本實(shí)用新型涉及傳感器智能集成技術(shù)領(lǐng)域,具體是一種傳感器平臺裝置。
背景技術(shù):
智能設(shè)備在生活中已經(jīng)逐漸普及,尤其是智能移動終端,如智能手機(jī)、智能電話、智能監(jiān)控器、智能風(fēng)扇等,借助第四代移動數(shù)據(jù)通信技術(shù),已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)視頻通話,會議等。
隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展,智能設(shè)備為日常生活的服務(wù)日漸提升。
但目前的智能移動設(shè)備的應(yīng)用有一些典型的不足,如智能設(shè)備和半智能設(shè)備之間不能有效互聯(lián),智能設(shè)備分類過多,很難統(tǒng)一集成。比如,智能手機(jī)集成了溫度傳感器,但由于溫度傳感器一般內(nèi)置,僅用于檢測內(nèi)部系統(tǒng)關(guān)鍵芯片的溫度,當(dāng)溫度超標(biāo)后,內(nèi)部一些控制邏輯啟動,實(shí)現(xiàn)熱保護(hù)。如實(shí)現(xiàn)外部溫度的測量,溫度傳感器的探頭必須部分外露,從而影響結(jié)構(gòu)設(shè)計和通信性能。又例如,當(dāng)需要監(jiān)測一些氣體或人體健康狀態(tài)時,需要一些外置模塊與智能手機(jī)進(jìn)行連接,但是日常生活中所需檢測的內(nèi)容較多,如一氧化碳、人體脈搏跳動、濕度、輻射、振動等,這些模塊通常都是獨(dú)立模塊,如將這些模塊全部購置,一方面智能手機(jī)無法同時連接這些設(shè)備,另一方面經(jīng)常切換這些設(shè)備的連接,也給操作人員帶來麻煩。
又一重要方面是,這些檢測模塊通常都具備獨(dú)立的處理器、通信單元不便于攜帶,這給智能手機(jī)的智能化,移動化增加了不便。
考慮到長期以來日常生活中的健康檢測設(shè)備,這些設(shè)備的顯示和控制均是獨(dú)立的,不僅成本高,而且空間占據(jù)大,不利于普及。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種傳感器平臺裝置。
本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種傳感器平臺裝置,該裝置包括固定結(jié)構(gòu)、多個傳感器、多路復(fù)合器、微處理器、通信模塊、存儲模塊和供電模塊;所述多個傳感器、多路復(fù)合器、微處理器、通信模塊、存儲模塊和供電模塊分布在固定結(jié)構(gòu)上,固定結(jié)構(gòu)中心鏤空,用于嵌入智能主機(jī),供電模塊為多個傳感器、多路復(fù)合器、微處理器、通信模塊和存儲模塊供電,傳感器的輸出端與多路復(fù)合器模塊輸入端相連,多路復(fù)合器模塊輸入輸出端與微控制器模塊輸入輸出端相連;微控制器模塊輸入輸出端與存儲器模塊、通信模塊的輸入輸出端相連。
所述的固定結(jié)構(gòu)為卡座或護(hù)套或支架。
所述的傳感器為紅外傳感器、氣體傳感器、電磁線圈傳感器、激光傳感器、超聲波傳感器、微波傳感器、光纖傳感器、壓電傳感器、灰塵顆粒傳感器、濕度傳感器或振動傳感器。
所述的通信模塊為無線通信模塊或USB接口通信模塊。
所述的傳感器平臺裝置還包括投影儀、照明燈和揚(yáng)聲器。
所述的供電模塊包括充電單元、電池和太陽能發(fā)電板或發(fā)電薄膜。
所述的固定結(jié)構(gòu)還包括安裝孔。
所述的智能主機(jī)為包括智能電話、視頻通話設(shè)備、移動電話、電腦、智能電視、智能燈、智能風(fēng)扇、掌上電腦在內(nèi)的移動智能終端。
所述的無線通信模塊包括藍(lán)牙模塊、WIFI模塊、ZIGBEE模塊、近場通信NFC(Near Field Communication)模塊、紅外(IrDA)模塊、無載波通信UWB(Ultra wide band)模塊、低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)(LPWAN)模塊、Z-Wave模塊和EnOcean模塊。
本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型適用于智能設(shè)備制造廠的全新智能架構(gòu)的設(shè)計解決方案,也適用于現(xiàn)有智能設(shè)備的配套功能拓展。尤其是適用于于智能設(shè)備與半智能設(shè)備之間信息交互,不通過場景的傳感信號獲取和處理。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型一種傳感器平臺裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1—用于智能手機(jī)的紅外測溫和超聲波檢測平臺裝置示意圖;
圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2—用于平板電腦的支架結(jié)構(gòu)平臺裝置示意圖;
圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例3—用于特定配套設(shè)備的平臺裝置示意圖;
圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例4—對工廠的4個部位進(jìn)行短時間的監(jiān)測,獲得一氧化碳含量的變化趨勢的平臺裝置示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案,但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于以下所述。
一種傳感器平臺裝置,該裝置包括固定結(jié)構(gòu)、多個傳感器、多路復(fù)合器、微處理器、通信模塊、存儲模塊和供電模塊;所述多個傳感器、多路復(fù)合器、微處理器、通信模塊、存儲模塊和供電模塊分布在固定結(jié)構(gòu)上,固定結(jié)構(gòu)中心鏤空,用于嵌入智能主機(jī),供電模塊為多個傳感器、多路復(fù)合器、微處理器、通信模塊和存儲模塊供電,傳感器的輸出端與多路復(fù)合器模塊輸入端相連,多路復(fù)合器模塊輸入輸出端與微控制器模塊輸入輸出端相連;微控制器模塊輸入輸出端與存儲器模塊、通信模塊的輸入輸出端相連。
所述的固定結(jié)構(gòu)為卡座或護(hù)套或支架。
所述的傳感器為紅外傳感器、氣體傳感器、電磁線圈傳感器、激光傳感器、超聲波傳感器、微波傳感器、光纖傳感器、壓電傳感器、濕度傳感器或振動傳感器。
所述的通信模塊為無線通信模塊或USB接口通信模塊。
所述的傳感器平臺裝置還包括投影儀、照明燈和揚(yáng)聲器。
所述的供電模塊包括充電單元、電池和太陽能充電薄膜。
所述的固定結(jié)構(gòu)還包括安裝孔。
所述的智能主機(jī)為包括智能電話、視頻通話設(shè)備、移動電話、電腦、掌上電腦在內(nèi)的移動智能終端。
所述的無線通信模塊包括藍(lán)牙模塊、WIFI模塊、ZIGBEE模塊、近場通信NFC(Near Field Communication)模塊、紅外(IrDA)模塊、無載波通信UWB(Ultra wide band)模塊、低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)(LPWAN)模塊、Z-Wave模塊和EnOcean模塊。
如圖1所示,一種傳感器平臺裝置的結(jié)構(gòu)示意圖,本實(shí)用新型在傳感器集成的基礎(chǔ)上,考慮到了傳感單元與智能手機(jī)的便攜性,一方面?zhèn)鞲衅髂K采用多路傳感器、多路復(fù)分單元及微處理器實(shí)現(xiàn)集成應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)多路傳感器采集的數(shù)據(jù)與智能設(shè)備(如智能手機(jī))的交互;另一方面,傳感器模塊與微處理器之間通過護(hù)套卡座的形式與智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的組合式應(yīng)用,即智能設(shè)備可以放入傳感器模塊的卡座內(nèi),實(shí)現(xiàn)各種測量功能,又不影響通話和視頻通信等日常智能系統(tǒng)的操作。
由于傳感器模塊具備無線或有線通信功能,對于全新開發(fā)的智能設(shè)備,在設(shè)計上可保留一些數(shù)據(jù)接口,使其能夠與傳感器模塊進(jìn)行連接;針對已投入使用的智能設(shè)備,如手機(jī)或平板電腦,采用考慮USB或無線通信的方式進(jìn)行信息交互;當(dāng)被檢測的對象不方便放置智能設(shè)備時,可將傳感器模塊安裝、懸掛或粘帖到相應(yīng)位置,然后通過智能設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)交互。
根據(jù)需求,本實(shí)用新型適用于智能設(shè)備設(shè)計、制造廠(公司)的全新智能架構(gòu)的設(shè)計解決方案,也適用于現(xiàn)有智能設(shè)備的配套功能拓展。
例舉如下實(shí)施例,但是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于如下所述。
實(shí)施例1:
將本實(shí)用新型應(yīng)用于智能手機(jī)的紅外測溫和超聲波檢測,傳感器模塊由于具備護(hù)套的結(jié)構(gòu),有一定平面空間,可布置太陽能充電薄膜太陽能平板,給系統(tǒng)供電,由此可實(shí)現(xiàn)特殊環(huán)境的應(yīng)用。
如圖2所示,傳感器模塊的外圍結(jié)構(gòu)為一矩形,用于智能手機(jī)的紅外測溫和超聲波檢測,模塊集成了兩路傳感器,超聲波傳感器和紅外傳感器。超聲波可用于測量微弱振動信號,或用于故障測距。紅外傳感器可實(shí)現(xiàn)非接觸式溫度測量,尤其是用于室內(nèi)電線溫度測量,可將該護(hù)套靠近電線,然后操作智能手機(jī),獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)并予以顯示。太陽能充電薄膜用于給模塊充電,微處理器分別控制多路復(fù)用開關(guān)依次獲得兩路傳感器的信號,然后通過WIFI模塊與智能手機(jī)進(jìn)行交互。智能手機(jī)通過APP軟件將傳感器模塊獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示,統(tǒng)計和圖譜趨勢繪制。本實(shí)施例的傳感器還可以是電磁線圈傳感器或輻射傳感器,當(dāng)傳感器位置接近帶電物體時,通過智能手機(jī)端獲取的信號進(jìn)行數(shù)據(jù)和聲音、閃爍等報警。
實(shí)施例2:
如圖3所示,本實(shí)用新型固定模塊為一支架護(hù)套模式,可用于平板電腦或手機(jī),
將傳感器、微處理器、多路復(fù)用開關(guān)、通信模塊等所有電氣模塊集成到一個區(qū)域,這樣做的優(yōu)點(diǎn)是,電氣單元可實(shí)現(xiàn)高度集成,抗干擾能力強(qiáng),電能損耗小,在整個含支架護(hù)套一體的傳感器模塊受到撞擊時,可靠性提高,減少撞擊引入的破壞程度。護(hù)套背后具備活頁支架,該支架可進(jìn)行伸展,不使用時,可完全放置到一個平面或凹槽內(nèi),從而使得本傳感器模塊具備高度移動性,便攜性。護(hù)套可以采用PVC,PC或ABS材料制造,具備耐受高溫的特點(diǎn),智能手機(jī)需要觀看視頻時,則可將手機(jī)放置到護(hù)套內(nèi),然后采用活頁支架傾斜支撐。
實(shí)施例3:
如圖4所示,設(shè)傳感器模塊和智能手機(jī)具備高度定制特性,虛線框內(nèi)為智能終端,設(shè)置傳感器陣列,然后將傳感器護(hù)套上的數(shù)據(jù)接口和智能設(shè)備端的接口相連。傳感器陣列的數(shù)據(jù)通過采集處理后,可將信號通過數(shù)據(jù)接口導(dǎo)入智能終端。由于該數(shù)據(jù)接口為專用接口,因此含傳感器的護(hù)套與之配套設(shè)計和使用。由于大多數(shù)微處理器都內(nèi)置了多路模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊,因此不需要額外附加模數(shù)轉(zhuǎn)換器,不僅投資成本減少,而且功耗得到顯著降低。本實(shí)施例中的數(shù)據(jù)接口,也可以是無線接口,或?qū)S玫乃{(lán)家等通信接口。
實(shí)施例4:
假如有應(yīng)急情況發(fā)生,需要對工廠的4個部位進(jìn)行短時間的監(jiān)測,獲得一氧化碳含量的變化趨勢。若智能終端為智能手機(jī),各監(jiān)測點(diǎn)的最大距離為30米,在Wifi有效覆蓋范圍,將智能傳感器護(hù)套(不含智能手機(jī))分別安裝固定到4個位置,然后啟動電源,智能傳感器護(hù)套開始持續(xù)工作,智能手機(jī)放置到可檢測每個護(hù)套傳感器模塊的位置,并通過Wifi單元獲取每個智能傳感器護(hù)套的地址,然后讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù),在智能手機(jī)應(yīng)用軟件上展示對應(yīng)每個時刻的一氧化碳數(shù)據(jù),4路監(jiān)測單元某一天的檢測數(shù)據(jù)顯示效果如圖5所示,根據(jù)圖形,結(jié)合時間和濃度的數(shù)據(jù),開展相應(yīng)時間段的處理措施。待監(jiān)測數(shù)據(jù)完成后,取下護(hù)套,繼續(xù)和智能手機(jī)作為移動配套設(shè)備使用。在本模式下,還可通過智能手機(jī),或其他智能終端將獲取的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享,使得遠(yuǎn)程的電腦,手機(jī)均可獲得監(jiān)測數(shù)據(jù)。
實(shí)施例5:
設(shè)移動終端發(fā)送控制指令,使得本實(shí)用新型所述的微處理控制相應(yīng)的激光傳感器或紅外傳感器啟動,觸發(fā)激光傳感器或紅外傳感器工作并發(fā)射相應(yīng)的高頻脈沖。一般情況下激光傳感器可用于距離測量,即通過檢測自己發(fā)射的脈沖反射信號來計算距離。這里不對已知常規(guī)的距離測量做過多描述。本實(shí)施例僅利用激光傳感器或紅外傳感器工作時發(fā)射的脈沖高頻信號,對相應(yīng)位置(發(fā)射對應(yīng)方向的位置或區(qū)域)的微生物細(xì)菌進(jìn)行殺菌。當(dāng)發(fā)射脈沖頻率和微生物細(xì)菌的固有諧振頻率(比如很多微生物都具備殼狀體,其固有諧振頻率較高)相同時,微生物殼狀體產(chǎn)生諧振,從而殺死細(xì)菌。該應(yīng)用可以通過布置多個不同發(fā)射頻率的激光傳感器,也可通過控制激光發(fā)射器的工作間歇時間的方式,控制發(fā)射能量或頻率,來達(dá)到捕捉微生物細(xì)菌諧振頻率,殺死微生物細(xì)菌的作用。該應(yīng)用模式可用于家庭,也可用于工作,醫(yī)療,實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。在更簡潔的模式下,如有針對性的對某種細(xì)菌進(jìn)行滅菌處理,可采用特定頻率的激光或紅外傳感器,然后直接在本實(shí)用新型所述的護(hù)套上設(shè)置啟動開關(guān),當(dāng)啟動時,激光傳感器自動工作,直到開關(guān)關(guān)閉,在該模式下無需通過智能設(shè)備的軟件進(jìn)行控制。
本實(shí)施例僅對激光傳感器或紅外傳感器用于殺菌進(jìn)行描述,其傳統(tǒng)的應(yīng)用于測距,控制的功能,只要建立在本實(shí)用新型所述的護(hù)套支架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,均在本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。另外,在本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,采取超聲波傳感器進(jìn)行治療,采用藍(lán)光LED燈進(jìn)行驅(qū)蚊等應(yīng)用,也在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。