專利名稱：：電腦加速度監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是關(guān)于一種電腦加速度監(jiān)控系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種電腦中安裝有加速度傳感器的監(jiān)控系統(tǒng)和方法，以使該電腦在運(yùn)動環(huán)境中時(shí)能根據(jù)電腦感受的加速度狀況采取相應(yīng)的保護(hù)措施或者運(yùn)行某些關(guān)聯(lián)程序。
背景技術(shù)：
：加速度有兩種，一個(gè)是靜態(tài)的加速度，把加速度傳感器傾斜一個(gè)角度，重力場會在感應(yīng)場上產(chǎn)生一個(gè)分量，通過這個(gè)分量可以測量出電腦傾斜了多少角度，由此實(shí)現(xiàn)一些前后左右的控制；另外一種就是所謂的動態(tài)加速度，比如撞擊，這些可以用在防撞、防盜等。加速度傳感器在許多領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，由于技術(shù)的飛速發(fā)展，已經(jīng)有微型化、智能化、集成化加速度傳感器在使用，例如手機(jī)中的加速度傳感器。電腦在操作狀態(tài)時(shí)，有意或無意間皆會產(chǎn)生運(yùn)動，如果使得電腦在設(shè)計(jì)時(shí)皆配置加速度傳感器的監(jiān)控系統(tǒng)，以將產(chǎn)生的運(yùn)動予以得到適當(dāng)?shù)谋O(jiān)控，如此才能維持該電腦的正常操作。此外，筆記本電腦或交通工具上或軍事用電腦設(shè)備的使用環(huán)境極為嚴(yán)苛，對于各項(xiàng)操作及環(huán)境條件(例如振動、失重)皆比一般商用電腦的要求為高。加速度傳感器和電腦系統(tǒng)的結(jié)合能夠由于軟件和信號處理的不同，產(chǎn)生許多嶄新的用途。芯片間電路總線12C，由Philips開發(fā)的I2C(I2C)總線具有標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范以及眾多帶I2C接口的外圍器件，I2C的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)的獨(dú)立性和用戶使用的簡便性，I2C總線器件兼容SMBus，可直接在SMBus上使用。系統(tǒng)管理總線SMBUS，以I2C總線為母本的系統(tǒng)管理總線是Intel提出的串行通信總線，包含一根數(shù)據(jù)線SMBDAT和一根時(shí)鐘線SMBCLK，每個(gè)總線器件都有一個(gè)地址，有即插即用的特點(diǎn)，所有帶SMBus接口的外圍器件都具有應(yīng)答功能，在電腦中有廣泛應(yīng)用如Intel的全部南橋系列芯片ICH5(I/0ControllerHUB5)、ICH6、ICH7或與Intel南橋兼容的芯片VIA8233，AMD768等，均可以用SMBus通信。由多個(gè)國際半導(dǎo)體公司共同制定的電源管理總線PMBUS也是以I2C為母本的串行總線，與SMBus兼容。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的在于提供一種電腦加速度監(jiān)測系統(tǒng)，用以監(jiān)測電腦的運(yùn)動狀況。本發(fā)B月的另--目的是提供一種電腦的加速度監(jiān)測及保護(hù)方法，以作為該電腦在開機(jī)和操作過程中采取何種措施的參考依據(jù)，當(dāng)本發(fā)明監(jiān)測出該電腦的加速度狀況已超出預(yù)設(shè)的加速度值時(shí)，可啟動預(yù)定的保護(hù)步驟，以確保該電腦及其電子組件不致受到損^^。該加速度監(jiān)測系統(tǒng)包括有一加速度傳感器，布置在電腦中，用于監(jiān)測電腦受到的加速度；一信號調(diào)理器，接受加速度傳感器的信號，輸出合適幅度的電信號；一A/D轉(zhuǎn)換器，接受信號調(diào)理器的模擬信號，輸出數(shù)字信號；一系統(tǒng)管理總線接口和總線，通過接口和總線將數(shù)字信號傳送到電腦主機(jī)；系統(tǒng)流程包括加速度數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)計(jì)算和判斷、輸出顯示。電腦主機(jī)的橋接器上的控制器通常是INTEL公司的集成電路芯片ICHn或兼容的集成電路芯片,ICHn也能夠與主機(jī)的其它功能芯片集成在一起。擴(kuò)展器件節(jié)點(diǎn)的從設(shè)備也是一個(gè)集成電路芯片，它至少集成了A/D轉(zhuǎn)換器、寄存器和系統(tǒng)管理總線接口電路的功能，更進(jìn)一步，還集成了加速度傳感器和信號調(diào)理器。在加速度監(jiān)測子系統(tǒng)中有一溫度傳感器測量環(huán)境溫度，用于加速度傳感器溫漂補(bǔ)償，有一控制單元用于計(jì)算和控制。系統(tǒng)管理總線及其器件是兼容的電源管理總線PMBUS及其器件和I2C總線及其器件。本發(fā)明的一種電腦加速度監(jiān)測保護(hù)方法，該方法包括下列步驟(')在電腦開機(jī)和運(yùn)行過程中，監(jiān)測該電腦的實(shí)際加速度狀況，并產(chǎn)生一實(shí)際加速度值；U)通過SMBUS傳送該實(shí)際加速度信號'；G)將該接收的實(shí)際加速度值與一預(yù)設(shè)加速度值予以比較，若該實(shí)際加速度值并未大于該預(yù)設(shè)加速度值，則允許電腦進(jìn)行正常運(yùn)行和操作過程；若該實(shí)際加速度值大于該預(yù)設(shè)加速度值，則產(chǎn)生一警示信號至該電腦，同時(shí)終止操作過程，保存數(shù)據(jù)關(guān)機(jī)。本發(fā)明所述的電腦是筆記本電腦、臺式電腦、嵌入式電腦、工業(yè)'電腦或電腦服務(wù)器，或者ATM機(jī)等智能設(shè)備。有益效果經(jīng)由本發(fā)明所采用的技術(shù)手段，可以使得電腦在操作于運(yùn)動環(huán)境加速度的狀況下，可先監(jiān)泖》出該電腦內(nèi)部的加速度狀況，并在判別出該電腦的加速度狀況已超出預(yù)設(shè)之加速度值時(shí)，可產(chǎn)生預(yù)設(shè)的保護(hù)措施，以確保該電腦及其電子組件不致受到損壞。透過本發(fā)明的加速度監(jiān)測及保護(hù)功能，可以使得電腦達(dá)到高安全性的操作，而可完全克服一般電腦使用在運(yùn)動環(huán)境下，所可能造成的電腦或電子組件受到損壞的問題。通過本發(fā)明，使得電腦的使用更能廣泛擴(kuò)展應(yīng)用在各種嚴(yán)苛的操作環(huán)境中。以加速度傳感器監(jiān)測系統(tǒng)為硬件平臺，提供軟件創(chuàng)新機(jī)遇。例如，(1)能夠用于電腦中的硬盤和光盤驅(qū)動器保護(hù)，因?yàn)橐话愕挠脖P和光盤驅(qū)動器的機(jī)械部分非常靈敏，有一些振動會使硬盤和光盤驅(qū)動器數(shù)據(jù)丟失，利用加速度傳感器監(jiān)測在自由落體情況下使其磁頭歸位，可以提高硬盤和光盤驅(qū)動器的保護(hù)功能。(2)振動自動監(jiān)測和報(bào)警如果電腦有位置的移動，加速度傳感器通過電腦的應(yīng)用程序能夠發(fā)出信號，起到防盜作用。圖1為本發(fā)明電腦加速度監(jiān)測系統(tǒng)的組成方框圖；圖2為本發(fā)明電腦加速度監(jiān)測系統(tǒng)的SMBUS數(shù)據(jù)傳送流程圖；圖3為本發(fā)明加速度監(jiān)測系統(tǒng)與電腦連接示意圖；圖4為本發(fā)明的控制流程圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例2的原理圖。具體實(shí)施方式實(shí)施例1如圖1、圖2所示，該電腦1包括有一中央處理單元11，其通過內(nèi)部總線連接有一第一橋接器13(亦稱為主橋接器HostBridge或稱為北橋NorthBridge)。一主存儲器14連接于該主橋接器13。一顯示裝置16則透過一顯示接口15(例如AGP、PCI-Express)及總線連接于該第一橋接器13。一第二橋接器19(又稱為南橋SouthBridge或ICH)。一PCI總線17連接于該第二橋接器19，然后再連接一擴(kuò)充PCI裝置18。一PCI-Express(PCI-E)總線35連接于該第二橋接器19，并在該P(yáng)CI-E總線35上可連結(jié)各種PCI-E裝置36。一數(shù)據(jù)儲存裝置接口21連接于第二橋接器19，以供連接一數(shù)據(jù)儲存裝置22(例如硬盤)。一組I/0接口，例如UBS、鍵盤、鼠標(biāo)和音頻接口。一基本輸入輸出操作系統(tǒng)BIOS，包含系統(tǒng)軟件以管理電腦系統(tǒng)。在本發(fā)明中，一加速度監(jiān)測系統(tǒng)通過SMBUS37亦連接于第二橋接器19，用以執(zhí)行加速度監(jiān)測及執(zhí)行保護(hù)電腦的功能，該加速度監(jiān)測系統(tǒng)連接有至少一加速度傳感器31，其可布設(shè)在該電腦l的內(nèi)部適當(dāng)位置處(如主機(jī)板上)，用以監(jiān)測該電腦1中的實(shí)際加速度狀況，并產(chǎn)生一實(shí)際加速度值至第二橋接器19中的SMBUS微控制器。同時(shí)參閱圖1所示，其為本發(fā)明中的加速度監(jiān)測子系統(tǒng)38的進(jìn)一步組成方框圖，加速度監(jiān)測子系統(tǒng)由加速度傳感器,31、信號調(diào)理器32、A/D轉(zhuǎn)換器33、系統(tǒng)管理總線接口34和總線37組成，該加速度監(jiān)測系統(tǒng)38連接系統(tǒng)管理總線(SMBUS)37，以在監(jiān)測出該電腦1的加速度超過一預(yù)設(shè)加速度值時(shí)，由該電腦1發(fā)出適當(dāng)?shù)穆曇艟净蜻\(yùn)行警示程序。在龜腦的寄存器中預(yù)設(shè)一加速度值，以作為該TW速度監(jiān)測糸統(tǒng)38在進(jìn)行加速度值的監(jiān)測比較時(shí)的對照值。在第二橋接器19中包括有一SMBUS微控器:(主設(shè)備;)，加速度傳感器3r所監(jiān)測出的實(shí)際加速度信號經(jīng)信號調(diào)理器32，,再經(jīng)由一A/D轉(zhuǎn)換器33將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后i通過SMBIJS接口34和總線送至該微控器中。該信號能夠通過內(nèi)部總線經(jīng)第二橋接器19和第，橋接器13至該電腦的中央處理單元lh在實(shí)際應(yīng)用中r該加:速度監(jiān)測系統(tǒng)38可安裝在電腦主機(jī)電路板上。茲配合圖1至圖3所示的架構(gòu)圖、及圖4所示的發(fā)明控制流程圖進(jìn)一歩說明如下。在電腦開機(jī)運(yùn)行后(步驟101)，首先會由加速度傳感器31監(jiān)測電腦的實(shí)際加速度值(步驟102)，該加速度傳感器31監(jiān)測到的實(shí)際加速度值Sw會經(jīng)由信號調(diào)理器32和A/D轉(zhuǎn)換電路33的轉(zhuǎn)換之后，通過SMBUS接口34和SMBUS總線37，傳送至主機(jī)1的第二橋接器(ICH南橋)19中的系統(tǒng)管理總線微控器中，由該微控器接收該實(shí)際加速度值Sw(步驟103)。微控器在接收到該實(shí)際加速度值Sw的后，會將該值與一預(yù)設(shè)加速度值Sref作比較(步驟104)。如果比較出該實(shí)際加速度值Sw并未大于該預(yù)設(shè)加速度值Sref(步驟105)，則允許電腦進(jìn)行正常運(yùn)行程序(步驟106)，其流程會回到步驟102中，重復(fù)監(jiān)測該電腦中的加速度狀況，并重復(fù)該加速度信號的監(jiān)測、傳送、比較等步驟。但如果在步驟105中比較出該實(shí)際加速度值Sw大于該預(yù)設(shè)加速度值Sref，則由警示單元發(fā)出警示信號(步驟107)，并同時(shí)產(chǎn)生一禁制信號Sc至該電腦，以禁止該電腦進(jìn)行正常的運(yùn)行，該禁止信號Sc通過橋接器被送至該電腦的中央處理單元，該中央處理單元立即啟動關(guān)機(jī)程序，保存數(shù)據(jù)關(guān)機(jī)(步驟108)。以避免發(fā)生不可預(yù)期的損壞或異常狀況。..上述的實(shí)施例說明可知，本發(fā)明所采用的技術(shù)手段，.:可以使得電腦操作于運(yùn)動狀況下，仍能達(dá)到高度的安全使用效栗，瓶得該電腦的使用更會gr,泛應(yīng)用在各種嚴(yán)苛的操作環(huán)境中或執(zhí)行各種設(shè)定的操作。實(shí)施例;2如歐1:k圖3和圖5，電腦主機(jī)上以Intel公司的齒橋芯片為例說明，-浙接器(南橋ICH)芯片內(nèi)部提供了SMBus控魁器,如ICH6(82801F)內(nèi)部提供了一個(gè)SMBus控制器作為主設(shè)備，為電腦與SMBus從設(shè)備通訊提供了條件，只有主設(shè)備(控制器)才能對SMBus實(shí)現(xiàn)管理與檢測，如起始、停止、發(fā)送時(shí)鐘等，作為不帶.CPU的SMBus接口器件，在總線中只能作從器件使用，所有讀、寫操作都可歸納.為SMBus的主方式，寫操作為主發(fā)送方式，讀操作為主接受方式。本例使用一單芯片熱對流式加速度傳感器MXC62021MP與電腦主機(jī)通過SMBUS總線連接，MXC62021MP的6腳SCL和7腳SDA分別與電腦主機(jī)上的時(shí)鐘線SMBCLK和數(shù)據(jù)線SMBDAT電連接，5腳和8腳連接3.3￥電壓，C為退耦電容，PD端1腳與2腳、3腳一起接地，注意此處地與電腦電源地連接。MXC62021MP加速度傳感器主要性能如下-高性價(jià)比通過RoHS環(huán)保認(rèn)證'高分辨率優(yōu)于lmg'X-Y兩軸測量，12C數(shù)字信號輸出單片式CMOS高度集成無運(yùn)動部件，耐沖擊大于50.000g單電源供電2.7V-3.6V，5X5X1.55(mm)微小體積便于安裝無可調(diào)部件具有溫度補(bǔ)償功能I2C總線接口方便連接內(nèi)置MCU微控制器PD和總線控制芯片休眠提供數(shù)字濾波程序代碼*用途廣泛手機(jī)、PDA、電腦外設(shè)...MXC62021MP引腳功能如下表1表<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>本器件地址是22H=0100010這里SMBUS二線串行接口包括時(shí)鐘線SMBCLKL和數(shù)據(jù)線SMBDAT，SMBCLK用于接受主設(shè)備發(fā)送來的串行時(shí)鐘信號(1OOKHz)，SMBDAT既可以輸入指令，亦可輸出測量的濕度數(shù)據(jù)，為三態(tài)引出端，不用時(shí)呈高阻態(tài)。為了使數(shù)據(jù)信號為高電平，在數(shù)據(jù)線與Vcc端之間需接一只上拉電阻RP，該上拉電阻通常已連接在主機(jī)的I/0接口電路中，SMBUS的最高工作頻率是100KHz(注意I2C的最高頻率大于400KHz)。圖2是SMBus數(shù)據(jù)傳送流程圖，起始時(shí)，第一個(gè)字節(jié)(從地址)由主控制器發(fā)送，然后從設(shè)備返回一個(gè)應(yīng)答位，接下來從設(shè)備向主設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)；主發(fā)送時(shí)，主設(shè)備發(fā)送的第一個(gè)字節(jié)是從設(shè)備地址，接下來主設(shè)備向從設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)。權(quán)利要求1.一種電腦加速度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于該加速度監(jiān)測系統(tǒng)包括有一加速度傳感器，布置在電腦中，用于監(jiān)測電腦感受的加速度；一信號調(diào)理器，接受加速度傳感器的信號，輸出合適幅度的電壓信號；一A/D轉(zhuǎn)換器，接受信號調(diào)理器的模擬信號，輸出數(shù)字信號；一系統(tǒng)管理總線接口和總線，通過接口和總線將數(shù)字信號傳送到電腦主機(jī)；以電腦主機(jī)橋接器上的系統(tǒng)管理總線控制器為主設(shè)備，外圍器件節(jié)點(diǎn)為系統(tǒng)管理總線的從設(shè)備，以從發(fā)送方式向主設(shè)備傳輸測量的加速度信號，雙向通信；系統(tǒng)流程為加速度數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)計(jì)算和判斷、輸出顯示。2.如權(quán)利要求l所敘的電腦加速度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于電腦主機(jī)橋接器上的控制器是INTEL公司的集成電路芯片ICHn或兼容的集成電路芯片,ICHn也能夠與主機(jī)的其它功能芯片集成在一起o3.如權(quán)利要求1所敘的電腦加速度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于外圍器件節(jié)點(diǎn)從設(shè)備是一個(gè)集成電路芯片，它至少集成了A/D轉(zhuǎn)換器、寄存器和系統(tǒng)管理總線接口電路的功能，更進(jìn)一步，還集成了加速度傳感器和信號調(diào)理器。4.如權(quán)利要求1所敘的電腦加速度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)管理總線SMBUS及其器件是兼容的電源管理總線PMBUS及其器件和I2C總線及其器件。5.—種電腦加速度監(jiān)測保護(hù)方法，該方法包括下列步驟n)在電腦開機(jī)和運(yùn)行過程中，監(jiān)測該電腦的實(shí)際加速度狀況，并產(chǎn)生一實(shí)際加速度值；C"通過管理總線傳送該實(shí)際加速度值；G)將該接收的實(shí)際加速度值與一預(yù)設(shè)加速度值予以比較，若該實(shí)際加速度值并未大于該預(yù)設(shè)加速度值，則允許電腦進(jìn)行正常開機(jī)和運(yùn)行；若該實(shí)際加速度值大于該預(yù)設(shè)加速度值，則產(chǎn)生一警示信號至該電腦，同時(shí)終止操作過程，保存數(shù)據(jù)關(guān)機(jī)。6.—種電腦裝置，包括中央處理器、存儲器、橋接器及其系統(tǒng)管理總線控制器、總線、1/0接口、顯示器和系統(tǒng)軟件，其特征在于:有一加速度監(jiān)測子系統(tǒng)通過管理總線與橋接器上的系統(tǒng)管理總線控制器連接，加速度監(jiān)測子系統(tǒng)由加速度傳感器、信號調(diào)理器、A/D轉(zhuǎn)換器、系統(tǒng)管理總線接口和總線組成，它作為系統(tǒng)WS總線上的一個(gè)從設(shè)備與系統(tǒng)管理總線控制器通訊。7.如權(quán)利要求1或6所敘的電腦系統(tǒng)和裝置，其特征在于在加速度監(jiān)測系統(tǒng)中有一溫度傳感器測量環(huán)境溫度，用于加速度傳感器溫漂補(bǔ)償，有一控制單元用于計(jì)算和控制。8.如權(quán)利要求1或6所敘的電腦系統(tǒng)和裝置，其特征在于系統(tǒng)管理總線及其器件是兼容的電源管理總線PMBUS及其器件和I2C總線及其器件。9.如權(quán)利要求1或6所敘的電腦系統(tǒng)和裝置，其特征在于所述的電腦是筆記本Mf、臺式電腦、嵌入式電腦、工業(yè)電腦或電腦服務(wù)器。全文摘要本發(fā)明公開了一種電腦加速度監(jiān)控系統(tǒng)，它包括加速度傳感器、信號調(diào)理器、A/D轉(zhuǎn)換器、系統(tǒng)管理總線SMBus接口、電腦主機(jī)和軟件，以從發(fā)送方式向主設(shè)備傳輸測量的加速度信號，雙向通信，易于在筆記本電腦和臺式電腦上實(shí)現(xiàn)。用監(jiān)測出的該電腦加速度狀況，判別電腦的加速度狀況在超出預(yù)設(shè)之加速度值時(shí)，可產(chǎn)生保護(hù)措施，以確保該電腦及其電子組件不致受到損壞。同時(shí)以加速度傳感器監(jiān)測系統(tǒng)為硬件平臺，提供軟件創(chuàng)新機(jī)遇。文檔編號G06F11/32GK101162435SQ20071007544公開日2008年4月16日申請日期2007年8月1日優(yōu)先權(quán)日2007年8月1日發(fā)明者謙李申請人:謙李