CN204758128U - 一种基于音频接口的测温电路结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于音频接口的测温电路结构，与终端设备通过音频接口连接，包括：电源管理单元，用于为测温电路提供工作电源；温度传感单元，包括型号为MLX90615的红外温度传感器，用于采集温度并输出温度数据；控制单元，用于接收温度传感单元输出的温度数据，并根据电信号转换为对应频率的方波信号；音频接口单元，用于检测从终端输入的音频信号和从波形转换单元输出的音频信号；音频转换与唤醒单元，用于接收音频接口单元的音频输入信号，触发唤醒控制单元；波形转换单元，用于接收方波信号并转换为对应的正弦波模拟信号。本实用新型能智能控制完成测温、数据传输、并显示于移动终端屏幕，且测温精度高、方便快捷、性价比高。

Description

一种基于音频接口的测温电路结构

技术领域

本实用新型属于数据通信技术领域，具体是指一种基于音频接口的测温电路结构。

背景技术

基于音频接口的温度计是利用音频接口传送功能及测温单元得到所需测量的温度信息。以往温度测量电路，从最常用的水银温度计或者酒精温度计向电子温度计发展，目前电子温度计采用的是NTC热敏电阻温度计，测量反应时间比较慢，不能实时得到测量数据，另外，大部分红外测温设备相对比较笨重，体积大，不便于随身携带，温度测量的数据显示使用LCD段码屏显示，不能够直接把数据直接同步传送到移动设备如手机上，使用比较繁琐。

专利201320497445.6中，公开了一种典型的电子温度计和电子装置。该电子温度计包括：温度检测单元、信号转换单元、以及输出接口单元；该装置利用热敏电阻作为传感元件，是接触式测温方式，不能够实现非接触测量，并且反应慢，误差大，因此，测温必须要求人与设备接触，有诸多不利；测量电路主要是使用了555电路，不可能实现与移动设备实现数据同步传输，使用起来体验感不足。

实用新型内容

为解决上述现有技术问题，本实用新型提供一种基于音频接口的测温电路结构，其融合红外测温和音频接口数据通信技术为一体，方便快捷，测温精度高，可与移动设备同步进行数据传输。本实用新型采用如下技术方案：

一种基于音频接口的测温电路结构，与终端设备通过音频接口连接，包括：电源管理单元，用于为所述测温电路提供工作电源；温度传感单元，包括型号为MLX90615的红外温度传感器，用于采集温度并输出温度数据；控制单元，用于接收所述温度传感单元输出的温度数据，并根据所述电信号转换为对应频率的方波信号；音频接口单元，用于检测从所述终端输入的音频信号和从所述波形转换单元输出的音频信号；音频转换与唤醒单元，用于接收所述音频接口单元的音频输入信号，触发唤醒所述控制单元；波形转换单元，用于接收所述控制单元输出的方波信号，并根据所述方波信号转换为对应的正弦波模拟信号。

更优地，所述测温电路结构还包括信号指示单元，用于指示所述控制单元已接收到正确的音频信号。

更优地，所述音频转换与唤醒单元采用二进制频移键控方式将模拟信号转换为数字信号。

更优地，所述红外温度传感器通过SMBus总线协议与所述控制单元连接。

更优地，所述温度传感单元还包括电容C3、电阻R4和电阻R5，所述红外温度传感器的第一管脚通过所述SMBus总线的数据线与所述控制单元连接，还通过电阻R5连接到所述电源管理单元的输出端，所述红外温度传感器的第三管脚通过所述SMBus总线的时钟线与所述控制单元连接，还通过电阻R4连接到所述电源管理单元的输出端，所述红外温度传感器的第二管脚直接与所述电源管理单元的输出端连接，所述红外温度传感器的第四脚接地，所述电阻R4与所述电源管理单元的连接端还通过电容C3接地。

更优地，所述波形转换单元包括滤波电路和检测电路，所述滤波电路是由电阻R3、电容C6、电阻R6以及电容C7组成的二阶RC滤波器，所述检测电路由电容C5和电阻R7构成，所述电阻R3的一端与所述控制单元的信号输出端连接，另一端与电容C6串联，电容C6的另一端接地；电阻R6的一端连接在电阻R3与电容C6的串联点，电阻R6的另一端与电容C7串联，电容C7的另一端接地，电阻R6与电容C7的串联点作为所述滤波电路的输出端输出滤波信号；电容C5的一端与所述滤波电路的输出端连接，另一端与电阻R7串联，电容C5与电阻R7的串联点作为所述检测电路的输出端与所述音频接口单元连接。

更优地，所述音频转换与唤醒单元包括电容C8、电阻R16、二极管D2、二极管D3、电阻R14、电阻R10以及三极管Q1,所述电容C8与电阻R16连接，电容C8的一端与所述音频接口单元连接，电容C8的另一端接地，二极管D2的阳极与二极管D3的阴极连接，二极管D2的阴极连接在电源管理单元的电源输出端，二极管D3阳极接地，电阻R14的一端连接在二极管D2的阳极端，另一端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极接地，集电极经电阻R10连接在电源管理单元的输出端，且三极管Q1的集电极作为控制单元的唤醒信号WKUP_DATA与所述控制单元连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：移动终端智能控制完成测温过程及数据传输；测温数据显示于移动终端的屏幕上，取代传统的数据显示方式；测温精度高、方便快捷、性价比高。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构框图；

图2为音频接口单元的电路原理图；

图3为音频转换与唤醒单元的电路原理图；

图4为控制单元的电路原理图；

图5为信号指示单元的电路原理图；

图6为温度传感单元的电路原理图；

图7为电源管理单元的电路原理图；

图8为波形转换单元的电路原理图。

附图标记：终端1、音频接口单元2、音频转换与唤醒单元3、控制单元4、温度传感单元5、波形转换电路6、信号指示单元7、电源管理单元8。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实施例提供一种基于音频接口的测温电路结构，其与终端1设备通过音频接口连接，融合红外测温和音频接口数据通信技术为一体实现高精度温度测量。该测温电路结构包括音频接口单元2、音频转换与唤醒单元3、温度传感单元5控制单元4、温度传感单元5、波形转换单元6、信号指示单元7和电源管理单元8。

如图2所示，音频接口单元2包括四段耳机接口J3、电容C9、电阻R11以及电阻R13。四段耳机接口J3的MIC管脚与波形转换单元6连接，用于将波形转换单元6输出的正弦波模拟信号传送给终端1。四段耳机接口J3的左声道管脚与音频转换与唤醒单元3连接，以将终端1的信号传送给控制单元4启动温度传感单元5进行测温等动作。当然，四段耳机接口J3也可通过右声道管脚与音频转换与唤醒单元3连接以进行数据传输。音频接口单元2主要用于检测从终端1输入的音频信号和从波形转换单元6输出的音频信号。

如图3所示，音频转换与唤醒单元3，采用二进制频移键控方式将模拟信号转换为数字信号，主要用于接收音频接口单元2的音频输入信号，触发唤醒控制单元4。包括电容C8、电阻R16、二极管D2、二极管D3、电阻R14、电阻R10以及三极管Q1,电容C8与电阻R16连接，电容C8的一端与音频接口单元2连接，电容C8的另一端接地，二极管D2的阳极与二极管D3的阴极连接，二极管D2的阴极连接在电源管理单元8的电源输出端，二极管D3阳极接地，电阻R14的一端连接在二极管D2的阳极端，另一端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极接地，集电极经电阻R10连接在电源管理单元8的输出端，且三极管Q1的集电极作为控制单元4的唤醒信号WKUP_DATA与控制单元4连接。终端1经四段音频接口J3的左声道进入的信号经电容C8进入到该音频转换与唤醒单元3，当有信号输入时，二极管D2和D3提供一定的偏压，使输入的正弦波信号叠加在此偏压之上，使得三极管Q1导通或截止，最后在三极管Q1的集电极输出方波信号；而方波信号的第一个下降沿信号输出给控制单元4，唤醒控制单元4使其从低功耗待机模式切换到工作模式。

如图4所示，控制单元4采用集成控制芯片LPC813对输入输出的数据进行处理，其与音频转换与唤醒单元3连接以接收终端1所传送的音频控制命令并解码为控制指令，与温度传感单元5连接以根据指令作出反应。在本实施例中，当控制单元4解码得到指令0X66时，控制单元4即通过SMBus(SystemManagementBus)总线协议与所述控制单元连接，以从温度传感单元5读取温度数据。控制单元4还与波形转换单元6连接，其将读取得到的温度数据通过对应频率的方波信号输出给波形转换单元6。

如图5所示，信号指示电路包括电阻R2与发光二极管D1,其中发光二极管D1的阴极接地，阳极经上拉电阻R2与控制单元4连接，当控制单元4接收到终端1发送的正确码字时，驱动发光二极管D1闪灯，表示控制单元4接收到正确的音频信号。

如图6所示，温度传感单元5型号为MLX90615的用于采集温度并输出温度数据的红外温度传感器以及电容C3、电阻R4、电阻R5，红外温度传感器的第一管脚通过SMBus总线协议的数据线与控制单元4连接，还通过电阻R5连接到电源管理单元8的输出端，红外温度传感器的第三管脚通过SMBus总线协议的时钟线与控制单元4连接，还通过电阻R4连接到电源管理单元8的输出端，红外温度传感器的第二管脚直接与电源管理单元8的输出端连接，红外温度传感器的第四脚接地，电阻R4与电源管理单元8的连接端还通过电容C3接地。由于型号为MLX90615的红外温度传感器还另外集成了DSP处理器功能，其出厂已完成校准，其可通过SMBus总线协议直接将测量的温度数据传输给控制单元4，而控制单元4的微处理器只要按照协议，从DSP内部的RAM中读取温度数据即可，其温度测量精度可控制在±0.3℃以内。

如图7所示，电源管理单元8通过外接电池，并通过稳压芯片输出稳定的电压，为测温电路结构提供稳定的工作电源VDD3。

如图8所示，波形转换单元6，用于接收控制单元4输出的方波信号，并根据方波信号转换为对应的正弦波模拟信号。波形转换单元6包括滤波电路和检测电路，滤波电路是由电阻R3、电容C6、电阻R6以及电容C7组成的二阶RC滤波器，检测电路由电容C5和电阻R7构成，电阻R3的一端与控制单元4的信号输出端连接，另一端与电容C6串联，电容C6的另一端接地；电阻R6的一端连接在电阻R3与电容C6的串联点，电阻R6的另一端与电容C7串联，电容C7的另一端接地，电阻R6与电容C7的串联点作为滤波电路的输出端输出滤波信号；电容C5的一端与滤波电路的输出端连接，另一端与电阻R7串联，电容C5与电阻R7的串联点作为检测电路的输出端与音频接口单元2连接。控制单元4的MIN_OUT管脚所输出的方波信号，经滤波电路滤波后得正弦波，然后经过隔直电容C5后，将正弦波信号经四段手机接口J3的MIC管脚输出给终端1。

以测量温度为例：在移动终端1按下“测温”控制键，终端1根据“测温”命令转换为适于音频接口传输的信号，音频接口单元2接收该信号后传输给音频转换与唤醒单元3进行信号转换，再将转换号的信号传输给控制单元4进行解码处理，控制单元4同时还驱动信号指示单元7的发光二极管闪灯，表示移动终端1接收到正确，并启动控制单元4读取温度传感单元5所检测到的温度数据，控制单元4在得到温度数据后再将温度数据通过不同频率的方波输出，然后通过波形转换得到正弦波信号的温度数据，然后将该温度数据传送给音频接口单元2，经音频接口单元2的MIC管脚输出给移动终端1，最后移动终端1对接收到的信号进行数据处理，并将得到的温度值显示在移动终端1的屏幕上。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种基于音频接口的测温电路结构，与终端通过音频接口连接，其特征在于，包括：

电源管理单元，用于为所述测温电路提供工作电源；

温度传感单元，包括型号为MLX90615的红外温度传感器，用于采集温度并输出温度数据；

控制单元，用于接收所述温度传感单元输出的温度数据，并根据所述温度数据转换为对应频率的方波信号；

音频接口单元，用于检测从所述终端输入的音频信号和从波形转换单元输出的音频信号；

音频转换与唤醒单元，用于接收所述音频接口单元的音频输入信号，触发唤醒所述控制单元；

波形转换单元，用于接收所述控制单元输出的方波信号，并根据所述方波信号转换为对应的正弦波模拟信号。

2.根据权利要求1所述的基于音频接口的测温电路结构，其特征在于：所述测温电路结构还包括信号指示单元，用于指示所述控制单元已接收到正确的音频信号。

3.根据权利要求1所述的基于音频接口的测温电路结构，其特征在于：所述音频转换与唤醒单元采用二进制频移键控方式将模拟信号转换为数字信号。

4.根据权利要求1所述的基于音频接口的测温电路结构，其特征在于：所述红外温度传感器通过SMBus总线协议与所述控制单元连接。

5.根据权利要求4所述的基于音频接口的测温电路结构，其特征在于：所述温度传感单元还包括电容C3、电阻R4和电阻R5，所述红外温度传感器的第一管脚通过所述SMBus总线的数据线与所述控制单元连接，还通过电阻R5连接到所述电源管理单元的输出端，所述红外温度传感器的第三管脚通过所述SMBus总线的时钟线与所述控制单元连接，还通过电阻R4连接到所述电源管理单元的输出端，所述红外温度传感器的第二管脚直接与所述电源管理单元的输出端连接，所述红外温度传感器的第四脚接地，所述电阻R4与所述电源管理单元的连接端还通过电容C3接地。

6.根据权利要求1所述的基于音频接口的测温电路结构，其特征在于：所述波形转换单元包括滤波电路和检测电路，所述滤波电路是由电阻R3、电容C6、电阻R6以及电容C7组成的二阶RC滤波器，所述检测电路由电容C5和电阻R7构成，所述电阻R3的一端与所述控制单元的信号输出端连接，另一端与电容C6串联，电容C6的另一端接地；电阻R6的一端连接在电阻R3与电容C6的串联点，电阻R6的另一端与电容C7串联，电容C7的另一端接地，电阻R6与电容C7的串联点作为所述滤波电路的输出端输出滤波信号；电容C5的一端与所述滤波电路的输出端连接，另一端与电阻R7串联，电容C5与电阻R7的串联点作为所述检测电路的输出端与所述音频接口单元连接。

7.根据权利要求1所述的基于音频接口的测温电路结构，其特征在于：所述音频转换与唤醒单元包括电容C8、电阻R16、二极管D2、二极管D3、电阻R14、电阻R10以及三极管Q1，所述电容C8与电阻R16连接，电容C8的一端与所述音频接口单元连接，电容C8的另一端接地，二极管D2的阳极与二极管D3的阴极连接，二极管D2的阴极连接在电源管理单元的电源输出端，二极管D3阳极接地，电阻R14的一端连接在二极管D2的阳极端，另一端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极接地，集电极经电阻R10连接在电源管理单元的输出端，且三极管Q1的集电极作为控制单元的唤醒信号WKUP_DATA与所述控制单元连接。