基于共享IO的多传感器融合与信号测量的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于传感器接口芯片技术领域，尤其涉及一种基于共享IO的多传感器融合与信号测量的方法及装置，该方法具体为：将若干个电阻性质的传感器和电容性质的传感器以并联、串联或混合连接的方式接在一起，然后通过一对输入输出接口一起接入到传感器读取芯片中，所述传感器读取芯片通过多频激励、频谱分析的方法，分析、求解出每一个传感器的具体值。采用本发明专利技术的方法和装置，在测量大量传感器时，需要的输入输出接口的数量更少，所使用的芯片面积更小、芯片成本也更低。芯片成本也更低。芯片成本也更低。

【技术实现步骤摘要】
基于共享IO的多传感器融合与信号测量的方法及装置


[0001]本专利技术属于传感器接口芯片
，尤其涉及一种基于共享IO的多传感器融合与信号测量的方法及装置。

技术介绍

[0002]多传感器融合芯片在物联网、工业控制等领域有广泛的应用。
[0003]传感器可以分为许多种类，电阻式传感器和电容式传感器是两种通用的传感器。例如，温度传感器、压力传感器等常常是电阻传感器；湿度传感器、邻近传感器等常常是电容式传感器。
[0004]传统的多传感器融合芯片，为了得到多个电阻式或电容式传感器信息，一般会给每个传感器分配一对输入输出接口（IO），如图1所示。
[0005]传感器数量每增加一个，IO的数量就要增加一对。如果有大量传感器需要测量，就会需要大量IO。例如，如果有100个电阻式或电容式传感器需要测量，就会需要100对（200个）IO。在芯片IO数量很多的情况下，芯片面积将由IO数量决定。同时，在当前主流的CMOS工艺中，芯片面积越大，成本越高。所以，传统的技术在读取大量传感器时，会导致芯片IO数量、芯片面积、芯片成本都线性增加。
[0006]传统的多传感器融合芯片，存在着芯片IO数量、芯片面积、芯片成本会随着读取的传感器数量线性增加的问题。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提出了一种基于共享IO的多传感器融合与信号测量的方法与装置，其具体技术方案如下：一种基于共享IO的多传感器融合与信号测量的方法，具体为：将若干个电阻性质的传感器和电容性质的传感器以并联、串联或混合连接的方式接在一起，然后通过一对输入输出接口一起接入到传感器读取芯片中，所述传感器读取芯片通过多频激励、频谱分析的方法，分析、求解出每一个传感器的具体值。
[0008]进一步的，所述频谱分析，包括：幅度谱分析和相位谱分析。
[0009]进一步的，所述电阻性质的传感器是通过电阻变化来反应外界参数的传感器，包括：温度传感器、压力传感器。
[0010]进一步的，所述电容性质的传感器是通过电容变化来反应外界参数的传感器，包括：湿度传感器、邻近传感器。
[0011]进一步的，所述多频激励，包括：采用多个不同频率的正弦波的合成信号进行激励，采用经过噪声成型处理以后的合成信号进行激励，采用天然具有丰富谐波的方波、三角波信号进行激励。
[0012]一种基于共享IO的多传感器融合与信号测量的装置，包括一个或多个处理器，用于实现所述的一种基于共享IO的多传感器融合与信号测量的方法。
[0013]一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时，实现所述的一种基于共享IO的多传感器融合与信号测量的方法。
[0014]有益效果：采用本专利技术的方法和装置，在测量大量传感器时，需要的输入输出接口的数量更少，所使用的芯片面积更小、芯片成本也更低。
附图说明
[0015]图1是传统的多传感器融合的基本框架示意图；图2是本专利技术实施例一的其中一种基于共享输入输出接口的多传感器融合与信号测量的电路框架结构示意图；图3是本专利技术实施例二的其中一种基于共享输入输出接口的多传感器融合与信号测量的电路框架结构示意图；图4是本专利技术实施例的一种基于共享IO的多传感器融合与信号测量的装置结构示意图。
具体实施方式
[0016]为了使本专利技术的目的、技术方案和技术效果更加清楚明白，以下结合说明书附图和实施例，对本专利技术作进一步详细说明。
[0017]如图2和图3实施例所示的多传感器融合电路原理图，本专利技术公开一种基于共享IO的多传感器融合与信号测量的方法，具体为：将若干个电阻性质的传感器和电容性质的传感器以并联、串联、混合连接等方式接在一起，然后通过一对输入输出接口一起接入到传感器读取芯片中，传感器读取芯片通过多频激励、频谱分析等方法，分析、求解出每一个传感器的具体值，其中频谱分析包括：幅度谱分析和相位谱分析。
[0018]所述电阻性质的传感器，包括但不限于温度传感器、压力传感器等通过电阻变化来反应外界参数的传感器。
[0019]所述电容性质的传感器，包括但不限于湿度传感器、邻近传感器等通过电容变化来反应外界参数的传感器。
[0020]所述多频激励的方法，可以是采用多个不同频率的正弦波的合成信号进行激励，也可以是采用经过噪声成型处理以后的合成信号进行激励，还可以是采用天然具有丰富谐波的方波、三角波等信号进行激励。
[0021]采用本专利技术的基于共享IO的多传感器融合与信号测量的方法，能减少所需要的IO数量、减小芯片面积、降低芯片成本，其原理是：多个传感器通过串联、并联、混合连接等接法接在一起后，产生独特的频率响应，通过多频激励，利用频谱分析技术（包括幅度谱分析和相位谱分析），列出方程，求解出每个电阻和电容的具体值，实现多传感器读取；同时，由于多个传感器通过串联、并联、混合连接等接法接在一起，因此只需要运用到芯片的一对输入输出接口。
[0022]使用本专利技术提出的基于共享IO的多传感器融合与信号测量的方法，实现两个传感器融合进行信号测量读取的具体示例如图2所示，将电阻性质的温度传感器与电容性质的
湿度传感器并联接到一起后，一起接入传感器读取芯片；并且，将电阻性质的压力传感器和电容性质的邻近传感器接到一起后，一起接入传感器读取芯片；传感器读取芯片可以采用双频激励等办法，激励并联以后的传感器并通过数字信号处理分别解出每一个传感器的具体值。
[0023]使用本专利技术提出的一种基于共享IO的多传感器融合与信号测量的方法，实现四个传感器融合进行信号测量读取的具体示例如图3所示，将电阻性质的温度传感器与电容性质的湿度传感器并联接到一起后，再串接电阻性质的压力传感器、串接电容性质的邻近传感器，构成混合连接后的传感器组，再通过一对IO一起接入到传感器读取芯片中。传感器读取芯片可以采用由四个频率正弦波组成的混合信号激励该传感器组，并通过数字信号处理分别解出每一个传感器的具体值。
[0024]由以上实施例可以看出，本专利技术提出的基于共享IO的多传感器融合与信号测量的方法，具有减少需要的IO数量、减小芯片面积、降低芯片成本的优势。在图2所示的实施例中，2个传感器只需要2对IO，是之前的一半；在图3所示的实施例中，4个传感器只需要1对IO，是之前的四分之一。
[0025]与前述一种基于共享IO的多传感器融合与信号测量的方法的实施例相对应，本专利技术还提供了一种基于共享IO的多传感器融合与信号测量的装置的实施例。
[0026]参见图4，本专利技术实施例提供的一种基于共享IO的多传感器融合与信号测量的装置，包括一个或多个处理器，用于实现上述实施例中的一种基于共享IO的多传感器融合的信号测量方法。
[0027]本专利技术的一种基于共享IO的多传感器融合与信号测量的装置的实施例可以应用在任意具备数据处理能力的设备上，该任意具备数据处理能力的设备可以为诸如计算机等设备或装置。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于共享IO的多传感器融合与信号测量的方法，其特征在于，具体为：将若干个电阻性质的传感器和电容性质的传感器以并联、串联或混合连接的方式接在一起，然后通过一对输入输出接口一起接入到传感器读取芯片中，所述传感器读取芯片通过多频激励、频谱分析的方法，分析、求解出每一个传感器的具体值。2.如权利要求1所述的一种基于共享IO的多传感器融合与信号测量的方法，其特征在于，所述频谱分析，包括：幅度谱分析和相位谱分析。3.如权利要求1所述的一种基于共享IO的多传感器融合与信号测量的方法，其特征在于，所述电阻性质的传感器是通过电阻变化来反应外界参数的传感器，包括：温度传感器、压力传感器。4.如权利要求1所述的一种基于共享IO的多传感器融合与信号测量的方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯向东，蔡天翼，罗宇轩，赵博，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：