CN205333563U - 一种基于音频接口的气体浓度检测装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于音频接口的气体浓度检测装置及系统，该装置包括气体传感器、信号放大模块、检测端音频接口、供电模块、主控模块；供电模块通过检测端音频接口从外部移动终端获取电源信号，进而为气体传感器、信号放大模块、主控模块提供工作电源；信号放大模块从气体传感器获得气体传感信号并进行放大处理，向主控模块输出放大处理后的气体传感信号；主控模块通过检测端音频接口接收外部移动终端的控制信号，根据控制信号对放大处理后的气体传感信号进行数据处理和分析，得到气体浓度信息，将气体浓度信息通过检测端音频接口输出至外部移动终端。本实用新型的检测装置及系统通过利用移动终端进行检测，实现气体浓度检测的方便和灵活性。
Description
技术领域
本实用新型涉及气体检测领域，更具体地说，涉及一种基于音频接口的气体浓度检测装置及系统。
背景技术
日前，室内环境内的有毒气体，如甲醛、一氧化碳等，越来越受到人们的重视。而现有的大多数有毒气体检测装置体积较大，供电不灵活，从而限制了其应用的场所，在家庭室内环境下应用起来更是不具有简单灵活性。因此，一种利用手机作为供电和显示端，且小巧、应用灵活的移动气体检测装置的设计和应用时十分必要的。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题在于，提供一种基于音频接口的气体浓度检测装置及系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于音频接口的气体浓度检测装置及系统。
在本实用新型所述的基于音频接口的气体浓度检测装置中，包括气体传感器和与之连接的信号放大模块，其特征在于，还包括检测端音频接口、供电模块、主控模块；
所述检测端音频接口中包括左声道、右声道、麦克风、以及公共地端口，可与外部移动终端的移动端音频接口中的左声道、右声道、麦克风、以及公共地端口分别连接；
所述供电模块通过所述检测端音频接口从所述外部移动终端获取电源信号，进而为所述气体传感器、信号放大模块、主控模块提供工作电源；
所述信号放大模块从所述气体传感器获得气体传感信号并进行放大处理，向所述主控模块输出放大处理后的气体传感信号；
所述主控模块通过所述检测端音频接口接收所述外部移动终端的控制信号，根据所述控制信号对放大处理后的气体传感信号进行数据处理和分析，得到气体浓度信息，将所述气体浓度信息通过所述检测端音频接口输出至所述外部移动终端。
优选地，所述供电模块包括升压模块、整流模块、稳压模块；
所述升压模块通过所述检测端音频接口将所述外部移动终端提供的电源信号进行升压，得到升压信号；
所述整流模块将所述升压信号进行整流，得到整流信号；
所述稳压模块将所述整流信号进行稳压，转换为供电电压输出至所述气体传感器、所述信号放大模块、所述主控模块。
优选地，所述气体传感器包括甲醛传感器、一氧化碳传感器中的一种或两种。
优选地，所述主控模块包括AD采样单元、数据分析处理单元、编码和DA输出单元、解码单元；
所述AD采样单元对所述放大处理后的气体传感信号进行AD采样，得到采样信号；
所述数据分析处理单元通过所述解码单元接收所述外部移动终端的控制信号，根据所述控制信号对所述采样信号进行数据处理和分析，得到所述气体浓度信息，输出至所述编码和DA输出单元；
所述编码和DA输出单元对所述气体浓度信息进行编码和DA转换，输出至所述外部移动终端。
在本实用新型所述的基于音频接口的气体浓度检测系统中，包括上文任一种所述的基于音频接口的气体浓度检测装置和外部移动终端；所述气体浓度检测装置和所述外部移动终端通过所述音频接口相连接。
在本实用新型所述的基于音频接口的气体浓度检测系统中，包括上文所述的基于音频接口的气体浓度检测装置和外部移动终端；所述气体浓度检测装置和所述外部移动终端通过所述音频接口相连接；
所述外部移动终端包括模拟信号输出端、模拟信号输入端、编码模块、解码模块、控制显示端；
所述外部移动终端的编码模块、解码模块和所述气体浓度检测装置的编码和DA输出单元、解码单元采用相同的编解码协议。
实施本实用新型的基于音频接口的气体浓度检测装置及系统，具有以下有益效果：通过移动终端的音频接口给装置供电采集当前区域内的气体浓度参数，同时利用移动终端作为显示端和控制端，从而实现对该区域内气体参数的监测，从而实现区域气体浓度检测的可携带性和方便性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型实施例的气体浓度检测系统的结构示意图；
图2是本实用新型实施例的升压模块和整流模块的电路原理图。
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，以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型实施例公开了一种基于音频接口的气体浓度检测装置及系统，通过移动终端的音频接口给装置供电采集当前区域内的气体浓度参数，同时利用移动终端作为显示端和控制端，从而实现对该区域内气体参数的监测，从而实现区域气体浓度检测的可携带性和方便性。以下对其进行详细说明。
请参阅图1，图1为本实用新型实施例的气体浓度检测系统的结构示意图。该气体浓度检测系统可以使用各种终端。其中，终端包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、PAD等具有触控感应的终端。终端的操作系统可包括但不限于Android操作系统、IOS操作系统、Symbian(塞班)操作系统、BlackBerry(黑莓)操作系统、WindowsPhone操作系统等等。
如图1所示，在本实用新型基于音频接口的气体浓度检测系统的实施例中，包括气体浓度检测装置01和外部移动终端02。该气体浓度检测装置01与该外部移动终端02通过音频接口03相连接。
在该气体浓度检测装置01中，包括气体传感器012和与之连接的信号放大模块013，检测端音频接口、供电模块011、主控模块014；其中：
该检测端音频接口中包括左声道、右声道、麦克风、以及公共地端口，可与外部移动终端的移动端音频接口中的左声道、右声道、麦克风、以及公共地端口分别连接。本实用新型中使用的音频接口为3.5mm的耳机接口，满足OMTP接口标准(即三声道顺序为左、右、MIC和GND)，若采用CTIA接口标准(即三声道顺序为左、右、GND和MIC)时注意三声道位置时也可使用。
该供电模块011通过检测端音频接口中的左声道、右声道、麦克风通道任意一个通道(这里以左声道为例)从外部移动终端02获取电源信号，进而为气体传感器012、信号放大模块013、主控模块014提供工作电源。进一步的，供电模块011包括升压模块0111、整流模块0112、稳压模块0113。该升压模块0111通过检测端音频接口将外部移动终端02提供的电源信号进行升压，得到升压信号。具体的，这里的电源信号包括移动终端通过音频接口的左声道输出的固定频率的交流信号(正弦和方波中的一种)，但不局限于此。可以理解的，电源信号也可以包括其他能够进行供电的信号。整流模块0112与升压模块0111相连接，接收其升压信号，将升压信号进行整流，得到整流信号。可以理解的，这里的整流信号为直流电压。本实用新型提供的实施例的升压模块和整流模块的电路原理图如图2所示。稳压模块0113将整流信号进行稳压，转换为供电电压输出至气体传感器012、信号放大模块013、主控模块014，为其提供工作电源。
该信号放大模块013从气体传感器012获得气体传感信号并进行放大处理，向主控模块014输出放大处理后的气体传感信号。本实用新型中使用的气体传感器012为专有的电化学传感器，也可支持不同种类的气体传感器012如甲醛或者一氧化碳等等，气体传感器012输出的电流或者电压信号与当前测量环境中该气体的浓度成线性比例关系，其使用系统提供的供电模块011进行供电。
该主控模块014通过检测端音频接口中的左声道、右声道、麦克风通道任意一个通道(这里以右声道为例)接收外部移动终端02的控制信号，根据控制信号对放大处理后的气体传感信号进行数据处理和分析，得到气体浓度信息，将气体浓度信息通过检测端音频接口中的左声道、右声道、麦克风通道任意一个通道(这里以麦克风通道为例)输出至外部移动终端02。
进一步的，主控模块014包括AD采样单元0141、数据分析处理单元0142、编码和DA输出单元0143、解码单元0144。可以理解的，主控模块014包括但不限定于MCU、ARM、DSP、FPGA、CPU以及其他根据现已公开的内容来进行配置或编程的可编程逻辑设备。AD采样单元0141对放大处理后的气体传感信号进行AD采样，得到采样信号；数据分析处理单元0142通过解码单元0144接收外部移动终端02的控制信号，根据控制信号对采样信号进行数据处理和分析，得到气体浓度信息，输出至编码和DA输出单元0143；编码和DA输出单元0143对气体浓度信息进行编码和DA转换，输出至外部移动终端02。
如图1所示，在该外部移动终端02中，包括模拟信号输出端021、模拟信号输入端022、编码模块023、解码模块024、控制显示端025。外部移动终端02的编码模块023、解码模块024和气体浓度检测装置01的编码和DA输出单元0143、解码单元0144采用相同的编解码协议。
下面详细介绍本实用新型实施例的气体浓度检测装置及系统的工作原理：
本实施例的移动终端以普通智能手机为例。智能手机通过控制显示端025，利用编码模块023生成两路模拟信号，通过音频接口输出，其中某一特定的声道(如左声道)输出电源信号(本实施例为固定频率的交流信号，正弦和方波中的一种)，另一通道(如右声道)输出控制信号(本实施例为代表数字信号0或1的变频交流信号)；电源信号通过气体浓度检测装置01中的升压模块0111后，电压升至一定幅值后，通过整流模块0112变为直流电压，最后通过装置中的稳压模块0113成为稳定的直流电压，给整个气体浓度检测装置01进行供电；另一路输出的控制信号通过音频接口送至气体浓度检测装置01中的主控模块014进行解码后得到手机控制端发来的相关的指令信息，主控模块014根据指令信息进行数据的分析和操作(如控制AD采样进行工作，或者发送相关气体浓度数据等)；在供电稳定正常的情况下，气体浓度检测装置01中的主控模块014根据接收的手机端指令和自身程序设计主动发送采集气体浓度信息，通过编码和DA输出单元0143输出包含数字信号0和1的模拟信号，通过音频接口中的另一个通道(如MIC)将模拟信号输入至手机端，手机端通过特定的编码解码协议进行分析，得到气体浓度检测装置传来的气体浓度数据信息，最后将气体浓度信号直观地显示在手机上。
本实用新型中使用的编码解码协议为自己设定的协议，其中在输出波形频率为500Hz的一个连续正弦波形代表数字信号0，输出波形频率为1000Hz的连续两个正弦波形代表数字信号1，输出波形频率为1500Hz的连续三个正弦波形代表数据串的起始位，也可改变编码解码协议变为传统的曼彻斯特编码，以实现数据的传输。
本实用新型实施例的基于音频接口的气体浓度检测装置及系统，通过移动终端的音频接口给装置供电采集当前区域内的气体浓度参数，同时利用移动终端作为显示端和控制端，从而实现对该区域内气体参数的监测，从而实现区域气体浓度检测的可携带性和方便性。
可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。
Claims (6)
1.一种基于音频接口的气体浓度检测装置，包括气体传感器(012)和与之连接的信号放大模块(013)，其特征在于，还包括检测端音频接口、供电模块(011)、主控模块(014)；
所述检测端音频接口中包括左声道、右声道、麦克风、以及公共地端口，可与外部移动终端的移动端音频接口中的左声道、右声道、麦克风、以及公共地端口分别连接；
所述供电模块(011)通过所述检测端音频接口从所述外部移动终端获取电源信号，进而为所述气体传感器(012)、信号放大模块(013)、主控模块(014)提供工作电源；
所述信号放大模块(013)从所述气体传感器(012)获得气体传感信号并进行放大处理，向所述主控模块(014)输出放大处理后的气体传感信号；
所述主控模块(014)通过所述检测端音频接口接收所述外部移动终端的控制信号，根据所述控制信号对放大处理后的气体传感信号进行数据处理和分析，得到气体浓度信息，将所述气体浓度信息通过所述检测端音频接口输出至所述外部移动终端。
2.根据权利要求1所述的基于音频接口的气体浓度检测装置，其特征在于，所述供电模块(011)包括升压模块(0111)、整流模块(0112)、稳压模块(0113)；
所述升压模块(0111)通过所述检测端音频接口将所述外部移动终端提供的电源信号进行升压，得到升压信号；
所述整流模块(0112)将所述升压信号进行整流，得到整流信号；
所述稳压模块(0113)将所述整流信号进行稳压，转换为供电电压输出至所述气体传感器(012)、所述信号放大模块(013)、所述主控模块(014)。
3.根据权利要求1所述的基于音频接口的气体浓度检测装置，其特征在于，所述气体传感器(012)包括甲醛传感器、一氧化碳传感器中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的基于音频接口的气体浓度检测装置，其特征在于，所述主控模块(014)包括AD采样单元(0141)、数据分析处理单元(0142)、编码和DA输出单元(0143)、解码单元(0144)；
所述AD采样单元(0141)对所述放大处理后的气体传感信号进行AD采样，得到采样信号；
所述数据分析处理单元(0142)通过所述解码单元(0144)接收所述外部移动终端的控制信号，根据所述控制信号对所述采样信号进行数据处理和分析，得到所述气体浓度信息，输出至所述编码和DA输出单元(0143)；
所述编码和DA输出单元(0143)对所述气体浓度信息进行编码和DA转换，输出至所述外部移动终端。
5.一种基于音频接口的气体浓度检测系统，其特征在于，包括根据权利要求1-3任一项所述的基于音频接口的气体浓度检测装置(01)和外部移动终端(02)；所述气体浓度检测装置(01)和所述外部移动终端(02)通过所述音频接口(03)相连接。
6.一种基于音频接口的气体浓度检测系统，其特征在于，包括根据权利要求4所述的基于音频接口的气体浓度检测装置(01)和外部移动终端(02)；所述气体浓度检测装置(01)和所述外部移动终端(02)通过所述音频接口(03)相连接；
所述外部移动终端(02)包括模拟信号输出端(021)、模拟信号输入端(022)、编码模块(023)、解码模块(024)、控制显示端(025)；
所述外部移动终端(02)的编码模块(023)、解码模块(024)和所述气体浓度检测装置(01)的编码和DA输出单元(0143)、解码单元(0144)采用相同的编解码协议。
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| CN201520966814.0U CN205333563U (zh) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | 一种基于音频接口的气体浓度检测装置及系统 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN106568814A (zh) * | 2016-10-19 | 2017-04-19 | 中国科学院电子学研究所 | 一种基于智能手机音频口供电的电化学检测仪 |
| CN113358819A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-09-07 | 苏州珀斯方得电子有限公司 | 一种气体浓度监测装置及其数据采集方法 |
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