CN107370757A - 基于ant协议的物联网系统、角度测量方法及装置 - Google Patents

基于ant协议的物联网系统、角度测量方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于ANT协议的物联网系统、角度测量方法及装置。角度测量方法通过对在物体上的旋转的磁铁产生的磁场的变化来进行角度测量，并将角度信息通过ANT协议发送给上位机。检测精度高，避免现场的布线，使用方便，易于部署。

Description

基于ANT协议的物联网系统、角度测量方法及装置
技术领域
本发明涉及一种网络通信技术领域，具体而言，涉及一种基于ANT协议的物联网系统、角度测量方法及装置。
背景技术
微电子技术、MEMS技术、网络通信技术的进步推动传感器技术向着集成化、微型化、智能化、网络化的方向发展。基于巨磁阻效应（iGMR 原理）的 MEMS 技术传感器在角度测量领域获得应用，通过非接触的运动感应，单圈角度测量精度可达 0.01 度。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于ANT协议的物联网系统、角度测量方法及装置，以实现将角度测量后的角度信息通过ANT协议发送给上位机。
为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
本发明实施例提供了一种基于ANT协议的角度测量方法，通过对在物体上的旋转的磁铁产生的磁场的变化来进行角度测量，并将角度信息通过ANT协议发送给上位机。
本发明实施例还提供了一种基于ANT协议的角度测量装置，所述角度测量装置包括：
角度测量模块，用于通过对在物体上的旋转的磁铁产生的磁场的变化来进行角度测量；
ANT发送模块，用于并将角度信息通过ANT协议发送给上位机;
所述角度测量模块与所述ANT发送模块电性连接。
本发明还提供了一种基于ANT协议的物联网系统，包括多个上述的基于ANT协议的角度测量装置，多个所述基于ANT协议的角度测量装置采用上述的基于ANT协议的角度测量方法进行角度测量。
相对于现有技术，本发明实施例具有以下有益效果：
本发明实施例提供了一种基于ANT协议的物联网系统、角度测量方法及装置，基于ANT协议的角度测量方法，通过对在物体上的旋转的磁铁产生的磁场的变化来进行角度测量，并将角度信息通过ANT协议发送给上位机。检测精度高，避免现场的布线，使用方便，易于部署。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1示出了本发明实施例所提供的一种基于ANT协议的角度测量方法的流程图。
图2为图1示出步骤S110的子步骤的流程图。
图3为图2出步骤S112的子步骤的流程图。
图4为图1示出的步骤S120的子步骤的流程图。
图5示出了本发明实施例所提供的一种基于ANT协议的角度测量装置的方框示意图。
图6示出了本发明实施例所提供的一种基于ANT协议的角度测量装置的角度测量模块的方框示意图。
图7示出了本发明实施例所提供的一种基于ANT协议的角度测量装置的处理子模块的方框示意图。
图中：200-基于ANT协议的角度测量装置；210-角度测量模块；220-ANT发送模块；211-测量子模块；212-处理子模块；212a-ARM处理器；212b-存储芯片。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
第一实施例
本发明实施例所提供的一种基于ANT协议的角度测量方法，应用于基于ANT协议的角度测量装置200。
请参阅图1，示出了本发明实施例所提供的一种基于ANT协议的角度测量方法的原理流程示意图。镜头校准方法200包括：
S110：通过对在物体上的旋转的磁铁产生的磁场的变化来进行角度测量。
通过对设置在物体上的磁场在随着物体旋转是磁场的变化量，来进行角度计算，从而完成对角度的测量。
S120：并将角度信息通过ANT协议发送给上位机。
将测量得出的角度信息通过ANT协议发送给上位机进行显示，实现角度测量与ANT协议的结合，方便使用，功耗低。
请参阅图2，步骤S110还包括以下子步骤：
S111：接收测量信号。
接收测量信号，开始对角度进行测量。
S112：依据所述测量信号检测磁场的变化值。
依据接收到的测量信号对磁场的变化值进行检测。
S113：依据测量得出所述磁场的变化值计算角度信息。
根据磁场的变化值来计算角度信息，完成对物体的角度信息测量。
请参阅图3，步骤S112还包括以下子步骤：
S1121：获取磁场的数值。
获取磁铁跟随被测物体旋转之后的磁场的数值。
S1122： 将获取的所述磁场的数值与预设值做差运算得出磁场的变化值。
将获取的磁场的数值与预设值做差运算得出磁场的变化值，其中，预设值为被测物体未旋转时的磁场数值。
请参阅图4，步骤S120包括以下子步骤：
S121：按照ANT协议的报文格式对角度信息进行封装。
将角度信息按照ANT协议的报文格式进行封装。ANT 协议是一种超低功耗的无线传输协议，广泛应用于智能穿戴设备、智能家居以及智能手机等电子设备，通过集成ANT协议，智能设备能够与集成ANT协议的其他设备实现超低功耗的互连互通，ANT协议具备极低的功耗，可采用纽扣电池供电。
S122：将封装好的角度信息通过ANT协议发送给上位机。
将按照ANT协议的报文格式封装好的角度信息发送给上位机，实现无线的角度测量。
第二实施例
请参阅图5，本发明实施例提供了一种基于ANT协议的角度测量装置100。基于ANT协议的角度测量装置100包括角度测量模块210以及ANT发送模块220。角度测量模块210与ANT发送模块电性220电性连接。
角度测量模块210，用于通过对在物体上的旋转的磁铁产生的磁场的变化来进行角度测量。
在本发明实施例中，角度测量模块210可以用于执行步骤S110。
ANT发送模块220，用于并将角度信息通过ANT协议发送给上位机。
在本发明实施例中，ANT发送模块220采用ANT协议芯片。ANT发送模块220可以用于执行步骤S120。
请参阅图6，角度测量模块210还包括测量子模块211以及与测量子模块211电性连接的处理子模块212。
测量子模块211，用于检测磁场的变化值。
在本发明实施例中，测量子模块211可以用于执行步骤S112。
测量子模块211包括MEMS传感器以及通过设置在旋转轴的中心并向径向充磁的圆形磁铁；所述旋转轴设置于被测旋转物体上，且与所述被测物体具有相同旋转中心。
MEMS传感器由MEMS芯片构成，MEMS 芯片中集成了多个霍尔阵列，用来感应磁场。MEMS芯片通过感应径向充磁的磁铁的旋转，得到不一样的 16 位的数值。
处理子模块212，用于依据测量得出的所述磁场的变化值计算角度信息。
处理子模块212通过对MEMS芯片得到的16位的数值的郧县获得角度信息。
在本发明实施例中，处理子模块212可以用于执行步骤S113。
请参阅图7，处理子模块212包括ARM处理器212a以及与ARM处理器212a电性连接的存储芯片。
ARM处理器212a用于依据测量得出的磁场的变化值计算角度信息，并将角度信息发送给存储芯片进行存储。在本实施例中，处理子模块212采用的是ARM处理器212a，在其他实施例中，可以是通用处理器，包括中央处理器（Central Processing Unit， CPU）、网络处理器（Network Processor，NP），还可以是数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
存储芯片212b，包括RAM芯片以及FLASH芯片。其中，RAM芯片是程序与数据的运行空间，设备掉电时，该芯片内部数据会丢失。FLASH芯片是程序与数据的存储空间，设备掉电时，该芯片内部数据不会丢失。
第三实施例
本发明实施例还提供了一种基于ANT协议的物联网系统，包括多个上述的基于ANT协议的角度测量装置，多个基于ANT协议的角度测量装置采用基于ANT协议的角度测量方法进行角度测量。
其中，基于ANT协议的角度测量装置的数量最大为65545个。ANT协议的角度测量装置在一个ANT网段内进行通信，实现了一对多的通信，快速实现信息共享。
综上所述，本发明实施例提供了一种基于ANT协议的物联网系统、角度测量方法及装置。角度测量方法通过对在物体上的旋转的磁铁产生的磁场的变化来进行角度测量，并将角度信息通过ANT协议发送给上位机。检测精度高，避免现场的布线，使用方便，易于部署。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种基于ANT协议的角度测量方法，其特征在于，通过对在物体上的旋转的磁铁产生的磁场的变化来进行角度测量，并将角度信息通过ANT协议发送给上位机。
2.如权利要求1所述的基于ANT协议的角度测量方法，其特征在于，所述通过对在物体上的旋转的磁铁产生的磁场的变化来进行角度测量的方法包括：接收测量信号；依据所述测量信号检测磁场的变化值；依据测量得出所述磁场的变化值计算角度信息。
3.如权利要求2所述的基于ANT协议的角度测量方法，其特征在于，所述依据所述测量信号检测磁场的变化值的方法包括：获取磁场的数值；将获取的所述磁场的数值与预设值做差运算得出磁场的变化值。
4.如权利要求2所述的基于ANT协议的角度测量方法，其特征在于，所述依据测量得出所述磁场的变化值计算角度信息的方法包括：依据获取的所述磁场的变化值与角度量程运算得出角度信息。
5.如权利要求1所述的基于ANT协议的角度测量方法，其特征在于，所述将角度信息通过ANT协议发送给上位机的方法包括：按照ANT协议的报文格式对角度信息进行封装；将封装好的角度信息通过ANT协议发送给上位机。
6.一种基于ANT协议的角度测量装置，其特征在于，所述角度测量装置包括：
角度测量模块，用于通过对在物体上的旋转的磁铁产生的磁场的变化来进行角度测量；ANT发送模块，用于并将角度信息通过ANT协议发送给上位机;所述角度测量模块与所述ANT发送模块电性连接。
7.如权利要求6所述的基于ANT协议的角度测量装置，其特征在于，所述角度测量模块还包括：测量子模块以及与测量子模块电性连接的处理模块；所述测量子模块，用于检测磁场的变化值；所述处理子模块，用于依据测量得出的所述磁场的变化值计算角度信息。
8.如权利要求7所述的基于ANT协议的角度测量装置，其特征在于，所述测量子模块包括:MEMS传感器以及通过设置在旋转轴的中心并向径向充磁的圆形磁铁；所述旋转轴设置于被测旋转物体上，且与所述被测物体具有相同旋转中心。
9.如权利要求7所述的基于ANT协议的角度测量装置，其特征在于，处理子模块包括：ARM处理器以及与ARM处理器电性连接的存储芯片；所述ARM处理器用于依据测量得出的所述磁场的变化值计算角度信息，并将角度信息发送给存储芯片进行存储。
10.一种基于ANT协议的物联网系统，其特征在于，包括多个如权利要求6-9任一项所述的基于ANT协议的角度测量装置，多个所述基于ANT协议的角度测量装置采用如权利要求1-5任一项所述的基于ANT协议的角度测量方法进行角度测量。
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