一種智能手機獲取監測環(huán)境溫度、濕度的實(shí)現方法

4.1 耳機連接物理接口電路

　　本方案兼容這兩種耳機接口標準，通過(guò)如圖4電路，硬件自動(dòng)識別耳機接口并進(jìn)行對應硬件配置，該麥克風(fēng)與地自動(dòng)判別自適應電路包含地信號自適應電路和麥克信號自適應電路，當該電路插入到手機耳機端口后，能根據所插入的耳機接口類(lèi)型，自動(dòng)調整外設備端的麥克風(fēng)信號和地信號極性，達到適應不同的手機耳機接口的目的。如圖4所示所述地信號自適應電路，由分別接至麥克信號與地信號的MOS管Q3或Q4和偏置電阻R24或者R27所組成，該MOS管選用N溝道MOSFET 2N7002，利用手機地信號和麥克信號的特性來(lái)自動(dòng)調整相應的地信號同設備地連接。所述的麥克信號自適應電路，由兩個(gè)分別接于地信號和麥克信號上的二極管D6和D7組成，所述的兩個(gè)二極管的正極端分別接至地信號與麥克信號，負極端與設備端MIC信號連接，利用手機麥克信號的直流偏置來(lái)自動(dòng)調整相應的麥克信號同設備端麥克信號連接。

4.2 數據傳輸模塊的軟件設計

　　耳機外設溫濕度測量解決方案需要執行兩個(gè)軟件程序：

　　● 運行在智能手機上的應用APP程序;

　　● 運行在耳機外設EFM32ZG108F16微控制器上的嵌入式固件。

　　通信雙方的手機與耳機外設終端采用軟件方法實(shí)現。左聲道被用作手機至耳機外設裝置的數據傳輸。有效數據被封裝在一個(gè)小數據包，曼徹斯特線(xiàn)路便把被用于這些數據位的編碼。在耳機外設裝置上，EFM32內置的比較器被用于將模擬數據轉換成數字數據。EFM32用于解碼這些曼徹斯特編碼的比特數據流并繼續處理，這些有效數據通過(guò)程序對從耳機音頻輸出接口采集到的音頻信號進(jìn)行差分曼徹斯特解碼，解碼后的數據命令將指揮微控制器對環(huán)境溫濕度傳感器啟動(dòng)數據采集，并將數據存儲在微控制器RAM中，然后依次對這些采集數據再進(jìn)行差分曼徹斯特編碼，經(jīng)整形電路，并送到耳機音頻輸入MIC接口，發(fā)到手機端作解碼。程序由3個(gè)線(xiàn)程構成，當數據傳輸服務(wù)程序在手機上啟動(dòng)后形成3個(gè)線(xiàn)程：(1)創(chuàng )建一個(gè)音頻交流信號左聲道發(fā)送線(xiàn)程，負責設置輸出最大音量，生成固定頻率音頻交流信號，并發(fā)送到音頻輸出線(xiàn)路上;(2)創(chuàng )建一個(gè)監聽(tīng)音頻輸入接口數據的線(xiàn)程，負責對從音頻輸入接口采集到的音頻信號，進(jìn)行差分曼徹斯特解碼，解碼輸出數據存放在接收數據緩存，然后調用外部業(yè)務(wù)程序執行耳機外設的測量溫濕度的命令，上傳采集到的數據;(3)主線(xiàn)程循環(huán)等待發(fā)送數據緩存中的數據存入事件，當外部業(yè)務(wù)程序在數據要發(fā)送時(shí)，將要發(fā)送的數據放入共享的發(fā)送數據緩存時(shí)，所述的主線(xiàn)程取到要發(fā)送的數據，進(jìn)行差分曼徹斯特編碼，再用操作系統的音頻控制接口函數發(fā)送到音頻輸出接口MIC通路上。

　　針對耳機設端的嵌入式軟件，主要運行于free RTOS操作系統，如圖5為耳機外設端軟件流程圖，其中底層數據傳送幀格式為：Stat byte+ n byte+ End byte，驅動(dòng)層將主要完成曼徹斯特(Manchester)數據收發(fā)編碼是關(guān)鍵，MCU將使用內部的模擬比較器+定時(shí)器捕獲來(lái)作解碼;而數據編碼則通過(guò)MCU內部的SPI+DMA 作編碼。

　　如圖6所示為智能手機應用軟件流程圖，這里我們將提供運行于A(yíng)ndroid操作系統下的App應用程序節選例程，采用java編程，分為通過(guò)錄音把耳機外設發(fā)送上來(lái)的方波數據轉換為PCM數據。

5 結語(yǔ)

　　本方案設計并實(shí)現了利用耳機音頻接口傳輸，實(shí)現智能手機擴展監測環(huán)境溫濕度數據顯示，從實(shí)際測試狀況來(lái)看，基本達到了應用需求，可兼容滿(mǎn)足2種不同耳機接口標準的智能手機拓展應用，由此給智能手機拓展應用帶來(lái)深遠影響。

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