CN111679598A - 一种传感器检测信息的获取方法以及装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于传感器检测技术领域，提供了一种传感器检测信息的获取方法以及装置。一种传感器检测信息的获取方法，包括以下步骤：设定定时器的定时周期，所述定时周期包括周期内的充电时间以及放电时间；在每次所述定时周期内，根据所述充电时间控制电容充电，再根据所述放电时间控制所述电容放电到传感器的电阻，并启动计时器，在所述电容达到预设放电程度时，记录所述计时器的记录时间；以及根据所述记录时间获取所述传感器的电阻阻值，再根据所述电阻阻值获取传感器检测信息。本发明无需采用高成本的ADC模块，利用MCU自带定时器功能，即可实现传感器检测信息的获取，节约了成本，且信息获取方式简单高效。

Description

一种传感器检测信息的获取方法以及装置

技术领域

本发明属于传感器检测技术领域，尤其涉及一种传感器检测信息的获取方法以及装置。

背景技术

现有技术中，目前大多数传感器为模拟传感器，即传感器输出的信号非数字信号，而是模拟电压信号，因此通常需要使用ADC(Analog to Digital Converter)模块采集传感器输出的模拟信号。

为了保证数据处理结果的准确性，以及适应快速过程的控制和检测的需要，ADC模块必须有足够高的转换精度和足够快的转换速度。因此，转换精度和转换速度是衡量ADC模块性能优劣的主要标志。

然而，越高的转换精度和越快的转换速度，ADC模块成本也随之提高，如何降低成本来获取传感器检测信息，是本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种传感器检测信息的获取方法以及装置，旨在解决降低成本来获取传感器检测信息的问题。

本发明是这样实现的，提供一种传感器检测信息的获取方法，包括以下步骤：

设定定时器的定时周期，所述定时周期包括周期内的充电时间以及放电时间；

在每次所述定时周期内，根据所述充电时间控制电容充电，再根据所述放电时间控制所述电容放电到传感器的电阻，并启动计时器，在所述电容达到预设放电程度时，记录所述计时器的记录时间；以及

根据所述记录时间获取所述传感器的电阻阻值，再根据所述电阻阻值获取传感器检测信息。

更进一步地，所述根据所述记录时间获取传感器的电阻阻值，再根据所述电阻阻值获取传感器检测信息的步骤，具体包括：

获取并存储映射表格，所述映射表格包括所述记录时间、所述电阻阻值以及所述传感器检测信息的对应关系；

查询所述映射表格，根据所述记录时间获取传感器的电阻阻值，再根据所述电阻阻值获取传感器检测信息。

更进一步地，所述在所述电容达到预设放电程度时，记录所述计时器的记录时间的步骤，具体包括：

判断是否接收到电平转换信号；

若是，则判断所述电容达到预设放电程度，记录所述计时器的记录时间。

更进一步地，所述设定定时器的定时周期的步骤，具体包括：

获取所述电容的极限充电时间以及极限放电时间，其中，在模拟设定的可调电阻的阻值最大时，所述极限充电时间为所述电容充满电的时间，所述极限放电时间为所述电容放满电的时间；

设定定时器的定时周期，所述充电时间与所述极限充电时间满足第一预设倍数，所述放电时间与所述极限放电时间满足第二预设倍数。

更进一步地，所述充电时间是所述极限充电时间的两倍，所述放电时间是所述极限放电时间的两倍。

本发明还提供一种传感器检测信息的获取装置，包括：

定时周期设定单元，用于设定定时器的定时周期，所述定时周期包括周期内的充电时间以及放电时间；

控制单元，用于在每次所述定时周期内，根据所述充电时间控制电容充电，再根据所述放电时间控制所述电容放电到传感器的电阻，并启动计时器，在所述电容达到预设放电程度时，记录所述计时器的记录时间；以及

信息获取单元，用于根据所述记录时间获取所述传感器的电阻阻值，再根据所述电阻阻值获取传感器检测信息。

更进一步地，信息获取单元包括：

表格获取模块，用于获取并存储映射表格，所述映射表格包括所述记录时间、所述电阻阻值以及所述传感器检测信息的对应关系；

表格查询模块，用于查询所述映射表格，根据所述记录时间获取传感器的电阻阻值，再根据所述电阻阻值获取传感器检测信息。

更进一步地，所述控制单元包括：

外部中断模块，用于判断是否接收到电平转换信号；

记录模块，用于若判断接收到电平转换信号，则判断所述电容达到预设放电程度，记录所述计时器的记录时间。

更进一步地，所述定时周期设定单元包括：

时间获取模块，用于获取所述电容的极限充电时间以及极限放电时间，其中，在模拟设定的可调电阻的阻值最大时，所述极限充电时间为所述电容充满电的时间，所述极限放电时间为所述电容放满电的时间；

定时周期设定模块，用于设定定时器的定时周期，所述充电时间与所述极限充电时间满足第一预设倍数，所述放电时间与所述极限放电时间满足第二预设倍数。

更进一步地，所述充电时间是所述极限充电时间的两倍，所述放电时间是所述极限放电时间的两倍。

本发明实施例提供一种传感器检测信息的获取方法，利用MCU自带定时器的定时功能设定定时周期，在设定的定时周期内，根据充电时间控制电容充电，再根据放电时间控制电容放电到传感器的电阻，并启动计时器，在电容达到预设放电程度时，记录计时器的记录时间；根据记录时间获取传感器的电阻阻值，再根据电阻阻值获取传感器检测信息。无需采用高成本的ADC模块，利用MCU自带定时器功能，即可实现传感器检测信息的获取，节约了成本，且信息获取方式简单高效。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的传感器检测信息的获取电路；

图2是本发明实施例一提供的传感器检测信息的获取方法流程图；

图3是本发明实施例二提供的传感器检测信息的获取方法流程图；

图4是本发明实施例四提供的传感器检测信息的获取方法流程图；

图5是本发明实施例五提供的传感器检测信息的获取装置框图；

图6是本发明实施例六提供的传感器检测信息的获取装置框图；

图7是本发明实施例七提供的传感器检测信息的获取装置框图；

图8是本发明实施例八提供的传感器检测信息的获取装置框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种传感器检测信息的获取方法，利用MCU自带定时器的定时功能设定定时周期，在设定的定时周期内，根据充电时间控制电容充电，再根据放电时间控制电容放电到传感器的电阻，并启动计时器，在电容达到预设放电程度时，记录计时器的记录时间；根据记录时间获取传感器的电阻阻值，再根据电阻阻值获取传感器检测信息。无需采用高成本的ADC模块，充分利用MCU自带定时器功能，即可实现传感器检测信息的获取，节约了成本，且信息获取方式简单高效。

实施例一

本实施例提供一种传感器检测信息的获取方法，该方法应用于如图1所示的传感器检测信息的获取电路，包括：

MCU；举例来说，MCU可以为型号是MC96F8208D的单片机。

电容，一端接地，另一端接MCU端口，例如，单片机MC96F8208D的P15；具体地，电容可以选用电解电容，例如，2.2Μf/400V的电解电容(图1中的EC4)。

上述MCU的端口还与传感器的电阻一端连接，传感器的电阻的另一端与上述电容共同接地。

可以理解的是，上述MCU自带定时器和计时器。传感器可以为，但不限于温度传感器。

图2示出了传感器检测信息的获取方法流程图，如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤S1、设定定时器的定时周期，定时周期包括周期内的充电时间以及放电时间；

步骤S2、在每次定时周期内，根据充电时间控制电容充电，再根据放电时间控制电容放电到电阻，并启动计时器，在电容达到预设放电程度时，记录计时器的记录时间；

步骤S3、根据记录时间获取传感器的电阻阻值，再根据电阻阻值获取传感器检测信息。

上述方法的原理如下：

设定MCU定时器的定时周期；在每次定时周期内，先切换MCU的指定IO口(例如，图1中MCU的P15端口)为输出口，此时，该IO口输出高电平，根据充电时间控制电容充电，再切换MCU的上述IO口为输入口，同时指定为外部下降沿触发中断口，根据放电时间控制电容通过传感器的电阻放电，计时器从IO口切换成输入中断口开始计时，在电容达到预设放电程度时，MCU产生外部中断，停止计时器，记录计时器的记录时间；根据记录时间、传感器的电阻阻值、传感器检测信息三者的预设关系，能够获取传感器检测信息。

本实施例中，利用MCU自带定时器的定时功能设定定时周期，按照设定的定时周期控制电容充放电，根据在电容达到预设放电程度时，记录计时器的记录时间，进而直接获取对应的传感器检测信息，无需采用高成本的ADC模块，利用MCU自带定时器功能，即可实现传感器检测信息的获取，节约了成本，且信息获取方式简单高效。

实施例二

本实施例提供一种传感器检测信息的获取方法，如图3所示，在实施例一的基础上，其中的步骤S3，具体包括如下步骤：

步骤S31、获取并存储映射表格，映射表格包括记录时间、电阻阻值以及传感器检测信息的对应关系。

不同的记录时间对应传感器的电阻，因此记录时间与传感器的电阻存在对应关系，而传感器的不同电阻值也会对应着传感器不同的物理效果(即检测信息)，因此，传感器的电阻与传感器的检测信息也存在着对应关系。本实施例通过预先建立映射表格来预先建立记录时间、传感器的电阻阻值、传感器检测信息三者的预设关系，传感器检测信息为传感器检测的物理量，可以包括但不限于温度信息。

以温度传感器为例，已知传感器检测信息为1～25℃，各温度信息所对应的记录时间、电阻阻值可以通过测试获得，因此，可以建立如下映射表格：

上表中，第一列表示温度(℃)，第二列表示电阻阻值(k)，第三列代表记录时间(也就是放电时间，ms)，这些数据可以通过实验测量得到，映射表格预存储在MCU中，用于后续根据记录时间获取传感器检测信息使用。

步骤S32、查询映射表格，根据记录时间获取传感器的电阻阻值，再根据电阻阻值获取传感器检测信息。

继续以上述映射表格为例，例如记录时间为2.77ms附近，则利用此映射表格，可以获取传感器的电阻阻值为12.491k，对应的温度为20℃。

本实施例中，通过在MCU中预先设置的映射表格，在电容达到预设放电程度时，根据计时器的记录时间，以查表方式获取记录时间所对应的传感器检测信息，实现了无需采用高成本的ADC模块，即可获得传感器检测信息。

实施例三

本实施例提供一种传感器检测信息的获取方法，在实施例一的基础上，在电容达到预设放电程度时，记录计时器的记录时间的步骤，具体包括：

步骤S21、判断是否接收到电平转换信号；

若是，则执行步骤S22；

步骤S22、判断电容达到预设放电程度，记录计时器的记录时间。

具体地，MCU对引脚的检测信号为高电平或者低电平信号，举例来说，图1中5V通过VDD引脚为MCU供电，可以将小于1V的电压信号设为低电平信号，大于4V的电压信号设为高电平信号。在每次定时周期内，先切换MCU的P15端口为输出口，此时，P15输出高电平，根据充电时间控制电容充电。在已过完充电时间后，再切换P15为输入口，同时指定为外部下降沿触发中断口，根据放电时间控制电容通过传感器的电阻放电，同时计时器开始计时。当接收到电平转换信号，判断电容此时已达到预设放电程度，MCU产生外部中断，停止计时器，记录下时间。其中的预设放电程度，是MCU逻辑低电平程度，根据实际供电电压进行设定。

本实施例中，通过电平转换信号来判断电容是否达到预设放电程度。当接收到电平转换信号时，此时高电平切换为低电平，表示电容已达到预设放电程度，MCU记录计时器的记录时间，以得到能够反映传感器的物理效果的放电时间。

实施例四

本实施例提供一种传感器检测信息的获取方法，如图4所示，在上述任一实施例的基础上，电阻为可调电阻VR1，且可调电阻VR1的阻值调为最大值，设定定时器的定时周期的步骤，具体包括：

步骤S11、获取所述电容的极限充电时间以及极限放电时间，其中，在模拟设定的可调电阻的阻值最大时，所述极限充电时间为所述电容充满电的时间，所述极限放电时间为所述电容放满电的时间；

步骤S12、设定定时器的定时周期，充电时间与极限充电时间满足第一预设倍数，放电时间与极限放电时间满足第二预设倍数。

值得说明的是，不同电阻阻值，对应的充放电时间不同。先设定一可调电阻VR1，在可调电阻VR1的阻值调为最大值(标称值)的状态下，能够获取到电容的极限充电时间以及极限放电时间，充电时间与极限充电时间满足第一预设倍数，放电时间与极限放电时间满足第二预设倍数，能够使充电放电过程都达到足够的时间。

其中，可调电阻VR1是模拟外部传感器的电阻范围，将可调电阻VR1调成最大值是摸拟外部传感器(例如温度传感器)的最大值。当值最大时，充放电时间是最慢的，通过设定定时周期为最慢充放电时间的两倍，保证其它任意电阻值可靠的完成充放电。

本实施例中，第一预设倍数与第二预设倍数可以相等，或者不相等，优选地，充电时间是极限充电时间的两倍，放电时间是极限放电时间的两倍，既能够保证有足够的时间实现充满电，又能够保证有足够的时间实现完全放电。

实施例五

与实施例一对应地，本实施例提供一种传感器检测信息的获取装置，如图5所示，包括：

定时周期设定单元1，用于设定定时器的定时周期，定时周期包括周期内的充电时间以及放电时间；

控制单元2，用于在每次定时周期内，根据充电时间控制电容充电，再根据放电时间控制电容放电到电阻，并启动计时器，在电容达到预设放电程度时，记录计时器的记录时间；以及

信息获取单元3，用于根据记录时间获取传感器的电阻阻值，再根据电阻阻值获取传感器检测信息。

本实施例中，利用MCU自带定时器的定时功能设定定时周期，按照设定的定时周期控制电容充放电，根据在电容达到预设放电程度时，记录计时器的记录时间，进而直接获取对应的传感器检测信息，无需采用高成本的ADC模块，利用MCU自带定时器功能，即可实现传感器检测信息的获取，节约了成本，且信息获取方式简单高效。

实施例六

与实施例二对应地，本实施例提供一种传感器检测信息的获取装置，如图6所示，在实施例六的基础上，信息获取单元3包括：

表格获取模块31，用于获取并存储映射表格，映射表格包括记录时间、电阻阻值以及传感器检测信息的对应关系；

表格查询模块32，用于查询映射表格，根据记录时间获取传感器的电阻阻值，再根据电阻阻值获取传感器检测信息。

本实施例中，通过在MCU中预先设置的映射表格，在电容达到预设放电程度时，根据计时器的记录时间，以查表方式获取记录时间所对应的传感器检测信息，实现了无需采用高成本的ADC模块，即可获得传感器检测信息。

实施例七

与实施例三对应地，本实施例提供一种传感器检测信息的获取装置，如图7所示，在实施例五的基础上，控制单元2包括：

外部中断模块21，用于判断是否接收到电平转换信号；

记录模块22，用于若判断接收到电平转换信号，则判断电容达到预设放电程度，记录计时器的记录时间。

本实施例中，通过电平转换信号来判断电容是否达到预设放电程度。当接收到电平转换信号时，此时高电平切换为低电平，表示电容已达到预设放电程度，MCU记录计时器的记录时间，以得到能够反映传感器的物理效果的放电时间。

实施例八

与实施例四对应地，本实施例提供一种传感器检测信息的获取装置，如图8所示，在实施例五至七中任一实施例的基础上，电阻为可调电阻，且可调电阻的阻值调为最大值，定时周期设定单元1包括：

时间获取模块11，用于获取所述电容的极限充电时间以及极限放电时间，其中，在模拟设定的可调电阻的阻值最大时，所述极限充电时间为所述电容充满电的时间，所述极限放电时间为所述电容放满电的时间；

定时周期设定模块12，用于设定定时器的定时周期，充电时间与极限充电时间满足第一预设倍数，放电时间与极限放电时间满足第二预设倍数。

本实施例中，第一预设倍数与第二预设倍数可以相等，或者不相等，优选地，充电时间是极限充电时间的两倍，放电时间是极限放电时间的两倍，既能够保证有足够的时间实现充满电，又能够保证有足够的时间实现完全放电。

本发明提供的传感器检测信息的获取方法以及装置，利用MCU自带定时器的定时功能设定定时周期，按照设定的定时周期控制电容充放电，根据在电容达到预设放电程度时，记录计时器的记录时间，进而直接获取对应的传感器检测信息，无需采用高成本的ADC模块，利用MCU自带定时器功能，即可实现传感器检测信息的获取，节约了成本，且信息获取方式简单高效。

进一步地，通过在MCU中预先设置的映射表格，在电容达到预设放电程度时，根据计时器的记录时间，以查表方式获取记录时间所对应的传感器检测信息，实现了无需采用高成本的ADC模块，即可获得传感器检测信息。

进一步地，通过电平转换信号来判断电容是否达到预设放电程度。当接收到电平转换信号时，此时高电平切换为低电平，表示电容已达到预设放电程度，MCU记录计时器的记录时间，以得到能够反映传感器的物理效果的放电时间。

进一步地，第一预设倍数与第二预设倍数可以相等，或者不相等，优选地，充电时间是极限充电时间的两倍，放电时间是极限放电时间的两倍，既能够保证有足够的时间实现充满电，又能够保证有足够的时间实现完全放电。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种传感器检测信息的获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

设定定时器的定时周期，所述定时周期包括周期内的充电时间以及放电时间；

在每次所述定时周期内，根据所述充电时间控制电容充电，再根据所述放电时间控制所述电容放电到传感器的电阻，并启动计时器，在所述电容达到预设放电程度时，记录所述计时器的记录时间；以及

根据所述记录时间获取所述传感器的电阻阻值，再根据所述电阻阻值获取传感器检测信息。

2.如权利要求1所述的传感器检测信息的获取方法，其特征在于，所述根据所述记录时间获取传感器的电阻阻值，再根据所述电阻阻值获取传感器检测信息的步骤，具体包括：

获取并存储映射表格，所述映射表格包括所述记录时间、所述电阻阻值以及所述传感器检测信息的对应关系；

查询所述映射表格，根据所述记录时间获取传感器的电阻阻值，再根据所述电阻阻值获取传感器检测信息。

3.如权利要求1所述的传感器检测信息的获取方法，其特征在于，所述在所述电容达到预设放电程度时，记录所述计时器的记录时间的步骤，具体包括：

判断是否接收到电平转换信号；

若是，则判断所述电容达到预设放电程度，记录所述计时器的记录时间。

4.如权利要求1至3任一项所述的传感器检测信息的获取方法，其特征在于，所述设定定时器的定时周期的步骤，具体包括：

获取所述电容的极限充电时间以及极限放电时间，其中，在模拟设定的可调电阻的阻值最大时，所述极限充电时间为所述电容充满电的时间，所述极限放电时间为所述电容放满电的时间；

设定定时器的定时周期，所述充电时间与所述极限充电时间满足第一预设倍数，所述放电时间与所述极限放电时间满足第二预设倍数。

5.如权利要求4所述的传感器检测信息的获取方法，其特征在于，所述充电时间是所述极限充电时间的两倍，所述放电时间是所述极限放电时间的两倍。

6.一种传感器检测信息的获取装置，其特征在于，包括：

定时周期设定单元，用于设定定时器的定时周期，所述定时周期包括周期内的充电时间以及放电时间；

控制单元，用于在每次所述定时周期内，根据所述充电时间控制电容充电，再根据所述放电时间控制所述电容放电到传感器的电阻，并启动计时器，在所述电容达到预设放电程度时，记录所述计时器的记录时间；以及

信息获取单元，用于根据所述记录时间获取所述传感器的电阻阻值，再根据所述电阻阻值获取传感器检测信息。

7.如权利要求6所述的传感器检测信息的获取装置，其特征在于，信息获取单元包括：

表格获取模块，用于获取并存储映射表格，所述映射表格包括所述记录时间、所述电阻阻值以及所述传感器检测信息的对应关系；

表格查询模块，用于查询所述映射表格，根据所述记录时间获取传感器的电阻阻值，再根据所述电阻阻值获取传感器检测信息。

8.如权利要求6所述的传感器检测信息的获取装置，其特征在于，所述控制单元包括：

外部中断模块，用于判断是否接收到电平转换信号；

记录模块，用于若判断接收到电平转换信号，则判断所述电容达到预设放电程度，记录所述计时器的记录时间。

9.如权利要求6至8中任一项所述的传感器检测信息的获取装置，其特征在于，所述定时周期设定单元包括：

时间获取模块，用于获取所述电容的极限充电时间以及极限放电时间，其中，在模拟设定的可调电阻的阻值最大时，所述极限充电时间为所述电容充满电的时间，所述极限放电时间为所述电容放满电的时间；

定时周期设定模块，用于设定定时器的定时周期，所述充电时间与所述极限充电时间满足第一预设倍数，所述放电时间与所述极限放电时间满足第二预设倍数。

10.如权利要求9所述的传感器检测信息的获取装置，其特征在于，所述充电时间是所述极限充电时间的两倍，所述放电时间是所述极限放电时间的两倍。

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