一种颗粒计数系统、方法及装置

技术领域

本申请涉及芯片技术领域，特别是涉及一种颗粒计数系统、方法及装置。

背景技术

颗粒计数器是一种测量洁净环境中单位体积内尘埃粒子数和粒径分布的仪器，广泛应用于为各省市药检所、血液中心、防疫站、疾控中心、质量监督所等权威机构、电子行业、制药车间、半导体、光学或精密机械加工、塑胶、喷漆、医院、环保、检验所等生产企业和科研部门，用于检测制药车间、科研部门等生产、实验环境中空气的洁净程度，从而降低生产、实验过程中受到颗粒物的污染的问题。

目前，颗粒计数系统主要是采用比较器，通过比较不同颗粒直径的大小分别计算各直径对应颗粒的数量。由于现有的颗粒计数系统能够统计的颗粒的直径是有限的，例如只能统计0.3μm、0.5μm、1.0μm、3.0μm、10.0μm直径的颗粒，无法按用户需求统计直径是0.4μm、0.45μm、0.6μm、0.7μm颗粒的数量，此外，现有的颗粒技术系统无法检测传感器(用于检测颗粒的大小和数量)是否工作异常，因此在颗粒计数系统工作过程中且传感器出现故障时，颗粒计数系统将会继续进行颗粒统计，从而降低了颗粒计算的准确性，降低了用户的使用体验感。

因此，如何提高颗粒计算的准确性，提高用户的使用体验感是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种颗粒计数系统，用于提高颗粒计算的准确性，提高用户的使用体验感。本申请的目的是还提供一种颗粒计数方法及装置。

为解决上述技术问题，本申请提供一种颗粒计数系统，包括传感器，还包括：与所述传感器连接的ADC，以及与所述ADC连接的ASIC；

所述ADC，用于将所述传感器采集表征颗粒直径和数量的模拟信号转化为数字信号；

所述ASIC，用于接收所述数字信号，根据所述数字信号判断所述传感器是否存在故障，如果否，则利用颗粒算法根据所述数字信号和与用户需求对应的目标颗粒直径计算对应的目标颗粒数。

优选的，所述ASIC，还用于在接受到工作指令的情况下，计算所述传感器的使用时间，根据所述使用时间判断所述传感器是否到达使用寿命，如果是，则发送表征更换所述传感器的告警信号。

优选的，还包括：I/O单元，所述I/O单元分别与所述传感器和所述ASIC连接，用于判断所述传感器是否被更换，如果是，则向所述ASIC发送复位信号，以便于所述ASIC根据所述复位信号对所述使用时间进行复位。

优选的，还包括：与所述ASIC连接的多种通信接口，用于数据的传输。

优选的，所述判断所述传感器是否被更换具体为：通过采集的所述传感器的唯一编码判断所述传感器是否被更换。

优选的，还包括：与所述ASIC连接的存储单元，用于存储所述目标颗粒数、所述颗粒算法和所述目标颗粒直径。

为解决上述技术问题，本申请还提供一种颗粒计数方法，应用于如上所述的ASIC，包括：

接收由ADC发送的数字信号；其中，所述数字信号是由传感器采集表征颗粒直径和数量的模拟信号转化得到；

在根据所述数字信号判断所述传感器不存在故障的情况下，利用颗粒算法根据所述数字信号和与用户需求对应的目标颗粒直径计算对应的目标颗粒数。

为解决上述技术问题，本申请还提供一种颗粒计数装置，部署于如上所述的ASIC，包括：

接收模块，用于接收由ADC发送的数字信号；其中，所述数字信号是由传感器采集表征颗粒直径和数量的模拟信号转化得到；

计算模块，用于在根据所述数字信号判断所述传感器不存在故障的情况下，利用颗粒算法根据所述数字信号和与用户需求对应的目标颗粒直径计算对应的目标颗粒数。

为解决上述技术问题，本申请还提供一种颗粒计数装置，包括：

存储器，用于存储如上所述的颗粒计数方法；

处理器，用于实现如上所述的颗粒计数方法的步骤。

本申请所提供的颗粒计数系统，包括传感器，与传感器连接的ADC，以及与ADC连接的ASIC，其中，ADC用于将传感器采集表征颗粒直径和数量的模拟信号转化为数字信号，并将数字信号发送至ASIC，ASIC用于在根据数字信号判断传感器不存在故障的情况下，利用颗粒算法根据数字信号和与用户需求对应的目标颗粒直径计算对应的目标颗粒数。由于ASIC可以根据与用户需求对应的目标颗粒直径计算对应的目标颗粒数，因此避免了现有技术中无法按用户需求统计相应直径的颗粒数的问题，此外，在计算目标颗粒数前，还预先判断了传感器是否存在故障，因此避免了因无法检测传感器工作状态而导致颗粒数计算准确率低的问题，提高了颗粒计算的准确性，提高了用户的使用体验感。

此外，本申请提供的一种颗粒计数方法、装置及介质，与上述颗粒计数系统对应，效果同上。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种颗粒计数系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种颗粒计数方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的一种颗粒计数装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护范围。

本申请的核心是提供一种颗粒计数系统，用于提高颗粒计算的准确性，提高用户的使用体验感。本申请的核心是还提供一种颗粒计数方法及装置。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

图1为本申请实施例提供的一种颗粒计数系统的结构示意图。如图1所示，颗粒计数系统包括：传感器10、与传感器10连接的模数转化电路(Analog-to-Digital Converter，ADC11)，以及与ADC11连接的定制化集成芯片(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC12)。

传感器10，用于采集表征颗粒直径和数量的数据，其中该数据具体为模拟信号，并将模拟信号发送至ADC11。

ADC11，用于获取传感器10发送的模拟信号后，将模拟信号转化为数字信号，并将数字信号发送至ASIC12。

ASIC12，用于在接收到ADC11发送的数字信号后，根据数字信号判断传感器10是否存在故障，在传感器10出现故障的情况下，利用颗粒算法、并根据数字信号和与用户需求对应的目标颗粒直径计算对应的目标颗粒数。

本申请实施例中，ASIC12在接收到数字信号后，对数字信号的波形进行分辨，根据门槛波形判断传感器10是否出现故障，再利用颗粒算法对颗粒直径大小进行判断和计数。可以理解的是，为了进一步提高颗粒数计算的准确性，ASIC12还可以利用颗粒算法、根据目标颗粒直径以及再传感器10检测过程中颗粒重叠现象计算对应的目标颗粒数。

如图1所示，为了进一步提高用户的使用体验感，作为优选的实施例，颗粒计数系统还包括：与ASIC12连接的多种通信接口14，用于数据的传输。例如，通信接口14可与可视化装置连接，用于在可视化装置的可视化界面中显示传输的数据。

需要说明的是，通信接口14可为以太网接口、Wi-Fi接口、RS422接口、RS485接口、蓝牙接口中的任意组合。可以理解的是，当通信接口14的种类和个数越多时，能够使得颗粒技术系统应用更加方便，同时提高颗粒计数系统的扩展性。

此外，为了方便查看历史颗粒数以及历史颗粒直径，作为优选的实施例，颗粒计数系统还包括：与ASIC12连接的存储单元15，用于存储目标颗粒数、所述颗粒算法和所述目标颗粒直径。可以理解的是，存储单元15可以仅存储距离当前预设周期内的目标颗粒数，即存储单元15可以按周期清除数据，以便于防止存储单元15内存不过，无法存储当前计算的目标颗粒数。

还需要说明的是，传感器10可采用光学传感器10，用于较为准确的采集颗粒大小和直径等相关信息。

在具体实施中，为了减小颗粒计数系统的体积，同时避免电磁兼容和印制板走线问题，将ADC11、ASIC12、I/O单元13、通信接口14和存储单元15通过3D堆叠技术或2D封装技术封装为一个芯片，以便于将本申请实施例提供的颗粒计数系统微型化。为了保证芯片的性能好且使用的成本低，可封装成系统级封装(System In a Package，SIP)芯片。此外，为了进一步降低电磁影响，还可以在芯片外包裹金属壳或屏蔽层。

本申请实施例所提供的颗粒计数系统，包括传感器，与传感器连接的ADC，以及与ADC连接的ASIC，其中，ADC用于将传感器采集表征颗粒直径和数量的模拟信号转化为数字信号，并将数字信号发送至ASIC，ASIC用于在根据数字信号判断传感器不存在故障的情况下，利用颗粒算法根据数字信号和与用户需求对应的目标颗粒直径计算对应的目标颗粒数。由于ASIC可以根据与用户需求对应的目标颗粒直径计算对应的目标颗粒数，因此避免了现有技术中无法按用户需求统计相应直径的颗粒数的问题，此外，在计算目标颗粒数前，还预先判断了传感器是否存在故障，因此避免了因无法检测传感器工作状态而导致颗粒数计算准确率低的问题，提高了颗粒计算的准确性，提高了用户的使用体验感。

如图1所示，在上述实施例的基础上，ASIC12，还用于在接受到工作指令的情况下，计算传感器10的使用时间，根据使用时间判断传感器10是否到达使用寿命，如果是，则发送表征更换传感器10的告警信号。

进一步的，为了更准确的判断传感器10是否需要更换，根据使用时间判断传感器10是否到达使用寿命具体为：根据使用时间以及传感器10的污染情况，判断传感器10是否到达寿命或是否需要更换。

此外，ASIC12接收到工作结束的信号时，可将计算的使用时间存储于存储单元15内，以便于在下次工作时，ASIC12从存储单元15中读取上次存储的传感器10使用时间，并在上次存储的传感器10使用时间的基础上继续计算使用时间。

可以理解的是，ASIC12通过计算传感器10的使用时间来判断传感器10的是否需要更换，避免了颗粒计数系统因传感器10工作性能下降而导致颗粒计数的误差，保证了颗粒计数系统在长久使用过程中的准确性，同时提高了用户的使用感。

如图1所示，在上述实施例的基础上，颗粒计数系统还包括：I/O单元13，I/O单元13分别与传感器10和ASIC12连接，用于判断传感器10是否被更换，如果是，则向ASIC12发送复位信号，以便于ASIC12根据复位信号对使用时间进行复位。

为了降低I/O单元13检测传感器10被更换的复杂度和工作量，作为优选的实施例，I/O单元13可通过采集的传感器10的唯一编码判断传感器10是否被更换。可以理解的是，一个传感器10只对应唯一的一个编码，当编码变化时，则代表着传感器10被更换。

需要说明的是，在具体实施中，为了减少I/O单元13的工作量，I/O单元13无需实时检测传感器10是否被更换，只需在颗粒计数系统开启工作时进行检测即可。

本申请实施例所提供的颗粒计数系统，还包括跟别与传感器和ASIC连接的I/O单元，通过I/O单元检测传感器是否被更换，使得ASIC能够对使用时间进行复位，保证了ASIC计算传感器使用时间的准确性，同时降低了用户读取传感器使用时间的复杂性，进一步提高了用户的使用体验感。

图2为本申请实施例提供的一种颗粒计数方法的流程图。如图2所示，应用于如上文所述的颗粒计数系统的ASIC12，颗粒计数方法包括：

S10：接收由ADC发送的数字信号。

其中，数字信号是由传感器采集表征颗粒直径和数量的模拟信号转化得到。

S11：根据数字信号判断传感器是否存在故障，如果是，则结束，如果否，则进入S12。

S12：利用颗粒算法根据数字信号和与用户需求对应的目标颗粒直径计算对应的目标颗粒数。

由于方法部分的实施例与系统部分的实施例相互对应，因此方法部分的实施例请参见系统部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

本申请实施例所提供的颗粒计数方法，接收由ADC发送的数字信号，其中数字信号是由传感器采集表征颗粒直径和数量的模拟信号转化得到，在根据数字信号判断传感器不存在故障的情况下，利用颗粒算法根据数字信号和与用户需求对应的目标颗粒直径计算对应的目标颗粒数。由于ASIC可以根据与用户需求对应的目标颗粒直径计算对应的目标颗粒数，因此避免了现有技术中无法按用户需求统计相应直径的颗粒数的问题，此外，在计算目标颗粒数前，还预先判断了传感器是否存在故障，因此避免了因无法检测传感器工作状态而导致颗粒数计算准确率低的问题，提高了颗粒计算的准确性，提高了用户的使用体验感。

在上述实施例中，对于颗粒计数方法进行了描述，本申请还提供颗粒计数装置对应的实施例。需要说明的是，本申请从两个角度对装置部分的实施例进行描述，一种是基于功能模块的角度，另一种是基于硬件的角度。

图3为本申请实施例提供的一种颗粒计数装置的结构示意图。如图3所示，基于功能模块的角度，应用于如上文所述的颗粒计数系统的ASIC12，该装置包括：

接收模块20，用于接收由ADC发送的数字信号；其中，数字信号是由传感器采集表征颗粒直径和数量的模拟信号转化得到。

计算模块21，用于在根据数字信号判断传感器不存在故障的情况下，利用颗粒算法根据数字信号和与用户需求对应的目标颗粒直径计算对应的目标颗粒数。

由于装置部分的实施例与系统部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

本申请实施例所提供的颗粒计数装置，接收由ADC发送的数字信号，其中数字信号是由传感器采集表征颗粒直径和数量的模拟信号转化得到，在根据数字信号判断传感器不存在故障的情况下，利用颗粒算法根据数字信号和与用户需求对应的目标颗粒直径计算对应的目标颗粒数。由于ASIC可以根据与用户需求对应的目标颗粒直径计算对应的目标颗粒数，因此避免了现有技术中无法按用户需求统计相应直径的颗粒数的问题，此外，在计算目标颗粒数前，还预先判断了传感器是否存在故障，因此避免了因无法检测传感器工作状态而导致颗粒数计算准确率低的问题，提高了颗粒计算的准确性，提高了用户的使用体验感。

在上述实施例的基础上，基于硬件结构的角度，该装置包括：存储器和处理器，其中存储器用于存储如上述实施例中颗粒计数方法，处理器用于实现如上述实施例中颗粒计数方法的步骤。

其中，处理器可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable LogicArray，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器可以在集成有图像处理器(Graphics Processing Unit，GPU)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器还可以包括人工智能(Artificial Intelligence，AI)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。

存储器可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器至少用于存储以下计算机程序，其中，该计算机程序被处理器加载并执行之后，能够实现前述任一实施例公开的颗粒计数方法的相关步骤。另外，存储器所存储的资源还可以包括操作系统和数据等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统可以包括Windows、Unix、Linux等。数据可以包括但不限于颗粒计数方法中涉及的数据等。

在一些实施例中，颗粒计数装置还可包括有显示屏、输入输出接口、通信接口、电源以及通信总线等。

本申请实施例提供的颗粒计数装置，包括存储器和处理器，处理器在执行存储器存储的程序时，能够实现如下方法：接收数字信号，其中数字信号是由传感器采集表征颗粒直径和数量的模拟信号转化得到，在根据数字信号判断传感器不存在故障的情况下，利用颗粒算法根据数字信号和与用户需求对应的目标颗粒直径计算对应的目标颗粒数。由于处理器可以根据与用户需求对应的目标颗粒直径计算对应的目标颗粒数，因此避免了现有技术中无法按用户需求统计相应直径的颗粒数的问题，此外，在计算目标颗粒数前，还预先判断了传感器是否存在故障，因此避免了因无法检测传感器工作状态而导致颗粒数计算准确率低的问题，提高了颗粒计算的准确性，提高了用户的使用体验感。

以上对本申请所提供的一种颗粒计数系统、方法及装置进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。