感测数据处理装置及方法与流程

本发明涉及一种感测数据处理装置及方法，更详细地，涉及因感测数据处理装置利用声音输入端口与包括数据分析单元、显示单元等的终端进行通信，而感测数据处理装置无需包括另外的控制单元或存储单元、通信单元、显示器等，能够简化构成，以可实现小型化和轻量化的感测数据处理装置及方法。

背景技术：

本发明涉及一种感测数据处理装置及方法。

一般而言，从外部环境测定气体浓度、温度、湿度、压力等物理量的传感器装置需要包括用于控制传感器的测定操作的控制单元、用于存储测定的物理量的存储单元、用于将物理量传输到服务器或数据处理装置的通信单元、用于显示测定的物理量的显示器、为用户的ui等，然而，当都包括这些构成时，必然导致制造成本的增加。

并且，为了实现上述各种功能，需要对传感器装置供应大量电源，且结构变得复杂，难以实现传感器装置本身的小型化。

另一方面，根据利用在声音波形信号中矩形波的逆变器，控制方式比较简单，因在基本频率的一个周期内切换次数较少而切换损失较低，但与此相反，若在矩形波逆变器将速度控制为低速，则高次谐波变得严重，负载侧电动机严重发热，在低速区域通过dc链接端的lc滤波器对系统稳定度产生负面影响。

现有技术文献

专利文献

(专利文献0001)韩国授权专利第10-0892122号(一氧化碳气体传感器及其制造方法)

技术实现要素：

发明要解决的问题

本发明是为了解决现有技术所存在的上述问题，其目的在于提供一种感测数据处理装置及方法，因为感测数据处理装置利用声音输入端口与包括数据分析单元、显示单元等的终端进行通信，由此感测数据处理装置无需包括另外的控制单元或存储单元、通信单元、显示器等，能够简化构成，以可实现小型化和轻量化。

并且，本发明的再一个目的在于提供一种感测数据处理装置及方法，因为在信号调制单元将在数字感测数据的感测数据中1和2分别调制为具有预先设定的第一频率和第二频率的正弦波，由此防止在向终端传输感测数据时发生通信错误，从而可以向终端更稳定地传输感测数据。

并且，本发明的另一个目的在于提供一种感测数据处理装置及方法，从感测数据处理装置能够更换用于从外部环境测定物理值并传递到放大电路单元的感测单元，因此可以兼容用于测定用户所需的物理值的各种类型的感测单元。

本领域技术人员能够从本发明的优选实施例更加明确理解本发明的上述目的和各种优点。

用于解决问题的方案

根据为了达到上述目的本发明的特征，本发明的感测数据处理装置包括mcu和输出单元，所述mcu包括：放大电路单元，放大从外部输入的模拟感测数据；模拟数字转换单元，将在所述放大电路单元放大的模拟感测数据转换为数字感测数据；及信号调制单元，将所述数字感测数据调制为可传输到终端的声音输入端口的声音波形的数据波，且所述输出单元包括相应于所述声音输入端口的声音输出端口，以便通过所述声音输出端口将所述数据波输出到所述声音输入端口；其中，将输入到所述声音输入端口的数据波转换为与所述模拟感测数据对应的信息值，并显示在所述终端上。

并且，本发明的特征在于，所述数据波为将所述数字感测数据中1和0分别调制为具有预先设定的第一频率和第二频率的正弦波。

并且，本发明的特征在于，所述信号调制单元产生具有预先设定为比所述第一频率和所述第二频率更低的第三频率的正弦波的中间分离波，以在所述各个数据波之间输出所述中间分离波。

并且，本发明的特征在于，所述信号调制单元产生具有预先设定为比所述第一频率和所述第二频率更低的第四频率的正弦波的整体分离波，在输出所述数据波中最后的数据波之后，输出整体分离波。

并且，本发明的特征在于，对于在所述中间分离波中在输出最后的数据波之后输出的中间分离波预先设定的n周期比对于其他中间分离波预先设定的n周期更长。

并且，本发明的特征在于，对于所述数据波预先设定的n周期和对于中间分离波预先设定的n周期都相同。

并且，本发明的特征在于，还包括：感测单元，从外部环境测定在气体浓度、空气流量、压力、温度、湿度、电流、电压、电阻中的至少一个物理值，并传递到所述放大电路单元。

本发明的感测数据处理方法包括：步骤a，感测单元从外部环境测定预先设定的物理值，并输出为模拟感测数据；步骤b，放大电路单元放大在所述步骤a中输出的模拟感测数据；步骤c，模拟数字转换单元将在所述步骤b中放大的模拟感测数据转换为数字感测数据；步骤d，信号调制单元将在所述步骤c中转换的数字感测数据调制为可传输到终端的声音输入端口的声音波形的数据波；步骤e，通过相应于所述声音输入端口的声音输出端口将在所述步骤d中调制的数据波输入到所述终端；及步骤f，将在所述步骤e中输入到所述终端的数据波转换为与所述模拟感测数据对应的信息值，并显示在所述终端上。

发明的效果

如上所述，根据本发明，可以提供一种感测数据处理装置及方法，因为感测数据处理装置利用声音输入端口与包括数据分析单元、显示单元等的终端进行通信，由此感测数据处理装置无需包括另外的控制单元或存储单元、通信单元、显示器等，能够简化构成，以可实现小型化和轻量化。

并且，根据本发明，可以提供一种感测数据处理装置及方法，因为在信号调制单元将在数字感测数据的感测数据中1和2分别调制为具有预先设定的第一频率和第二频率的正弦波，由此防止在向终端传输感测数据时发生通信错误，从而可以向终端更稳定地传输感测数据。

并且，根据本发明，可以提供一种感测数据处理装置及方法，从感测数据处理装置能够更换用于从外部环境测定物理值并传递到放大电路单元的感测单元，因此可以兼容用于测定用户所需的物理值的各种类型的感测单元。

附图说明

图1为根据本发明的优选实施例的感测数据处理装置的透视图。

图2为根据本发明的优选实施例的感测数据处理装置的简单框图。

图3为根据本发明的优选实施例的感测数据处理装置的详细框图。

图4为示出根据本发明的优选实施例的在信号调制单元调制并根据时间t输出的正弦波的实例的附图。

图5为示出根据本发明的优选实施例的感测数据处理装置的声音输入端口的附图。

图6为根据本发明的优选实施例的感测数据处理方法的流程图。

附图标记

10：终端11：声音输入端口

12：数据分析单元13：显示单元

14：存储单元15：通信单元

20：服务器100：感测数据处理装置

110：mcu111：放大电路单元

112：模拟数字转换单元113：信号调制单元

120：输出单元121：声音输出端口

130：感测单元

具体实施方式

本发明的优点和特征以及实现它们的方法可通过附图和后面详细说明的实施例来予以明确。

但是，本发明并不局限于下面记载的实施例，可以通过互不相同的各种形态得以实现，本实施例仅用于使本发明能被充分公开，供本发明所属技术领域的具有一般知识的人员能够完全理解发明的范畴，本发明的范围通过本发明的权利要求书予以确定。在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的构成要素。

本发明提出一种感测数据处理装置及方法。

在本发明中，感测数据是指从用于从外部环境测定预先设定的测定值的感测单元130接收的模拟值或在感测数据处理装置100转换的数字值或调制的数据波等，此时在感测单元130可测定的测定值可以为在空气中一氧化碳或二氧化碳等特定气体浓度、空气流量、流体等的压力、温度、湿度、电流、电压、电阻等物理值中的至少一个或一个以上。

以下，参照附图来详细说明本发明的优选实施例。在图中，对于相同的构成元件标注相同符号，并且省略对于相同构成元件的重复说明。

图1为根据本发明的优选实施例的感测数据处理装置的透视图。

参照图1，感测数据处理装置100通过从感测数据处理装置100突出设置的声音输出端口121可拆卸地附接到终端10，因此用户通过将感测数据处理装置100附接到所要联动的终端10来可以传输感测数据。

并且，感测数据处理装置100可以通过声音输出端口121从终端10接收对于预先设定的物理值的测定命令信号。

此时，终端10可以实现为pc或感测数据分析运算装置等，尤其，可以实现为用户携带使用的智能手机、pda等便携式终端。

图2为根据本发明的优选实施例的感测数据处理装置的简单框图，图3为根据本发明的优选实施例的感测数据处理装置的详细框图。

参照图2及图3，感测数据处理装置100包括mcu(microcontrollerunit，微控制器)110、输出单元120及感测单元130。

mcu110包括：放大电路单元111，放大从外部输入的模拟感测数据；模拟数字转换单元112，将放大的模拟感测数据转换为数字感测数据；及信号调制单元113，将数字感测数据调制为声音波形的数据波。

放大电路单元111以预先设定的比率放大从外部环境测定并输入的模拟感测数据，例如，若输入的模拟感测数据为气体浓度，则优选以每1ppm气体浓度放大1mv的比率进行放大。

另外，模拟数字转换单元112将在放大电路单元111放大的模拟感测数据转换为12位数字感测数据。

并且，信号调制单元113实现为pwm发生器等，在模拟数字转换单元112转换的数字感测数据调制为可传输到终端10的声音输入端口11的声音波形的数据波。

输出单元120包括相应于终端10的声音输入端口11的声音输出端口121，且通过声音输出端口121向声音输入端口11输出在信号调制单元113调制而输出的声音波形的数据波。

此时，终端10包括：数据分析单元12，将通过声音输入端口11输入的声音波形的数据波转换为与从外部输入的模拟感测数据对应的信息值；及显示单元13，显示信息值，以使从感测数据处理装置100传输到终端10的声音波形的数据波通过显示单元13显示为与从外部输入的模拟感测数据对应的信息值。

此时，数据分析单元12对传输到终端10的声音波形的数据波的频率和周期进行分析，根据各个频率和周期提取预先设定的数值或图表、色彩等，并传输到显示单元13。

同时，终端10还可包括存储单元14，以能够存储输入的声音波形的数据波即感测数据，或还可包括通信单元15，以能够向通过无线或有线网络与终端10连接的服务器20传输感测数据或从所述服务器20接受感测数据。

感测单元130测定预先设定的物理值，即，在空气中一氧化碳或二氧化碳等特定气体浓度、空气流量、流体等的压力、温度、湿度、电流、电压、电阻等物理值中的至少一个或一个以上，并传递到放大电路单元111。

并且，从感测数据处理装置100可以更换感测单元130，因此根据本发明的优选实施例的感测数据处理装置100可以兼容用于测定用户所需的物理值的各种类型的感测单元。

接下来，对在根据本发明的优选实施例的感测数据处理装置100的信号调制单元113将数字感测数据调制为正弦波的算法进行更详细的说明。

首先，优选地，信号调制单元113将从模拟数字转换单元112输出的数字感测数据中1和0分别调制为具有预先设定的第一频率或第二频率的正弦波的数据波而将其输出。

第一频率和第二频率优选预先设定为相互不同，尤其优选设定为具有倍数差异。

如上所述，不是将数字感测数据调制为以往的矩形波而是将数字感测数据调制为正弦波，从而能够防止在通信中发生通信错误，可以实现更稳定的数据通信。

并且，优选地，信号调制单元产生具有预先设定为比第一频率和第二频率更低的第三频率的正弦波的中间分离波，以在所述各个数据波之间输出所述中间分离波。

或者，可以同时输出各个数据波和中间分离波。

此时，对于数据波预先设定的n周期和对于中间分离波预先设定的n周期都优选设定为相同(n＝1、2、3)。

另外，优选地，对于在所述中间分离波中在输出最后的数据波之后输出的中间分离波预先设定的n周期比对于其他中间分离波预先设定的n周期更长。

或者，优选地，所述信号调制单元产生具有预先设定为比所述第一频率和所述第二频率更低的第四频率的正弦波的整体分离波，在输出所述数据波中最后的数据波之后，输出整体分离波。

此时，整体分离波的n周期优选设定为比中间分离波的n周期更长，使得整体分离波起一种标记(marker)作用，以便能够识别结束输出相应于12位数字感测数据的数据波。

图4为示出根据本发明的优选实施例的在信号调制单元调制并根据时间t输出的正弦波的实例的附图。

参照图4，例如，信号调制单元113将在从模拟数字转换单元112输出的数字感测数据中1调制为具有400hz的频率(第一频率)和5周期的正弦波的数据波，且将在数字感测数据中0调制为具有200hz(第二频率)的频率和5周期的正弦波的数据波，而将其输出。

此时，信号调制单元113还产生具有比第一频率和第二频率更低的100hz(第三频率)和5周期的正弦波的中间分离波，以在调制为正弦波的各个数据波之间输出所述中间分离波。

并且，将在中间分离波中在输出最后的数据波之后输出的中间分离波的周期设定为10周期，以便比其他中间分离波的5周期更长，从而使所述中间分离波起到表示结束输出12位数字感测数据的一种标记作用。

或者，优选地，信号调制单元113产生具有比第一频率和第二频率更低的100hz(第四频率)和10周期的正弦波的整体分离波，在输出所述数据波中最后的数据波之后，输出整体分离波。

作为一个具体的例子，若从感测单元输入的感测数据为气体浓度且其数值为543ppm，则感测数据被转换为001000011111的二进制数(数字感测数据)，且转换的数字感测数据以相互交替相当于每个位的数据波和在信号调制单元所产生的中间分离波的方式被顺次输出。

即，在第1位(1stbit)输出相应于数字感测数据的0的数据波的如图4所示的200hz的5周期正弦波并传输到终端10，然后，及时输出相当于中间分离波的100hz的5周期正弦波并传输到终端10。接着，及时输出相应于第2位(2ndbit)的数字感测数据的0的如图4所示的200hz的5周期正弦波并传输到终端10，然后，及时输出相当于中间分离波的100hz的5周期正弦波并传输到终端10。此后，及时输出相应于第3位(3rdbit)的数字感测数据的1的如图4所示的400hz的5周期正弦波并传输到终端10，接着，及时输出相当于中间分离波的100hz的5周期正弦波并传输到终端10。

此时，直到第12位为止，如上所述以交替数据波和中间分离波的方式输出完之后，及时连续输出相当于整体分离波的100hz的10周期正弦波，以表示结束了将12位数字感测数据都传输到终端10。

图5为示出根据本发明的优选实施例的感测数据处理装置的声音输入端口的附图。

参照图5，声音输出端口121具有与一般4极耳机插座类似的形式，可以与设置在各种类型的终端的声音输入端口相容。

声音输出端口121形成为从感测数据处理装置100突出，必须包括用于输入声音信号的麦克风端子m和接地端子g，另外还可包括用于输出声音信号的扬声器端子l、r。

图6为根据本发明的优选实施例的感测数据处理方法的流程图。

参照图6，对根据本发明的优选实施例的感测数据处理方法进行说明。

首先，确认从终端10是否接收对于预先设定的物理值的测定命令(步骤s110)，若接收测定命令，则测定预先设定的物理值，即，在空气中一氧化碳或二氧化碳等特定气体浓度、空气流量、流体等的压力、温度、湿度、电流、电压、电阻等物理值中的至少一个或一个以上(步骤s120)。

此时，可以省略步骤s110而根据用户的选择测定物理量，或可以根据预先设定的时间或时间间隔等自动测定物理量。

然后，在放大电路单元111放大在步骤s120中输出的物理量的模拟感测数据，并转换为在下一步骤中适合处理模拟感测数据的信号(步骤s130)。

接着，在模拟数字转换单元112将在步骤s130中放大的模拟感测数据转换为12位数字感测数据(步骤s140)。

然后，在信号调制单元113将在步骤s140中转换的数字感测数据调制为可传输到终端10的声音输入端口11的声音波形的数据波(步骤s150)。

此时，如上所述，声音波形的数据波为具有根据各个数字感测数据预先设定的频率和n周期的正弦波。

接着，通过与终端10的声音输入端口11相应地形成的声音输出端口121将在步骤s150中调制的声音波形的数据波传输到终端10(步骤s160)。

此后，通过数据分析单元12将在步骤s160中传输到终端10的声音波形的数据波转换为与从外部输入的模拟感测数据对应的信息值(步骤s170)。

然后，通过终端10的显示单元13显示在步骤s170中转换的信息值(步骤s180)。

本发明所属领域中具有通常知识者当知，在没有变更本发明技术思想或必要特征的情形下可以出现其它各种具体形态的实施例。因此上述实施例在所有方面都只是例示而没有限定性。本发明的范围是通过所附权利要求书来表示，而并非通过上述详细的说明，而由权利要求书的意义、范围及其均等概念导出的所有变更或变形的形态应解释为包括在本发明的范围内。