CN110569206A - 一种支持多传感器的驱动框架、方法、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种支持多传感器的驱动框架，包括上层应用层和底层驱动层，底层驱动层中存储于各种型号的传感器的驱动文件；上层应用层需要访问底层驱动层中的对应传感器的驱动文件，进而驱动传感器的工作；在上层应用层与底层驱动层之间设置中间接口层；所述中间接口层为每种类型的传感器定义了各种操作函数接口，并根据上层应用层发送的访问指令匹配得出待访问传感器的型号和参数值，然后根据型号、参数值以及操作函数接口从底层驱动层中调用对应的操作函数，实现对待访问传感器的访问。本发明不仅支持对单一类型传感器的访问，还能够支持多个同类型传感器的访问。本发明还提供了一种支持多传感器的驱动方法、电子设备及存储介质。

Description

一种支持多传感器的驱动框架、方法、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及传感器的驱动框架，尤其涉及一种支持多传感器驱动装置、方法、电子设备及存储介质。

背景技术

目前，随着智能时代的跨入，智能化产品层出不穷，在其产品中必然涉及各种传感器元器件，包括可穿戴设备的运动型数字传感器、外界检测设备的压力传感器、温度传感器等，人们通过传感器元器件感知的数据，加以融合算法，可得出人们当前的所处的状态或者环境，从而更好地服务于人类。然而这服务实现的前提在于传感器模块的正确驱动，让操作者能够准确的获取到传感器模块的原始数据。而对于传感器在产品设计过程中，由于考虑成本等因素，往往需要评估出同类型传感器中性能最佳的传感器类型，才能在服务时达到性价比最高的结果。因此，在设计的前期，需要在同类型的多种传感器器件中选择评估出性能最匹配的传感器器件。

为了解决上述问题，正确驱动传感器模块是实现的关键。一般而言，传感器场景会针对自己的传感器时序设计相应的驱动，对外部用户提供操作接口，保证用户使用特定的驱动来对应传感器的操作接口获取原始数据。但是，在具体的实现过程中，不同的传感器厂商所提供的传感器驱动接口方案不一样，比如传感器初始化接口、传感器配置接口、传感器数据接口、传感器复位接口等一系列操作接口，同时每个厂商的实现方式不一样，因此，用户想要正常驱动传感器时，必须对接该传感器的各种接口，一旦一个项目中传感器涉及到多个厂商、多个传感器时，就会面临多个不同的操作接口，导致项目的实现方案会变得繁琐、复杂，不便于用户操作。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种支持多传感器的驱动框架，其能够解决现有技术中针对多个传感器同时访问时操作复杂等问题。

本发明的目的之二在于提供一种支持多传感器的驱动方法，其能够解决现有技术中针对多个传感器同时访问时操作复杂等问题。

本发明的目的之三在于提供一种电子设备，其能够解决现有技术中针对多个传感器同时访问时操作复杂等问题。

本发明的目的之四在于提供一种计算机可读存储介质，其能够解决现有技术中针对多个传感器同时访问时操作复杂等问题。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种支持多传感器的驱动框架，包括上层应用层和底层驱动层，底层驱动层存储各种型号的传感器的驱动文件；上层应用层需要访问底层驱动层中的对应传感器的驱动文件，进而驱动传感器的工作；在上层应用层与底层驱动层之间设置中间接口层；所述中间接口层为每种类型的传感器定义了操作函数接口，并根据上层应用层发送的访问指令匹配得出待访问传感器的型号和参数值，然后根据待访问传感器的型号、参数值以及操作函数接口从底层驱动层中调用对应的操作函数，实现对待访问传感器的访问。

进一步地，所述操作函数接口包括但不限于：传感器使能接口、传感器初始化接口、传感器ID获取接口、传感器原始数据获取接口以及传感器关闭接口。

进一步地，所述中间接口层包括中间接口文件，所述中间接口文件包括每种类型的传感器定义的结构体，每个结构体均定义了型号变量、参数变量以及至少一个操作函数接口；型号变量表示一个传感器的类型型号，参数变量为操作函数接口的输入变量；当上层应用层向中间接口层发送访问指令时，中间接口层根据访问指令得出待访问传感器的类型型号，并匹配型号变量得出待访问传感器的操作函数接口；以及将根据访问指令得出参数值并赋值给参数变量，然后将赋值后的参数变量作为每个操作函数接口的输入变量从底层驱动层中调用对应操作函数接口所对应的操作函数，实现对待访问传感器的访问。

进一步地，所述参数变量有一个或多个，参数变量的个数与每次访问同类型的传感器的个数相同。

进一步地，当参数变量有多个，多个参数变量以数组的方式进行存储。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种支持多传感器的驱动方法，应用于如本发明目的之一采用的一种支持多传感器的驱动框架，包括以下步骤：

定义步骤：在中间接口文件中定义每种类型的传感器的结构体，该结构体内包括型号变量、参数变量和操作函数接口；其中型号变量为传感器的类型型号，参数变量为传感器的操作函数接口的输入变量；

获取步骤：获取上层应用层发送的访问指令；

解析步骤：根据访问指令得出待访问传感器的类型型号，并匹配型号变量得出待访问传感器的操作函数接口；

访问步骤：根据访问指令得出待访问传感器的参数值赋值给参数变量，并将赋值后的参数变量作为待访问传感器的操作函数接口的输入变量从底层驱动层中调用操作函数接口对应的操作函数，实现待访问传感器的访问。

进一步地，若访问指令中同类型传感器有多个时：所述参数变量有多个；每个参数变量对应一个传感器的输入变量；

所述解析步骤具体包括：根据访问指令解析得出每个待访问传感器的类型型号，并匹配型号变量得出每个待访问传感器的操作函数接口；

所述访问步骤具体包括：将根据访问指令得出的每个待访问传感器的参数值赋值给对应的参数变量，并将赋值后的对应参数变量作为对应待访问传感器的操作函数接口的输入变量从底层驱动层中调用操作函数接口对应的操作函数，实现每个待访问传感器的访问。

本发明的目的之三采用如下技术方案实现：

一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明目的之二采用的一种支持多传感器的驱动方法的步骤。

本发明的目的之四采用如下技术方案实现：

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明目的之二采用的一种支持多传感器的驱动方法的步骤。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明通过在上层应用层与底层驱动层之间设置中间接口层，通过该中间接口层为上层应用层提供统一的通用接口，实现对各种类型的传感器的底层驱动层进行统一、集中管理，不需要考虑传感器的型号，可自适应匹配传感器的类型，大大降低了传感器操作的复杂性；同时也降低了当涉及到多传感器时项目方案的设计复杂度。

附图说明

图1为本发明提供的支持多传感器的驱动框架结构图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例一：

一般来说，现有的厂商所提供的驱动文件，是直接调用驱动接口的方式，尽管其能够准确地获取指定传感器的原始数据，但是用户在使用的过程中需要关心整个驱动接口的调用流程，细化到每个驱动接口的每个参数；而在一个耦合性较大的工程项目中，一旦驱动文件接口有所更改的时候，工程项目中所有调用该驱动文件接口的地方都需要进行修改，若没有及时同步时，很容易出现问题。另外，当工程项目较大、较复杂时，涉及到的代码量较多，代码更新起来较为复杂，则设计出错的概率也会大大增加。再者，当工程项目中需要更换传感器时，整个工程项目涉及到对应传感器的部分，都需要重新适配更换后的传感器驱动文件。因此，对于整个工程项目的管理不利，导致工程项目的维护成本增加。

另外，当一个项目中涉及到多传感器，也即是同时同类型的传感器有好几个时，比如以传感器选型项目(姿态模块)为例，该项目实现过程中至少需要涉及到3种类型的传感器器件，即：加速度计、陀螺仪、温度计等。在项目前期需要对各款传感器进行选型，比如说同一个加速度计有ADI厂家、博世厂家、村田厂家等不同的器件，需要从这几个厂家中提供的加速度计中测试评估出最符合本项目的加速度计的传感器器件。如果说直接使用厂家的提供的驱动文件进行实现，有两个比较明显的问题，其一：各个厂家格式不一，不能够有效的进行统一管理，不利于代码的更新及后期维护；其二：因为涉及到的传感器比较多，整体项目的实现过程代码会庞大冗余，很容易将代码复杂化。

因此，本发明提供了一种支持多传感器的驱动框架，其不仅能够对多个单一类型传感器进行统一管理，还能够对多个同一类型传感器进行管理。也即是，如图1所示，通过在现有的上层应用层与底层驱动层之间增加中间接口层，通过该中间接口层向上层应用层提供统一的驱动框架接口，无论涉及到什么厂商、什么类型的传感器，均可以实现统一操作。该中间接口层可统一抽象成传感器打开、传感器初始化、传感器配置、传感器读、传感器关闭等操作，进而实现对底层驱动层的访问。

其中，中间接口层是为同类型的传感器设计的单独的中间接口文件。这里的同类型的传感器指的是相同功能类型的传感器，由于相同功能类型的传感器，其涉及到的常规操作函数均相同。因此，中间接口文件主要为同类型的传感器的常规操作函数的接口进行设定。

比如对于加速度传感器而言，该中间接口文件实现了包括加速度传感器类型匹配、传感器使能、传感器初始化(比如量程设备、更新频率设置等)、传感器ID获取、传感器原始数据获取、传感器关闭等函数接口的实现。

以C语言为例，设计一公共结构体accel_t，该公共结构体内设置了型号变量，比如model。该型号变量用于表示传感器的类型型号。也即是说，对于同类型的传感器可能由于生产厂家不同、生产型号等不同，其类型型号不同，因此通过该型号变量来匹配相应类型的传感器。

该公共结构体还定义了加速度传感器的各个操作函数接口，传感器的初始化、读、写等函数操作，如下代码：

typedef struct accel_ops＝{

int(*Init)(char*model)；

int(*SetORD)(int odr)；

int(*ReadRaw)(int data[]),

…//支持各种操作扩展

}accel_ops_t；

具体地，以加速度传感器为例，比如涉及到的加速度计型号为博世的BMI160、飞思卡尔的MMA8451Q、ADI的ADXL350等，因此，可在公共结构体内定义各种抽象函数接口，分别与加速度传感器各自的操作函数集进行对应。各不同型号的加速度传感器根据model进行区分，再根据model来匹配到对应结构体内的各个操作函数接口，进而根据各个操作函数接口从底层驱动层调用相应的操作函数的实现，实现对传感器的访问操作。

也即是说，在上层应用层向中间接口层发送访问指令时，通过对访问指令进行解析得出待访问传感器的型号，然后根据model进行匹配得出待访问传感器的操作函数接口，并从底层驱动层调用对应的操作函数，实现对传感器的访问操作。

本发明在结构体中定义了一参数变量，该参数变量为每个操作函数接口的输入变量，该参数变量为全局变量。当需要访问传感器时，通过将真正的参数数值赋值给该参数变量，进而将赋值后的参数变量作为每个操作函数接口的输入变量，根据操作函数接口调用底层驱动层的操作函数，实现传感器的访问操作。

另外，在现有技术中，常常会遇到使用两个或以上同类型的传感器，比如当一个应用场景中有多个相同类型的传感器同时工作。为了实现两个或以上同类型的传感器进行同时访问，本发明对上述参数变量进行定义进行调整，也即是说，根据同时访问同类型的传感器的数量定义对应数量的参数变量。也即是增加一个或多个参数变量，并将这些参数变量为一数组的形式存在。这样，在实现对应传感器的访问时，通过将每个传感器的参数数值赋值给对应参数变量，并将对应参数变量作为对应传感器的操作函数接口的输入变量，调用底层驱动层的操作函数，实现了同类型的多个传感器的同时访问。

实施例二：

本发明还提供了一种支持多传感器的驱动方法，该方法应用于一种支持多传感器的驱动框架，包括以下步骤：

步骤S1：定义中间接口文件。也即是：在上层应用层与底层驱动层之间设置的中间接口文件中定义每个型号的传感器的型号变量、参数变量和操作函数接口。其中型号变量为传感器的类型型号，参数变量为传感器的操作函数接口的输入变量。

步骤S2：获取访问指令。获取上层应用层发送的访问指令指令，该访问指令包括待访问传感器的型号以及参数值。

步骤S3：根据访问指令得出待访问传感器的类型型号，并匹配型号变量得出待访问传感器的操作函数接口。

步骤S4：根据访问指令得出待访问传感器的参数值赋值给参数变量，并将赋值后的参数变量作为待访问传感器的操作函数接口的输入变量从底层驱动层中调用操作函数接口对应的操作函数，实现待访问传感器的访问。

当参数变量为一个时，可实现一次对一个传感器进行访问。

当参数变量为多个时，可实现一次对同类型的多个传感器进行访问。

对于支持一次针对一个传感器进行访问时，参数变量为一个即可。而此时，访问指令中对于同类型的传感器只有一个以及参数值。

当上层应用层向中间接口层发送访问指令时，中间接口层根据访问指令得出待访问传感器的类型，并匹配参数变量得出待访问传感器的所有的操作函数接口。中间接口层还根据访问指令得出待访问传感器的参数值，并将其赋值给参数变量，将赋值后的参数变量作为对应操作函数接口的输入变量，以及根据待访问传感器的操作函数接口从底层驱动层中调用对应的操作函数。

对于支持一次支持多个同类型的传感器进行访问时，将参数变量为一数组，该数组内有多个参数，每个参数对应一个传感器。此时，访问指令中可能包括多个传感器的型号和参数值。

当上层应用层向中间接口层发送访问指令时，中间接口层根据访问指令得出每个待访问传感器的类型，并匹配数组中的每个参数得出每个待访问传感器的所有的操作函数接口。中间接口层还根据访问指令得出每个待访问传感器的参数值，并将其赋值给数组中对应参数，将赋值后的每个参数作为每个待访问传感器的操作函数接口的输入变量，以及根据每个待访问传感器的操作函数接口从底层驱动层中调用对应的操作函数，实现一次性对多个同类型的传感器进行访问。

另外，本申请的中间接口文件中不仅仅为一种类型的传感器定义的结构体，其可以同时包括多种不同类型的传感器定义的结构体。也即是说，在传感器进行访问时，可同时实现多种不同类型的传感器的访问，只需要在中间接口文件中对对应类型的传感器的结构体进行定义即可实现。

本发明通过在上层应用层与底层驱动层中设置中间接口文件，为各种类型的传感器设定一结构体，在该结构体内定义型号变量、参数变量以及对应的操作函数接口。在访问时，根据传感器的型号变量得出对应的操作函数接口，然后将传感器的参数值赋值给参数变量，并将其作为对应的操作函数接口的输入变量，从底层驱动层中调用相应的操作函数接口对应的操作函数，实现传感器的对应操作。对于上层应用层来说，不需要考虑传感器的类型，也即是通过中间接口文件为上层应用层提供了通用接口，而通过设定各种操作函数接口来实现对底层驱动层的统一管理。若传感器的驱动文件更新时，直接将底层驱动层中的传感器的驱动文件更新为新的驱动文件即可，更新方便。

本发明不仅仅可以实现多种不同类型的传感器的访问以及评估，同时还可以实现同一类型的多个传感器的访问与评估。

本发明的关键点在于上层应用层与底层驱动层之间创建中间接口层，可实现对同类型传感器的自适应匹配，防止各层之间分层不清晰的问题。同时，可针对复杂并且参差不齐的不同厂商的传感器驱动接口文件进行统一管理，为特定的传感器设计特定的操作函数集，对需要操作的传感器进行统一管理，保持简单性、规范性、统一性及可管理性等优点。另外，本发明不仅能够满足对单一类型的传感器的操作，还能够支持多个同类型传感器的同时操作，既满足项目前期对同类型传感器的对比评估测试，又可以支持项目中同类型多款传感器的支持。

实施例三：

本发明还提供了一种电子设备，其包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如文中所述一种支持多传感器的驱动方法的步骤。

实施例四：

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如文中所述一种支持多传感器的驱动方法的步骤。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种支持多传感器的驱动框架，包括上层应用层和底层驱动层，底层驱动层存储各种型号的传感器的驱动文件；上层应用层需要访问底层驱动层中的对应传感器的驱动文件，进而驱动传感器的工作；其特征在于：在上层应用层与底层驱动层之间设置中间接口层；所述中间接口层为每种类型的传感器定义了操作函数接口，并根据上层应用层发送的访问指令匹配得出待访问传感器的型号和参数值，然后根据待访问传感器的型号、参数值以及操作函数接口从底层驱动层中调用对应的操作函数，实现对待访问传感器的访问。

2.根据权利要求1所述一种支持多传感器的驱动框架，其特征在于：所述操作函数接口包括但不限于：传感器使能接口、传感器初始化接口、传感器ID获取接口、传感器原始数据获取接口以及传感器关闭接口。

3.根据权利要求1所述一种支持多传感器的驱动框架，其特征在于：所述中间接口层包括中间接口文件，所述中间接口文件包括每种类型的传感器定义的结构体，每个结构体均定义了型号变量、参数变量以及至少一个操作函数接口；型号变量表示一个传感器的类型型号，参数变量为操作函数接口的输入变量；当上层应用层向中间接口层发送访问指令时，中间接口层根据访问指令得出待访问传感器的类型型号，并匹配型号变量得出待访问传感器的操作函数接口；以及将根据访问指令得出参数值并赋值给参数变量，然后将赋值后的参数变量作为每个操作函数接口的输入变量从底层驱动层中调用对应操作函数接口所对应的操作函数，实现对待访问传感器的访问。

4.根据权利要求3所述一种支持多传感器的驱动框架，其特征在于：所述参数变量有一个或多个，参数变量的个数与每次访问同类型的传感器的个数相同。

5.根据权利要求4所述一种支持多传感器的驱动框架，其特征在于：当参数变量有多个，多个参数变量以数组的方式进行存储。

6.一种支持多传感器的驱动方法，应用于如权利要求1-5中任一项所述一种支持多传感器的驱动框架，其特征在于包括以下步骤：

定义步骤：在中间接口文件中定义每种类型的传感器的结构体，该结构体内包括型号变量、参数变量和操作函数接口；其中型号变量为传感器的类型型号，参数变量为传感器的操作函数接口的输入变量；

获取步骤：获取上层应用层发送的访问指令；

解析步骤：根据访问指令得出待访问传感器的类型型号，并匹配型号变量得出待访问传感器的操作函数接口；

访问步骤：根据访问指令得出待访问传感器的参数值赋值给参数变量，并将赋值后的参数变量作为待访问传感器的操作函数接口的输入变量从底层驱动层中调用操作函数接口对应的操作函数，实现待访问传感器的访问。

7.根据权利要求6所述一种支持多传感器的驱动方法，其特征在于：

若访问指令中同类型传感器有多个时：所述参数变量有多个；每个参数变量对应一个传感器的输入变量；

所述解析步骤具体包括：根据访问指令解析得出每个待访问传感器的类型型号，并匹配型号变量得出每个待访问传感器的操作函数接口；

所述访问步骤具体包括：将根据访问指令得出的每个待访问传感器的参数值赋值给对应的参数变量，并将赋值后的对应参数变量作为对应待访问传感器的操作函数接口的输入变量从底层驱动层中调用操作函数接口对应的操作函数，实现每个待访问传感器的访问。

8.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述程序时实现如权利要求6-7中任一项所述一种支持多传感器的驱动方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求6-7中任一项所述一种支持多传感器的驱动方法的步骤。