用于智能电子积木的信号产生和调节方法及其硬件模块.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106377906A(43)申请公布日2017.02.08(21)申请号201610719168.7(22)申请日2016.08.24(71)申请人广东乐博士教育装备有限公司地址510032广东省广州市海珠区宸悦路26号（G-2）栋510房(72)发明人洪成选叶远蔡立鹤(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人江裕强(51)Int.Cl.A63H33/08(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称用于智能电子积木的信号产生和调节方法及其硬件模块(57)摘要本发明提供用于智能电子积木的信号产生和调节方法及其硬件模块。所述方法利用传感器单元实时监测环境参数的变化，并根据物理参数的变化产生不同强度的电压信号，电压信号经过模数转换器变换为数字信号并由处理器进行运算得到输出的数字信号，输出的数字信号经过数模转换器变换为电压信号输出给下一级模块。所述硬件模块包括：高电平输入端、数据总线输入端、信号输入端、低电平输入端、高电平输出端、数据总线输出端、信号输出端、低电平输出端、传感器单元、处理器、模数转换器、数模转换器等。本发明实现智能积木模块的标准安装结构，便于积木模块之间的自由拼接，使得智能积木模块的搭接结构简洁，使用方便。CN106377906ACN106377906A权利要求书1/2页1.用于智能电子积木的信号产生和调节方法，其特征在于利用传感器单元实时监测环境物理参数的变化，并根据物理参数的变化产生不同强度的电压信号，电压信号经过模数转换器变换为数字信号并由处理器进行运算得到输出的数字信号，输出的数字信号经过数模转换器变换为电压信号输出给下一级智能积木模块；具体包括如下步骤：1）智能积木系统的调节器（20）通过数据总线对处理器（10）进行参数设置，从而确定传感器的灵敏度和触发值，并将参数存储在处理器（10）的内部存储器中；2）传感器单元（9）读取需要探测的环境物理参数强度，根据步骤1）中所设定的灵敏度数值，处理器（10）将传感单元当前所探测到的强度与设定的灵敏度范围进行对比，如果当前的物理参数强度低于灵敏度范围的最小值或者高于灵敏度范围的最大值，则对传感器的参考电压进行修正，使得当前探测得到的物理参数强度落在设定的灵敏度范围中；3）传感器单元（9）根据采样频率读取环境物理参数强度，产生电压信号；4）传感器单元（9）所产生的电压信号经过差分运放电路，对电压信号进行调整和修正；5）修正后的电压信号传递给模数转换器（11），将电压信号转换为数字信号；6）处理器（10）对数字信号进行数学运算或者逻辑运算，数学运算或者逻辑运算由调节器（20）设定；处理器完成的运算结果是数字信号；7）处理器输出的数字信号经过数模转换器（12）变换为电压信号，并通过数据总线对外输出；处理器（10）通过实时监控数模转换器的输出信号，并与处理器所设定的灵敏度范围和触发值进行比较，如果输出信号低于灵敏度范围的最小值或者高于灵敏度范围的最大值，则需重新对传感器的参考电压进行修正，使得当前探测得到的物理参数强度落在灵敏度范围中；8）处理器（10）实时监测处理器的运算结果，出现异常的处理结果，则对处理器中所设定的环境参数进行重新设定，从而重新确定传感器的灵敏度和触发值，所述异常的处理结果包括没有产生数字信号、数字信号数字过大。2.根据权利要求1所述的用于智能电子积木的信号产生和调节方法，其特征在于所述环境物理参数包括红外强度、声音强度、光强度中的一种。3.实现权利要求1所述的用于智能电子积木的信号产生和调节方法的硬件模块，其特征在于包括高电平输入端（1）、数据总线输入端（2）、信号输入端（3）、低电平输入端（4）、高电平输出端（5）、数据总线输出端（6）、信号输出端（7）、低电平输出端（8）、传感器单元（9）、处理器（10）、模数转换器（11）、数模转换器（12）、电路板（19）、输入端接头、输出端接头、上壳体（14）和下壳体（13）；高电平输入端（1）和高电平输出端（5）及它们之间的连续构成了高电平供电线路；低电平输入端（4）和低电平输出端（8）及它们之间的连线构成了低电平供电线路；数据总线输入端（2）和数据总线输出端（6）及它们之间的连线构成了数据总线传输线路；信号输入端（3）和信号输出端（7）及它们之间的连线构成了信号传输线路；高电平供电线路和低电平供电线路形成了电压差回路，为传感器单元（9）、处理器（10）、模数转换器（11）、数模转换器（12）提供电力；所述数据总线是所有已连通智能积木模块的共同通讯总线，该总线采用单工方式收发数据；数据总线的数据由调节器（20）调节控制；所述调节器自身包括处理器、LCD显示屏、按键输入、通讯接口和供电接口等；