用于測量物理量的便攜式電子設備的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及用于測量物理量的便攜式電子設備。
[0002] 更具體地，本發明描述的設備意圖關于一個或多個物理量實時地且以可觀的精度 水平提供所選測量的結果。
【背景技術】
[0003] 在現有技術中，各種類型的便攜式設備是已知的，具有使得其適合于被用戶容易 地攜帶的尺寸，并且意圖用于測量所確定物理量。
[0004] 優選地，這些設備被借助于音頻輸入插孔而連接到移動電話設備。
[0005] 文獻No. CN102764128 A描述了一種用于測量和監視肺功能的設備，包括在其下側 上具有口件以用于吹入的殼體，同時所述殼體的分別地左側和右側壁被提供有進氣口。殼 體的上部被提供有插頭，而轉子和定子被布置在殼體內部，其中，轉子位于所述口件之上， 而定子位于轉子之上。為了被使用，用于測量和監視肺功能的所述設備被借助于插頭插入 移動電話設備的插孔輸入端中。當用戶向其中吹氣時，促使由磁性材料制成的轉子的葉片 旋轉，從而在所述旋轉葉片與線圈之間產生磁性感應，在其中生成被借助于所述插頭發射 到移動電話設備的電信號；在這里，所述移動電話設備接收所述電信號并對其進行濾波， 分析頻譜并將所獲得的數據與在同一設備中的預置數據相比較，使得獲取關于肺功能的信 息。
[0006] 在文獻US 8302860 B1中描述了一種用于讀取輸入數據的另一設備，其通過將外 部設備連接到移動電話設備的插孔輸入端進行操作。更具體地，所述已知讀取設備包括讀 出磁頭，該讀出磁頭又包括開口，使得可以掃描信用卡或類似物并由此完成所請求的銀行 交易。所述讀出磁頭讀取包含在信用卡或類似物中的磁條中的數據，生成對應于所述數據 的電信號；在移動電話設備中執行數據的后續解碼。
[0007] 現有技術還已知其它設備，被提供有更加或不那么高級的技術，被用來監視人的 血液酒精水平，并被布置成利用移動電話設備的音頻插口接口。
[0008] 然而，所述已知設備呈現出各種類型的問題。首先，所述已知設備展示出用于借 助于協議來管理數據的數字化和傳輸的機載微控制器的存在：這是硬件部件的明顯尺寸過 大，并且就設備的目的而言并不是必需的。
[0009] 另外，大多數所述已知設備只能測量一個預設物理量，并且不能根據用戶的偏好 測量不同的、與上下文有關的或單獨的量。
[0010] 所述已知設備還具有相對復雜的結構，所有這些必然伴隨有組裝、維護的困難和 相對高的成本。
【發明內容】
[0011] 本發明的目的是提供用于上述問題的補救。
[0012] 本發明的目的是提供一種用于測量物理量的便攜式電子設備，其特征在于特別簡 單且足以能夠執行在獲得的結果中有可觀精度水平的所需測量的硬件結構。
[0013] 本發明的另一目的是提供如所述的設備，其能夠借助于同一設備來既可以上下文 方式又可以單獨地測量一個或多個物理量。
[0014] 本發明的另一目的是提供如所述的設備，其具有特別簡單的結構，易于組裝和維 護并且具有明顯地低成本。為了這些目的，本發明提供了一種用于測量物理量的便攜式電 子設備，其本質特征構成權利要求1的主題。在所附權利要求中描述了本發明的更多有利 特性。
[0015] 在這里完全引用了上述的權利要求。
【附圖說明】
[0016] 參考以非限制性示例的方式給出的附圖，根據本發明的以下詳細描述，本發明的 更多特性和優點將變得更加顯而易見，在所述附圖中：
[0017] -圖1是根據本發明的第一實施例的用于測量物理量的便攜式電子設備的硬件 部件的單元的示意圖；
[0018] -圖2是相對于從與圖1中所示單元的耦合得到的設備操作而言，常駐于諸如智 能電話之類的智能移動電子設備上的軟件裝置的流程圖。
[0019] -圖3是根據本發明的第二實施例的用于測量超過一個物理量的便攜式電子設 備的硬件部件的單元的示意圖；
[0020] -圖4是相對于從與圖3中所示單元的耦合得到的設備操作而言，常駐于諸如智 能電話之類的智能移動電子設備上的軟件裝置的流程圖。
【具體實施方式】
[0021] 本發明的第一實施例（圖1和2)。
[0022] 參考圖1，根據本發明的第一實施例的用于測量物理量的便攜式電子設備的硬件 部件的單元的示意圖。
[0023] 便攜式電子設備的所述單元包括檢測物理量的值或變化并將其轉換成模擬電信 號的傳感器設備。此外，所述設備包括由電子設備組成的另一單元，其實時地獲取模擬電信 號，將其轉換成數字格式并計算工程值。
[0024] 有利地，所述電子設備是智能移動電子設備，諸如智能電話、平板電腦或類似物。 所述移動電子設備全部是現有技術已知的，并且因此在這里不再進行任何更詳細的描述。
[0025] 因此，根據本發明的上述設備包括被以可拆卸方式在操作上連接的兩個不同物理 單元，其中：
[0026] 所述物理單元中的第一個是所述智能移動電子設備，其又包括：
[0027] -電輸入連接端口，其用于擴音器插孔連接器，
[0028] -聲卡，其被提供為用于從所述連接端口接收輸入信號并將其發送到被連接到所 述卡的處理單元以處理和借助于相應的發射和/或存儲裝置作為輸出而進行后續發射和/ 或存儲；以及
[0029] 所述物理單元中的第二個包括所述電氣/電子傳感器設備、對應于所述第一單元 上的所述擴音器連接端口的插口連接器以及用于將由所述至少一個傳感器設備生成的所 述模擬電信號轉換成頻率值并將其發射到所述輸出插孔連接器的電氣/電子裝置。
[0030] 有利地，所述第一物理單元包括硬件裝置和軟件裝置，其：
[0031] -在所述連接端口中接收由所述至少一個傳感器設備生成的所述模擬電信號，并 將其轉換成一系列離散值，其在一秒鐘內的數目對應于智能移動電子設備的采樣頻率。
[0032] -以二進制數據格式獲取并讀取所述離散采樣值；
[0033] -將所述數據存儲在緩沖存儲器中；
[0034] -讀取所述緩沖存儲器并將所述二進制數據解碼成數值數據；
[0035] -借助于專用算法來計算采樣信號的所述頻率的值；
[0036] -使用專用軟件裝置將所述計算的頻率值實時轉換成用于被測量物理量的相應 工程值。
[0037] 以這種方示，用于被測量物理量的所述工程值被借助于所述智能移動電子設備作 為輸出而發射。
[0038] 給定從電氣觀點出發的相同兼容性，上述傳感器可相對于所述設備成一整體或在 其外部。
[0039] 到所述傳感器的功率供應優選地借助于公共電池而相對于移動電話設備獨立地 實現。
[0040] 所述第二物理單元包括將所述模擬電信號轉換成頻率值的電子頻率轉換器裝置、 用于所述模擬電信號進入所述轉換器裝置的電子適配器裝置以及用于所述模擬電信號離 開所述轉換器裝置的電子適配器裝置。
[0041] 參考圖2,其為相對于從與圖1中所示單元的耦合得到的設備操作而言，常駐于諸 如智能電話之類的智能移動電子設備上的軟件裝置的流程圖。
[0042] 根據本發明的本實施例，包括在所述智能移動電子設備中的所述軟件裝置執行以 下步驟：
[0043] 一啟動 100。
[0044] -以二進制格式從音頻擴音器端口獲取和讀取數據101。
[0045] -將所獲取數據存儲在緩沖存儲器中102。
[0046] -檢查所述緩沖存儲器是否是滿的103。
[0047] -檢查用于將數據保存在文件上的請求104。
[0048] -讀取緩沖存儲器和并將二進制數據解碼成數值數據105。
[0049] -借助于專用算法計算與被測量物理量成比例的頻率106。
[0050] -所獲得頻率值到用于被測量物理量的相應工程值的轉換107。
[0051] -將用于被測量物理量的工程值作為輸出進行發射108。
[0052] 一檢查讀取完成109。
[0053] -檢查用于將數據保存在文件上的請求110。
[0054] -結束 111。
[0055] 有利地，所述軟件裝置：
[0056] -在檢查104用于將數據保存在文件上的請求之后，繼續進行讀取緩沖存儲器并 累積讀取數據以及準備數據在文件上的存儲的后續階段110 ;否則，其直接地繼續進行下 一步驟105的執行。
[0057] -在檢查到在將用于被測量物理量的工程值作為輸出的發射的階段108之后存 在用以將數據保存在文件上的請求110之后，繼續進行存儲累積的已準備數據的后續階段 113 ;否則，其直接地繼續進行下一步驟111的執行。
[0058] -在檢查到103所述緩沖存儲器沒有滿之后，返回到以二進制格式從音頻擴音器 端口進行數據獲取和讀取的先前階段101 ;否則，其直接地繼續進行下一步驟104。
[0059] -在檢查109到讀取未完成之后，繼續進行清空存儲器緩沖器112的后續階段，并 返回到以二進制格式從音頻擴音器端口進行數據獲取和讀取的先前階段101 ;否則，其直 接地繼續進行下一步驟110。
[0060] 優選地，所述已累積和準備數據被以未壓縮音頻格式存儲，特別地具有文件擴 展.wav。然而，仍應理解的是其它文件擴展（假定其是兼容的）落在本發明的范圍內。
[0061] 所述緩沖器的尺寸確定根據傳感器的規格以及物理量的變化速度而會變化。
[0062] 僅僅為了更大的明了性起見，下面給出了根據本發明的本實施例的設備操作的示 例：
[0063] 目的：參考環境的淵度測量。
[0064] 摶術規格
[0065] -用于傳感器和相關電路的電源：2AAA 3V電池。
[0066] -傳感器：線性響應傳感器；傳感器工作電壓：3V。
[0067] 討稈和儀器伸用：
[0068] 所使用的線性響應溫度傳感器的操作特性：具有3V電源的傳感器類型MCP9700 ;
[0069] 寬溫度測量范圍：
[0070] --4(TC 至+125Γ
[0071] 準確度：
[0072] - ±4°C (max.)，0°C至+70°C (MCP9700)
[0073] 寬工作電壓范圍：
[0074] - VDD = 2. 3V 至 5. 5V MCP9700/9700A
[0075] -使用在數據表上給定的傳感器特性，定義了用于調節系統的硬件和軟件的公式
[0076] -使用傳感器數據，線性對應關系的定義電壓=> 溫度：
[0078] 一線性對應關系的定義VOLTAGE = >FREQUENCY
[0079] 使用在數據表上給定的信息，可以定義硬件操作間隔。
[0080] 考慮測量溫度的間隔和傳感器的精度，起始點在_40°C下被設定在250Hz的頻率， 并且每度具有15Hz的步幅增加，我們針對125°C達到2725Hz。
[0081] 最小值的定義：100mV =□ 250Hz
[0082] 最大值的定義：1750m