CN111010469A - 电子设备及温度获取设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种电子设备及温度获取设备，电子设备包括壳体、USB接口、第一温度传感器和处理器；壳体包括一安装孔；USB接口设置于所述安装孔；第一温度传感器设置于所述壳体的外表面，所述第一温度传感器与所述USB接口电性连接，并用于将采集的第一温度值传输至所述USB接口；处理器设置于所述壳体内，所述处理器与所述USB接口电性连接，并用于接收传输至所述USB接口的第一温度值。通过设置在电子设备的壳体外表面的第一温度传感器，可以直接获取与用户接触的壳体外表面的第一温度值，第一温度传感器通过电子设备原有的USB接口将其采集的第一温度值传输给处理器，处理器可以得到准确的壳体外表面的第一温度值。

Description

电子设备及温度获取设备

技术领域

本申请涉及电子技术领域，特别涉及一种电子设备及温度获取设备。

背景技术

目前电子设备如手机等手持设备做的越来越小，集成度越做越高，其提供的功能也越来越强大，这就导致电子设备内的发热问题越来越严重，电子设备需要控制电子设备的温度来保护电子设备和防止烫伤用户。其中，电子设备与用户接触的是电子设备的外壳，也就是说，电子设备的外壳的温度对用户的影响最大。电子设备是获取电子设备内部的温度，然后结合实验室测出的预设公式计算出外壳的温度，电子设备在不同环境下共用一个预设公式计算外壳的问题，很多环境下计算出外壳的温度不准确。

发明内容

本申请实施例提供一种电子设备及温度获取设备，可以更加准确的获取电子设备外壳的温度。

本申请实施例提供一种电子设备，其包括：

壳体，包括一安装孔；

USB接口，设置于所述安装孔；

第一温度传感器，设置于所述壳体的外表面，所述第一温度传感器与所述USB接口电性连接，并用于将采集的第一温度值传输至所述USB接口；以及

处理器，设置于所述壳体内，所述处理器与所述USB接口电性连接，并用于接收传输至所述USB接口的第一温度值。

本申请实施例还提供一种温度获取设备，其包括：

第一温度传感器，用于设置于电子设备的外表面，并采集所述电子设备的外表面的第一温度值；以及

传输芯片，与所述第一温度传感器电性连接，所述传输芯片用于与所述电子设备的USB接口电性连接，并用于获取所述第一温度值，以及将获取的所述第一温度值通过所述USB接口传输至所述电子设备。

本申请实施例中，通过设置在电子设备的壳体外表面的第一温度传感器，可以直接获取与用户接触的壳体外表面的第一温度值，第一温度传感器通过电子设备原有的USB接口将其采集的第一温度值传输给处理器，处理器可以获取准确的壳体外表面的第一温度值。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请实施例提供的电子设备的第一种结构示意图。

图2为本申请实施例提供的电子设备的第二种结构示意图。

图3为本申请实施例提供的电子设备的第三种结构示意图。

图4为本申请实施例提供的电子设备的第四种结构示意图。

图5为本申请实施例提供的电子设备的第五种结构示意图。

图6为本申请实施例提供的电子设备的第六种结构示意图。

图7为本申请实施例提供的电子设备的第七种结构示意图。

图8为本申请实施例提供的温度获取设备的第一种结构示意图。

图9为本申请实施例提供的温度获取设备的第二种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请的保护范围。

本申请实施例提供一种电子设备。电子设备可以是智能手机、平板电脑等设备，还可以是游戏设备、AR(Augmented Reality，增强现实)设备、汽车装置、数据存储装置、音频播放装置、视频播放装置、笔记本电脑、桌面计算设备等。

为了改善电子设备的发热情况，将电子设备的温度控制在合理范围之内，可以采取了很多种方案。这些方案中，有一些方案是直接控制电子设备的处理器的发热情况，有一些方案需要依赖于电子设备的壳体外表面温度进行控制。因为用户在使用电子设备过程中，皮肤直接接触到的是电子设备的壳体外表面，感受到的温度也是电子设备的壳体外表面温度，因此需要获取电子设备的壳体外表面的温度，并根据电子设备的壳体外表面的温度进行控制电子设备的发热源(部分发热严重的功能模块)。

本申请实施例的电子设备可以获取准确的其壳体外表面的温度。下面以电子设备为手机为例进行说明，请参阅图1，图1为本申请实施例提供的电子设备的第一种结构示意图。电子设备10包括壳体120、USB接口140、第一温度传感器160和处理器180。

电子设备10的壳体120可以包括一安装孔122。安装孔122可以贯穿壳体120，也可以理解为安装孔122将电子设备10的内部和外部连通。

USB接口140设置于安装孔；USB接口140可以用于与外部的其他设备连接。

第一温度传感器160可以为热电偶温度传感器、热电阻温度传感器等。例如，温度传感器可以为负温度系数电阻(NTC电阻)。第一温度传感器160设置于壳体120的外表面124，第一温度传感器160可以用于获取壳体120外表面124的第一温度值(如壳体120外表面124的温度值)。第一温度传感器160可以与USB接口140电性连接，并用于将采集的第一温度值传输至USB接口140。

处理器180设置于壳体120内，处理器180与USB接口140电性连接，并用于接收传输至USB接口140的第一温度值。

本实施例的电子设备10在不同环境下都可以通过第一温度传感器160获取壳体120外表面124的第一温度值，第一温度传感器160通过电子设备10原有的USB接口140将其采集的第一温度值传输给电子设备10的处理器180，可以提供准确的壳体120外表面124的第一温度值，电子设备10通过USB接口140可以获取准确的壳体120外表面124的第一温度值。

请参阅图2，图2为本申请实施例提供的电子设备的第二种结构示意图。电子设备10还包括位于壳体120内的功能模块182，功能模块182与处理器1820电性连接。处理器180还用于当第一温度值超过温度阈值时，改变功能模块182的工作参数以降低第一温度值。

具体的，电子设备10的处理器180准确获取其壳体120外表面124的第一温度值后，可以根据第一温度值控制电子设备10的温度。例如，第一温度值超过温度阈值后，处理器180可以降低电子设备10内部分功能模块182的功耗，从而降低电子设备10内的发热情况，降低电子设备10的温度。功能模块182可以为主芯片(CPU)、图像处理芯片(GPU)、显示屏等中的至少一个。例如，处理器可以降低主芯片(CPU)、图像处理芯片(GPU)的工作频率，降低显示屏的亮度和帧率等。

请参阅图3，图3为本申请实施例提供的电子设备的第三种结构示意图。电子设备10还包括传输芯片170，传输芯片170设置于壳体120外，传输芯片170与第一温度传感器160电性连接，并用于获取第一温度传感器160采集的第一温度值，传输芯片170通过USB接口140与处理器180电性连接，并用于将获取的第一温度值传输至处理器180。

具体的，传输芯片170可以配置为处理器180的USB串口从设备，并将获取的第一温度值发送至处理器180。

处理器180还用于当监听到USB枚举事件时，寻找USB串口从设备；当寻找到USB串口从设备时，监听USB串口从设备数据事件，并读取USB串口从设备发送的第一温度值。

请参阅图4，图4为本申请实施例提供的电子设备的第四种结构示意图。电子设备10还可以包括位于壳体120内的发热模块126，发热模块126在会产生热量，使其周边温度上升，发热模块126可以理解为电子设备10内的发热源。发热模块126可以为主芯片(CPU)、图像处理芯片(GPU)等。电子设备10的壳体120外表面124的温度主要受发热模块126影响，发热模块126在壳体120外表面124的正投影与第一温度传感器160至少部分重合，通过与发热模块126至少部分相对设置的第一温度传感器160获取壳体120外表面124温度，可以获取壳体120外表面124最高的温度。

在一些实施例中，为了获取电子设备的壳体外表面的温度，可以在电子设备的主板上放置了多个温度传感器(NTC sensor)，这些温度传感器离电子设备内部的发热源很近，可以近似认为成电子设备的外壳温度。这些温度传感器通过连接线连接到电子设备的处理器上，电子设备的处理器可以读取温度传感器的数值，从而得出温度值。

通过主板上的温度传感器获取到的电子设备的温度，仅能够代表电子设备的主板温度，当需要精确控制电子设备的壳体外表面的温度时，如果采用主板的温度，实际上会有较大的差异值，会造成控制不准的情况。

因此，可以采用壳体外表面温度拟合的方案来获取更为精准的电子设备的壳体外表面温度。其核心思路是，在电子设备主板上添加多个温度传感器，每个温度传感器均可采集电子设备内一个位置的温度，壳体外表面温度与电子设备主板上的温度传感器采集的温度之间存在一定的相关性，这种相关性的关系可以是线性关系。通过一些常规的算法拟合，即可通过温度传感器的数值最终得出电子设备的壳体外表面温度。常见的拟合算法的表达式为：

T＝a₀+a₁x₁+a₂x₂+..+a_nx_n

其中，T为电子设备的壳体外表面温度，x_n为第n个温度传感器的温度，a_n为第n个温度传感器的系数。为了获取比较精确的壳体外表面温度，除了要确保温度传感器的温度要有足够的精度之外，需要系数也足够精确。这里的系数获取一般不是通过计算得来，而是通过拟合算法得来。

拟合流程为，在电子设备的壳体外表面最热的发热点，粘贴一个热电偶，此热电偶的温度可以由电脑读出。另外电子设备主板上的温度可以直接通过电子设备里的程序读出。将实际的壳体外表面温度与主板温度传感器的温度按照时间关系进行对应，然后采用线性拟合的方式，即可计算出的各个系数值。

当电子设备内部的程序想要获取壳体外表面温度时，即可通过系数值与主板温度传感器的温度进行计算来得出一个相对精确的数值。

但是温度拟合需要获取足够多的数据才能拟合出精准的温度参数，而由于现在的拟合原始数据依赖于电脑采集和电子设备采集，因此多数情况下受限于只能在实验室环境下进行采集，通过实验室采集出的数据计算出的拟合参数在应用于实际场景中时，会出现不准确的情况。

本申请实施例可以得到准确的系数，具体请参阅图5，图5为本申请实施例提供的电子设备的第五种结构示意图。电子设备10还包括位于壳体120内的第二温度传感器162，第二温度传感器162与处理器180电性连接，处理器180用于获取第二温度传感器162采集的第二温度值，处理器180还用于根据第一温度值和第二温度值计算得到转换系数，第二温度值通过转换系数可以计算得到第一温度值。

电子设备10可以在测试过程中通过第一温度传感器160和第二温度传感器162计算出两者之间的转换系数。当不具备第一温度传感器160的电子设备10可以通过壳体120内第二温度传感器162和转换系数计算出准确的壳体120外表面124的第一温度值。需要说明的是，本实施例中获取转换系数可以不需要额外的电脑或其他的电子设备10实现，因此，本实施例中的电子设备10不仅可以在实验室中测试得到转换系统，还可以在不同的场景下测试得到不同的转换系数，从而测试得到多个场景、多个时间段、多种运行环境下的多个转换系数，并将多个转换系数保存在电子设备10内得到一个映射表。例如，在室外对应一个转换系统，在室内对应另一个转换系数、又例如，散步、跑步、坐地铁、坐公交、坐火车等场景均对应一个转换系统，还可以同一场景下不同时间段、电子设备10不同运行环境分别对应一个转换系数。可以理解的，场景、时间段、电子设备10运行环境可以组合得到非常多的转换系统，在不同情况下(场景、时间段和运行环境)都可以根据电子设备10内的第二温度传感器162计算得到准确的壳体120外表面124的第一温度值。若通过实验室是很难测试点得到这么多转换系数的，或者说通过实验室得到的转换系数在很多情况下是不准确的。

第二温度传感器的数量可以为多个，多个第二温度传感器间隔设置于壳体内，多个第二温度传感器获取多个第二温度值，多个第二温度传感器均与处理器电性连接，处理器用于根据第一温度值和多个第二温度值计算得到多个转换系数，其中，每一温度传感器对应一转换系数，多个第二温度值通过多个转换系数计算得到第一温度值。通过一个第二温度传感器和一个转换系数计算得到的第一温度值容易产生较大的误差，通过电子设备内不同位置的多个第二温度传感器、以及每个第二温度传感器对应的一转换系数可以获取更加准确的第一温度值。同时防止电子设备被外在因素影响，如被用户握持、外界有干扰热源、电子设备部分被遮挡等，通过多个第二温度传感器以及多个转换系数可以防止单一数据被干扰影响第一温度值的准确度。

传输芯片和第一温度传感器可以采用外部电源供电(如移动电源)，传输芯片和第一温度传感器还可以通过电子设备供电，即第一温度传感器和传输芯片的电源引脚均与电子设备的供电引脚电性连接。如与USB接口的供电引脚电性连接。

示例性地，请参阅图6，图6为本申请实施例提供的电子设备的第六种结构示意图。第一温度传感器160可以采用温度采集芯片，如DS18B20芯片等，其采用1-wire连接方式，可以仅采用3根导线即可进行通信，温度采集芯片包括GND、VDD、DQ三根引脚。将此三根引脚通过导线连接到传输芯片170上的GND、VDD以及一个GPIO口上，即可实现温度采集芯片与传输芯片170进行通信。传输芯片170可以采用STM32系列芯片等，其可以作为电子设备10的处理器180的USB串口从设备，连接到电子设的USB接口140上，并通过USB接口140实现与处理器180的通信。

为了方便的使用传输芯片170和第一温度传感器160，第一温度传感器160和传输芯片170的电源引脚VDD均与电子设备10的供电引脚VDD电性连接。

示例性地，温度采集芯片可以与USB接口直接连接。电子设备10可以在温度采集芯片与USB接口进行通信时，对USB接口的多个引脚进行控制，例如，将USB接口的VDD与电子设备10内的一个供电端VDD连接。温度采集芯片的GND引脚与USB接口的GND引脚连接，温度采集芯片的信号引脚DQ与USB接口的数据引脚连接。

请结合图7，图7为本申请实施例提供的电子设备的第七种结构示意图。电子设备10还包括显示屏110，显示屏110与处理器180电性连接，显示屏110用于显示处理器180获取的第一温度值。

电子设备10还可以通过显示屏110显示第一温度值，第一温度值为电子设备10的壳体120外表面124的温度。当第一温度传感器160相对壳体120内的发热模块126设置时，第一温度传感器160检测到的主要是壳体120内发热模块126的温度。当第一温度传感器160不相对壳体120内的发热模块126设置时，第一温度传感器160采集的第一温度值可以为环境温度，显示屏110显示的是环境温度。其中，若壳体120为高导热材料(如金属壳体120)时，采集环境温度的第一温度传感器160可以设置在壳体120的一些特殊位置，特殊位置为低导热区域，如设置闪光灯、红外传感器、距离传感器等位置。在一些电子设备10中，壳体120需要设置边框天线时，需要在边框部分断开并通过低导热塑胶填充，第一温度传感器160还可以为壳体120填充低导热塑胶的位置。需要说明的是，显示屏110还可以显示第二温度值和/或转换系数，方便用户了解电子设备10内的温度情况。

上述实施例中的第一温度传感器的数量可以为多个，多个第一温度传感器对应设置在发热模块上方。第一温度值可以为多个第一温度传感器中温度最高的温度值，也可以多个第一温度传感器的温度值加权计算得到的温度值。

上述实施例中的电子设备可以应用在测试阶段，即用于获取转换系数。上述实施例的电子设备也可以应用在用户正常使用阶段，通过设置在壳体外表面的第一温度传感器直接获取壳体外表面的第一温度值。

需要说明的是，上述实施例中的处理器可以为电子设备的主芯片，也可以为其他芯片。

可以理解的，第一温度传感器和传输芯片可以设置在壳体的最外侧，也可以设置在壳体外表面后再覆盖一层保护层，如油漆层。

请继续参阅图7，电子设备10还可以包括具体可以包括电路板82和电池84。壳体120包括中框，中框包括边框和中板，中板位于边框中间，中板可以为薄板状或薄片状的结构，也可以为中空的框体结构。中框用于为电子设备10中的电子元件或功能组件提供支撑作用，以将电子设备10中的电子元件、功能组件安装到一起。

其中，中框以及后盖可以共同形成电子设备10的壳体，用于容纳或安装电子设备的电子元件、功能组件等。例如，显示屏110可以安装在壳体上。此外，电子设备的摄像头、受话器、电路板、电池等功能组件都可以安装到中框上以进行固定。可以理解的，中框的材质可以包括金属或塑胶。

显示屏110可以安装在中框上，并形成电子设备10的显示面，用于显示图像、文本等信息。其中，显示屏110可以包括液晶显示屏(Liquid Crystal Display，LCD)或有机发光二极管显示屏(Organic Light-Emitting Diode，OLED)。

可以理解的，显示屏110上还可以设置有盖板。盖板覆盖显示屏110，以对显示屏110进行保护，防止显示屏110被刮伤或者被水损坏。其中，盖板可以为透明玻璃盖板，从而用户可以透过盖板观察到显示屏110显示的信息。例如，盖板可以为蓝宝石材质的玻璃盖板。

电路板82可以安装在中框上。电路板82可以为电子设备10的主板。其中，电路板82上可以集成有麦克风、扬声器、受话器、耳机接口、摄像头、加速度传感器、陀螺仪、温度传感器以及处理器等功能组件中的一个或多个。同时，显示屏110可以电连接至电路板82，以通过电路板82上的处理器对显示屏110的显示进行控制。

电池84可以安装在中框上。同时，电池84电连接至电路板82，以实现电池84为电子设备10供电。其中，电路板82上可以设置有电源管理电路。电源管理电路用于将电池84提供的电压分配到电子设备10中的各个电子元件。

后盖可以一体成型。在后盖的成型过程中，可以在后盖上形成后置摄像头孔等结构。

本申请实施例还提供一种温度获取设备，请参阅图8，图8为本申请实施例提供的温度获取设备的第一种结构示意图。温度获取设备包括第一温度传感器160和传输芯片170。

请结合图1至图7，第一温度传感器160用于设置于电子设备10的外表面124，并采集电子设备10的外表面124的第一温度值。

传输芯片170与第一温度传感器160电性连接，传输芯片170用于与电子设备10的USB接口140电性连接，并用于获取第一温度值，以及将获取的第一温度值通过USB接口140传输至电子设备10。

温度获取设备20可以作为电子设备10的一种外部设备，温度获取设备20可以与电子设备10配合使用，电子设备10不需要进行硬件上的更改，电子设备10只需运行与温度获取设备20匹配的应用程序就可以与温度获取设备20通信。与温度获取设备20匹配的应用程序可以为电子设备10系统的应用程序，也可以是专门开发的应用程序。温度获取设备20可以应用在电子设备10获取转换系数中，转换系数的获取方式可参阅上述实施例，在此不再赘述。温度获取设备20可以应用在电子设备10获取外界温度中，温度获取设备20获取外界环境的温度，并传输给电子设备10，从而让用户获取外界环境的温度。第一温度传感器160获取外界环境的温度的方式可以参阅上述实施例，在此不再赘述。电子设备10获取第一温度值后，可以在显示屏110显示第一温度值。

请继续结合图9，图9为本申请实施例提供的温度获取设备的第二种结构示意图。温度获取设备20还包括USB插头220，USB插头220用于与电子设备10的USB接口140连接，传输芯片170通过USB插头220和USB接口140将第一温度值传输至电子设备10。

在本申请的描述中，需要理解的是，诸如“第一”、“第二”等术语仅用于区分类似的对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

以上对本申请实施例提供的电子设备及温度获取设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请。同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (11)

1.一种电子设备，其特征在于，包括：

壳体，包括一安装孔；

USB接口，设置于所述安装孔；

第一温度传感器，设置于所述壳体的外表面，所述第一温度传感器与所述USB接口电性连接，并用于将采集的第一温度值传输至所述USB接口；以及

处理器，设置于所述壳体内，所述处理器与所述USB接口电性连接，并用于接收传输至所述USB接口的所述第一温度值。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括位于所述壳体内的功能模块，所述功能模块与所述处理器电性连接，所述处理器还用于当所述第一温度值超过温度阈值时，改变所述功能模块的工作参数以降低所述第一温度值。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括传输芯片，所述传输芯片设置于所述壳体外，所述传输芯片与所述第一温度传感器电性连接，并用于获取所述第一温度传感器采集的所述第一温度值，所述传输芯片通过所述USB接口与所述处理器电性连接，并用于将获取的所述第一温度值传输至所述处理器。

4.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述传输芯片配置为所述处理器的USB串口从设备，并将获取的第一温度值发送至所述处理器。

5.根据权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述处理器还用于当监听到USB枚举事件时，寻找USB串口从设备；当寻找到USB串口从设备时，监听USB串口从设备数据事件，并读取USB串口从设备发送的第一温度值。

6.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括位于所述壳体内的发热模块，所述发热模块在所述壳体外表面的正投影与所述第一温度传感器至少部分重合。

7.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括位于所述壳体内的第二温度传感器，所述第二温度传感器与所述处理器电性连接，所述处理器用于获取所述第二温度传感器采集的第二温度值，所述处理器还用于根据所述第一温度值和所述第二温度值计算得到转换系数，所述第二温度值通过所述转换系数计算得到所述第一温度值。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述第二温度传感器的数量为多个，多个所述第二温度传感器间隔设置于所述壳体内，多个所述第二温度传感器获取多个第二温度值，多个所述第二温度传感器均与所述处理器电性连接，所述处理器用于根据所述第一温度值和多个所述第二温度值计算得到多个转换系数，其中，每一所述温度传感器对应一转换系数，多个所述第二温度值通过多个所述转换系数计算得到所述第一温度值。

9.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括显示屏，所述显示屏与所述处理器电性连接，所述显示屏用于显示所述处理器获取的所述第一温度值。

10.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述第一温度传感器和所述传输芯片的电源引脚均与所述USB接口的供电引脚电性连接。

11.一种温度获取设备，其特征在于，包括：

第一温度传感器，用于设置于电子设备的外表面，并采集所述电子设备的外表面的第一温度值；以及

传输芯片，与所述第一温度传感器电性连接，所述传输芯片用于与所述电子设备的USB接口电性连接，并用于获取所述第一温度值，以及将获取的所述第一温度值通过所述USB接口传输至所述电子设备。

Images