一種智能終端的傳感器擴展平臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子設(shè)備設(shè)計制造領(lǐng)域，尤其涉及一種智能終端的傳感器擴展平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]由于智能終端的音頻接口最大輸出功率存在差異性，而且絕大部分收集輸出信號非常微弱，要收集、管理這部分能量并用于驅(qū)動外部電路，必須將其升壓到足夠高的電壓，同時還需要將升壓后的交流信號整流為可用的直流信號，因此智能終端傳感器的擴展離不開硬件平臺的支持。目前，關(guān)于微弱信號的能力收集電路有標準能量收集電路、倍壓能量收集電路、電荷同步獲取電路等。Hi jack平臺雖然為智能終端音頻口數(shù)據(jù)通信方面提供了藍本，但在綜合考慮能量收集效率、硬件實現(xiàn)復雜度、負載能力幾個方面，還能進一步提出更好的優(yōu)化方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的以上不足，本發(fā)明提供了一種智能終端的傳感器擴展平臺。
[0004]為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:
[0005]—種智能終端的傳感器擴展平臺，包括智能終端、單片機、電源模塊以及傳感器擴展接口，所述電源模塊包括音頻接口取電電路、電源管理單元以及電池；
[0006]智能終端的音頻接口與單片機連接，智能終端的音頻接口依次通過音頻接口取電電路和電源管理單元與單片機連接，電池經(jīng)過電源管理單元與單片機連接，傳感器擴展接口與單片機連接。
[0007 ]所述音頻接口取電電路包括標準能量收集電路和倍壓整流電路。
[0008]所述傳感器擴展接口與單片機的標準協(xié)議接口和通用接口連接。
[0009]所述音頻接口取電電路經(jīng)過微型變壓器與連接電源管理單元，并且在微型變壓器的輸入端并聯(lián)有電容器。
[0010]所述電源管理單元與單片機之間連接有模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具備的有益效果:
[0012]1、本發(fā)明為能量收集效率較高，硬件實現(xiàn)簡單，負載能力較強，通用性更好。
[0013]2、本發(fā)明通過智能終端的音頻接口通信技術(shù)豐富了智能終端的傳感器資源，針對電源模塊的最大功率頻點在音頻范圍外的情況，將負載獲得的最大輸出功率時對信號源頻率的需求降低到音頻頻譜范圍內(nèi)，通過自適應(yīng)最大功率匹配算法，完成最大輸出功率的匹配。
【附圖說明】
[0014]圖1為所述智能終端的傳感器擴展平臺的硬件構(gòu)架，其中，單線箭頭表示能量流向，雙線箭頭表示數(shù)據(jù)流向。
[0015]圖2為音頻接口取電電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0016]實施例1
[0017]—種智能終端的傳感器擴展平臺，包括智能終端、單片機、電源模塊以及傳感器擴展接口，所述電源模塊包括音頻接口取電電路、電源管理單元以及電池；
[0018]智能終端的音頻接口與單片機連接，智能終端的音頻接口依次通過音頻接口取電電路和電源管理單元與單片機連接，電池經(jīng)過電源管理單元與單片機連接，傳感器擴展接口與單片機連接。
[0019]所述音頻接口取電電路包括標準能量收集電路和倍壓整流電路。
[0020]所述傳感器擴展接口與單片機的標準協(xié)議接口和通用接口連接。
[0021]所述音頻接口取電電路經(jīng)過微型變壓器與連接電源管理單元，并且在微型變壓器的輸入端并聯(lián)有電容器。針對標準能量收集電路最大輸出功率頻點不在音頻范圍內(nèi)的問題，利用LC諧振原理來實現(xiàn)音頻頻域內(nèi)最大功率的輸出。
[0022]所述電源管理單元與單片機之間連接有模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0023]上述智能終端的傳感器擴展平臺需要實現(xiàn)的功能包括:從智能終端的音頻接口獲取電能來為單片機供電以及為電池充電、電源路徑管理、智能終端的音頻接口與單片機之間的數(shù)據(jù)通信以及單片機與外部傳感器的數(shù)據(jù)通信。
[0024]本實施例的單片機采用TI公司MSP430F1612系列單片機，這是一款超低功耗的微控制器。
[0025]如圖2所示，所述音頻接口取電電路包括標準能量收集電路和倍壓整流電路，前級通過跳冒自由選擇能量收集電路，后級通過二極管的連接保證各能量收集模塊獨立性。音頻接口取電電路用于從智能終端的音頻接口獲取電能，針對現(xiàn)今的CTIA和OMTP雙標準，在輸出端放置一個偏置電壓，檢測音插頭第三和第四個觸電上的電壓值是麥克風還是地，并采用飛兆半導體公司推出的FSA8049 MIC/GND交叉點開關(guān)來進行低功耗情況下的數(shù)據(jù)采集工作。
[0026]電源模塊具有兩種供電模式，并采用電源管理單元對兩種供電模式的切換以及電池的充電。在低功耗模式時，從智能終端的音頻接口獲取能量;在傳輸量大時，通過電源管理單元自動切換為由電池供電，同時，電池也作為高性能數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹麟娫?，最大供電電壓?V?3.3V。
[0027]傳感器擴展接口與單片機的標準協(xié)議接口和通用接口連接，具有標準協(xié)議接口的傳感器通過標準接口將數(shù)據(jù)傳輸給單片機，不具備標準傳輸接口的傳感器通過通用接口將數(shù)據(jù)傳輸給單片機。
[0028]使用時，選擇需要的外部傳感器并安裝在傳感器擴展接口上，由外部傳感器采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)過單片機和音頻接口傳輸至智能終端。
[0029]由于電源模塊的最大功率頻點在音頻范圍外，而當負載一定時，隨著信號頻率的升高，負載上的輸出功率也隨之升高，在相同工作頻率下，負載越小，獲得的功率越大。因此，所述音頻接口取電電路經(jīng)過微型變壓器與連接電源管理單元，并且在微型變壓器的輸入端并聯(lián)有一個2.2yF的電容器，將負載獲得的最大輸出功率時對信號源頻率的需求降低到音頻頻譜范圍內(nèi)。
[0030]對于一個設(shè)計完成的電源模塊來說，電路元器件的參數(shù)是固定不變的，而不同的智能終端音頻左右聲道對地的阻抗是變化的。為了實現(xiàn)阻抗匹配，控制信號輸出頻率，在電源管理單元與單片機之間連接有模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，智能終端會輸出一個默認的信號頻率，通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器采集當前電源模塊的輸出電壓來自動匹配阻抗，實現(xiàn)最大功率輸出。
【主權(quán)項】
1.一種智能終端的傳感器擴展平臺，其特征在于，包括智能終端、單片機、電源模塊以及傳感器擴展接口，所述電源模塊包括音頻接口取電電路、電源管理單元以及電池； 智能終端的音頻接口與單片機連接，智能終端的音頻接口依次通過音頻接口取電電路和電源管理單元與單片機連接，電池經(jīng)過電源管理單元與單片機連接，傳感器擴展接口與單片機連接。2.如權(quán)利要求1所述智能終端的傳感器擴展平臺，其特征在于，所述音頻接口取電電路包括標準能量收集電路和倍壓整流電路。3.如權(quán)利要求1所述智能終端的傳感器擴展平臺，其特征在于，所述傳感器擴展接口與單片機的標準協(xié)議接口和通用接口連接。4.如權(quán)利要求1所述智能終端的傳感器擴展平臺，其特征在于，所述音頻接口取電電路經(jīng)過微型變壓器與連接電源管理單元，并且在微型變壓器的輸入端并聯(lián)有電容器。5.如權(quán)利要求1所述智能終端的傳感器擴展平臺，其特征在于，所述電源管理單元與單片機之間連接有模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
【專利摘要】一種智能終端的傳感器擴展平臺，包括智能終端、單片機、電源模塊以及傳感器擴展接口，所述電源模塊包括音頻接口取電電路、電源管理單元以及電池；智能終端的音頻接口與單片機連接，智能終端的音頻接口依次通過音頻接口取電電路和電源管理單元與單片機連接，電池經(jīng)過電源管理單元與單片機連接，傳感器擴展接口與單片機連接。本發(fā)明為能量收集效率較高，硬件實現(xiàn)簡單，負載能力較強，通用性更好。本發(fā)明通過智能終端的音頻接口通信技術(shù)豐富了智能終端的傳感器資源，針對電源模塊的最大功率頻點在音頻范圍外的情況，將負載獲得的最大輸出功率時對信號源頻率的需求降低到音頻頻譜范圍內(nèi)，通過自適應(yīng)最大功率匹配算法，完成最大輸出功率的匹配。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號】CN105652744
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】張振榮, 羅濤洋, 胡思鳳
【申請人】廣西大學
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2015年12月31日