CN114582109B - 终端设备 - Google Patents

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Abstract

一种终端设备，包括：采集单元，用于采集外部数据以生成原始模拟数据；压电集成(Integral Electronic Piezoelectric，IEPE)电路，电连接于所述采集单元，用于放大所述原始模拟数据；无线通信控制模组，电连接于所述采集单元，用于处理所述原始模拟数据以生成处理后的数据；接口，电连接于所述IEPE电路、所述无线通信控制模组及外部设备，用于将所述放大后的原始模拟数据或所述处理后的数据传输至所述外部设备，进而实现不仅能对外发送数字信号，还能发送原始数据。

Description

终端设备
技术领域
本发明涉及数据传输领域，尤其涉及终端设备。
背景技术
在高精密产品加工中，以CNC机床加工为例，为实现刀具的寿命预测和状态分析，会加装振动传感器采集刀具的工作信息，并进行实时分析，最后将有用信息递出，以达到监测和预测的目的。但是通常的监测模块实现是在传感器后加装一颗处理芯片，对传感器采集到的仿真信号进行运算，再通过无线WiFi模块外发，对外仅能发送数字信号而无法发送出原始仿真数据。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种终端设备，不仅能对外发送数字信号，还能发送原始数据。
本发明一实施方式提供的终端设备，其特征在于，包括：
采集单元，用于采集外部数据以生成原始模拟数据；
压电集成电路，电连接于所述采集单元，用于放大所述原始模拟数据；
无线通信控制模组，电连接于所述采集单元，用于处理所述原始模拟数据以生成处理后的数据；
接口，电连接于所述压电集成电路、所述无线通信控制模组及外部设备，用于将所述放大后的原始模拟数据或所述处理后的数据传输至所述外部设备。
优选地，所述无线通信控制模组包括：
模数转换单元，电连接所述采集单元，用于将所述原始模拟数据转换成数字数据；
微控制器，电连接于所述模数转换单元，用于对所述数字数据进行运算后生成所述处理后的数据。
优选地，所述无线通信控制模组还包括：
无线通信单元，电连接于所述微控制器，用于将所述处理后的数据无线发送至所述外部设备。
优选地，还包括切换单元，电连接于所述接口、所述压电集成电路及所述无线通信控制单元，用于选择将所述接口连接至所述压电集成电路或所述无线通信控制单元以将所述放大后的原始模拟数据或所述处理后的数据传输至所述外部设备。
优选地，还包括：
侦测电阻，电连接于所述接口与所述切换单元之间；
电流侦测单元，电连接于所述侦测电阻及所述切换单元，用于侦测所述侦测电阻是否有电流并根据侦测结果通过触发端输出控制信号，以控制所述切换单元选择连接所述压电集成电路或选择连接所述无线通信控制单元。
优选地，所述接口为USB接口，包括接地端、第一数据端、第二数据端以及电源端，所述接地端电连接于所述压电集成电路及所述无线通信控制单元，所述电源端电连接于所述压电集成电路及所述无线通信控制单元，所述第二数据端电连接于所述无线通信控制单元；
所述切换单元包括控制端、第一端、第二端及触发端，所述控制端通过侦测电阻电连接于所述USB接口的第一数据端，所述第一端电连接于所述压电集成电路，所述第二端电连接于所述无线通信控制单元；
所述电流侦测单元，包括侦测端及触发端，所述侦测端电连接于所述侦测电阻，所述触发端电连接于所述切换单元的触发端。
优选地，当所述电流侦测单元侦测到所述侦测电阻有电流时，通过所述触发端输出控制信号以控制所述切换单元连接至所述压电集成电路，从而将所述放大后的原始模拟数据传输至所述外部设备；
当所述电流侦测单元侦测到所述侦测电阻没有电流时，通过所述触发端输出控制信号以控制所述切换单元连接至所述无线通信控制单元，从而将所述处理后的数据传输至所述外部设备。
优选地，所述电流侦测单元包括：
第一电阻，一端电连接于所述侦测电阻的一端；
第二电阻，一端电连接于所述侦测电阻的另一端；
第一放大器，包含正相输入端、反相输入端及输出端，所述反相输入端电连接于所述第一电阻的另一端，所述正相输入端电连接于所述第二电阻的另一端；
三极管，包含基极、集电极及发射极，所述基极电连接于所述第一放大器的输出端，所述集电极电连接于所述第一放大器的正相输入端；
电流镜，电连接于所述发射极与地之间，还电连接于所述切换单元的触发端；
第三电阻，一端电连接于所述电流镜与切换单元的公共端，另一端接地。
优选地，当所述侦测电阻有电流通过时，所述第一放大器的正相输入端与反相输入端存在电压差，使得所述三极管导通，通过所述三极管的发射机输出所述控制信号至所述切换单元。
相对于现有技术，本发明实施方式提供的终端设备，通过压电集成电路放大原始模拟数据，通过无线通信控制模组处理原始模拟数据以生成处理后的数据，通过接口将所述放大后的原始模拟数据或所述处理后的数据传输至所述外部设备，进而实现不仅能对外发送数字信号，还能发送原始数据。
附图说明
图1为本发明终端设备一实施方式的模块示意图。
图2为本发明终端设备另一实施方式的模块的示意图。
图3为本发明为本发明的基于NEC协议的红外信号波形图。
主要元件符号说明
终端设备10、10a
采集单元20、20a
IEPE电路101、101a
无线通信控制模组102、102a
接口103、103a
模数转换单元1021
微控制器1022
无线通信单元1023
切换单元104
电流侦测单元105
侦测电阻R
第一电阻-第三电阻R1-R3
第一放大器AP1
三极管J1
电流镜L1
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
参见图1所示，图1为本发明终端设备10一实施方式的结构示意图。在本实施方式中，终端设备10包括采集单元100、压电集成(Integral Electronic Piezoelectric，IEPE)电路101、无线通信控制模组102及接口103。
在本实施方式中，采集单元100，用于采集外部数据以生成原始模拟数据。采集单元100包含但不限于温度传感器、音频传感器、加速度传感器等等。采集单元100包含的传感器类型可以根据实际应用需求而定，以满足用户不同的数据需求。IEPE电路101，电连接于所述采集单元，用于放大所述原始模拟数据。无线通信控制模组102，电连接于所述采集单元100，用于处理所述原始模拟数据以生成处理后的数据。接口103，电连接于IEPE电路101、无线通信控制模组102及外部设备20，用于将所述放大后的原始模拟数据或所述处理后的数据传输至所述外部设备20。在本发明一实施方式中，处理后的数据为将所述原始模拟数据转换为数字数据，用户可以根据实际需求选择输出原始模拟数据或处理后的数据，在数据的选择上有较高的灵活度。
参见图2所示，图2为本发明终端设备10a另一实施方式的结构示意图。在本实施方式中，终端设备采集单元100a、IEPE电路101a、无线通信控制模组102a及接口103a，其中无线通信控制模组102a包括模数转换单元1021、微控制器1022及无线通信单元1023。
在本实施方式中，模数转换单元1021，电连接于采集单元100，用于将所述原始模拟数据转换成数字数据。微控制器1022，电连接于模数转换单元1021，用于对所述数字数据进行运算后生成所述处理后的数据。无线通信单元1023，电连接于所述微控制器，用于将所述处理后的数据无线发送至所述外部设备20。在本实施方中，处理后的数据可以通过无线通信单元1023发送至外部设备20，本方案的无线通信单元传输支持WiFi2.4G和5G双频段，当2.4G频段拥挤时，可以切换至5G进行信息传输，避免干扰，保证传输的稳定性。
在本实施方式中，终端设备10a还包括切换单元104。切换单元104电连接于接口103a、IEPE电路101a及无线通信控制单元102a，用于选择将接口103a连接至IEPE电路101a或无线通信控制单元102a以将所述放大后的原始模拟数据或所述处理后的数据传输至所述外部设备20。
在本实施方式中，终端设备10a还包括侦测电阻R及电流侦测单元105。其中，侦测电阻R电连接于接口103a与切换单元104之间。电流侦测单元电连接于侦测电阻R及切换单元104，用于侦测该侦测电阻R是否有电流并根据侦测结果通过触发端输出控制信号，以控制所述切换单元选择连接IEPE电路101a或选择连接无线通信控制单元102a。具体地，当所述外部设备20需要原始模拟数据时，外部设备20电流供电，此时在USB接口检测到电流，控制开关单元104切换到IEPE电路101a；相反地，则会切换到正常USB模式，即切换单元104切换到无线通信控制单元102a以对外输出处理后的数据。
在本发明一具体实施方式中，接口103a为USB接口，其包括有接地端GND、第一数据端D+、第二数据端D-以及电源端Power，接地端GND电连接于IEPE电路101a及无线通信控制单元102a，电源端Power电连接于IEPE电路101a及无线通信控制单元102a，第二数据端D-电连接于无线通信控制单元102a。
切换单元104包括控制端、第一端、第二端及触发端，控制端通过侦测电阻R电连接于USB接口103a的第一数据端D+，所述第一端电连接于IEPE电路101a，所述第二端电连接于无线通信控制单元102a。电流侦测单元105，包括侦测端及触发端，所述侦测端电连接于侦测电阻R，所述触发端电连接于切换单元104的触发端。当电流侦测单元105侦测到侦测电阻R有电流时，通过电流侦测单元105的触发端输出控制信号至切换单元104的触发端以控制切换单元104连接至IEPE电路101a，从而将所述放大后的原始模拟数据传输至外部设备20；当电流侦测单元105侦测到侦测电阻R没有电流时，通过电流侦测单元105的触发端输出控制信号以控制所述切换单元连接至无线通信控制单元102a，从而将所述处理后的数据传输至外部设备20。
具体地，IEPE是指一种自带电量放大器或电压放大器的加速度传感器。IEPE是压电集成电路的缩写。因为由加速度传感器产生的电量是很小的，因此传感器产生的电信号很容易受到噪声干扰，需要用灵敏的电子器件对其进行放大和信号调理。IEPE中集成了灵敏的电子器件使其尽量靠近传感器以保证更好的抗噪声性并更容易封装。它包含内置放大电路和恒流源两个部分，IEPE信号包含交流信号和恒定电流(直流)两部分，经过交流耦合之后，交流信号的数据正常递出，而外部电路给进来的电流部分则通过电流电压转换器转换成所需电源电平给内部电路和前端传感器供电。当所述外部设备20需要原始模拟数据时时，外部设备20电流供电，此时在USB接口检测到电流，控制开关单元104切换到IEPE电路101a；相反地，则会切换到正常USB模式，即切换单元104切换到无线通信控制单元102a以对外输出处理后的数据。
参见图3所示，图3为本发明电流侦测单元一实施方式的电路示意图。在本实施方式中，电流侦测单元105包括第一电阻R1，一端电连接于侦测电阻R的一端；第二电阻R2，一端电连接于侦测电阻R的另一端；第一放大器AP1，包含正相输入端、反相输入端及输出端，所述反相输入端电连接于第一电阻R1的另一端，所述正相输入端电连接于第二电阻R2的另一端；三极管J1，包含基极、集电极及发射极，所述基极电连接于第一放大器AP1的输出端，所述集电极电连接于第一放大器AP1的正相输入端；电流镜L1，电连接于所述发射极与地之间，还电连接于切换单元104的触发端；第三电阻R3，一端电连接于电流镜L1与切换单元104的公共端，另一端接地。当侦测电阻R有电流通过时，第一放大器AP1的正相输入端与反相输入端存在电压差，使得三极管J1导通，通过三极管J1的发射级输出所述控制信号至切换单元104，进而切换单元104选择连接IEPE电路。
相对于现有技术，本发明实施方式提供的终端设备，通过IEPE电路放大原始模拟数据，通过无线通信控制模组处理原始模拟数据以生成处理后的数据，通过接口将所述放大后的原始模拟数据或所述处理后的数据传输至所述外部设备，进而实现不仅能对外发送数字信号，还能发送原始数据。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种终端设备，包括：
采集单元，用于采集外部数据以生成原始模拟数据；
压电集成电路，电连接于所述采集单元，用于放大所述原始模拟数据；
无线通信控制模组，电连接于所述采集单元，用于处理所述原始模拟数据以生成处理后的数据；
接口，电连接于所述压电集成电路、所述无线通信控制模组及外部设备，用于将所述放大后的原始模拟数据或所述处理后的数据传输至所述外部设备；
切换单元，电连接于所述接口、所述压电集成电路及所述无线通信控制单元，用于选择将所述接口连接至所述压电集成电路或所述无线通信控制单元以将所述放大后的原始模拟数据或所述处理后的数据传输至所述外部设备。
2.如权利要求1所述的终端设备，其特征在于，所述无线通信控制模组包括：
模数转换单元，电连接所述采集单元，用于将所述原始模拟数据转换成数字数据；
微控制器，电连接于所述模数转换单元，用于对所述数字数据进行运算后生成所述处理后的数据。
3.如权利要求2所述的终端设备，其特征在于，所述无线通信控制模组还包括：
无线通信单元，电连接于所述微控制器，用于将所述处理后的数据无线发送至所述外部设备。
4.如权利要求1所述的终端设备，其特征在于，还包括：
侦测电阻，电连接于所述接口与所述切换单元之间；
电流侦测单元，电连接于所述侦测电阻及所述切换单元，用于侦测所述侦测电阻是否有电流并根据侦测结果通过触发端输出控制信号，以控制所述切换单元选择连接所述压电集成电路或选择连接所述无线通信控制单元。
5.如权利要求4所述的终端设备，其特征在于，所述接口为USB接口，包括接地端、第一数据端、第二数据端以及电源端，所述接地端电连接于所述压电集成电路及所述无线通信控制单元，所述电源端电连接于所述压电集成电路及所述无线通信控制单元，所述第二数据端电连接于所述无线通信控制单元；
所述切换单元包括控制端、第一端、第二端及触发端，所述控制端通过侦测电阻电连接于所述USB接口的第一数据端，所述第一端电连接于所述压电集成电路，所述第二端电连接于所述无线通信控制单元；
所述电流侦测单元，包括侦测端及触发端，所述侦测端电连接于所述侦测电阻，所述触发端电连接于所述切换单元的触发端。
6.如权利要求5所述的终端设备，其特征在于：
当所述电流侦测单元侦测到所述侦测电阻有电流时，通过所述触发端输出控制信号以控制所述切换单元连接至所述压电集成电路，从而将所述放大后的原始模拟数据传输至所述外部设备；
当所述电流侦测单元侦测到所述侦测电阻没有电流时，通过所述触发端输出控制信号以控制所述切换单元连接至所述无线通信控制单元，从而将所述处理后的数据传输至所述外部设备。
7.如权利要求5所述的终端设备，其特征在于，所述电流侦测单元包括：
第一电阻，一端电连接于所述侦测电阻的一端；
第二电阻，一端电连接于所述侦测电阻的另一端；
第一放大器，包含正相输入端、反相输入端及输出端，所述反相输入端电连接于所述第一电阻的另一端，所述正相输入端电连接于所述第二电阻的另一端；
三极管，包含基极、集电极及发射极，所述基极电连接于所述第一放大器的输出端，所述集电极电连接于所述第一放大器的正相输入端；
电流镜，电连接于所述发射极与地之间，还电连接于所述切换单元的触发端；
第三电阻，一端电连接于所述电流镜与切换单元的公共端，另一端接地。
8.如权利要求7所述的终端设备，其特征在于，当所述侦测电阻有电流通过时，所述第一放大器的正相输入端与反相输入端存在电压差，使得所述三极管导通，通过所述三极管的发射机输出所述控制信号至所述切换单元。
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Address after: The first floor, the second floor, the third floor and the fourth floor of the factory building No.1, f8d District, Foxconn science and Technology Industrial Park, east side of Minqing Road, Longhua street, Shenzhen City, Guangdong Province

Applicant after: Shenzhen Fulian Fugui Precision Industry Co.,Ltd.

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Applicant before: SHENZHEN FUGUI PRECISION INDUSTRIAL Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
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