首页 > 专利 > 苏州尚德智产通信技术有限公司 > 一种包含移动终端和外设装置的传感系统及传感方法专利详情

一种包含移动终端和外设装置的传感系统及传感方法   0    0

有效专利 查看PDF
专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2015-04-10
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2015-09-02
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2019-01-22
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2035-04-10
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201510169674.9 申请日 2015-04-10
公开/公告号 CN104820579B 公开/公告日 2019-01-22
授权日 2019-01-22 预估到期日 2035-04-10
申请年 2015年 公开/公告年 2019年
缴费截止日
分类号 G06F3/16 主分类号 G06F3/16
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 8
权利要求数量 9 非专利引证数量 0
引用专利数量 5 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 CN2891504Y、CN102223234A、CN203138539U、CN104202695A、CN103702249A 被引证专利
专利权维持 6 专利申请国编码 CN
专利事件 转让 事务标签 公开、实质审查、授权、权利转移
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 苏州尚德智产通信技术有限公司 当前专利权人 南通优元美术图案设计有限公司
发明人 王立宁、王险峰、王加莹 第一发明人 王立宁
地址 江苏省苏州市苏州工业园区金鸡湖大道99号苏州纳米城中北区23幢214室 邮编 215021
申请人数量 1 发明人数量 3
申请人所在省 江苏省 申请人所在市 江苏省苏州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
北京国昊天诚知识产权代理有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
许志勇
摘要
一种包含移动终端和外设装置的传感系统及传感方法,使移动终端通过活动连接器的触点持续向传感单元进行供电、同时不间断地控制传感单元、接收传感单元返回信号。传感系统包含移动终端和外设装置,移动终端包含用户界面、传感应用模块、音频播放模块、音频数据模块。外设装置包含活动连接器、电源模块、数据解调单元、数据调制单元、传感单元。向外设装置电源模块输入音频差分周期波形,差分周期波形通过频率变化承载工作指令。传感单元接收数据解调单元的指令,按照指令进行环境参数测量,生成传感信号。外设装置产生音频信号,包含传感信息,自音频输入触点连接至移动终端。本发明供电效率高、移动终端与传感单元之间能够实现自由通信。
  • 摘要附图
    一种包含移动终端和外设装置的传感系统及传感方法
  • 说明书附图:图1
    一种包含移动终端和外设装置的传感系统及传感方法
  • 说明书附图:图2
    一种包含移动终端和外设装置的传感系统及传感方法
  • 说明书附图:图3
    一种包含移动终端和外设装置的传感系统及传感方法
  • 说明书附图:图4
    一种包含移动终端和外设装置的传感系统及传感方法
  • 说明书附图:图5
    一种包含移动终端和外设装置的传感系统及传感方法
  • 说明书附图:图6
    一种包含移动终端和外设装置的传感系统及传感方法
  • 说明书附图:图7
    一种包含移动终端和外设装置的传感系统及传感方法
  • 说明书附图:图8
    一种包含移动终端和外设装置的传感系统及传感方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2021-09-24 专利权的转移 登记生效日: 2021.09.13 专利权人由南通优元美术图案设计有限公司变更为南通易昇机械有限公司 地址由226000 江苏省南通市海门市悦来镇复兴路20号变更为226000 江苏省南通市海门市悦来镇三德公路5号
2 2019-01-22 授权
3 2015-09-02 实质审查的生效 IPC(主分类): G06F 3/16 专利申请号: 201510169674.9 申请日: 2015.04.10
4 2015-08-05 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种外设装置,其特征在于,包含活动连接器(1)、电源模块(2)、数据解调单元(3)、传感单元(56);
所述活动连接器(1)包含左、右声道输出触点及音频输入触点;
所述电源模块(2)包含整流电路(21)、滤波电路(22)、储能电路(23);
所述电源模块(2)从所述左、右声道输出触点接收音频的差分周期波形;差分是指左、右声道的波形互相反相;所述差分周期波形通过频率变化承载工作指令;所述电源模块(2)对所述差分周期波形进行处理,产生直流电压;
所述数据解调单元(3)包含鉴频电路(31)、模数转换电路(32);
来自所述滤波电路、或来自所述电源模块(2)输入端的部分音频电流进入所述数据解调单元(3),由所述鉴频电路(31)实时监测频率变化,形成幅变信号;
所述模数转换电路(32)恢复工作指令;
所述传感单元(56)接收所述工作指令,进行环境参数测量,生成传感信号;
所述传感信号为音频信号,发送到所述音频输入触点。

2.一种外设装置,其特征在于,包含活动连接器(1)、电源模块(2)、数据解调单元(3)、数据调制单元(4)、传感单元(56);
所述活动连接器(1)包含左、右声道输出触点及音频输入触点;
所述电源模块(2)包含整流电路(21)、滤波电路(22)、储能电路(23);
所述电源模块(2)从所述左、右声道输出触点接收音频的差分周期波形;差分是指左、右声道的波形互相反相;所述差分周期波形通过频率变化承载工作指令;
所述电源模块(2)对所述差分周期波形进行处理,产生直流电压;
所述数据解调单元(3)包含鉴频电路(31)、模数转换电路(32);
来自所述滤波电路、或来自所述电源模块(2)输入端的部分音频电流进入所述数据解调单元(3),由所述鉴频电路(31)实时监测频率变化,形成幅变信号;
所述模数转换电路(32)恢复工作指令;
所述传感单元(56)接收所述工作指令,进行环境参数测量,生成传感信号;
所述传感信号为数字信号;
所述数据调制单元(4)把所述传感信号调制为音频信号,发送到所述音频输入触点。

3.如权利要求2所述外设装置,其特征在于,
所述数据调制单元(4)包含数模转换电路(41);
所述数据调制单元(4)还包含音频调制电路(42)或低通滤波电路。

4.如权利要求1~3任一所述外设装置,其特征在于,
所述活动连接器(1)为一3.5mm标准耳机插头(11)。

5.如权利要求4所述外设装置,其特征在于,
所述外设装置中MIC和G之间的通路包含开关(7)。

6.一种传感系统,包含移动终端,及权利要求1~5任一所述外设装置,其特征在于,所述移动终端(9)包含用户界面(91)、传感应用模块(92)、音频播放模块(93)、音频数据模块(94)、活动连接器左右声道输出触点、音频输入触点;
所述用户界面(91)产生传感启动信号,显示传感信息;
所述传感应用模块(92)接收来自所述用户界面(91)的传感启动信号;控制所述音频播放模块(93);接收来自活动连接器(1)音频输入触点的音频信号,解析音频信号中包含的传感信息,输出到所述用户界面(91);
所述音频数据模块(94)包含多种频率的音频数据;
所述音频播放模块(93)按照所述传感应用模块(92)的控制,从所述音频数据模块(94)中调用各种频率的音频数据,向所述活动连接器(1)的左、右声道输出触点发送音频的差分周期波形;
所述差分周期波形通过频率变化承载工作指令。

7.一种传感方法,用于权利要求6所述传感系统,其特征在于,包括以下步骤:
所述音频播放模块(93)向左、右声道持续发出音频的差分周期波形;
所述电源模块(2)将所述差分周期波形转换成直流电,对所述传感单元(56)供电;
所述移动终端(9)根据用户界面(91)的操作和/或所述音频输入触点音频信号,确定工作指令;
所述移动终端(9)改变所述差分周期波形的频率,向所述传感单元(56)发出工作指令;
所述数据解调端单元(3)识别所述差分周期波形的频率变化,恢复工作指令;
所述传感单元(56)执行工作指令,生成传感信号;通过所述音频输入触点向所述移动终端(9)发出音频信号。

8.如权利要求7所述传感方法,其特征在于,所述音频信号为幅度调制信号或频率变化信号。

9.如权利要求7~8任一所述传感方法,其特征在于,进一步包含以下步骤:
用以下一种或多种方法启动所述传感应用模块(92):
检测到与所述活动连接器(1)相连的开关(7)动作;
接收到所述音频输入触点音频信号;
通过用户界面(91)启动。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及计算机设备,特别是通过移动终端和外设装置实现智能传感的系统和方法。

背景技术

[0002] 智能传感器是具有信息处理功能的传感器。智能传感器带有微处理机,具有采集、处理、交换信息的能力,是传感器集成化与微处理机相结合的产物。智能传感器系统要解决控制和供电的问题。
[0003] 计算机(包含移动终端、平板计算机、个人计算机)的音频连接装置可以扩展周边产品,即计算机外设装置,因此可以用于控制传感器。现有技术包含通过音频连接装置向外设进行供电、控制的装置,例如通过一个声道输出方波或正弦波,整流后产生直流电压,另一个声道传送控制信号或数据给外设;再例如两个声道在一个时间段内产生方波或正弦波输送给外设整流以提供电能,在另一个时间段用于控制信号传送。弊端在于提供电能效率低、无法同时实现供电、控制。专利申请CN201310660146披露的方案就采用了类似的技术,该方案中除了存在上述问题外,移动终端还不能主动自由地和外设进行通信,而是通过话筒接收外设的数据包来确定是否下传信号;为了等候移动终端下传信号,外设还要通过开关对供电或通信通路进行切换。

发明内容

[0004] 本发明提出一种包含移动终端和外设装置的传感系统,及传感方法,实现移动终端通过活动连接器的触点持续向传感单元进行供电、同时能不间断地控制传感单元、接收传感单元返回的信号。
[0005] 本发明的传感系统包含移动终端9和外设装置。
[0006] 所述外设装置包含活动连接器1、电源模块2、数据解调单元3、传感单元56。所述活动连接器1包含左、右声道输出触点L、R,及音频输入触点MIC;所述电源模块2从所述左、右声道输出触点接收音频的差分周期波形。所述电源模块2对所述差分周期波形进行处理,产生直流电压。所述数据解调单元3从所述电源模块2引出部分音频电流进行频率解调,恢复工作指令。所述传感单元56接收所述工作指令,进行环境参数测量,生成传感信号。作为本发明的一般方案,所述传感信号为音频,发送到所述音频输入触点。作为本发明另一方案,所述传感信号为数字信号,所述外设装置进一步包含数据调制单元4,所述数据调制单元4把所述传感信号调制为音频信号,发送到所述音频输入触点。
[0007] 所述移动终端9包含用户界面91、传感应用模块92、音频播放模块93、音频数据模块94,活动连接器左右声道输出触点、音频输入触点。所述用户界面91产生传感启动信号,显示传感信息;所述传感应用模块92接收来自所述用户界面91的传感启动信号,控制所述音频播放模块93,接收来自活动连接器音频输入触点的音频信号,解析所述音频信号中包含的传感信息,输出到所述用户界面91;所述音频数据模块94包含多种频率的音频数据;所述音频播放模块93按照所述传感应用模块92的控制,从所述音频数据模块94中调用各种频率的音频数据,向所述活动连接器左右声道输出触点发出音频的差分周期波形;所述差分周期波形通过频率变化承载工作指令。
[0008] 本发明传感方法,包括以下步骤:
[0009] 移动终端9中的音频播放模块93向活动连接器1的左、右声道持续发出音频的差分周期波形;
[0010] 所述电源模块2将所述差分周期波形转换成直流电,对所述传感单元56供电;
[0011] 所述移动终端9根据用户界面91的操作和/或所述音频输入触点音频信号,确定工作指令;
[0012] 所述移动终端9改变所述差分周期波形的频率,向所述传感单元56发出工作指令;
[0013] 所述数据解调单元3识别所述差分周期波形的频率变化,恢复工作指令;
[0014] 所述传感单元56执行工作指令,生成传感信号;通过所述音频输入触点向所述移动终端9发出音频信号。
[0015] 运用本发明的装置和方法,能够使传感器装置从移动终端的音频接口获得持续的供电,在传感单元和移动终端进行通信时,不停止供电,因此供电效率高。此外,移动终端与传感单元之间能够实现自由通信,同时实现下传工作指令、上传包含传感信息的音频信号(应答)。

实施方案

[0024] 下面结合附图,对具体实施方式说明如下。
[0025] 如图1所示,本发明的传感系统包含移动终端9和外设装置,所述外设装置包含活动连接器1、电源模块2、数据解调单元3、传感单元56。所述活动连接器1包含左、右声道输出触点L、R、音频输入触点MIC,用于连接所述移动终端9和所述外设装置;所述移动终端自所述左、右声道输出触点向所述外设装置的电源模块2发出音频的差分周期波形,为提高效率,“差分”是指左、右声道的波形相互反相;“周期波形”可以为正弦波、方波、三角波等形式。所述差分周期波形通过频率变化承载工作指令;。所述电源模块2对所述差分周期波形进行处理,处理过程为整流、滤波、储能,产生直流电压,实现供电。所述数据解调单元3从所述电源模块2引出部分音频电流进行频率解调,恢复工作指令。所述传感单元56接收所述工作指令,进行环境参数测量,生成传感信号。作为本发明的一般方案,所述传感信号为音频信号,自所述音频输入触点MIC发送到所述移动终端9。
[0026] 例如,上文所述环境参数为温度、湿度、压力、振动、张力等一种或多种;所述传感单元56包含但不限于:温度传感器、湿度传感器、振动传感器、加速度传感器等至少一种。
[0027] 图2所示传感系统的实施例中,作为本发明进一步优化的方案,所述传感信号为数字信号,所述外设装置进一步包含数据调制单元4,通过所述数据调制单元4把所述传感信号调制为音频信号,自所述音频输入触点MIC发送到所述移动终端9。
[0028] 图3所示传感系统外设部分的实施例中,所述活动连接器1为一3.5mm标准耳机插头11,通过耳机插座与所述移动终端9连接;所述耳机插头11有四个触点,分别为MIC(麦克风)、G(地)、L(左声道)、R(右声道)。排列方式例如从右向左分别为MIC、G、L、R;或者G、MIC、R、L。
[0029] 作为本发明进一步优化的实施例,所述外设装置中MIC和G之间的通路,包含一个开关7,还可包含一电阻8,当按下开关时,音频触点MIC上的直流电压会下降,移动终端检测到电压变化启动应用程序。所述开关7也可以是一个电子开关,由传感单元56控制,在上电完成时控制开关动作。
[0030] 如图4所示,所述电源模块2包含整流电路21、滤波电路22、储能电路23。来自左声道L和右声道R的周期波形进入所述电源模块2,首先通过所述整流电路21进行全波整流。所述整流电路21的最佳实施例为高效全波整流电路。全波整流输出的电流进入所述滤波电路22实现平滑滤波;再经储能电路23(储能电路可以由电容构成)实现能量存储,使输出电压Vcc维持在一个较高的水平,为其他各单元供电。
[0031] 作为本发明方案的实施例之一,从所述滤波电路22引出部分音频电流进入所述数据解调单元3。本发明方案的另一实施例是从所述电源模块2的输入端直接引出部分音频电流至所述数据解调单元3(如图4中带箭头虚线表示)。
[0032] 如图5所示,数据解调单元3包含鉴频电路31、模数转换电路32。来自滤波电路22的音频电流、或来自所述电源模块2输入端的音频电流进入所述数据解调单元3,由所述鉴频电路31实时监测所述音频电流的频率变化,形成幅变信号。所述模数转换电路32根据最大似然法则判定是0还是1,恢复工作指令,实现移动终端9到传感单元56之间的数据通信。
[0033] 图6是数据调制单元4的实施例。所述数据调制单元4用于向移动终端9反馈所述传感单元5产生的传感信号,包含数模转换电路41和音频调制电路42。为了简化方案,所述音频调制电路42也可以使用低通滤波电路替代。
[0034] 图7是本发明传感系统中移动终端9的实施例,所述移动终端9包含用户界面91、传感应用模块92、音频播放模块93、音频数据模块94,活动连接器左右声道输出触点、音频输入触点。所述用户界面91产生传感启动信号,显示传感信息;所述传感应用模块92接收来自所述用户界面91的传感启动信号,控制所述音频播放模块93,接收来自活动连接器音频输入触点MIC的音频信号,解析所述音频信号中包含的信息,输出到所述用户界面91;所述音频数据模块94包含多种频率的音频数据;所述音频播放模块93按照所述传感应用模块92的控制,从所述音频数据模块94中调用特定频率的音频数据,向所述活动连接器1的左、右声道输出触点L、R发出音频的差分周期波形;所述差分周期波形通过频率变化承载工作指令。
[0035] 图8为传感方法的流程图,包含以下步骤:
[0036] 第1步:启动移动终端9的传感应用模块92。启动方法有3种:1)外设硬启动:所述移动终端6检测到与活动连接器1音频输入触点MIC相连的开关7动作,2)外设应答启动:所述移动终端6接收到音频输入触点音频信号后启动;3)软起动:通过移动终端9上的用户界面91来启动。
[0037] 第2步:所述移动终端9中传感应用模块92控制音频播放模块93,向左、右声道持续发出音频的差分周期波形。该差分信号的峰峰振幅与输出频率符合电源模块2启动工作的要求,例如其中峰峰值最大为3V,频率设定为30KHz以内,300Hz到1KHz附近。具体实施例是在所述移动终端9中预存所需频率的音频数据,所述音频播放模块93根据需要调用音频数据向左、右声道分别播放。
[0038] 第3步:与所述活动连接器1相连的电源模块2对所述差分周期波形进行整流、滤波,转换成直流电压,对其他电路供电;
[0039] 第4步:所述传感单元56初始化完成后、或执行工作指令后,通过音频输入触点MIC向所述移动终端9发出音频信号。以图1~2所示方案为例,所述外设装置通过所述音频输入触点MIC向所述移动终端9发送包含传感信息的音频信号。方法有2种,1)所述音频信号为幅度调制信号,传感应用模块92实时监控所述音频输入触点MIC的电平,根据电平高低分辨出“0”或“1”,再根据01组合实现位和字的同步,从而实现由外设到计算机方向的数据通信;2)所述音频信号为频率变化信号,所述传感单元56对所述移动终端9发出不同速率的上传数据,经过滤波或调制后形成不同频率的音频信号。
[0040] 第5步:所述移动终端9中的传感应用模块92识别所述用户界面91的操作和/或来自所述音频输入触点音频信号,确定是否需要向所述外设装置发出工作指令。
[0041] 第6步:当需要发出工作指令时,所述移动终端9改变左、右声道输出周期波形的频率。例如在所述移动终端9中预存频率不同的音频数据,所述音频播放模块93根据需要调用所述音频数据,向左、右声道分别播放。
[0042] 第7步:与所述电源模块2相连接的数据解调单元3识别左、右声道的周期波形的频率变化,恢复工作指令。以图1~2所示方案为例,所述数据解调单元3处理后,生成控制逻辑给所述传感单元56。
[0043] 在图8所示的实施例中,第7步完成后返回至第4步。

附图说明

[0016] 图1是传感系统的实施例图
[0017] 图2是传感系统的另一实施例
[0018] 图3是传感系统外设部分的实施例
[0019] 图4是电源模块的实施例
[0020] 图5是数据解调单元的实施例
[0021] 图6是数据调制单元的实施例
[0022] 图7传感系统移动终端的实施例
[0023] 图8是传感控制方法流程图
版权所有:盲专网 ©2023 zlpt.xyz  蜀ICP备2023003576号