发明创造名称：一种基于STM8单片机的机械式多功能智能压力仪表
外观设计名称：
决定号：180116
决定日：2019-05-30
委内编号：1F255247
优先权日：
申请（专利）号：201610254329.X
申请日：2016-04-24
复审请求人：无锡职业技术学院
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：吴艳苹
合议组组长：钱凌影
参审员：张艳艳
国际分类号：G01L1/22;G05B19/042
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术相比存在区别技术特征，该区别技术特征中的一部分被其他对比文件公开，且在其他对比文件中所起的作用与在该权利要求请求保护的技术方案中所起作用相同，另一部分属于本领域的常用技术手段，那么由最接近的现有技术与其他对比文件以及常用技术手段的结合得到该权利要求请求保护的技术方案对本领域技术人员而言是显而易见的，该权利要求不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610254329.X，名称为“一种基于STM8单片机的机械式多功能智能压力仪表”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为无锡职业技术学院。本申请的申请日为2016年04月24日，公开日为2016年06月15日。
经实质审查，国家知识产权局专利实质审查部门于2018年05月03日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为：申请日2016年04月24日提交的说明书第1-3页、说明书附图第1-2页、说明书摘要、摘要附图；2017年12月25日提交的权利要求第1项。驳回决定中引用了如下对比文件：
对比文件1：CN102998050A，公开日为2013年03月27日；
对比文件2：CN201359545Y，公告日为2009年12月09日。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种基于STM8单片机的机械式多功能智能压力仪表，包括仪表盘和外壳，在仪表盘正面设有指针和圆形刻度，指针通过指针轴安装在仪表盘中间；其特征在于：在仪表盘背面设有线路板，线路板上安装有压力信息采集模块、微功耗中央处理器模块和通讯模块；微功耗中央处理器模块分别与压力信息采集模块和通讯模块相连；压力信息采集模块将采集到的压力信息转换成电信号后，传送到微功耗中央处理器模块，微功耗中央处理器模块对电信号进行计算、分析，并将控制信息通过通讯模块传送到远端；
所述压力信息采集模块包括安装在指针轴上的触点圆盘和安装在线路板上的环形电阻片，在触点圆盘上设有第一圆盘触点和第二圆盘触点，第一圆盘触点和第二圆盘触点与环形电阻片相接触；机械弹簧管的位置移动带动指针旋转，进而带动触点圆盘旋转，从而改变第一圆盘触点和第二圆盘触点之间的环形电阻片的阻值，将机械弹簧管的位置移动转换成电信号，从而实现信息采集；
所述中央处理器模块采用STM8单片机，对压力信息采集模块以及通讯模块传送的数据进行计算分析控制；
所述通讯模块采用市售的485芯片，根据工业现场需求输出485标准协议的信号；
所述远端即受控终端；
所述中央处理器模块的输出电路采用标准工业接口的0-5V、4-20mA转换电路；
所述中央处理器模块工作实现数据采集、分析、计算和传输四个功能，STM8单片机对压力变化所对应的电阻值变化通过A/D转换芯片8转换计算，然后用查表的方式得出相应的压力值，压力和电阻值对应表通过试验得出；并根据串口通讯协议向外部发送压力信息。”
驳回决定中指出：权利要求1相对于对比文件1的区别在于：（1）压力信息采集模块包括安装在指针轴上的触点圆盘和安装在线路板上的环形电阻片，在触点圆盘上设有第一圆盘触点和第二圆盘触点，第一圆盘触点和第二圆盘触点与环形电阻片相接触；机械弹簧管的位置移动带动指针旋转，进而带动触点圆盘旋转，从而改变第一圆盘触点和第二圆盘触点之间的环形电阻片的阻值，将机械弹簧管的位置移动转换成电信号，从而实现信息采集；用查表的方式得出相应的压力值，压力和电阻值对应表通过试验得出；根据串口通讯协议向外部发送压力信息；（2）中央处理器模块采用STM8单片机；（3）中央处理器模块的输出电路采用标准工业接口的0-5V、4-20mA转换电路。然而，上述区别（1）的部分特征是本领域技术人员在对比文件2的启示下容易想到的，部分特征为本领域的常用技术手段；上述区别（2）和（3）为本领域的公知常识。因此权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年07月04日向国家知识产权局提出了复审请求，同时提交了证据1：CN203929307U，公告日为2014年11月05日、证据2：CN203551174U，公告日为2014年04月16日、证据3：百度百科上关于“弹簧管压力表”的词条解释网页证据， http://baike.baidu.com/item/弹簧管压力表/3251807，未对申请文件进行修改。复审请求人认为：①证据1、证据2、证据3给出了机械式弹簧管压力表的基本结构，压力介质输送入弹簧管中，弹簧管的自由端产生位移并通过连杆、齿轮传动机构带动指针轴及指针旋转。由此可见，现有的机械式弹簧管压力表不同于对比文件1中的直接用步进电机驱动指针转动的压力表，也不同于对比文件2中使用力转换机构及杠杆机构联动驱动指针转动的压力表。②权利要求1与对比文件1存在如下六个区别特征：1）本申请的指针转动是由弹簧管的位置移动来驱动的；2）本申请压力信息采集模块、微功耗中央处理器和通讯模块安装在线路板上；3）本申请中压力信息采集模块的具体结构以及与指针、线路板的具体连接结构；4）采集的电阻信号与压力信息之间的转换处理；5）中央处理模块采用STM8单片机；6）中央处理模块的输出电路采用标准工业接口的0-5V、4-20mA转换电路。而对比文件2公开了在一种压力表内设置传感器测量电阻及压力信息，并传送至检测系统的多功能压力表，其仅给出了利用电阻传感器与指针转动同步获取信号的上位原理性概念，而本申请给出了针对一种特定的压力表上设置具体的压力信息采集模块的具体测量结构及测量应用，权利要求1与对比文件2相比，至少包括上述区别1）、2）、3)，以及区别7）：本申请传感器获取信号的动力和对象均来自于指针轴的转动，而对比文件2中，传感器获取信号的对象来自于指针的转动，但并没有公开传感器获取信号的动力来自哪里。对比文件1和对比文件2，以及复审请求人提交的证据均没有公开上述区别2）、3）、7），那么在现有的弹簧管压力表内设置并整合与弹簧管压力表已有结构可相互连接、整合的压力信息采集模块，从而在实现测量的同时，使得整个改进的智能化弹簧管压力表结构紧凑、合理、便于工业制造及产业化，对本领域技术人员并不是显而易见的。综上所述，权利要求1具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年07月12日依法受理了该复审请求，并将其转送至原专利实质审查部门进行前置审查。
原专利实质审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年03月07日向复审请求人发出复审通知书，指出：①权利要求1相对于对比文件2的区别在于：（1）该压力仪表为基于STM8单片机的压力仪表，指针通过指针轴安装在仪表盘中间，在仪表盘背面设有线路板，压力信息采集模块、微功耗中央处理器模块和通讯模块安装在线路板上；中央处理模块采用STM8单片机，其将控制信息通过通讯模块传送到远端，远端即受控终端，还对通讯模块传送的数据进行计算分析；中央处理器模块的输出电路采用标准工业接口的0-5V、4-20mA转换电路；STM8单片机通过A/D转换芯片进行转换计算，然后用查表的方式得出相应的压力值，压力和电阻值对应表通过试验得出；（2）压力信息采集模块包括安装在指针轴上的触点圆盘和安装在线路板上的环形电阻片，在触点圆盘上设有第一圆盘触点和第二圆盘触点，第一圆盘触点和第二圆盘触点与环形电阻片相接触；机械弹簧管的位置移动带动指针旋转，进而带动触点圆盘旋转，从而改变第一圆盘触点和第二圆盘触点之间的环形电阻片的阻值，将机械弹簧管的位置移动转换成电信号，从而实现信息采集。然而，上述区别（1）部分特征是本领域技术人员在对比文件1的启示下容易想到的，部分是本领域的常用技术手段；上述区别（2）是本领域的常用技术手段。因此，权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。②合议组对复审请求人的意见陈述进行了回应，并引入公知常识证据1：“泵站计算机综合自动化技术”，黎文安 赵旭光编著，武汉大学出版社，第666-667页，2015年09月，用于说明弹簧管机械式压力表为本领域常用的压力表，并且，在现有弹簧管机械式压力表中连接、整合压力测量结构，从而使压力表在现有结构的基础上可以实现对测量压力信息的采集是本领域的公知常识。
针对上述复审通知书，复审请求人于2019年03月18日提交了意见陈述书，同时提交了权利要求书的全文修改替换页，修改之处在于：将权利要求1中记载的“包括仪表盘和外壳”修改为“包括仪表盘、外壳、压力信息采集模块、微功耗中央处理器模块和通讯模块”，将“线路板上安装有压力信息采集模块、微功耗中央处理器模块和通讯模块”修改为“压力信息采集模块、微功耗中央处理器模块和通讯模块安装在线路板上”，同时对部分技术特征的位置顺序进行了调整。修改后的权利要求书如下：
“1. 一种基于STM8单片机的机械式多功能智能压力仪表，包括仪表盘、外壳、压力信息采集模块、微功耗中央处理器模块和通讯模块，在仪表盘正面设有指针和圆形刻度，指针通过指针轴安装在仪表盘中间；微功耗中央处理器模块分别与压力信息采集模块和通讯模块相连；压力信息采集模块将采集到的压力信息转换成电信号后，传送到微功耗中央处理器模块，微功耗中央处理器模块对电信号进行计算、分析，并将控制信息通过通讯模块传送到远端；所述远端即受控终端；其特征在于：在仪表盘背面设有线路板，压力信息采集模块、微功耗中央处理器模块和通讯模块安装在线路板上；
所述压力信息采集模块包括安装在指针轴上的触点圆盘和安装在线路板上的环形电阻片，在触点圆盘上设有第一圆盘触点和第二圆盘触点，第一圆盘触点和第二圆盘触点与环形电阻片相接触；机械弹簧管的位置移动带动指针旋转，进而带动触点圆盘旋转，从而改变第一圆盘触点和第二圆盘触点之间的环形电阻片的阻值，将机械弹簧管的位置移动转换成电信号，从而实现信息采集；
所述中央处理器模块采用STM8单片机，对压力信息采集模块以及通讯模块传送的数据进行计算分析控制；
所述通讯模块采用市售的485芯片，根据工业现场需求输出485标准协议的信号；
所述中央处理器模块的输出电路采用标准工业接口的0-5V、4-20mA转换电路；
所述中央处理器模块工作实现数据采集、分析、计算和传输四个功能，STM8单片机对压力变化所对应的电阻值变化通过A/D转换芯片8转换计算，然后用查表的方式得出相应的压力值，压力和电阻值对应表通过试验得出；并根据串口通讯协议向外部发送压力信息。”
复审请求人认为：①本申请权利要求1中在仪表盘背面设置了线路板，压力信息采集模块、微功耗中央处理模块和通讯模块均安装在线路板上。而根据对比文件1说明书第[0051]段的记载，对比文件1中的传感器、单片机、电源模块等外部设备并不是设置在表盘内，而是设在压力表外部，并通过压力表上的传输接口12和连接器13与压力表实现连接。因此，基于对比文件1给出的技术启示，将传感器、单片机、通讯模块集成设置在表壳内部并不是显而易见的。本申请是通过特别设计的压力信息采集模块的结构、单片机的特别选型，由此才能实现在仪表盘内集成设置传感器、单片机和通讯模块。②本申请权利要求1中信息采集结构是具体的、明确的、可实施的。而对比文件2中没有公开传感器的具体结构，更没有公开如何将传感器与指针转动同步的具体结构。复审通知书中引用的公知证据公开的仅是传感器本身的结构，且该传感器结构并不与本申请中的压力信息采集模块结构相同，另一方面，即使该公知证据中公开的传感器结构与本申请原理类似，但是该公知证据并没有给出如何将其电远传压力传感器结合到压力表上的技术启示。因此，即使电远传压力传感器本身是一种现有技术，但是如何将电远传压力传感器设置到带有指针的压力表表盘中，如何将该电远传压力传感器与指针同步，无论是该公知证据还是对比文件1和对比文件2均没有给出相应的技术启示。③本申请权利要求1中采集的电阻信号与压力信息之间的转换处理方式、中央处理器模块采用STM8单片机以及中央处理模块的输出电路均未被对比文件2公开。对比文件2没有明确具体的数据处理方式，而本申请使用经济的STM8单片机达到可靠测量的同时，还可以将单片机集成设置在压力表内。综上所述，权利要求1具备创造性。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
（一）关于审查文本
复审请求人于2019年03月18日答复复审通知书时提交了权利要求书的全文修改替换页，经审查，上述修改符合专利法第33条的规定。
本复审请求审查决定针对的文本是：申请日2016年04月24日提交的说明书第1-3页、说明书附图第1-2页、说明书摘要、摘要附图；2019年03月18日提交的权利要求第1项。
（二）关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
根据该款规定，如果权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术相比存在区别技术特征，该区别技术特征中的一部分被其他对比文件公开，且在其他对比文件中所起的作用与在该权利要求请求保护的技术方案中所起作用相同，另一部分属于本领域的常用技术手段，那么由最接近的现有技术与其他对比文件以及常用技术手段的结合得到该权利要求请求保护的技术方案对本领域技术人员而言是显而易见的，该权利要求不具备创造性。
权利要求1要求保护一种基于STM8单片机的机械式多功能智能压力仪表，对比文件2公开了一种液体测量装置，该液体测量装置是一种基于波纹管的压力表（属于机械式压力仪表），并具体公开了以下技术特征（参见说明书第1页第2、4-5段，第2页第3段-第3页第1段、附图1）：包括表盘50、电阻传感器60（即压力信息采集模块）、信号处理模块70和数据传输模块80，杠杆机构30、指针40、电阻传感器60以及信号处理模块70均可位于表盘50内（即表盘50包括仪表盘和外壳）；在表盘50正面中间设有指针40，从指针40转动的角度可测量出液相管口的压力大小（必然表盘50正面设有与指针40配合用于读取压力数值的圆形刻度）；表盘50内设有电阻传感器60、信号处理模块70，表盘50外还设有数据传输模块80（即通讯模块），数据传输模块80为RS485(必然其采用市售的485芯片，根据工业现场需求输出485标准协议的信号)；信号处理模块70分别与电阻传感器60和数据传输模块80相连；电阻传感器60可通过指针40的转动来获取压力信息，并将采集到的压力信息转换成电信号后，传送至信号处理模块70，信号处理模块70对该信号进行滤波和放大处理，并将其转换为数字信号，该数字信号的大小即对应测量的压力值的大小，将处理后得到的压力值传输至数据传输模块80，数据传输模块80将该压力值发送至后台监测系统（即远端）中（即信号处理模块对传感器传送的数据进行计算分析控制，信号处理模块工作实现数据采集、分析、计算和传输四个功能，其对压力变化所对应的电阻值进行模拟/数字转换计算，并根据串口通讯协议向外部发送压力信息）。
权利要求1与对比文件2相比，区别在于：（1）该压力仪表为基于STM8单片机的压力仪表，指针通过指针轴安装在仪表盘中间，在仪表盘背面设有线路板，压力信息采集模块、微功耗中央处理器模块和通讯模块安装在线路板上；采用STM8单片机作为微功耗中央处理器模块，微功耗中央处理器模块将控制信息通过通讯模块传送到远端，远端即受控终端，还对通讯模块传送的数据进行计算分析；中央处理器模块的输出电路采用标准工业接口的0-5V、4-20mA转换电路；STM8单片机通过A/D转换芯片进行转换计算，然后用查表的方式得出相应的压力值，压力和电阻值对应表通过试验得出；（2）压力信息采集模块包括安装在指针轴上的触点圆盘和安装在线路板上的环形电阻片，在触点圆盘上设有第一圆盘触点和第二圆盘触点，第一圆盘触点和第二圆盘触点与环形电阻片相接触；机械弹簧管的位置移动带动指针旋转，进而带动触点圆盘旋转，从而改变第一圆盘触点和第二圆盘触点之间的环形电阻片的阻值，将机械弹簧管的位置移动转换成电信号，从而实现信息采集。
基于上述区别技术特征可以确定，该权利要求要求保护的技术方案实际要解决的技术问题是：如何具体设置压力仪表的功能部件并且准确检测弹簧管的位置移动。
对于上述区别特征（1），对比文件1公开了一种多功能工业压力表，并具体公开了以下技术特征（参见说明书第[0029]，[0039]-[0074]段、附图1-9）：该压力表为基于单片机的多功能压力表，指针通过转轴安装在表盘衬板中间（即指针通过指针轴安装在仪表盘中间），在表盘衬板的下方设有线路板14（即在仪表盘背面设有线路板）；主控单元为单片机3，其通过远程监控模块8输出数据到远端的监控设备及控制监控设备的警示灯工作状态（远端监控设备为受控终端），并接收来自远端监控设备的控制信号（必然对远程监控模块传送的远端监控设备的控制信号进行计算分析）。上述技术特征在对比文件1中所起的作用与其在该权利要求中为解决其技术问题所起的作用相同，都是具体设置功能部件，从而提高压力仪表的智能化和功能性，即对比文件1给出了将上述技术特征用于对比文件2中以解决其技术问题的启示，在对比文件1的启示下，本领域技术人员有动机结合对比文件1的技术内容对对比文件2进行改进，设置指针通过指针轴安装在仪表盘中间，在仪表盘背面设有线路板，且中央处理模块采用单片机，其将控制信息通过通讯模块传送到远端，远端即受控终端，还对通讯模块传送的数据进行计算分析。另外，为了提高压力仪表各功能模块的集成性和结构紧凑性，在对比文件2已经公开了设有电阻传感器60、信号处理模块70和数据传输模块80，且信号处理模块70分别与传感器60和数据传输模块80相连的情况下，将三者都安装在线路板上是本领域的常规设置；对比文件1已经公开了单片机，具体采用STM8单片机是本领域常规选择，使其输出电路采用标准工业接口的0-5V、4-20mA转换电路，并采用A/D转换芯片进行转换计算也是本领域常用技术手段；而为了降低计算的复杂度，设置用查表的方式得出相应的压力值，压力和电阻值对应表通过试验得出也是本领域技术人员通过合乎逻辑的分析容易确定的。
对于上述区别特征（2），弹簧管机械式压力表为本领域常用的压力仪表，在弹簧管压力表中整合压力信息采集模块以对压力信息进行采集以及上述压力信息采集模块的具体结构设计为本领域实现压力远传，提高压力表功能性的常用技术手段，本领域技术人员有动机将对比文件2公开的基于波纹管的压力表改为本领域公知的弹簧管机械式压力表，并在其中设置由触点和环形电阻等构成的压力信息采集模块以对压力信息进行有效采集；进而，为了保证触点与环形电阻的有效接触，且提高结构的紧凑性，设置触点圆盘用于布置触点，并将其安装在指针轴上，且环形电阻片安装在线路板上是容易想到的，而设置触点圆盘上的触点为与环形电阻片接触的第一圆盘触点和第二圆盘触点，机械弹簧管的位置移动带动指针旋转，进而带动触点圆盘旋转，改变第一圆盘触点和第二圆盘触点之间的环形电阻片的阻值，将机械弹簧管的位置移动转换成电信号，从而实现信息采集也是本领域常用的环形电阻电位器检测布置方式，上述具体结构的设置无需付出创造性的劳动。
由此可见，在对比文件2的基础上结合对比文件1和本领域的常用技术手段得出权利要求1要求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的，权利要求1要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（三）、关于复审请求人的意见陈述
对于复审请求人的意见陈述，合议组认为：①参见前述评述，对比文件2公开了一种基于波纹管的压力表，其包括表盘50、电阻传感器60、信号处理模块70和数据传输模块80，电阻传感器60、信号处理模块70设置在表盘50内，表盘50外设有数据传输模块80；信号处理模块70分别与电阻传感器60和数据传输模块80相连；而对比文件1公开了一种基于单片机的多功能压力表，其在表盘衬板的下方设有线路板14；主控单元为单片机3，其通过远程监控模块8输出数据到远端的监控设备。在对比文件1的启示下，本领域技术人员有动机对对比文件2进行改进，在仪表盘背面设有线路板，且中央处理模块采用单片机；进而，为了提高压力仪表各功能模块的集成性和结构紧凑性，在对比文件2已经公开了设有电阻传感器60、信号处理模块70和数据传输模块80，且信号处理模块70分别与传感器60和数据传输模块80相连的情况下，通过对各功能模块的合理选型和设计，将三者都安装在线路板上是本领域的常规设置。②首先，对比文件2公开了：电阻传感器60可通过指针40的转动来获取压力信息，并将采集到的压力信息转换成电信号后，传送至信号处理模块70。虽然对比文件2未公开具体的压力信息采集模块结构以及将传感器与指针转动同步的具体结构，但对于本领域技术人员而言，为了实现压力数据的远传，提高压力表的功能性，在压力表中整合压力信息采集模块，并具体设计压力信息采集模块及其与压力表中指针的同步转动结构为本领域的常用技术手段，公知常识证据1记载了一种电远传压力表式传感器，其设置在弹簧管压力表内（参见图34-11），包括小型滑线电位器，电位器具有圆弧形电阻，其滑点由弹簧管自由端带动；当压力信号P变化时，通过弹簧管1和位移传动杆使滑针绕轴转动；如只利用电位器的滑点和电阻的任意一端，就成为以可变阻值输出的压力传感器，与任何一种测电阻的仪表相连便可测量压力；如将电位器的电阻两端和滑点用3根导线引出，并在电阻两端接稳定的直流电压，则滑点和电阻的任意一端之间的电压将取决于滑点位置，也就是取决于被测压力，这样便可与测直流电压的仪表相连并且反应压力值。因此，本领域技术人员在对比文件2公开的内容的基础上，有动机将对比文件2的压力表改为本领域公知的弹簧管机械式压力表，并在其中设置由触点和环形电阻等构成的压力信息采集模块以对压力信息进行有效采集；进而，考虑弹簧管压力表的工作原理是压力作用于弹簧管，使其自由端产生位移，该位移量通过拉杆带动传动放大机构使指针轴转动带动指针偏转，从而在刻度盘上指示被测压力值，因此，为了能够准确的基于指针转动来测量压力值，且提高结构的紧凑性，将用于布置触点的触点圆盘安装在指针轴上与指针同步旋转，且环形电阻片安装在线路板上是容易想到的，上述具体结构的设置无需付出创造性的劳动。③对比文件1已经给出了采用单片机作为中央处理器模块的技术启示，进而，本领域技术人员能够根据使用需求选择STM8单片机，而使其输出电路采用标准工业接口的0-5V、4-20mA转换电路，并采用A/D转换芯片进行转换计算是中央处理模块输入输出电路的常规设置；为了降低计算的复杂度，用查表的方式得出相应的压力值，压力和电阻值对应表通过试验得出也是本领域技术人员通过合乎逻辑的分析容易确定的。综上所述，权利要求1不具备创造性。
因此，复审请求人的上述理由合议组不予支持。
基于以上事实和理由，合议组作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年05月03日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本复审请求审查决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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