WO2015007028A1 - 传感器控制方法及装置 - Google Patents

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WO2015007028A1 PCT/CN2013/085936 CN2013085936W WO2015007028A1 WO 2015007028 A1 WO2015007028 A1 WO 2015007028A1 CN 2013085936 W CN2013085936 W CN 2013085936W WO 2015007028 A1 WO2015007028 A1 WO 2015007028A1
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sensor
application processor
microcontroller
interface circuit
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张涛
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中兴通讯股份有限公司
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0423—Input/output
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/72—Mobile telephones; Cordless telephones, i.e. devices for establishing wireless links to base stations without route selection
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    • H04M1/72448—User interfaces specially adapted for cordless or mobile telephones with means for adapting the functionality of the device according to specific conditions
    • H04M1/72454—User interfaces specially adapted for cordless or mobile telephones with means for adapting the functionality of the device according to specific conditions according to context-related or environment-related conditions
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to the field of computer technologies, and in particular, to a sensor control method and apparatus.
  • smartphones can adjust the LCD brightness of mobile phones according to the ambient light intensity in order to obtain a better user experience.
  • the LCD display content can also be adjusted according to the way the mobile phone is placed. , adjust to horizontal display or vertical display; can determine the direction of the phone according to the location of the phone, so that the phone has a compass and other functions.
  • the implementation of these functions depends on an important component in the mobile phone.
  • the above takes the smart phone as an example, and enumerates the various functions of the sensor.
  • there are sensor applications in portable devices such as various electronic readers, tablet computers, etc., among which there are a large number of sensors in order to complete the information interaction between the portable device and the external environment. , making portable devices smarter.
  • Sensors bring a variety of intelligent functions to portable devices, but also bring the life of portable devices.
  • Various portable devices are generally powered by batteries, battery power is limited, and various sensors require frequent work, for example, ambient light sensors. Ambient light levels need to be constantly monitored to adjust the brightness of the LCD in a timely manner, consuming the power of the portable device.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a portable device control circuit in the related art.
  • various sensors 3 and an application processor (Application Processor, abbreviated as AP) 1 are directly connected through an interface circuit 2, and various signal processing of the sensor requires application processing.
  • AP Application Processor
  • the application processor is in a sleep state most of the time in order to minimize power consumption, and the application processor is frequently awake from the sleep state, which consumes too much power.
  • the workflow of the sensor in the portable device mainly includes: The sensor will take various environmental data, such as light, location, etc. After the collection, the analog quantity collected by the sensor is converted into a digital signal by the ADC itself, and the digital signal processed by the ADC transmits the information to the application processor through the interface bus, and the application processor makes data according to the data provided by various sensors. The corresponding control action completes the sampling cycle of the sensor.
  • the technical point is that the sensor communicates directly with the application processor. The sensor's information reception and corresponding feedback require the application processor to process in time.
  • embodiments of the present invention provide a sensor control method and apparatus.
  • the sensor converts the simulated information collected into digital information
  • the low-power microcontroller collects digital information through the interface circuit, processes the digital information, and sends the processed digital information to the application processor through the interface circuit;
  • the application processor completes the corresponding control action according to the processed digital information.
  • the low power microcontroller comprises: an 8-bit microcontroller, a 16-bit microcontroller, or a 32-bit microcontroller.
  • the interface circuit comprises: an internal integrated circuit IIC bus, or a serial peripheral device interface SPI bus.
  • the embodiment of the invention further provides a sensor control device, comprising a sensor, a low power micro controller and an application processor, wherein:
  • the sensor is set to: convert the analog information collected by the ⁇ into digital information;
  • the low-power microcontroller is configured to: collect digital information through the interface circuit, process the digital information, and send the processed digital information to the application processor through the interface circuit;
  • the application processor is set to: Complete the corresponding control action according to the processed digital information.
  • the low power microcontroller comprises: an 8-bit microcontroller, a 16-bit microcontroller, or a 32-bit microcontroller.
  • the interface circuit comprises: an internal integrated circuit IIC bus, or a serial peripheral interface SPI bus.
  • the sensor first communicates directly with the low-power microcontroller, and the information is processed by the low-power microcontroller. After being uploaded to the application processor, the sensor does not directly communicate with the application processor, and does not wake up the application processor frequently, which can effectively reduce the number of wakeups processed by the application, reduce the power consumption of the application processor, and increase the battery life of the portable device.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a portable device control circuit in the related art
  • FIG. 2 is a flow chart of a sensor control method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a sensor control method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a sensor control device according to an embodiment of the present invention.
  • Embodiments of the present invention provide a sensor control method and apparatus, and a low power consumption microcontroller is added between the sensor and the application processor, and the sensor is used to complete the control of the peripheral sensor.
  • the microcontroller communicates with the application processor.
  • the microcontroller can be an 8-bit 16-bit microcontroller or a variety of microcontrollers with an ARM core. Microcontrollers generally have low-power characteristics, while the peripherals have a rich interface circuit that bridges the gap between the sensor and the application processor.
  • the sensor's workflow includes: The sensor is collected into analog confidence and summoned as digital information through the ADC.
  • the low-power microcontroller collects the digital information of the sensor through the interface circuit. The digital information is in the micro-control.
  • the internal processing of the device passes the information to the application processor through the interface circuit again, and the application processor completes the corresponding control action, and the sampling cycle of the sensor is completed.
  • FIG. 2 is a flowchart of a sensor control method according to an embodiment of the present invention.
  • a sensor control method according to an embodiment of the present invention includes:
  • Step 201 The sensor converts the collected analog information into digital information.
  • Step 202 The low-power microcontroller collects digital information through the interface circuit, processes the digital information, and sends the processed digital information to the application processor through the interface circuit;
  • the low power microcontroller comprises: an 8-bit microcontroller, a 16-bit microcontroller, or a 32-bit microcontroller.
  • the interface circuit includes: an internal integrated circuit IIC bus, or a serial peripheral interface SPI bus.
  • Step 203 The application processor completes the corresponding control action according to the processed digital information.
  • 3 is a schematic diagram of a sensor control method according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the method includes: an application processor as a main unit of a portable device, and a low-power microcontroller as a bridge between an application processor and various sensors. 2. Interface circuit 3 for low-power microcontrollers and various sensors, various sensors 4 in portable devices, application processors, and interface circuits 5 for low-power microcontrollers.
  • the interface circuit 3 of the low-power microcontroller and various sensors, and the interface circuit 5 of the application processor and the low-power microcontroller include, but are not limited to, an IIC bus, an SPI bus, and the like.
  • the low power microcontroller 2 includes, but is not limited to, an 8-bit, 16-bit, 32-bit low power microcontroller. In the embodiment of the invention, low power consumption At the same time, the microcontroller is connected to various sensors and functions like the HUB function. It can also be called the Sensor HUB.
  • the low power microcontroller 2 includes, but is not limited to, various peripheral sensors of the portable device, such as: ambient light sensor, proximity sensor, geomagnetic sensor, gyroscope, SAR sensor, pressure sensor, humidity sensor.
  • the application processor 1 is used as the main control unit of the portable device, and connects various peripheral circuits. As a control hub of the portable device, it needs to participate in various signal receiving and processing operations, and consumes a considerable amount of power in the entire system.
  • the application processor power consumption has a direct impact on the endurance of the portable device.
  • the various sensors 4 and the application processor 1 are isolated by the low-power microcontroller 2, and the data sent by the sensor 4 is first processed by the low-power microcontroller 2, and the sensor data is reasonably integrated.
  • the application processor 1 is woken up again when necessary to reduce the number of wakeups of the application processor 1. Through the bridge function of the low-power microcontroller 2, the number of times the application processor 1 is woken up due to the sensor 4 is minimized, thereby reducing the power consumption of the portable device and prolonging the life time of the portable device.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a sensor control device according to an embodiment of the present invention.
  • the sensor control device according to the embodiment of the present invention includes: a sensor 40.
  • the sensor 40 is configured to convert the collected analog information into digital information
  • the low-power microcontroller 42 is configured to collect digital information through the interface circuit, process the digital information, and send the processed digital information to the application processor 44 through the interface circuit;
  • the low power microcontroller 42 comprises: an 8-bit microcontroller, a 16-bit microcontroller, or a 32-bit microcontroller.
  • the interface circuit includes: an internal integrated circuit IIC bus, or a serial peripheral interface SPI bus.
  • the application processor 44 is configured to perform a corresponding control action based on the processed digital information. The description is understood and will not be described here.
  • the sensor by using a low-power microcontroller as a bridge between the sensor and the application processor, the sensor first communicates directly with the low-power microcontroller.
  • the information is processed by the low-power microcontroller and then uploaded to the application processor.
  • the sensor does not directly communicate with the application processor, and does not wake up the application processor frequently, which can effectively reduce the wake-up times of the application processing and reduce the application processor. Power consumption, which in turn increases the battery life of portable devices.
  • the technical solution of the embodiment of the invention can reduce the power consumption of the application processor, thereby increasing the battery life of the portable device.

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Abstract

一种传感器控制方法，包括：传感器（4）将采集到的模拟信息转换为数字信息；低功耗微控制器（2）通过接口电路（3）采集数字信息，对数字信息进行处理，并将处理后的数字信息通过接口电路（3）发送到应用处理器（1）；应用处理器（1）根据处理后的数字信息完成控制动作。还公开了一种传感器控制装置。

Description

传感器控制方法及装置 技术领域
本发明涉及计算机技术领域， 特别是涉及一种传感器控制方法及装置。
背景技术
目前的便携式设备在人们的日常生活中应用越来越普及， 以智能手机为 例， 它在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。 智能手机在普及的同 时也变的越发 "聪明" ， 例如， 智能手机可以根据外界环境光强度调整手机 的 LCD亮度， 以便获得更好的用户体验； 也可以根据手机的放置方式， 调整 LCD显示内容， 调整为横屏显示或者竖屏显示； 可以根据手机放置的位置， 判断手机放置的方向， 以便使手机具有指南针等功能。 这些功能的实现都要 依赖于手机里的一种重要元器件一一传感器。 以上以智能手机为例， 列举了 传感器在其中的种种作用， 其实便携式设备中大都有传感器应用， 例如各种 电子阅读器， 平板电脑等， 其中有大量传感器以便完成便携式设备与外部环 境的信息交互， 使便携式设备变得越来越智能。
传感器为便携式设备带来种种智能功能的同时， 也带来了便携式设备的 续航问题， 各种便携式设备一般都由电池供电， 电池电量有限， 而各种传感 器需要频繁的工作， 例如， 环境光传感器需要不断的监测环境光亮度以便及 时调整 LCD亮度， 耗费便携式设备的电量。
图 1是相关技术中便携式设备控制电路的示意图， 图 1 中各种传感器 3 和应用处理器 (Application Processor, 简称为 AP)1通过接口电路 2直接相连， 传感器的各种信号处理都需要应用处理器来完成， 便携式设备中， 应用处理 器大多数时间都处于休眠状态， 以便尽量减少电量消耗， 而应用处理器被频 繁从休眠状态唤醒， 会消耗过多的电量。
在便携式设备中，各种传感器通过各种接口总线与应用处理器进行通信， 应用较多的有内部整合电路 ( Inter-Integrated Circuit, 简称为 IIC )接口， 串 行外围设备接口 （Serial Peripheral Interface, 简称为 SPI )等。 传感器在便携 式设备中的工作流程主要包括： 传感器将各种环境数据， 例如光线， 位置等 进行釆集， 釆集到的模拟量由传感器自身经过 ADC转换为数字信号， 经过 ADC处理的数字信号通过接口总线将信息传递到应用处理器， 应用处理器根 据各种传感器提供的数据， 做出的相应的控制动作， 完成一次传感器的釆样 周期。 其中的技术要点为传感器与应用处理器直接进行通信。 传感器的信息 接收和相应的反馈都需要应用处理器及时处理。
在实际应用中， 便携式设备中越来越多传感器， 导致便携式设备的续航 时间过短的问题已经成为大家共同关注的问题， 并亟待优化解决。
发明内容
鉴于上述问题， 本发明实施例提出了一种传感器控制方法及装置。
本发明实施例提供的一种传感器控制方法， 包括：
传感器将釆集到的模拟信息转换为数字信息；
低功耗微控制器通过接口电路釆集数字信息， 对数字信息进行处理， 并 将处理后的数字信息通过接口电路发送到应用处理器；
应用处理器根据处理后的数字信息完成相应的控制动作。
优选地， 低功耗微控制器包括： 8位微控制器、 16位微控制器、 或者 32 位微控制器。
优选地， 接口电路包括： 内部整合电路 IIC总线、 或者串行外围设备接 口 SPI总线。
本发明实施例还提供了一种传感器控制装置， 包括传感器、 低功耗微控 制器和应用处理器， 其中：
传感器设置为： 将釆集到的模拟信息转换为数字信息；
低功耗微控制器设置为： 通过接口电路釆集数字信息， 对数字信息进行 处理， 并将处理后的数字信息通过接口电路发送到应用处理器；
应用处理器设置为： 根据处理后的数字信息完成相应的控制动作。
优选地， 低功耗微控制器包括： 8位微控制器、 16位微控制器、 或者 32 位微控制器。 优选地， 接口电路包括： 内部整合电路 IIC总线、 或者串行外围设备接 口 SPI总线。
借助于本发明实施例的技术方案， 通过使用低功耗微控制器作为传感器 和应用处理器的桥梁， 传感器首先和低功耗微控制器直接通信， 由低功耗微 控制器将信息处理后再上传给应用处理器， 传感器没有和应用处理器直接通 信， 不会频繁的唤醒应用处理器， 能够有效的减少应用处理的唤醒次数， 降 低应用处理器功耗， 进而增加便携式设备的续航时间。
上述说明仅是本发明技术方案的概述， 为了能够更清楚了解本发明的技 术手段， 而可依照说明书的内容予以实施， 并且为了让本发明的上述和其它 目的、 特征和优点能够更明显易懂， 以下特举本发明的具体实施方式。 附图概述
通过阅读下文优选实施方式的详细描述， 各种其他的优点和益处对于本 领域普通技术人员将变得清楚明了。 附图仅用于示出优选实施方式的目的， 而并不认为是对本发明的限制。 而且在整个附图中， 用相同的参考符号表示 相同的部件。 在附图中：
图 1是相关技术中便携式设备控制电路的示意图；
图 2是本发明实施例的传感器控制方法的流程图；
图 3是本发明实施例的传感器控制方法的示意图；
图 4是本发明实施例的传感器控制装置的示意图。
本发明的较佳实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。 虽然附图中显示 了本公开的示例性实施例， 然而应当理解， 可以以各种形式实现本公开而不 应被这里阐述的实施例所限制。 相反， 提供这些实施例是为了能够更透彻地 理解本公开， 并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明实施例提供了一种传感器控制方法及装置， 在传感器与应用处理 器之间增加一种低功耗微控制器， 使用传感器完成外围传感器的控制， 同时 微控制器和应用处理器进行通信， 微控制器可以是 8位 16位单片机， 或者具 有 ARM核的各种微控制器。 微控制器一般具有低功耗特性， 同时外围具有 丰富的接口电路， 可以完成传感器与应用处理器之间的桥接工作。 增加微控 制器后，传感器的工作流程包括： 传感器釆集到模拟信心并通过 ADC传唤为 数字信息， 低功耗微控制器通过接口电路将传感器的数字信息釆集到， 该数 字信息在微控制器内部经过处理， 再次通过接口电路将信息传递给应用处理 器， 应用处理器完成相应的控制动作， 传感器的一次釆样周期完成。
以下结合附图以及实施例， 对本发明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发明， 并不限定本发明。 在不冲突 的情况下， 本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
方法实施例
根据本发明的实施例， 提供了一种传感器控制方法， 图 2是本发明实施 例的传感器控制方法的流程图， 如图 2所示， 才艮据本本发明实施例的传感器 控制方法包括：
步骤 201 , 传感器将釆集到的模拟信息转换为数字信息；
步骤 202, 低功耗微控制器通过接口电路釆集数字信息， 对数字信息进 行处理， 并将处理后的数字信息通过接口电路发送到应用处理器；
优选地， 低功耗微控制器包括： 8位微控制器、 16位微控制器、 或者 32 位微控制器。 接口电路包括： 内部整合电路 IIC总线、 或者串行外围设备接 口 SPI总线。
步骤 203 , 应用处理器根据处理后的数字信息完成相应的控制动作。 图 3是本发明实施例的传感器控制方法的示意图， 如图 3所示， 包括： 作为便携式设备主控单元的应用处理器 1、 作为应用处理器与各种传感器桥 梁的低功耗微控制器 2、低功耗微控制器和各种传感器的接口电路 3、便携式 设备中的各种传感器 4、 应用处理器和低功耗微控制器的接口电路 5。 其中， 低功耗微控制器和各种传感器的接口电路 3、 以及应用处理器和低功耗微控 制器的接口电路 5包括但不限于 IIC总线， SPI总线等。 低功耗微控制器 2包 括但不限于 8位， 16位， 32位低功耗微控制器。 在本发明实施例中， 低功耗 微控制器同时由于连接各种传感器，作用类似 HUB功能，也可以称此单元为 Sensor HUB。 低功耗微控制器 2包括但并不限于便携式设备的各种外围传感 器， 例如： 环境光传感器， 接近传感器， 地磁传感器， 陀螺仪， SAR传感器， 压力传感器， 湿度传感器。
图 3中应用处理器 1作为便携式设备的主控单元，会连接各种外设电路， 作为便携式设备的控制枢纽， 需要参与各种信号接收与处理工作， 消耗的电 量占整个系统的相当大比例， 应用处理器功耗对便携式设备的续航能力有直 接影响。 在本发明实施例中， 通过低功耗微控制器 2将各种传感器 4和应用 处理器 1隔离， 传感器 4发出的数据首先由低功耗微控制器 2进行处理， 将 传感器数据合理整合， 在必要的时候再唤醒应用处理器 1 , 以便减少应用处 理器 1的唤醒次数。 通过低功耗微控制器 2的桥梁作用， 最大程度上减少了 应用处理器 1因为传感器 4原因被唤醒的次数， 进而降低便携式设备的电量 消耗， 延长了便携式设备的续航时间。
装置实施例
根据本发明的实施例， 提供了一种传感器控制装置， 图 4是本发明实施 例的传感器控制装置的示意图， 如图 4所示， 才艮据本发明实施例的传感器控 制装置包括： 传感器 40、 低功耗微控制器 42、 以及应用处理器 44。
传感器 40, 设置为将釆集到的模拟信息转换为数字信息；
低功耗微控制器 42, 设置为通过接口电路釆集数字信息， 对数字信息进 行处理， 并将处理后的数字信息通过接口电路发送到应用处理器 44;
优选地， 低功耗微控制器 42包括： 8位微控制器、 16位微控制器、 或者 32位微控制器。 接口电路包括： 内部整合电路 IIC总线、 或者串行外围设备 接口 SPI总线。
应用处理器 44, 设置为根据处理后的数字信息完成相应的控制动作。 描述进行理解， 在此不再赘述。
综上所述， 借助于本发明实施例的技术方案， 通过使用低功耗微控制器 作为传感器和应用处理器的桥梁， 传感器首先和低功耗微控制器直接通信， 由低功耗微控制器将信息处理后再上传给应用处理器， 传感器没有和应用处 理器直接通信， 不会频繁的唤醒应用处理器， 能够有效的减少应用处理的唤 醒次数， 降低应用处理器功耗， 进而增加便携式设备的续航时间。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序 来指令相关硬件完成， 所述程序可以存储于计算机可读存储介质中， 如只读 存储器、 磁盘或光盘等。 可选地， 上述实施例的全部或部分步骤也可以使用 一个或多个集成电路来实现。 相应地， 上述实施例中的各模块 /单元可以釆用 硬件的形式实现， 也可以釆用软件功能模块的形式实现。 本发明不限制于任 何特定形式的硬件和软件的结合。 发明的精神和范围。 这样， 倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要 求及其等同技术的范围之内， 则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
工业实用性
本发明实施例的技术方案可以降低应用处理器功耗， 进而增加便携式设 备的续航时间。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种传感器控制方法， 包括：
传感器将釆集到的模拟信息转换为数字信息；
低功耗微控制器通过接口电路釆集所述数字信息， 对所述数字信息进行 处理， 并将处理后的所述数字信息通过所述接口电路发送到应用处理器； 所述应用处理器根据处理后的所述数字信息完成控制动作。
2、 如权利要求 1所述的方法， 其中， 所述低功耗微控制器包括： 8位微 控制器、 16位微控制器、 或者 32位微控制器。
3、 如权利要求 1所述的方法， 其中， 所述接口电路包括： 内部整合电路 IIC总线、 或者串行外围设备接口 SPI总线。
4、 一种传感器控制装置， 包括传感器、 低功耗微控制器和应用处理器， 其中：
所述传感器设置为： 将釆集到的模拟信息转换为数字信息；
所述低功耗微控制器设置为： 通过接口电路釆集所述数字信息， 对所述 数字信息进行处理， 并将处理后的所述数字信息通过所述接口电路发送到所 述应用处理器；
所述应用处理器设置为： 根据处理后的所述数字信息完成控制动作。
5、 如权利要求 4所述的装置， 其中， 所述低功耗微控制器包括： 8位微 控制器、 16位微控制器、 或者 32位微控制器。
6、 如权利要求 4所述的装置， 其中， 所述接口电路包括： 内部整合电路
IIC总线、 或者串行外围设备接口 SPI总线。
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