本發(fā)明裝置是用u盤在電腦上的讀寫特性直接對裝置的內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行配置，從而形成一個(gè)像操作u盤那樣設(shè)置使用簡單但功能多樣化的自動(dòng)化控制裝置，給控制、測量、數(shù)據(jù)記錄、通訊等系統(tǒng)中內(nèi)部參數(shù)設(shè)定和修改方面提供了一種非常便利的手段。

背景技術(shù)：

目前人們對u盤的認(rèn)識就是一個(gè)可以存儲數(shù)據(jù)（比如文件、照片等）的裝置，并且使用簡單，人人都會用，但對于控制系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、記錄儀系統(tǒng)的認(rèn)識就是一個(gè)復(fù)雜而且需要專業(yè)人士才能操縱的裝置，如果將兩者結(jié)合在一起后像u盤那樣操作簡單而且還能完成復(fù)雜的控制、測量、記錄甚至通訊等功能并且這些實(shí)現(xiàn)的功能變化還能利用簡單的u盤的文件操作實(shí)現(xiàn)，就是我們這次設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明裝置就是將u盤功能和控制、測量、記錄等功能結(jié)合在一起的一個(gè)小型裝置，其外形大小像一個(gè)普通的u盤，見說明書附圖中的圖1、圖2，但功能卻是集成了u盤、控制、測量、記錄等多種功能，具體設(shè)計(jì)是將控制系統(tǒng)中的存儲器（不僅僅指cpu內(nèi)部存儲，也包括外置擴(kuò)展存儲器）的一部分配置為u盤存儲器，并在系統(tǒng)中預(yù)留文件存儲空間和文件系統(tǒng)空間，同時(shí)內(nèi)部預(yù)置usb協(xié)議和文件操作協(xié)議使得可以在電腦上使用操作系統(tǒng)操作該部分存儲，就相當(dāng)于是一個(gè)u盤，而該部分存儲在控制系統(tǒng)的程序中也可以進(jìn)行訪問，即與u盤部分共用該部分存儲，控制程序解析這個(gè)u盤的文件系統(tǒng)和其中文件，并從中獲得相關(guān)功能參數(shù)，進(jìn)行相應(yīng)驅(qū)動(dòng)輸出或輸入。

簡單地說，該裝置u盤在電腦操作系統(tǒng)格式化（如附圖7）后通過復(fù)制一個(gè)用于配置參數(shù)文件到u盤，然后在u盤內(nèi)部解析該文件系統(tǒng)和其中的文件內(nèi)容，獲得相關(guān)的用于控制、測量或者記錄的相關(guān)參數(shù)，最終按照這些參數(shù)進(jìn)行相關(guān)的控制、測量、記錄等操作。

輸出形式示意圖見圖3、圖4。

usb母座的接口見圖5

裝置內(nèi)部框圖見附圖中的圖6

配置文件格式如圖8

記錄儀格式如圖9。

附圖說明

圖1、2是說明整體結(jié)構(gòu)可以是但不局限于l型或者i型，只要保證接口方面符合usb協(xié)議即可，公頭的形式可以是usb-a型、b型、mini頭、micro頭、c-type頭中的任何一種。

其中的數(shù)碼顯示并不是必須的，按照裝置功能要求可有可無，同時(shí)可以程序關(guān)閉或者打開顯示。

另一個(gè)接口是usb母座，是裝置面向應(yīng)用的輸入輸出接口，接口定義根據(jù)功能要求不同具有不同的定義，可以直接接入傳感器、運(yùn)動(dòng)部件、控制模塊、變送器等，直接接入的傳感器比如溫度傳感器或者直接接入運(yùn)動(dòng)部件比如風(fēng)扇等。

圖3

是示意一個(gè)單純接入傳感器或者一個(gè)運(yùn)動(dòng)裝置的接口形式，其中“與母座連接的公頭接口”是指直接插入本裝置的母座，“傳感器線”是指連接傳感器探頭的電纜線，或者連接運(yùn)動(dòng)裝置比如dc5v的小功率電風(fēng)扇的電源線。

圖4

是示意一種連接控制功能模塊或者變送器的模塊形式，“與母座連接的公頭接口”是指直接插入本裝置的母座，“模塊接口”是根據(jù)不同的模塊決定的輸入輸出的接口，其定義與模塊有關(guān)?！肮δ苣K”是專門設(shè)計(jì)的不同功能的模塊。

圖5

母座的接口定義：

其中1”dc5v+/可控輸出0”是指該口可以當(dāng)作電源使用，比如外接有源傳感器時(shí)用到的電源，也可以當(dāng)作可控輸出的接口，比如用來驅(qū)動(dòng)直流小風(fēng)扇/led燈時(shí)的調(diào)速調(diào)光輸出。

2”輸入輸出1/uart-tx”是指該口可根據(jù)不同功能定義為輸入，也可以定義為輸出，還可以定義為通訊方式下的發(fā)送端。

3”輸入輸出2/uart-rx”是指該口可根據(jù)不同功能定義為輸入，也可以定義為輸出，還可以定義為通訊方式下的接收端。

4是電源地。

附圖6

是說明該裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能模塊組成，其中標(biāo)準(zhǔn)usb接口是指usb公頭是連接電腦或者充電寶等dc5v電源的接口。

裝置usb母座接口是指裝置的母座接口，是輸入輸出的通道，是用來連接各種功能外設(shè)的。

usb內(nèi)部協(xié)議：是指裝置內(nèi)相關(guān)usb接口的物理層、連接層、傳輸層以及應(yīng)用層的相關(guān)協(xié)議，裝置按照標(biāo)準(zhǔn)usb2.0全速接口方式進(jìn)行了配置，并預(yù)置了相關(guān)的軟件接口協(xié)議。

mcu是指控制整個(gè)裝置的u盤文件處理和控制、測量、記錄等程序的處理裝置。

存儲器物理上可以是單獨(dú)的cpu內(nèi)部存儲，也可以是外部擴(kuò)展存儲，按照功能劃分為了4部分：

其中文件存儲是用來預(yù)留給配置文件復(fù)制到u盤使用。

文件系統(tǒng)是用來存儲文件系統(tǒng)并預(yù)留記錄儀記錄的存儲空間。

文件系統(tǒng)解析是內(nèi)部程序使用，解析配置文件。

內(nèi)部程序是存儲控制功能程序并處理文件系統(tǒng)的相關(guān)流程。

日歷：是指裝置配備日歷時(shí)鐘，可以記錄日期和時(shí)間，主要用于記錄儀。

數(shù)碼管、驅(qū)動(dòng)是硬件部分，根據(jù)不同功能顯示不同的數(shù)據(jù)，如溫度計(jì)時(shí)顯示溫度等。

ad\pwm\uart\dio和接口驅(qū)動(dòng)是指內(nèi)部硬件配置的模塊，分別對應(yīng)模擬量輸入輸出、高頻脈沖輸入輸出模塊、通訊模塊以及成規(guī)的數(shù)字輸入輸出模塊。

圖7

是一個(gè)windows操作系統(tǒng)的界面，很常規(guī)，但是需要注意的是該格式化界面內(nèi)，本裝置需要要求設(shè)置為”fat”格式和“快速格式化”格式，才能完成正常的格式化，這跟操作系統(tǒng)和本裝置的usb容量有關(guān)。

圖8

這是個(gè)配置文件示意，是用來改變本裝置的功能和參數(shù)的，順序無所謂，只需要改變*號的行位置，本裝置的功能就會自動(dòng)按照該行顯示的功能運(yùn)行，該行內(nèi)的數(shù)字參數(shù)也可以修改，用來對該功能進(jìn)行優(yōu)化或者按照個(gè)人的喜好進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

圖9

這是一個(gè)記錄儀的示意圖，是windows操作系統(tǒng)中excel軟件能夠識別的.csv格式文件，記錄了裝置的當(dāng)時(shí)日期時(shí)間、ad1、ad2等參數(shù)的歷史記錄值。

只要在配置中啟動(dòng)了記錄儀功能，裝置會自動(dòng)開始按照設(shè)置的間隔進(jìn)行記錄，記滿后可以按照設(shè)置循環(huán)覆蓋記錄還是停止記錄。

具體實(shí)施方式

本裝置具體采用單片機(jī)作為控制芯片，利用其內(nèi)部存儲器或者外部擴(kuò)展的存儲器設(shè)計(jì)成u盤，外加時(shí)鐘、外圍驅(qū)動(dòng)芯片等組成整個(gè)系統(tǒng)裝置。

首次將該裝置插入電腦的usb接口上時(shí)，跟普通u盤一樣會被操作系統(tǒng)找到，當(dāng)鼠標(biāo)點(diǎn)擊該u盤盤符時(shí)，操作系統(tǒng)會提示該u盤未格式化，需要格式化，這時(shí)點(diǎn)擊是，當(dāng)出現(xiàn)格式化界面后，選擇“fat”文件系統(tǒng)和“快速格式化”進(jìn)行格式化即可。

將預(yù)先準(zhǔn)備好的配置文件復(fù)制到該u盤中，就完成了一般地配置。

也可以自主進(jìn)行格式化，再次復(fù)制保留先來的配置文件即可。

上述過程是該裝置生產(chǎn)過程中需要操作的步驟，當(dāng)使用人員拿到該u盤時(shí)，已經(jīng)跟普通u盤一樣了，并且在電腦上打開就能看到盤里具有一個(gè)配置文件或者記錄文件。

配置文件名和格式為：config.txt（當(dāng)然可以預(yù)先約定為別的文件名字，實(shí)現(xiàn)的方式是一樣的）。

雙擊并打開該配置文件，選擇自己想要的功能，然后將*號移動(dòng)到該行行首上即可更換為該行上的功能。

因此，該裝置預(yù)置了很多功能項(xiàng)（并在不斷的增加新功能），使用者僅僅在電腦上打開這個(gè)配置文件選擇行號即可實(shí)現(xiàn)自己想要的該行功能。

配置文件格式約定為下列格式如圖8（當(dāng)然也可以其他格式，實(shí)現(xiàn)的方式是一樣的）。

目前預(yù)置的功能主要有：

1.調(diào)光調(diào)速(%)

*2.溫度計(jì)

3.sos求救信號(s)

4.人體感應(yīng)燈

5.盲人行路提示器

6.計(jì)數(shù)器

7.頻率計(jì)

8.電量測量儀

9.加熱溫控器

10.制冷溫控器

12.預(yù)定開機(jī)(s)

13.睡眠關(guān)機(jī)(s)

14.間歇運(yùn)行(s)

15.間歇運(yùn)行并延時(shí)關(guān)機(jī)(s)

16.閃光燈(0.1s)

17.模擬量da輸出控制伺服電機(jī)等

18.脈沖發(fā)生器

19.自動(dòng)調(diào)速周期(s):

20.自由定制

21.時(shí)鐘校準(zhǔn)

22.記錄儀配置

其他功能可以在后期不斷的擴(kuò)展增加。

具體實(shí)施方式

該裝置的優(yōu)點(diǎn)是：小巧便于攜帶，供電簡單并且安全，克服了u盤功能的單一化，讓u盤具有了控制功能、測量功能、記錄儀功能等，并且只要稍微懂一點(diǎn)電腦操作就會很快掌握，功能可根據(jù)內(nèi)部預(yù)置文件自由選擇，真正做到了一機(jī)多用。特別是現(xiàn)在移動(dòng)電源的普及，為這種裝置的普及提供了基本的條件，為人們在許多領(lǐng)域?yàn)閷?shí)現(xiàn)簡單的控制、測量或者記錄等需求提供了一個(gè)方便快捷的解決方案。