通讯接口套件装置及采用其的通讯方法、传感器套件装置

文档序号:1956068 发布日期:2021-12-10 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 通讯接口套件装置及采用其的通讯方法、传感器套件装置 (Communication interface kit device, communication method using same, and sensor kit device ) 是由 王明聪 周健 章磊 邱文渊 冯玮 于 2020-12-24 设计创作,主要内容包括:本发明公开了通讯接口套件装置及采用其的通讯方法、传感器套件装置,涉及通讯技术领域。该装置包括:微控制单元,多个传感器通讯接口,选通单元,传感器外接组件,电源模块;其中,传感器通讯接口与选通单元设置于微控制单元与传感器外接组件之间;传感器通讯接口与微控制单元连接,选通单元与传感器外接组件的接口连接;基于传感器外接组件的类型确定多个传感器通讯接口中的一个或多个适配通讯接口,通过选通单元,使一个或多个适配通讯接口与传感器外接组件的接口建立连通,进而使微控制单元基于连通,在电源模块供电的情况下,实现与传感器外接组件的数据交互。该装置能够满足各种不同的外接组件的连接需求,灵活适配各种通讯接口。(The invention discloses a communication interface external member device, a communication method adopting the same and a sensor external member device, and relates to the technical field of communication. The device includes: the system comprises a micro control unit, a plurality of sensor communication interfaces, a gating unit, a sensor external component and a power module; the sensor communication interface and the gating unit are arranged between the micro control unit and the sensor external component; the sensor communication interface is connected with the micro control unit, and the gating unit is connected with an interface of the sensor external component; one or more adaptive communication interfaces in the plurality of sensor communication interfaces are determined based on the type of the sensor external component, the one or more adaptive communication interfaces are communicated with the interface of the sensor external component through the gating unit, and then the micro control unit is communicated to realize data interaction with the sensor external component under the condition that the power supply module supplies power. The device can meet the connection requirements of various different external components and flexibly adapt to various communication interfaces.)

通讯接口套件装置及采用其的通讯方法、传感器套件装置

技术领域

本发明涉及通讯技术领域,尤其涉及通讯接口套件装置及采用其的通讯方法、传感器套件装置。

背景技术

在进行传感器套件产品研发过程中,需要根据需求定义好各组件功能与通讯接口,再进行电路设计,每当有产品功能迭代或者增加新的外接传感器时,研发人员需要重新进行电路设计,以满足新的外接组件的连接需求。

在实现本发明过程中,现有技术中至少存在如下问题:

在传感器套件的系列产品研发过程中,每当有新的外接组件进行连接通讯时,都需要重新进行电路设计,产品研发速率较慢,传感器套件的电路设计无法满足通用性,浪费人力物力。

发明内容

有鉴于此,本发明实施例提供通讯接口套件装置及采用其的通讯方法、传感器套件装置,能够满足各种不同的外接组件的连接需求,灵活适配各种通讯接口。

为实现上述目的,根据本发明实施例的一个方面,提供了一种通讯接口套件装置,包括:

微控制单元,多个传感器通讯接口,选通单元,传感器外接组件,电源模块;其中,

所述传感器通讯接口与所述选通单元设置于微控制单元与传感器外接组件之间;所述传感器通讯接口与所述微控制单元连接,所述选通单元与所述传感器外接组件的接口连接;

基于传感器外接组件的类型确定所述多个传感器通讯接口中的一个或多个适配通讯接口,通过所述选通单元,使所述一个或多个适配通讯接口与所述传感器外接组件的接口建立连通,进而使所述微控制单元基于所述连通,在所述电源模块供电的情况下,实现与所述传感器外接组件的数据交互。

可选地,所述选通单元包括:多个选通件;所述选通件包括:排针、跳帽;

其中,所述排针的一端与传感器通讯接口连接,另一端与所述传感器外接组件的接口连接;

所述跳帽用于在与排针接触时,使所述适配通讯接口与所述传感器外接组件的接口建立连通。

可选地,所述选通单元包括:通道选通单元、拨码开关;

所述拨码开关用于在开关闭合时,通过所述通道选通单元进行控制,使所述适配通讯接口与所述传感器外接组件的接口建立连通。

可选地,所述基于传感器外接组件的类型确定所述多个传感器通讯接口中的适配通讯接口,包括:

基于传感器外接组件的类型标识确定所述多个传感器通讯接口中的一个或多个适配通讯接口标识;

以所述一个或多个适配通讯接口标识对应的传感器通讯接口作为所述适配通讯接口。

可选地,所述传感器通讯接口包括:GPIO接口、UART接口、SPI接口、I2C接口、ADC接口、RS485接口。

根据本发明实施例的再一个方面,提供了一种通讯方法,应用于本发明提供的通讯接口套件装置,包括:

获取传感器外接组件的类型标识;

基于传感器外接组件的类型标识确定所述通讯接口套件装置中的适配通讯接口,进而通过所述选通单元建立所述适配通讯接口与所述传感器外接组件的接口之间的连通;

在所述电源模块供电的情况下,使所述微控制单元基于所述连通,与所述传感器外接组件进行数据通讯。

根据本发明实施例的另一个方面,提供了一种传感器套件装置,包括:

底板,上层板,底板与上层板接插件,以及本发明提供的通讯接口套件装置;

其中,底板与上层板通过所述底板与上层板接插件连接;

所述通讯接口套件装置中的微控制单元和电源模块设置于底板上;所述通讯接口套件装置中的多个传感器通讯接口、选通单元、传感器外接组件设置于上层板上;

所述底板还包括:射频模块;

其中,所述射频模块用于为微控制单元提供无线通讯功能。

上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果:因为采用设置了多个传感器通讯接口和选通单元,以根据传感器的类型通过选通单元控制适配通讯接口与传感器外接组件接口连通,进而使微控制单元能够在电源模块供电的情况下与传感器外接组件进行数据交互的技术手段,所以克服了现有技术中传感器套件的电路设计无法满足通用性,每当有新的外接组件进行连接通讯时都需要重新进行电路设计而导致的产品研发速率较慢、浪费人力物力的技术问题,进而能够满足各种不同的外接组件的连接需求,灵活适配各种通讯接口的技术效果。

上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合

具体实施方式

加以说明。

附图说明

附图用于更好地理解本发明,不构成对本发明的不当限定。其中:

图1是根据本发明第一实施例的一种通讯接口套件装置的组成部件示意图;

图2(a)是根据本发明第二实施例的一种通讯接口套件装置中选通单元的组成示意图;

图2(b)是根据本发明第三实施例的一种通讯接口套件装置中选通单元的组成示意图;

图3是根据本发明第四实施例的一种通讯方法的主要流程示意图;

图4(a)是根据本发明第五实施例的一种传感器套件装置中底板组成部件示意图;

图4(b)是根据本发明第五实施例的一种传感器套件装置中上层板组成部件示意图;

图5(a)是根据本发明第六实施例的一种用于漏水传感器套件装置的上层板组成部件示意图;

图5(b)是根据本发明第六实施例的一种用于漏水传感器套件装置的上层板电路结构示意图;

图6(a)是根据本发明第七实施例的一种用于液位传感器套件装置的上层板组成部件示意图;

图6(b)是根据本发明第七实施例的一种用于液位传感器套件装置的上层板电路结构示意图;

图7(a)是根据本发明第八实施例的一种用于水压传感器套件装置的上层板组成部件示意图;

图7(b)是根据本发明第八实施例的一种用于水压传感器套件装置的上层板电路结构示意图;

图8(a)是根据本发明第九实施例的一种用于温湿度传感器套件装置的上层板组成部件示意图;

图8(b)是根据本发明第九实施例的一种用于温湿度传感器套件装置的上层板电路结构示意图;

图9(a)是根据本发明第十实施例的一种用于光照传感器套件装置的上层板组成部件示意图;

图9(b)是根据本发明第十实施例的一种用于光照传感器套件装置的上层板电路结构示意图;

图10(a)是根据本发明第十一实施例的一种用于噪声传感器套件装置的上层板组成部件示意图;

图10(b)是根据本发明第十一实施例的一种用于噪声传感器套件装置的上层板电路结构示意图;

图11(a)是根据本发明第十二实施例的一种用于漏水、液位、光照三合一传感器套件装置的上层板组成部件示意图;

图11(b)是根据本发明第十二实施例的一种用于漏水、液位、光照三合一传感器套件装置的上层板电路结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明,其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解,应当将它们认为仅仅是示范性的。因此,本领域普通技术人员应当认识到,可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改,而不会背离本发明的范围和精神。同样,为了清楚和简明,以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

图1是根据本发明第一实施例的一种通讯接口套件装置的组成部件示意图,如图1所示,通讯接口套件装置包括:

微控制单元100,多个传感器通讯接口200,选通单元300,传感器外接组件400,电源模块500;其中,

所述传感器通讯接口200与所述选通单元300设置于微控制单元100与传感器外接组件400之间;所述传感器通讯接口200与所述微控制单元100连接,所述选通单元300与所述传感器外接组件400的接口连接;

基于传感器外接组件400的类型确定所述多个传感器通讯接口200中的一个或多个适配通讯接口,通过所述选通单元300,使所述一个或多个适配通讯接口与所述传感器外接组件400的接口建立连通,进而使所述微控制单元100基于所述连通,在所述电源模块500供电的情况下,实现与所述传感器外接组件400的数据交互。

本发明中的通讯接口套件装置,因为采用设置了多个传感器通讯接口和选通单元,以根据传感器的类型通过选通单元控制适配通讯接口与传感器外接组件接口连通,进而使微控制单元能够在电源模块供电的情况下与传感器外接组件进行数据交互的技术手段,所以克服了现有技术中传感器套件的电路设计无法满足通用性,每当有新的外接组件进行连接通讯时都需要重新进行电路设计而导致的产品研发速率较慢、浪费人力物力的技术问题,进而能够满足各种不同的外接组件的连接需求,灵活适配各种通讯接口的技术效果。

图2(a)是根据本发明第二实施例的一种通讯接口套件装置中选通单元的组成示意图,如图2(a)所示,选通单元300可以包括:

多个选通件310;其中,所述选通件310包括:排针311、跳帽312;

其中,所述排针311的一端与传感器通讯接口200连接,另一端与所述传感器外接组件400的接口连接。

所述跳帽312用于在与排针311接触时,使所述适配通讯接口与所述传感器外接组件400的接口建立连通。

图2(b)是根据本发明第三实施例的一种通讯接口套件装置中选通单元的组成示意图;如图2(b)所示,选通单元300还可以包括:

通道选通单元321、拨码开关322;

所述拨码开关322可以用于在相应开关闭合时,通过所述通道选通单元321进行控制,使所述适配通讯接口与所述传感器外接组件400的接口建立连通。

当通过拨码开关,开启对应的通道功能后,通道选通单元自动实现当前通道与外部通讯接口连通,方便产品快速开发迭代。

在一些实施例中,所述基于传感器外接组件400的类型确定所述多个传感器通讯接口200中的适配通讯接口,包括:

基于传感器外接组件400的类型标识确定所述多个传感器通讯接口200中的一个或多个适配通讯接口标识;

以所述一个或多个适配通讯接口标识对应的传感器通讯接口作为所述适配通讯接口。

在一些实施例中,所述传感器通讯接口200包括:GPIO接口、UART接口、SPI接口、I2C接口、ADC接口、RS485接口。

其中,GPIO接口(General Purpose Input Output)为通用输入/输出口;

UART接口(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)为通用异步收发传输器接口;

SPI接口(Serial Peripheral Interface)为串行外设接口;

I2C接口(Inter-Integrated Circuit)为两线式串行总线接口;

ADC接口(Analog to Digital Converter)为模拟数字转换器接口。

图3是根据本发明第四实施例的一种通讯方法的主要流程示意图,如图3所示,该通讯方法应用于本发明提供的通讯接口套件装置,包括:

步骤S301、获取传感器外接组件400的类型标识;

步骤S302、基于传感器外接组件400的类型标识确定所述通讯接口套件装置中的适配通讯接口,进而通过所述选通单元300建立所述适配通讯接口与所述传感器外接组件400的接口之间的连通;

步骤S303、在所述电源模块501供电的情况下,使所述微控制单元100基于所述连通,与所述传感器外接组件400进行数据通讯。

图4(a)是根据本发明第五实施例的一种传感器套件装置中底板组成部件示意图;

图4(b)是根据本发明第五实施例的一种传感器套件装置中上层板组成部件示意图;

如图4(a)、图4(b)所示,该传感器套件装置包括:

底板600,上层板700,底板与上层板接插件800,以及本发明提供的通讯接口套件装置;

其中,底板600与上层板700通过所述底板与上层板接插件800连接;

所述通讯接口套件装置中的微控制单元100和电源模块500设置于底板600上;所述通讯接口套件装置中的多个传感器通讯接口200、选通单元300、传感器外接组件400设置于上层板700上;

所述底板600还包括:射频模块601;

其中,所述射频模块601用于为微控制单元100提供无线通讯功能。

在传感器套件装置的底板电路中,主要设计传感器套件的电源模块,MCU(微控制单元)模块,射频模块;电源模块可以根据传感器供电需求,提供合适的电源给到电路上所有的模块;MCU模块除与射频模块通讯外,可以尽可能多地将MCU空闲的IO和通讯接口连接到底板与上层板的接插件上;射频模块可以提供无线通讯的功能;

在传感器套件装置的上层板电路中,主要由外接组件的所有通讯接口和电源组成,选通单元根据外接组件的通讯接口要求,选择合适的通讯接口进行连接,以满足灵活适配不同外接组件(传感器)的通讯需求。

图5(a)是根据本发明第六实施例的一种用于漏水传感器套件装置的上层板组成部件示意图;

图5(b)是根据本发明第六实施例的一种用于漏水传感器套件装置的上层板电路结构示意图;

如图5(a)、图5(b)所示,当设计漏水传感器时,需要通过通讯接口连接外置漏水传感器监测单元,需要使用GPIO进行通讯,可以使用跳帽将GPIO接口与外接通讯接口连通,这样就可以读取漏水传感器监测单元的状态信息,快速进行漏水传感器产品开发。

图6(a)是根据本发明第七实施例的一种用于液位传感器套件装置的上层板组成部件示意图;

图6(b)是根据本发明第七实施例的一种用于液位传感器套件装置的上层板电路结构示意图;

如图6(a)、图6(b)所示,当设计液位传感器时,需要通过通讯接口连接外置液位传感器监测单元,需要使用UART进行通讯,可以使用跳帽将UART接口与外接通讯接口连通,这样就可以读取液位传感器监测单元的状态信息,快速进行液位传感器产品开发。

图7(a)是根据本发明第八实施例的一种用于水压传感器套件装置的上层板组成部件示意图;

图7(b)是根据本发明第八实施例的一种用于水压传感器套件装置的上层板电路结构示意图;

如图7(a)、图7(b)所示,当设计水压传感器时,需要通过通讯接口连接外置水压传感器监测单元,需要使用SPI进行通讯,可以使用跳帽将SPI接口与外接通讯接口连通,这样就可以读取水压传感器监测单元的状态信息,快速进行水压传感器产品开发。

图8(a)是根据本发明第九实施例的一种用于温湿度传感器套件装置的上层板组成部件示意图;

图8(b)是根据本发明第九实施例的一种用于温湿度传感器套件装置的上层板电路结构示意图;

如图8(a)、图8(b)所示,当设计温湿度传感器时,需要通过通讯接口连接外置漏水传感器监测单元,需要使用I2C进行通讯,可以使用跳帽将I2C接口与外接通讯接口连通,这样就可以读取温湿度传感器监测单元的状态信息,快速进行温湿度传感器产品开发。

图9(a)是根据本发明第十实施例的一种用于光照传感器套件装置的上层板组成部件示意图;

图9(b)是根据本发明第十实施例的一种用于光照传感器套件装置的上层板电路结构示意图;

如图9(a)、图9(b)所示,当设计光照传感器时,需要通过通讯接口连接外置光照传感器监测单元,需要使用ADC进行通讯,可以使用跳帽将ADC接口与外接通讯接口连通,这样就可以读取光照传感器监测单元的状态信息,快速进行光照传感器产品开发。

图10(a)是根据本发明第十一实施例的一种用于噪声传感器套件装置的上层板组成部件示意图;

图10(b)是根据本发明第十一实施例的一种用于噪声传感器套件装置的上层板电路结构示意图;

如图10(a)、图10(b)所示,当设计噪声传感器时,需要通过通讯接口连接外置噪声传感器监测单元,需要使用GPIO进行通讯,可以使用跳帽将RS485接口与外接通讯接口连通,这样就可以读取噪声传感器监测单元的状态信息,快速进行噪声传感器产品开发。

图11(a)是根据本发明第十二实施例的一种用于漏水、液位、光照三合一传感器套件装置的上层板组成部件示意图;

图11(b)是根据本发明第十二实施例的一种用于漏水、液位、光照三合一传感器套件装置的上层板电路结构示意图。

如图11(a)、图11(b)所示,当设计漏水、液位、光照三合一传感器时,需要通过通讯接口连接三种外置传感器监测单元,需要使用GPIO、UART、ADC进行通讯,可以使用跳帽将GPIO、UART、ADC接口与外接通讯接口连通,这样就可以读取漏水、液位、光照传感器监测单元的状态信息,快速进行漏水、液位、光照三合一传感器产品开发。

根据本发明实施例的技术方案,因为采用设置了多个传感器通讯接口和选通单元,以根据传感器的类型通过选通单元控制适配通讯接口与传感器外接组件接口连通,进而使微控制单元能够在电源模块供电的情况下与传感器外接组件进行数据交互的技术手段,所以克服了现有技术中传感器套件的电路设计无法满足通用性,每当有新的外接组件进行连接通讯时都需要重新进行电路设计而导致的产品研发速率较慢、浪费人力物力的技术问题,进而能够满足各种不同的外接组件的连接需求,灵活适配各种通讯接口的技术效果。

上述具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是,取决于设计要求和其他因素,可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明保护范围之内。

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