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一种无线分布式电子

阅读:1030发布:2020-08-15

专利汇可以提供一种无线分布式电子专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种无线分布式 电子 称,其特征在于所述电子秤包括:一个主控模 块 和若干个子模块。主模块包含主控单元、增强无线传输单元、AD转换单元、 传感器 单元及电源单元;子模块包含辅助控制单元、无线传输单元、AD转换单元、传感器单元及电源单元。主模块的增强无线传输单元支持蓝牙低功耗和ZigBee双模或蓝牙低功耗单模无线传输模式,子模块的无线传输单元支持蓝牙低功耗或ZigBee无线传输模式。主模块可以独立对外通过蓝牙低功率传输方式提供重量计量信息,并可以与8个以下任意数量的子模块联合使用,共同提供重量计量信息。本发明的电子秤采用内部无线传输、多传感器单元分布式组合的方式,具有称量精准、应用灵活、收纳方便等优势。,下面是一种无线分布式电子专利的具体信息内容。

1.一种无线分布式电子秤,其特征在于包括:
M1、主模,所述主模块包含主控单元、增强无线传输单元、AD转换单元、传感器单元及电源单元;
M2、N个子模块,N小于等于8,所述子模块包含辅助控制单元、无线传输单元、AD转换单元、传感器单元及电源单元;
主控单元负责整个电子秤数据和指令的产生和处理;增强无线传输单元负责模块之间以及电子秤和外部设备之间数据和指令的交互;辅助控制模块负责子模块数据的转发和指令的响应;无线传输单元负责子模块和主模块之间的数据和指令交互;AD转换单元负责将传感器的模拟信号转换为数字信号;传感器单元负责将重信号转换为模拟信号;电源单元负责为其他单元提供电源供应。
2.根据权利要求1所述的无线分布式电子称,其特征在于包括:
所述主模块的增强无线传输单元为双模传输单元或蓝牙单模传输单元;
所述主模块的增强无线传输单元为双模传输单元时支持蓝牙低功耗和ZigBee两种无线传输模式,可同时工作在蓝牙低功耗和ZigBee两种模式上;
所述主模块的增强无线传输单元为蓝牙单模传输单元时只支持蓝牙低功耗一种传输模式,只工作于蓝牙低功耗传输模式;
所述主模块的增强无线传输单元不支持单独工作于ZigBee模式。
3.根据权利要求1所述的无线分布式电子称,其特征在于包括:
所述子模块的无线传输单元为单模传输单元,支持蓝牙低功耗或ZigBee无线传输模式;
当主模块的增强无线传输模块为双模传输单元时,所述子模块的无线传输单元为ZigBee单模传输单元或者蓝牙单模传输单元,即子模块的无线传输单元只支持Zigbee或蓝牙低功耗中的一种传输模式;
当主模块的增强无线传输模块为蓝牙单模传输单元时,所述子模块的无线传输单元为蓝牙单模传输单元,即只支持蓝牙低功耗传输模式。
4.根据权利要求1所述的无线分布式电子称,其特征在于:
所述的主模块和子模块之间数据通信通过主模块的增强无线传输单元和子模块的无线传输单元完成;
当主模块的增强无线传输单元为双模传输单元时,主模块和子模块之间的数据通信可以采用蓝牙低功耗传输模式或ZigBee模式;当主模块的增强无线传输单元为单模传输单元时,主模块和子模块之间的数据通信采用蓝牙低功耗传输模式。
5.根据权利要求1所述的无线分布式电子称,其特征在于:
所述的主模块可以独立完成重量计量过程,并通过增强无线传输模块独立对外提供重量信息;
所述的主模块可以搭配8个以下任意数量的子模块,联合完成重量计量过程,并通过增强无线传输模块独立对外提供重量信息;
所述的子模块不能独立完成重量计量过程。
6.根据权利要求1所述的无线分布式电子称,其特征在于所述的重量计量流程是:
A1、主模块电源单元供电,子模块电源单元供电;
A2、主模块主控单元利用分布式拓扑架构生成机制构建无线的称重拓扑架构;
A3、主模块主控单元、AD转换单元、传感器单元获取主模块重量信息,子模块辅助控制单元、AD转换单元、传感器单元获取子模块重量信息;
A4、主模块主控单元获取并累加所有模块的重量计量信息;
A5、主模块主控单元对外发布当前电子秤的重量计量信息,完成本次重量计量流程。
7.根据权利要求6所述的分布式拓扑架构生成机制,其特征在于所述的流程是:
S1、主模块的增强无线传输单元在主控单元的控制下扫描附近的无线信号;
当增强无线传输单元为双模传输单元时,优先扫描附近的ZigBee信号,如未扫描到子模块特定的ZigBee广播信号时,继续扫描附近的子模块特定的蓝牙低功耗广播信号;
当增强无线传输单元为单模传输单元时,直接扫描附近的子模块特定的蓝牙低功耗广播信号;
S2、当增强无线传感器在特定的时间窗口长度T内,未扫描到任何子模块的广播信号,则主控单元判断目前电子秤中只有主模块的存在,主模块独立工作模式;
如增强无线传感器在特定的时间窗口长度T内,扫描到N个子模块的广播信号(N小于等于8),则判断当前电子秤中有子模块存在,主模块进入协同工作模式;
独立工作模式下,电子秤为单节点的称重拓扑架构;协同工作模式下,电子秤为以主模块为中心、子模块为节点的星型称重拓扑架构;
时间窗口长度T可以设置为5秒至30秒的任意一值;
S3、主模块的主控单元记录拓扑信息,完成称重拓扑架构建立。

说明书全文

一种无线分布式电子

技术领域

[0001] 本发明涉及重量计量领域,尤其涉及一种多个重量传感器在空间上分离的无线分布式电子称。

背景技术

[0002] 随着生活平的日益提高,电子称作为衡器中的一个重要分支,已经走进了千家万户,被广大群众所接收,成为当今家庭中常备的物品之一。
[0003] 传统的电子秤由承重单元、传转换单元和示值单元三个部分组成。承重单元负责承载重物,传力转换单元负责将重力信号转换为电信号,示值单元则负责显示重物的质量。在形态上,家庭中常见的电子秤有平板类型和手提类型的。平板类型的电子秤通常具有较好的使用体验,但不足之处在于携带不方便。手提类型的电子秤具有较高的便携性,但其在称取特别重的物品时用户体验不够理想。针对部分用户出行的需求,开发一种既便携又用户友好的电子秤显得尤为必要。

发明内容

[0004] 本发明的技术解决问题:针对现有技术的不足,提供一种无线分布式电子秤,实现电子秤内各传感器之间的无线连接,既保证了设备的易用性,又保证了设备的便携性。具体技术方案如下:为实现上述目的,本发明提供一种无线分布式电子秤,该系统包括:
(1)主模,所述主模块包含主控单元、增强无线传输单元、AD转换单元、传感器单元及电源单元;
(2)子模块,所述子模块包含辅助控制单元、无线传输单元、AD转换单元、传感器单元及电源单元;
所述的无线分布式电子秤,可以由不超过8个数目的子模块和主模块组成,也可仅包含主模块。
[0005] 主控单元负责整个电子秤数据和指令的产生和处理;增强无线传输单元负责模块之间以及电子秤和外部设备之间数据和指令的交互;辅助控制模块负责子模块数据的转发和指令的响应;无线传输单元负责子模块和主模块之间的数据和指令交互;AD转换单元负责将传感器的模拟信号转换为数字信号;传感器单元负责将重力信号转换为模拟信号;电源单元负责为其他单元提供电源供应。
[0006] 所述主模块的增强无线传输单元为双模传输单元或蓝牙单模传输单元。双模传输单元是指传输单元同时支持蓝牙低功耗和ZigBee两种无线传输模式,可同时工作在蓝牙低功耗和ZigBee两种模式上,蓝牙单模传输单元是指传输单元只支持蓝牙低功耗一种传输模式,只工作于蓝牙低功耗传输模式。所述主模块的增强无线传输单元不支持单独工作于ZigBee模式。
[0007] 所述子模块的无线传输单元为单模传输单元,支持蓝牙低功耗或ZigBee无线传输模式;当主模块的增强无线传输模块为双模传输单元时,所述子模块的无线传输单元为ZigBee单模传输单元或者蓝牙单模传输单元,即子模块的无线传输单元只支持Zigbee或蓝牙低功耗中的一种传输模式;当主模块的增强无线传输模块为蓝牙单模传输单元时,所述子模块的无线传输单元为蓝牙单模传输单元,即只支持蓝牙低功耗传输模式。
[0008] 所述的主模块和子模块之间数据通信通过主模块的增强无线传输单元和子模块的无线传输单元完成;当主模块的增强无线传输单元为双模传输单元时,主模块和子模块之间的数据通信可以采用蓝牙低功耗传输模式或ZigBee模式;当主模块的增强无线传输单元为单模传输单元时,主模块和子模块之间的数据通信采用蓝牙低功耗传输模式。
[0009] 所述的主模块可以独立完成重量计量过程,并通过增强无线传输模块独立对外提供重量信息;主模块也可以搭配8个以下任意数量的子模块,联合完成重量计量过程,并通过增强无线传输模块独立对外提供重量信息。所述无线分布式电子秤的子模块不能独立完成重量计量过程。
[0010] 所述的无线分布式电子称的重量计量流程是:A1、主模块电源单元供电,子模块电源单元供电;
A2、主模块主控单元利用分布式拓扑架构生成机制构建无线的称重拓扑架构;
A3、主模块主控单元、AD转换单元、传感器单元获取主模块重量信息,子模块辅助控制单元、AD转换单元、传感器单元获取子模块重量信息;
A4、主模块主控单元获取并累加所有模块的重量计量信息;
A5、主模块主控单元对外发布当前电子秤的重量计量信息,完成本次重量计量流程。
[0011] 进一步,A2中所述的分布式拓扑架构生成机制的流程是:S1、主模块的增强无线传输单元在主控单元的控制下扫描附近的无线信号;
当增强无线传输单元为双模传输单元时,优先扫描附近的ZigBee信号,如未扫描到子模块特定的ZigBee广播信号时,继续扫描附近的子模块特定的蓝牙低功耗广播信号;
当增强无线传输单元为单模传输单元时,直接扫描附近的子模块特定的蓝牙低功耗广播信号;
S2、当增强无线传感器在特定的时间窗口长度T内,未扫描到任何子模块的广播信号,则主控单元判断目前电子秤中只有主模块的存在,主模块独立工作模式;
如增强无线传感器在特定的时间窗口长度T内,扫描到N个子模块的广播信号(N小于等于8),则判断当前电子秤中有子模块存在,主模块进入协同工作模式;
独立工作模式下,电子秤为单节点的称重拓扑架构;协同工作模式下,电子秤为以主模块为中心、子模块为节点的星型称重拓扑架构;
时间窗口长度T可以设置为5秒至30秒的任意一值;
S3、主模块的主控单元记录拓扑信息,完成称重拓扑架构建立。
[0012] 采用本发明获得的有益效果:本发明的电子秤各传感器之间可以使用无线传输,为电子秤的外观设计提供了更高的灵活性;此外,灵活组合的主模块和子模块,大幅提升了用户的使用体验。附图说明
[0013] 图1所示为本发明的电子秤组成框图;图2所示为本发明的重量计量流程示意图;
图3所示为本发明的分布式拓扑架构生成机制流程示意图;
图4所示为本发明采用蓝牙单模传输的实施例示意图;
图5所示为本发明采用双模传输的实施例示意图。

具体实施方式

[0014] 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用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0015] 如图1所示,本发明提出一种无线分布式电子秤包括以下两部分组成:(1)主模块C01
(2)子模块C02
主模块包含主控单元、增强无线传输单元、AD转换单元、传感器单元及电源单元;子模块包含辅助控制单元、无线传输单元、AD转换单元、传感器单元及电源单元。
[0016] 主控单元负责整个电子秤数据和指令的产生和处理;增强无线传输单元负责模块之间以及电子秤和外部设备之间数据和指令的交互;辅助控制模块负责子模块数据的转发和指令的响应;无线传输单元负责子模块和主模块之间的数据和指令交互;AD转换单元负责将传感器的模拟信号转换为数字信号;传感器单元负责将重力信号转换为模拟信号;电源单元负责为其他单元提供电源供应。
[0017] 主模块的增强无线传输单元为双模传输单元或蓝牙单模传输单元。双模传输单元是指传输单元同时支持蓝牙低功耗和ZigBee两种无线传输模式,可同时工作在蓝牙低功耗和ZigBee两种模式上,蓝牙单模传输单元是指传输单元只支持蓝牙低功耗一种传输模式,只工作于蓝牙低功耗传输模式。增强无线传输单元不支持单独工作于ZigBee模式。
[0018] 子模块的无线传输单元为单模传输单元,支持蓝牙低功耗或ZigBee无线传输模式;当主模块的增强无线传输模块为双模传输单元时,子模块的无线传输单元可以为ZigBee单模传输单元或者蓝牙单模传输单元,即子模块的无线传输单元只支持Zigbee或蓝牙低功耗中的一种传输模式;当主模块的增强无线传输模块为蓝牙单模传输单元时,子模块的无线传输单元为蓝牙单模传输单元,即只支持蓝牙低功耗传输模式。
[0019] 主模块和子模块之间数据通信通过主模块的增强无线传输单元和子模块的无线传输单元完成;当主模块的增强无线传输单元为双模传输单元时,主模块和子模块之间的数据通信可以采用蓝牙低功耗传输模式或ZigBee模式;当主模块的增强无线传输单元为单模传输单元时,主模块和子模块之间的数据通信采用蓝牙低功耗传输模式。
[0020] 主模块可以独立完成重量计量过程,并通过增强无线传输模块独立对外提供重量信息;主模块也可以搭配8个以下任意数量的子模块,联合完成重量计量过程,并通过增强无线传输模块独立对外提供重量信息。子模块不能独立完成重量计量过程。
[0021] 图2给出了本发明所述无线分布式电子秤重量计量流程示意图。
[0022] 步骤A1、主模块电源单元供电,子模块电源单元供电;步骤A2、主模块主控单元利用分布式拓扑架构生成机制构建无线的称重拓扑架构;
步骤A3、主模块主控单元、AD转换单元、传感器单元获取主模块重量信息,子模块辅助控制单元、AD转换单元、传感器单元获取子模块重量信息;
步骤A4、主模块主控单元获取并累加所有模块的重量计量信息;
步骤A5、主模块主控单元对外发布当前电子秤的重量计量信息,完成本次重量计量流程。
[0023] 图3给出了步骤A2中分布式拓扑架构生成机制的流程示意图。
[0024] 步骤S1、主模块的增强无线传输单元在主控单元的控制下扫描附近的无线信号;当增强无线传输单元为双模传输单元时,优先扫描附近的ZigBee信号,如未扫描到子模块特定的ZigBee广播信号时,继续扫描附近的子模块特定的蓝牙低功耗广播信号;
当增强无线传输单元为单模传输单元时,直接扫描附近的子模块特定的蓝牙低功耗广播信号;
步骤S2、当增强无线传感器在特定的时间窗口长度T内,未扫描到任何子模块的广播信号,则主控单元判断目前电子秤中只有主模块的存在,主模块独立工作模式;
如增强无线传感器在特定的时间窗口长度T内,扫描到N个子模块的广播信号(N小于等于8),则判断当前电子秤中有子模块存在,主模块进入协同工作模式;
独立工作模式下,电子秤为单节点的称重拓扑架构;协同工作模式下,电子秤为以主模块为中心、子模块为节点的星型称重拓扑架构;
时间窗口长度T可以设置为5秒至30秒的任意一值;
步骤S3、主模块的主控单元记录拓扑信息,完成称重拓扑架构建立。
[0025] 以下结合附图,详细介绍一个包含1个主模块、4个子模块的无线分布式电子秤和一个包含1个主模块、3个子模块的无线分布式电子秤的实施例。
[0026] 实施例一:图4中给出了一个包含1个主模块、4个子模块的无线分布式电子秤,其中主模块的增强无线传输单元为蓝牙单模传输单元,4个子模块的无线传输单元为蓝牙单模传输单元。
[0027] 实施例一的无线分布式电子秤获取重量信息流程如下:步骤1、主模块电源单元供电,4个子模块的电源单元分别供电;
步骤2、主模块主控单元利用分布式拓扑架构生成机制构建无线的称重拓扑架构,具体如下;
(1)主模块的增强无线传输单元在主控单元的控制下扫描附近的蓝牙低功耗广播信号;
(2)增强无线传感器在特定的时间窗口长度T=20秒内,扫描到4个子模块的广播信号,主模块进入协同工作模式;
(3)主模块的主控单元记录拓扑信息,完成称重拓扑架构建立。
[0028] 步骤3、主模块主控单元、AD转换单元、传感器单元获取主模块重量信息,令该值为M1;4个子模块的辅助控制单元、AD转换单元、传感器单元分别获取各自子模块重量信息,值分别为M2至M5;步骤4、主模块主控单元获取子模块的重量信息M2至M5,并累加所有模块的重量计量信息;
M=M1+M2+M3+M4+M5;
步骤5、主模块主控单元对外发布当前电子秤的重量计量信息M,完成本次重量计量流程。
[0029] 实施例二:图5中给出了一个包含1个主模块、3个子模块的无线分布式电子秤,其中主模块的增强无线传输单元为双模传输单元,3个子模块的无线传输单元为ZigBee单模传输单元。
[0030] 实施例二的无线分布式电子秤获取重量信息流程如下:步骤1、主模块电源单元供电,3个子模块的电源单元分别供电;
步骤2、主模块主控单元利用分布式拓扑架构生成机制构建无线的称重拓扑架构,具体如下;
(1)主模块的增强无线传输单元在主控单元的控制下扫描附近的ZigBee广播信号;
(2)增强无线传感器在特定的时间窗口长度T=15秒内,扫描到3个子模块的广播信号,主模块进入协同工作模式;
(3)主模块的主控单元记录拓扑信息,完成称重拓扑架构建立。
[0031] 步骤3、主模块主控单元、AD转换单元、传感器单元获取主模块重量信息,令该值为M1;4个子模块的辅助控制单元、AD转换单元、传感器单元分别获取各自子模块重量信息,值分别为M2至M4;步骤4、主模块主控单元获取子模块的重量信息M2至M4,并累加所有模块的重量计量信息;
M=M1+M2+M3+M4;
步骤5、主模块主控单元对外发布当前电子秤的重量计量信息M,完成本次重量计量流程。
[0032] 传统的电子秤只支持固定数目的传感器,因而称重的量程为固定值。
[0033] 本发明利用蓝牙低功耗、ZigBee两种无线传输技术,构建了无线分布式的电子秤,主模块可以搭配8个以下任意数目的子模块,进行协同工作。本发明提出的无线分布式电子秤一方面突破了传统电子秤的形态,为便携化的外观设计提供了可能,另一方面组合式的设计为用户使用带了更好的体验。
[0034] 以上结合附图详细说明了本发明,但是本领域的普通技术人员应当明白,说明书是用于解释权利要求的,本发明的保护范围以权利要求为准,在本发明的基础上,任何所做的修改、等同替换和改进等都应当在所要求的保护范围内。
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