CN109634168B - 一种传感器脉冲信号的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种传感器脉冲信号的处理方法，步骤S1、在传感器的有效脉冲输出的两个边沿各增加一个高频脉冲群；步骤S2、在脉冲检测的真空期内如果遇到所述高频脉冲群，则在真空期过后立即产生中断唤醒采集设备或者主控MCU；在脉冲检测的真空期内如果未遇到所述高频脉冲群，则不在真空期过后立即产生中断唤醒采集设备或者主控MCU。本发明优点：可通过增加的高频脉冲群产生电平变化来唤醒采集设备或者主控MCU，进而保证采集设备或者主控MCU不会错过脉冲中断，从而可有效避免出现计量误差，并提高传感器的检测精度和密度。

Description

一种传感器脉冲信号的处理方法
技术领域
本发明涉及传感器领域，特别涉及一种传感器脉冲信号的处理方法。
背景技术
近几年来，随着物联网技术以及传感器技术的快速发展，在智能抄表和智慧水务领域中，用户对传感器的精度和采集密度的要求也越来越高，这也就意味着脉冲输出型传感器输出脉冲的频率也越来越快。
在传统的脉冲输出型传感器中，传感器输出的脉冲通常包括负逻辑电平和正逻辑电平两种形式，其中，负逻辑电平的形式如图1所示，正逻辑电平的形式如图2所示。
当脉冲输出型传感器被用在高精度或者高密度场景时，传感器的有效脉冲宽度一般都小于100MS；而在智能抄表和智慧水务领域中，采集设备或者主控MCU通常都是处于休眠状态，并以定时唤醒处理任务的模式进行工作。
在采集设备或者主控MCU跳过脉冲判断任务即将进入休眠状态的这个时间段，以及传感器的脉冲信号即将释放进入空闲状态的这个时间段，以上两个时间段基本上是一致的，我们通常称为真空期。由于用于高精度和高密度采集的输出脉冲的周期频率较快，这导致了脉冲信号可能会在真空期内出现，并使得采集设备或者主控MCU无法采集到有效脉冲，从而会导致出现计量误差，无法满足高精度计量要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种传感器脉冲信号的处理方法，通过本发明处理方法可有效解决现有技术中存在的采集设备或者主控MCU因休眠而错过脉冲中断，进而导致出现计量误差的问题。
本发明是这样实现的：一种传感器脉冲信号的处理方法，所述方法包括：
步骤S1、在传感器的有效脉冲输出的两个边沿各增加一个高频脉冲群；
步骤S2、在脉冲检测的真空期内如果遇到所述高频脉冲群，则在真空期过后立即产生中断唤醒采集设备或者主控MCU；在脉冲检测的真空期内如果未遇到所述高频脉冲群，则不在真空期过后立即产生中断唤醒采集设备或者主控MCU。
进一步地，所述步骤S1具体为：
在传感器的有效脉冲输出的开始位置增加一个第一高频脉冲群，在传感器的有效脉冲输出的结束位置增加一个第二高频脉冲群。
进一步地，所述步骤S2具体为：
在采集设备或者主控MCU即将进入休眠状态时，进入脉冲检测的真空期，且如果在真空期内遇到所述第一高频脉冲群，则在真空期过后立即产生中断唤醒采集设备或者主控MCU，以使采集设备或者主控MCU进入检测状态；如果在真空期内未遇到所述第一高频脉冲群，则不在真空期过后立即产生中断唤醒采集设备或者主控MCU；
在传感器的脉冲信号即将释放进入空闲状态时，进入脉冲检测的真空期，且如果在真空期内遇到所述第二高频脉冲群，则在真空期过后立即产生中断唤醒采集设备或者主控MCU，以使采集设备或者主控MCU进入检测状态；如果在真空期内未遇到所述第二高频脉冲群，则不在真空期过后立即产生中断唤醒采集设备或者主控MCU。
进一步地，所述第一高频脉冲群的脉冲个数大于等于2个，且所述第一高频脉冲群的脉冲周期大于等于真空期的周期的两倍。
进一步地，所述第二高频脉冲群的脉冲个数大于等于2个，且所述第二高频脉冲群的脉冲周期大于等于真空期的周期的两倍。
进一步地，所述传感器的有效脉冲的周期大于等于采样周期的三倍。
进一步地，设置所述传感器脉冲信号的占空比为50％，即使传感器脉冲信号的总周期等于有效脉冲总周期的两倍，其中，有效脉冲总周期＝第一高频脉冲群的脉冲周期+传感器的有效脉冲的周期+第二高频脉冲群的脉冲周期。
进一步地，在所述步骤S1中，所述传感器的有效脉冲输出具体为传感器的负逻辑电平输出。
进一步地，在所述步骤S1中，所述传感器的有效脉冲输出具体为传感器的正逻辑电平输出。
本发明具有如下优点：
1、本发明通过在传感器的有效脉冲输出的两个边沿各增加一个高频脉冲群，可使得在脉冲信号无法被采集设备或者主控MCU的中断识别时，可以通过高频脉冲群产生电平变化来唤醒采集设备或者主控MCU，进而保证采集设备或者主控MCU不会错过脉冲中断，从而可有效避免出现计量误差，并提高传感器的检测精度和密度；
2、设置传感器的有效脉冲的周期大于等于采样周期的三倍，可保证传感器的有效脉冲的准确性；
3、设置传感器脉冲信号的占空比为50％，可保证脉冲的一致性以及稳定性；同时，还可以通过计算传感器脉冲信号的总周期来得到传感器的最高检测精度。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为现有脉冲输出型传感器输出的负逻辑电平的示意图。
图2为现有脉冲输出型传感器输出的正逻辑电平的示意图。
图3为本发明具体实施例一中传感器输出的正逻辑电平的示意图。
图4为本发明具体实施例二中传感器输出的负逻辑电平的示意图。
图5为本发明一种传感器脉冲信号的处理方法的执行流程框图。
具体实施方式
具体实施例一：
请参阅图3和图5所示，本发明一种传感器脉冲信号的处理方法的较佳实施例一，所述方法包括：
步骤S1、在传感器的有效脉冲输出的两个边沿各增加一个高频脉冲群；其中，增加高频脉冲群的目的是：当传感器的检测精度和密度较高时，传感器的脉冲频率将大于10HZ；在智能抄表和智慧水务领域中，采集设备或者或主控MCU通常都是采用一次性电池供电，因此，设备都是处于周期性唤醒工作；而在采集设备或主控MCU即将进入休眠状态时，会有一个脉冲检测的真空期，如果这时候传感器检测到信号，将无法被采集设备或者主控MCU的中断识别，从而导致出现计量误差的情况；同理，在传感器的脉冲信号即将释放进入到空闲状态时，也存在有一个脉冲检测的真空期，如果这时候传感器检测到信号，也将无法被采集设备或者主控MCU的中断识别，从而导致出现计量误差的情况；本发明通过在传感器的有效脉冲输出的两个边沿各增加一个高频脉冲群，可使得在信号无法被采集设备或者主控MCU的中断识别时，可以通过高频脉冲群产生电平变化来唤醒采集设备或者主控MCU。
在本具体实施例一中，所述步骤S1具体为：
在传感器的有效脉冲输出的开始位置增加一个第一高频脉冲群，在传感器的有效脉冲输出的结束位置增加一个第二高频脉冲群。在增加完第一高频脉冲群和第二高频脉冲群后，传感器输出的脉冲波形就由空闲状态、第一高频脉冲群、有效脉冲以及第二高频脉冲群组成。其中，当传感器输出的脉冲波形处于空闲状态时，是不会进行采样的；当传感器输出的脉冲波形处于有效脉冲时，则会进行多次采样；当传感器输出的脉冲波形处于第一高频脉冲群和第二高频脉冲群时，则会唤醒采集设备或者主控MCU。
在本具体实施例一中，所述传感器的有效脉冲输出具体为传感器的正逻辑电平输出，其具体输出的脉冲波形如图3所示。
在本具体实施例一中，为了有效避免出现计量误差，设置所述第一高频脉冲群的脉冲个数大于等于2个，且所述第一高频脉冲群的脉冲周期大于等于真空期的周期的两倍。当然，本发明并不仅限于此，本发明在具体实施时，如果不考虑功耗问题的话，则可以将第一高频脉冲群的脉冲个数设置得大一些(例如10个)；如果需要考虑功耗问题的话，则需要将第一高频脉冲群的脉冲个数设置得小一些(如2个)。
在本具体实施例一中，为了有效避免出现计量误差，所述第二高频脉冲群的脉冲个数大于等于2个，且所述第二高频脉冲群的脉冲周期大于等于真空期的周期的两倍。当然，本发明并不仅限于此，本发明在具体实施时，如果不考虑功耗问题的话，则可以将第二高频脉冲群的脉冲个数设置得大一些(例如8个)；如果需要考虑功耗问题的话，则需要将第二高频脉冲群的脉冲个数设置得小一些(如3个)。
为了保证传感器的有效脉冲的准确性，通常会在有效脉冲期间进行多次采样，因此，设置所述传感器的有效脉冲的周期大于等于采样周期的三倍。
为了保证脉冲的一致性以及稳定性，设置所述传感器脉冲信号的占空比为50％，即使传感器脉冲信号的总周期等于有效脉冲总周期的两倍，其中，有效脉冲总周期＝第一高频脉冲群的脉冲周期+传感器的有效脉冲的周期+第二高频脉冲群的脉冲周期。同时，通过传感器脉冲信号的总周期我们还可以知道传感器的最高检测精度。当然，本发明设置所述传感器脉冲信号的占空比为50％，主要是出于保证脉冲的一致性以及稳定性的考虑，如果不考虑脉冲的一致性以及稳定性的话，采用其它的占空比也是可以实现的。
下面以一具体例子来对传感器的最高检测精度做进一步说明：假设采集设备的真空期的周期为100us，采样周期为1ms，由此就可以计算出第一高频脉冲群的脉冲周期＝第二高频脉冲群的脉冲周期≥2*100us(即200us)，传感器的有效脉冲的周期≥3*1ms(即3ms)，有效脉冲总周期≥200us+3ms+200us＝3.4ms，总周期≥2*3.4ms＝6.8ms，所以就可以得出道传感器的最高检测精度6.8ms，也就是说，通过该传感器可以检测到周期大于等于6.8ms的脉冲信号。
步骤S2、在脉冲检测的真空期内如果遇到所述高频脉冲群，则在真空期过后立即产生中断唤醒采集设备或者主控MCU；在脉冲检测的真空期内如果未遇到所述高频脉冲群，则不在真空期过后立即产生中断唤醒采集设备或者主控MCU。
在本具体实施例一中，所述步骤S2具体为：
在采集设备或者主控MCU即将进入休眠状态时，进入脉冲检测的真空期，此时采集设备或者主控MCU将无法识别到有效脉冲信号，且如果在真空期内遇到所述第一高频脉冲群(由于在遇到第一高频脉冲群时会马上产生电平变化，且第一高频脉冲群的脉冲周期大于等于真空期的周期的两倍，因此，在真空期过后，第一高频脉冲群会延续脉冲信号的有效性，从而可产生中断唤醒采集设备或者主控MCU)，则在真空期过后立即产生中断唤醒采集设备或者主控MCU，以使采集设备或者主控MCU进入检测状态，从而避免出现计量误差；如果在真空期内未遇到所述第一高频脉冲群，则不在真空期过后立即产生中断唤醒采集设备或者主控MCU；
在传感器的脉冲信号即将释放进入空闲状态时，进入脉冲检测的真空期，此时采集设备或者主控MCU将无法识别到有效脉冲信号，且如果在真空期内遇到所述第二高频脉冲群(由于在遇到第二高频脉冲群时会马上产生电平变化，且第二高频脉冲群的脉冲周期大于等于真空期的周期的两倍，因此，在真空期过后，第二高频脉冲群会延续脉冲信号的有效性，从而可产生中断唤醒采集设备或者主控MCU)，则在真空期过后立即产生中断唤醒采集设备或者主控MCU，以使采集设备或者主控MCU进入检测状态，从而避免出现计量误差；如果在真空期内未遇到所述第二高频脉冲群，则不在真空期过后立即产生中断唤醒采集设备或者主控MCU。
具体实施例二：
请参阅图4和图5所示，本发明一种传感器脉冲信号的处理方法的较佳实施例二，所述方法包括：
步骤S1、在传感器的有效脉冲输出的两个边沿各增加一个高频脉冲群；其中，增加高频脉冲群的目的是：当传感器的检测精度和密度较高时，传感器的脉冲频率将大于10HZ；在智能抄表和智慧水务领域中，采集设备或者或主控MCU通常都是采用一次性电池供电，因此，设备都是处于周期性唤醒工作；而在采集设备或主控MCU即将进入休眠状态时，会有一个脉冲检测的真空期，如果这时候传感器检测到信号，将无法被采集设备或者主控MCU的中断识别，从而导致出现计量误差的情况；同理，在传感器的脉冲信号即将释放进入到空闲状态时，也存在有一个脉冲检测的真空期，如果这时候传感器检测到信号，也将无法被采集设备或者主控MCU的中断识别，从而导致出现计量误差的情况；本发明通过在传感器的有效脉冲输出的两个边沿各增加一个高频脉冲群，可使得在信号无法被采集设备或者主控MCU的中断识别时，可以通过高频脉冲群产生电平变化来唤醒采集设备或者主控MCU。
在本具体实施例二中，所述步骤S1具体为：
在传感器的有效脉冲输出的开始位置增加一个第一高频脉冲群，在传感器的有效脉冲输出的结束位置增加一个第二高频脉冲群。在增加完第一高频脉冲群和第二高频脉冲群后，传感器输出的脉冲波形就由空闲状态、第一高频脉冲群、有效脉冲以及第二高频脉冲群组成。其中，当传感器输出的脉冲波形处于空闲状态时，是不会进行采样的；当传感器输出的脉冲波形处于有效脉冲时，则会进行多次采样；当传感器输出的脉冲波形处于第一高频脉冲群和第二高频脉冲群时，则会唤醒采集设备或者主控MCU。
在本具体实施例二中，所述传感器的有效脉冲输出具体为传感器的负逻辑电平输出，其具体输出的脉冲波形如图4所示。
在本具体实施例二中，为了有效避免出现计量误差，设置所述第一高频脉冲群的脉冲个数大于等于2个，且所述第一高频脉冲群的脉冲周期大于等于真空期的周期的两倍。当然，本发明并不仅限于此，本发明在具体实施时，如果不考虑功耗问题的话，则可以将第一高频脉冲群的脉冲个数设置得大一些(例如10个)；如果需要考虑功耗问题的话，则需要将第一高频脉冲群的脉冲个数设置得小一些(如3个)。
在本具体实施例二中，为了有效避免出现计量误差，所述第二高频脉冲群的脉冲个数大于等于2个，且所述第二高频脉冲群的脉冲周期大于等于真空期的周期的两倍。当然，本发明并不仅限于此，本发明在具体实施时，如果不考虑功耗问题的话，则可以将第二高频脉冲群的脉冲个数设置得大一些(例如10个)；如果需要考虑功耗问题的话，则需要将第二高频脉冲群的脉冲个数设置得小一些(如3个)。
为了保证传感器的有效脉冲的准确性，通常会在有效脉冲期间进行多次采样，因此，设置所述传感器的有效脉冲的周期大于等于采样周期的三倍，例如，采样周期为1ms，那么，传感器的有效脉冲的周期≥3*1ms(即3ms)。
为了保证脉冲的一致性以及稳定性，设置所述传感器脉冲信号的占空比为50％，即使传感器脉冲信号的总周期等于有效脉冲总周期的两倍，其中，有效脉冲总周期＝第一高频脉冲群的脉冲周期+传感器的有效脉冲的周期+第二高频脉冲群的脉冲周期。例如，采集设备的真空期的周期为150us，采样周期为0.5ms，则第一高频脉冲群的脉冲周期＝第二高频脉冲群的脉冲周期≥2*150us(即300us)，传感器的有效脉冲的周期≥3*0.5ms(即1.5ms)，有效脉冲总周期≥300us+1.5ms+300us＝2.1ms，总周期≥2*2.1ms＝4.2ms。同时，通过传感器脉冲信号的总周期我们还可以知道传感器的最高检测精度。当然，本发明设置所述传感器脉冲信号的占空比为50％，主要是出于保证脉冲的一致性以及稳定性的考虑，如果不考虑脉冲的一致性以及稳定性的话，采用其它的占空比也是可以实现的。
步骤S2、在脉冲检测的真空期内如果遇到所述高频脉冲群，则在真空期过后立即产生中断唤醒采集设备或者主控MCU；在脉冲检测的真空期内如果未遇到所述高频脉冲群，则不在真空期过后立即产生中断唤醒采集设备或者主控MCU。
在本具体实施例二中，所述步骤S2具体为：
在采集设备或者主控MCU即将进入休眠状态时，进入脉冲检测的真空期，此时采集设备或者主控MCU将无法识别到有效脉冲信号，且如果在真空期内遇到所述第一高频脉冲群(由于在遇到第一高频脉冲群时会马上产生电平变化，且第一高频脉冲群的脉冲周期大于等于真空期的周期的两倍，因此，在真空期过后，第一高频脉冲群会延续脉冲信号的有效性，从而可产生中断唤醒采集设备或者主控MCU)，则在真空期过后立即产生中断唤醒采集设备或者主控MCU，以使采集设备或者主控MCU进入检测状态，从而避免出现计量误差；如果在真空期内未遇到所述第一高频脉冲群，则不在真空期过后立即产生中断唤醒采集设备或者主控MCU；
在传感器的脉冲信号即将释放进入空闲状态时，进入脉冲检测的真空期，此时采集设备或者主控MCU将无法识别到有效脉冲信号，且如果在真空期内遇到所述第二高频脉冲群(由于在遇到第二高频脉冲群时会马上产生电平变化，且第二高频脉冲群的脉冲周期大于等于真空期的周期的两倍，因此，在真空期过后，第二高频脉冲群会延续脉冲信号的有效性，从而可产生中断唤醒采集设备或者主控MCU)，则在真空期过后立即产生中断唤醒采集设备或者主控MCU，以使采集设备或者主控MCU进入检测状态，从而避免出现计量误差；如果在真空期内未遇到所述第二高频脉冲群，则不在真空期过后立即产生中断唤醒采集设备或者主控MCU。
综上所述，本发明具有如下优点：
1、本发明通过在传感器的有效脉冲输出的两个边沿各增加一个高频脉冲群，可使得在脉冲信号无法被采集设备或者主控MCU的中断识别时，可以通过高频脉冲群产生电平变化来唤醒采集设备或者主控MCU，进而保证采集设备或者主控MCU不会错过脉冲中断，从而可有效避免出现计量误差，并提高传感器的检测精度和密度；
2、设置传感器的有效脉冲的周期大于等于采样周期的三倍，可保证传感器的有效脉冲的准确性；
3、设置传感器脉冲信号的占空比为50％，可保证脉冲的一致性以及稳定性；同时，还可以通过计算传感器脉冲信号的总周期来得到传感器的最高检测精度。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (7)

1.一种传感器脉冲信号的处理方法，其特征在于：所述方法包括：
步骤S1、在传感器的有效脉冲输出的开始位置增加一个第一高频脉冲群，在传感器的有效脉冲输出的结束位置增加一个第二高频脉冲群；
步骤S2、在采集设备或者主控MCU即将进入休眠状态时，进入脉冲检测的真空期，且如果在真空期内遇到所述第一高频脉冲群，则在真空期过后立即产生中断唤醒采集设备或者主控MCU，以使采集设备或者主控MCU进入检测状态；如果在真空期内未遇到所述第一高频脉冲群，则不在真空期过后立即产生中断唤醒采集设备或者主控MCU；
在传感器的脉冲信号即将释放进入空闲状态时，进入脉冲检测的真空期，且如果在真空期内遇到所述第二高频脉冲群，则在真空期过后立即产生中断唤醒采集设备或者主控MCU，以使采集设备或者主控MCU进入检测状态；如果在真空期内未遇到所述第二高频脉冲群，则不在真空期过后立即产生中断唤醒采集设备或者主控MCU。
2.根据权利要求1所述的一种传感器脉冲信号的处理方法，其特征在于：所述第一高频脉冲群的脉冲个数大于等于2个，且所述第一高频脉冲群的脉冲周期大于等于真空期的周期的两倍。
3.根据权利要求1所述的一种传感器脉冲信号的处理方法，其特征在于：所述第二高频脉冲群的脉冲个数大于等于2个，且所述第二高频脉冲群的脉冲周期大于等于真空期的周期的两倍。
4.根据权利要求1所述的一种传感器脉冲信号的处理方法，其特征在于：所述传感器的有效脉冲的周期大于等于采样周期的三倍。
5.根据权利要求1所述的一种传感器脉冲信号的处理方法，其特征在于：设置所述传感器脉冲信号的占空比为50％，即使传感器脉冲信号的总周期等于有效脉冲总周期的两倍，其中，有效脉冲总周期＝第一高频脉冲群的脉冲周期+传感器的有效脉冲的周期+第二高频脉冲群的脉冲周期。
6.根据权利要求1所述的一种传感器脉冲信号的处理方法，其特征在于：在所述步骤S1中，所述传感器的有效脉冲输出具体为传感器的负逻辑电平输出。
7.根据权利要求1所述的一种传感器脉冲信号的处理方法，其特征在于：在所述步骤S1中，所述传感器的有效脉冲输出具体为传感器的正逻辑电平输出。
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