，环境中的检测目标气体浓度增加，传感器的输出处于上升状态，控制电源向传感器持续供电；经过5s时间后传感器输出信号趋于稳定，此时检测到传感器的输出信号达到稳定状态，则进入下一个供电状态切换阶段，即T6时间段。
T6时间段为传感器由持续供电转化为间歇供电的缓冲阶段，之后进入间歇供电时间段T7。
后续的时间段还包括供电状态切换时间段T8、持续供电时间段T9、供电状态切换时间段T10及间歇供电时间段T11，以此类推，直到关闭传感器。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (5)
1.一种传感器供电控制方法，包括自检阶段、持续供电阶段、间歇供电阶段，其特征在于，当从上述的任意一个阶段向另一个阶段切换时，中间还包含供电状态切换阶段；
所述自检阶段为：传感器上电后控制电源向该传感器持续供电一定时间，之后检测传感器的输出信号是否达到稳定状态；若是则进入供电状态切换阶段，否则重复本阶段；
持续供电阶段为：控制电源向传感器持续供电，同时检测传感器的输出，当传感器的输出达到稳定状态时则进入供电状态切换阶段，否则重复本阶段；
间歇供电阶段为：控制电源向传感器间歇供电，同时检测传感器的输出，当传感器的输出达到稳定状态时则重复本阶段，否则进入供电状态切换阶段；
供电状态切换阶段为：维持当前的供电状态一定时间并采样传感器的输出信号，当传感器输出信号达到稳定状态则进入间歇供电阶段；当传感器输出信号未达到稳定状态则进入持续供电阶段。
2.根据权利要求1所述的一种传感器供电控制方法，其特征在于，连续采样传感器的输出信号，得到若干输出信号采样点，当这些输出信号采样点中的最大值与最小值的差值小于设定值时，认为传感器的输出信号达到稳定状态，否则认为传感器的输出信号未达到稳定状态。
3.根据权利要求1所述的一种传感器供电控制方法，其特征在于，当传感器上电时首先进入自检阶段。
4.一种传感器供电控制装置，包括自检模块、持续供电模块、间歇供电模块，其特征在于，还包括供电状态切换模块；
所述自检模块用于，在传感器上电后控制电源向该传感器持续供电一定时间，之后检测传感器的输出信号是否达到稳定状态；若是则调用供电状态切换模块，否则重复调用本模块；
持续供电模块用于，控制电源向传感器持续供电，同时检测传感器的输出，当传感器的输出达到稳定状态时则调用供电状态切换模块，否则重复调用本模块；
间歇供电模块用于，控制电源向传感器间歇供电，同时检测传感器的输出，当传感器的输出达到稳定状态时则重复调用本模块，否则调用供电状态切换模块；
供电状态切换模块用于，维持当前的供电状态一定时间并采样传感器的输出信号，当传感器输出信号达到稳定状态则调用间歇供电模块；当传感器输出信号未达到稳定状态则进入持续供电模块。
5.根据权利要求4所述的一种传感器供电控制装置，其特征在于，连续采样传感器的输出信号，得到若干输出信号采样点，当这些输出信号采样点中的最大值与最小值的差值小于设定值时，认为传感器的输出信号达到稳定状态，否则认为传感器的输出信号未达到稳定状态。
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