差别
这里会显示出您选择的修订版和当前版本之间的差别。
| 两侧同时换到之前的修订记录 前一修订版 后一修订版 | 前一修订版 | ||
|
ipapp6 [2022/01/12 13:02] gongyusu |
ipapp6 [2022/01/12 15:51] (当前版本) gongyusu |
||
|---|---|---|---|
| 行 1: | 行 1: | ||
| ## 通过USB Type C连接树莓派和显示屏 | ## 通过USB Type C连接树莓派和显示屏 | ||
| - | ## 开放式、发/收相关、智能语音控制和报告的集成化测量仪器（硬件层面） | + | 设计一个转接电路，将树莓派计算机或计算模块的视频信号通过USB Type C传输到支持USB Type C一线通的显示屏上，并能够通过USB Type C的线缆获得5V/3A的电能，给树莓派计算机或用树莓派计算模块CMx制作的系统供电，同时能够将显示屏的触摸控制信息通过USB Type C电缆传输过来，通过树莓派的USB Type A接口送到处理器进行处理。 |
| - | 设计一种综合式测试测量系统，使信号的产生和信号的采集相关联，能够应用到更多的测试场景，获取更多维度的测量信息，同时该系统对用户提供开发接口，允许用户根据自己的需要开发适合自己领域的应用以及控制界面。 | + | 通过这种方式就可以构成一个只需要一个供电电源线提供电能，只需要一根USB Type C线缆进行显示屏和主机之间连接的系统。 |
| ### 背景技术 | ### 背景技术 | ||
| #### 1 现有技术情况 | #### 1 现有技术情况 | ||
| - | 传统的测量仪器主要有四大件 - 万用表、直流稳压电源、示波器和信号发生器，这些仪器各自独立，但需要搭配在一起才能满足一个工程师最基本的测试测量需求。 | + | 树莓派（目前已经到了第四代）由于其开源的特色，已经成了继Windows和Mac OS之外的第三个桌面电脑系统，但主机和显示屏之间的连接还是通过HDMI视频线，如果采用触摸屏，还需要另外一根USB线从显示屏引到树莓派的USB Type A接口，并且主机和显示器为分别供电，使用起来比较麻烦。 |
| - | {{ :testinstruments.jpg |}} | + | |
| + | 树莓派计算模块（第四代为CM4）自推出以后已经迅速成为工控领域的重要控制器，当前利用树莓派计算模块做控制中心同显示屏连接的方式也是同树莓派主机同显示器之间的连接方式，连线比较多，需要多个供电系统，可靠性不够高。 | ||
| + | {{ :rpi_screen_connection.jpg |}} | ||
| #### 2 现有技术缺陷 | #### 2 现有技术缺陷 | ||
| - | * 功能分离，单独操作、单独供电，占用桌面空间大、占用电源插座多 | + | * 主机和显示屏需要单独供电，占用多一个电源插座 |
| - | * 设备极少有联网的，设备之间没有数据关联，尤其是产生信号的设别和测试信号反应的设备之间相互独立 | + | * 主机和显示器之间需要用HDMI线连接，如果触摸屏还需要另外一根USB连线以传输触摸信号 |
| - | * 操作界面复杂，一般用户无法充分使用其功能 | + | |
| - | * 系统封闭，用户无法根据自己的需要定制其测试流程及控制界面 | + | |
| ### 发明内容 | ### 发明内容 | ||
| #### 1 发明内容/改进点 | #### 1 发明内容/改进点 | ||
| - | 基于树莓派CM4控制/显示核心 + FPGA为数据处理核心，连接高速ADC、DAC器件，实现开放式、多功能集成化测试测量仪器，支持语音控制和语音信息报告功能。 | + | - 制作一个转接电路板，将树莓派的视频信号（可以是HDMI或MIPI格式）转换成DP1.2/1.4格式的数据，可以在USB Type C线缆里能够传输 |
| - | {{drawio>comp_instru_block.png}} | + | - 同时接收通过USB Type C传输来的触摸屏控制信号，连同线缆传输的电能转化为树莓派系统需要的5V直流电压，通过树莓派主板上的USB Type C连接器送到树莓派主机上 |
| #### 2 该发明的创新之处 | #### 2 该发明的创新之处 | ||
| - | * 使用树莓派CM4（计算模块）为控制核心，运行Linux，系统开放，用户可以根据我们提供的测试测量API定制自己的测试测量应用以及控制界面 | + | * 通过接口板的方式为树莓派系统提供了一种单线传输视频/供电/触摸屏控制信号的方式 |
| - | * 该仪器平台同时可以同时运行其它与用户相关的应用程序，比如电路仿真、PCB设计文件查看、库存管理等 | + | |
| - | * 该仪器平台具有语音控制和语音信息报告的功能，无需手工操作查看参数，为测试过程提供了极大的方便 | + | |
| - | * 采用FPGA将测试信号的产生、电源的产生控制、信号的采集控制、采集数据的处理等于一体： | + | |
| - | * 配合我们定义的收发控制协议，可以通过发射/接收之间的相关关系，提取出更多关于被测对象的信息 | + | |
| - | * 通过时域、频域2个维度的信息处理得到更多关于被测对象的信息 | + | |
| - | * 通过机器学习，能够基于测试的数据进行智能诊断 | + | |
| #### 3 该发明的有益效果 | #### 3 该发明的有益效果 | ||
| - | * 成本大大降低 - 将多项功能（电源、信号发生器、示波器、频谱仪、万用表等）集成于一体 | + | * 简化了主机和显示屏之间的连接，只需要一根标准的USB Type C线，便携性更强 |
| - | * 系统开放，支持更多应用 - 用户可以定制自己的应用及控制界面。并支持更多非测试测量的专业应用。 | + | * 将原来分开供电，变成了单一供电，简化了系统供电的复杂度 |
| - | * 智能化程度大大提升 - 收/发相关、时域/频域联合分析、机器学习、智能语音控制和报告 | + | * 在工控领域的树莓派控制系统的应用可靠性得到提升 |
| #### 4 是否存在替代方案？ | #### 4 是否存在替代方案？ | ||
| - | * 虚拟仪器 - 实现部分定制化功能，但不对外开放，且成本高 | + | * 这种方法已经用在笔记本电脑、部分手机和平板电脑上，但在树莓派构成的系统中还未见到有现成的产品和方案。 |
| - | * 口袋仪器，如ADALM2000、Analog Discovery - 仅通过USB连接电脑进行测试，智能化程度不够，还要借助电脑的显示屏幕，并占用一个USB端口。 | + | |
| ### 附图 | ### 附图 | ||