【技术实现步骤摘要】
本技术涉及传感器可编程积木，特别涉及一种多通讯方式的可编程传感器积木装置。
技术介绍
1、现有的专利技术中，将传感器与编程实物或益智玩具结合，提供了现实交互性较好的产品设计方案，但仍然存在缺陷与不足。
2、中国专利cn201922401868.3提出了一种可多模块复用的积木结构，通过在积木基础组件中接入包含传感器的外接组件，实现编程积木与现实场景交互；中国专利cn201921755769.9公开了一种磁吸式的可编程传感器模块，通过磁吸和通信接口与其他模块连接，实现传感器信号交互。上述专利方案虽然实现了实物编程积木与现实环境的信息交互，但由于本身产品设计的局限性，所包含传感器种类固定且有限，整套实物编程积木间的组合灵活性较差。
3、中国专利cn202221084580.3提出了一种儿童计算思维启蒙教具，将传感器作为主控板的一部分嵌入到玩具小车中，但是该方案将传感器功能局限在了实物小车中，功能拓展性差且不具有多功能组合能力，在使用过程中，用户难以从中体会模块间的逻辑关系和工作原理。中国专利cn201610817444.3提出了一种传感器实物编程积木的无线传输方法，将传感器模块与编程积木分离，在传感器与编程积木间建立无线信号连接。这种方法虽然使得传感器与编程积木的组合方式更加多样，但对于传感器而言，仅运用了传感器功能，不体现传感器在整个系统中的逻辑关联性。
4、综上所述，现有相关技术存在以下问题：
5、现有的传感器可编程积木灵活性差，传感器功能不丰富，难以满足用户组合需求；现有的传感器可
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种多通讯方式的可编程传感器积木装置，该装置能够通过不同功能的传感器，对装置应用环境中多项指标进行实时监测，本技术通过对不同功能的传感器对功能主板上的传感器模块进行替换，实现其功能覆盖的全面性及开发生产的简易性。本技术分别从可编程传感器积木装置外部的连接通信部件和功能主板的微处理器选取两个方面，实现硬件串口通信和无线通信两种主要交互，拓宽积木装置的通信交互范围，增强其通信稳定性。
2、为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是：
3、一种多通讯方式的可编程传感器积木装置，包括编程积木本体，每个编程积木本体包括正六面形的外壳以及其内部的控制系统；
4、所述控制系统包括基于微处理器w801/w806的传感器功能主板，传感器功能主板包括微处理器w801/w8067、电源接口模块8、数据排线接口9；
5、所述正六面形的外壳的正面面板为用户操作面板5，所述传感器功能主板位于用户操作面板5下方，传感器功能主板底部固定安装有5个数据排线接口9和电源接口模块8，所述数据排线接口9与积木四个侧面中的数据传输块15和底面6的充电与程序烧录接口16相连。
6、所述微处理器w801/w8067对可编程传感器积木装置数据进行处理，电源接口模块8与微处理器w801/w8067的vdd33引脚连接，用于对微处理器w801/w8067及整个功能主板供电；微处理器w801/w8067的pa_10引脚与电源管理模块eta600210连接，电源管理模块eta600210对工作状态下的电源状态实时监控，并实现充电功能。
7、所述传感器功能主板的背面设置主板功能按键模块12，对于不同种类的传感器积木，功能主板功能按键模块12及传感器模块13与微处理器w801/w8067的连接引脚不同；功能按键模块12通过与微处理器w801/w8067的i/o引脚连接，用户通过按键、旋钮、指示灯对传感器积木进行操作。
8、所述微处理器w801/w8067的pb_5引脚连接状态灯模块11，所述状态灯模块11包括四个ws2812b-2020led灯珠，状态灯模块11通过改变led灯珠的颜色、闪烁频次、时长向用户直观展示当前积木装置的运行状态、电量等信息。
9、所述传感器模块13通过与微处理器w801/w8067的i/o引脚连接，向与微处理器w801/w8067输入传感器信号。
10、所述正六面形的外壳的侧面四个面为连接面板，连接面板中嵌入连接部件，连接部件包含数据传输块15和磁吸附块14，磁吸附块14为两个，数据传输块15在两个磁吸附块14之间，用于与其他积木连接并实现信号交互，正六面形的外壳的下表面的积木的底面6为充电接口和程序烧录接口16，通过程序烧录接口16对内部单片机程序进行烧录，以实现固件的升级，编程积木本体为内置电池，电池与主板电源接口连接。
11、所述数据排线接口9将微处理器w801/w8067的串口0与积木底面的程序烧录接口16连接，将微处理器w801/w8067的串口1-4与积木侧面的数据传输块15连接。
12、所述数据排线接口9和数据排线均为5pin，从左往右依次为vcc、rx、tx、gnd、vbus，为了防止编程积木之间的反接，避免由于反接导致的错误使用或是短路情况，为数据传输块15两侧的磁吸附块14进行了磁极防呆设计，所述防呆设计即两块磁吸磁极相反，控制了连接时的积木上下姿态，积木外壳连接成功即串口连接正确，让操作者不需要花费注意力、也不需要经验与专业知识即可直接无误地完成正确的操作。
13、所述传感器模块13为可更换结构，用于实现不同功能的传感器积木，针对不同的传感器功能。
14、所述微处理器w801/w8067搭载蓝牙传输功能和wifi传输功能，以无线传输的方式与其他模块编程积木、编程系统配套的小车无人机以及物联网内的家用电器实现信号交互和控制。
15、所述可编程传感器积木的真实值数据传输端口可与具有显示功能的输出模块实物编程积木相连，由该输出模块编程积木直观显示当前数据。
16、所述可编程传感器积木的功能主板所采用的w801微处理器搭载蓝牙传输功能。可编程传感器积木可与其他可蓝牙通讯的设备连接，将设备功能与传感器状态相关联。
17、本技术的有益效果：
18、本技术中的可编程传感器积木装置的功能主板对于不同种类的传感器积木是通用的，通过使用不同功能的传感器对功能主板上的传感器模块进行替换，通过烧录接口将对应传感器出厂程烧录进积木模块内，可以实现不同功能的传感器编程积木。
19、本实验新型中的可编程传感器积木装置的功能主板可搭载w801作为微处理器，w801的蓝牙传输功能为该可编程传感器积木的应用场景提供了更多可能性。可通过蓝牙功能传输数据包的可编程传感器积木装置可以拓展应用到物联网领域，实现如感应灯、加湿器自适应启动等更加便捷智能家居场景，具有应用场景广、现实交互性强的优点。
20、本技术能够通过搭载不同功能的传感器，对装置应用环境中如温度、湿度、光照强度等多项指标进行实时监测，或结合其他配套积木装置实现完整系统，功能更加完善。本技术从积木外部的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多通讯方式的可编程传感器积木装置，其特征在于，包括编程积木本体，每个编程积木本体包括正六面形的外壳以及其内部的控制系统；
2.根据权利要求1所述的一种多通讯方式的可编程传感器积木装置，其特征在于，所述传感器功能主板的背面设置主板功能按键模块(12)，功能主板功能按键模块(12)及传感器模块(13)与微处理器W801/W806(7)的连接引脚不同；功能按键模块(12)通过与微处理器W801/W806(7)的I/O引脚连接。
3.根据权利要求1所述的一种多通讯方式的可编程传感器积木装置，其特征在于，所述微处理器W801/W806(7)的PB_5引脚连接状态灯模块(11)，所述状态灯模块(11)包括四个WS2812B-2020LED灯珠。
4.根据权利要求1所述的一种多通讯方式的可编程传感器积木装置，其特征在于，微处理器W801/W806(7)的I/O引脚连接传感器模块(13)，传感器模块(13)与微处理器W801/W806(7)输入传感器信号。
5.根据权利要求4所述的一种多通讯方式的可编程传感器积木装置，其特征在于，所述传感器
6.根据权利要求1所述的一种多通讯方式的可编程传感器积木装置，其特征在于，所述正六面形的外壳的侧面四个面为连接面板，连接面板中嵌入连接部件，连接部件包含数据传输块(15)和磁吸附块(14)，磁吸附块(14)为两个，数据传输块(15)在两个磁吸附块(14)之间，用于与其他积木连接并实现信号交互，正六面形的外壳的下表面的积木的底面(6)为充电接口和程序烧录接口(16)，通过程序烧录接口(16)对内部单片机程序进行烧录，以实现固件的升级，编程积木本体为内置电池，电池与主板电源接口连接。
7.根据权利要求1所述的一种多通讯方式的可编程传感器积木装置，其特征在于，所述数据排线接口(9)将微处理器W801/W806(7)的串口0与积木底面的程序烧录接口(16)连接，将微处理器W801/W806(7)的串口1-4与积木侧面的数据传输块(15)连接。
8.根据权利要求1所述的一种多通讯方式的可编程传感器积木装置，其特征在于，所述数据排线接口(9)和数据排线均为5pin，从左往右依次为VCC、RX、TX、GND、VBUS，所述数据传输块(15)两侧的磁吸附块(14)进行了磁极防呆设计，所述防呆设计为两块磁吸磁极相反。
9.根据权利要求1所述的一种多通讯方式的可编程传感器积木装置，其特征在于，所述微处理器W801/W806(7)搭载蓝牙传输功能和WIFI传输功能，以无线传输的方式与其他模块编程积木、编程系统配套的小车无人机以及物联网内的家用电器实现信号交互和控制。
...【技术特征摘要】
1.一种多通讯方式的可编程传感器积木装置，其特征在于，包括编程积木本体，每个编程积木本体包括正六面形的外壳以及其内部的控制系统；
2.根据权利要求1所述的一种多通讯方式的可编程传感器积木装置，其特征在于，所述传感器功能主板的背面设置主板功能按键模块(12)，功能主板功能按键模块(12)及传感器模块(13)与微处理器w801/w806(7)的连接引脚不同；功能按键模块(12)通过与微处理器w801/w806(7)的i/o引脚连接。
3.根据权利要求1所述的一种多通讯方式的可编程传感器积木装置，其特征在于，所述微处理器w801/w806(7)的pb_5引脚连接状态灯模块(11)，所述状态灯模块(11)包括四个ws2812b-2020led灯珠。
4.根据权利要求1所述的一种多通讯方式的可编程传感器积木装置，其特征在于，微处理器w801/w806(7)的i/o引脚连接传感器模块(13)，传感器模块(13)与微处理器w801/w806(7)输入传感器信号。
5.根据权利要求4所述的一种多通讯方式的可编程传感器积木装置，其特征在于，所述传感器模块(13)为可更换结构，用于实现不同功能的传感器积木。
6.根据权利要求1所述的一种多通讯方式的可编程传感器积木装置，其特征在于，所述正六面形的外壳的侧面四个面为连接面板，连...
【专利技术属性】
技术研发人员：张雅琼，林鹏逸，唐靖，刘津宏，袁昊，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：新型
国别省市：
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