CN104794416B - 用于二个以上电子器件之间自动电连接的识别结构 - Google Patents

Abstract

一种识别功能强、准确率高和信息量大的用于二个以上电子器件之间自动电连接的识别结构。在每个电子器件上设有识别表面，在该识别表面上设置有特征磁场或者设置有识别该特征磁场的磁敏器件；特征磁场为采用无磁或有磁的单元体按照阵列排布方式置于该阵列中的每个节点处所构成的磁场；磁敏器件可识别该特征磁场中对应节点上的磁场状态信息并将其转换为电信号传至该部件的主控芯片，主控芯片控制该部件上的裸露电极与另一部件上的裸露电极电开启或电关闭和/或控制执行机构动作。本发明抗干扰能力强，其可将特征磁场中的各单元体编制成能表征被识别电子器件性能指标的多进制代码，因此，其具有识别信息量巨大的优点。

Description

用于二个以上电子器件之间自动电连接的识别结构

技术领域

本发明涉及一种电连接和电识别结构，特别涉及一种具有独立功能的二个以上有依存关系电子设备或器件之间的电连接或电识别结构。

背景技术

目前，二个以上电子设备在连接使用时，其间识别多采用NFC技术、无线通信技术或直接信号总线连接等方式获知连接设备的特征(该特征包括设备类型、功能特征、额定参数或授权该设备上的执行机构执行设定的动作)。

上述连接结构存在以下不足：

1)被识别的电子设备需要具备信号发送能力，因此，其结构复杂、成本较高，此外无线通信还占用通信信道和公共资源等。如NFC，是一种近场无线通信技术，能够在近距离内利用电波识别靠近其的设备类型及该设备中存储的信息。

2)采用连接总线方式进行识别的设备，接线多导致凌乱且附带成本高。如USB充电器可以通过USB信号总线的信号变化方式获知充电器类型或被充电的设备类型等。

3)识别的特征较单一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种识别功能强、准确率高和信息量大的用于二个以上电子器件之间自动电连接的识别结构。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

用于二个以上电子器件之间自动电连接的识别结构，包括设置于电子器件上的裸露电极和/或通过无线信号控制启动或关闭动作的执行机构，其特征在于：所述电子器件为具有独立使用功能的部件，在每个部件上设有至少一个识别表面，在该识别表面上设置有特征磁场或者设置有识别该特征磁场的磁敏器件，当一个部件上的识别表面为所述的特征磁场时，待与其电连接的另一个部件上的识别表面则为所述的磁敏器件；所述特征磁场为采用无磁或有磁的单元体按照阵列排布方式置于该阵列中的每个节点处所构成的磁场；所述磁敏器件为一芯片，当该磁敏器件与待电连接的部件上的特征磁场贴合时，该磁敏器件可识别该特征磁场中对应节点上的磁场状态信息并将该识别信息转换为电信号传至设置于该部件内的主控芯片，主控芯片控制该部件上的裸露电极与另一部件上的裸露电极电开启或电关闭和/或控制所述执行机构动作。

所述有磁的单元体为含有磁性颗粒的具有规则几何形状的点、线或面，相邻二个有磁的单元体的磁性强度和/或极性指向可以不同。

所述特征磁场中的节点至少为二个，每组节点组成的磁场信息构成一组表征该部件设备类型、功能特征、额定参数或授权执行机构动作的二进制或多进制编译的识别代码。

所述裸露电极在该部件与其它部件断开时，与内部电路处于高阻隔离状态。

所述裸露电极与该部件的连接结构为防水密封结构。

所述电子器件为包含智能钥匙或授权标签、智能传感器的密闭式部件、充电部件、放电部件、显示部件、智能移动终端、摄像部件、音响部件、可见光或红外光感光补光器、LED指示器、红外线遥控收发器、无线通信部件、镜头控制部件或智能电路管理集成部件。

本发明在二个以上具有功能依存关系的电子器件上设置至少一个特有的识别表面，采用独特的电磁信号识别结构(即在该识别表面上设置相互对应的特征磁场或磁敏器件)，当需要将该二个电子器件配合使用时，将二个电子器件上的识别表面进行贴合，其中一个识别表面上的磁敏器件通过识别对应特征磁场上的信息，即可获知与其贴合的另一个电子器件的设备类型、功能特征和额定参数等性能指标。随即通过设置其中的控制电路接通其间的电连接或者针对性的启动或关闭设置在本电子器件和/或另一个电子器件上的执行机构执行或停止相应的动作。所述特征磁场采用具有无磁、有磁、磁性极向和磁性强弱等元素构成的单元体，再将具有不同元素的单元体固设于该阵列中的每个节点处，该结构由于电子器件之间为贴合识别，因此其抗干扰能力强，而且可以将该特征磁场中的各单元体编制成能够表征被识别电子器件性能指标的多进制代码，这些代码可以为一组，也可以为多组，因此，其具有识别信息量巨大的优点。

附图说明

图1为本发明的磁敏器件与特征磁场识别过程方框图。

具体实施方式

本发明的用于二个以上电子器件之间自动电连接的识别结构为一种创新性的在二个以上具有功能依存关系的电子器件之间进行识别的结构，该结构识别信息量大、识别准确率高且具备抗电磁干扰能力强的特点。

所述电子器件为具有独立使用功能的部件(以下简称电子器件为部件)，在每个电子器件上均设有可与外部电连接的电极，本发明优选该电极为高阻隔离状态(该隔离控制可以通过电信号利用电子开关或继电器实现，以达到最好的电路保护和防护效果，尤其适用于防水的电子产品的设计)的裸露电极，即当二个功能依存的电子器件无需配合使用时，该裸露电极与其内部电路处于防水阻断状态。

在各电子器件上还具有可通过NFC、无线或蓝牙信号控制其启动或关闭的执行机构，如电子开关、继电组件、耦合组件、驱动组件、信号发送或接收电路、音视频摄录、水下控制开关组件、防盗式门窗入侵侦测组件、电子积木等执行机构。

本发明的识别结构是在每个所述的部件上设有至少一个识别表面(该识别表面可为平面或曲面)，在该识别表面上设置有特征磁场或者设置有识别该特征磁场的磁敏器件。

二个相互对应的识别表面，当一个部件上的识别表面设置为所述的特征磁场时，待与其电连接的另一个部件上的与其对应的识别表面则设置为所述的磁敏器件。

所述特征磁场为采用具有无磁、有磁、磁性极向和磁性强弱等元素构成的单元体按照阵列排布方式(该阵列可以为矩阵式、三角阵式、梯形阵式或圆阵式)固设于该阵列中的每个节点处所构成的磁场；该特征磁场中的每个节点可以采用二进制、三进制、五进制或其它多进制进行编码，例如，若采用二进制时，每个节点可有无磁和有磁二种状态；若采用三进制时，每个节点可有无磁、磁北和磁南三种状态；若采用五进制时，每个节点可有无磁、磁北强磁、磁北弱磁、磁南强磁和磁南弱磁五种状态。

所述特征磁场中的节点至少为二个，每组节点组成的磁场信息构成一组表征该部件设备类型、功能特征、额定参数或授权执行机构动作的二进制或多进制编译的识别代码。

本发明的进一步改进是所述有磁的单元体为含有磁性颗粒的具有规则几何形状的点、线或面。

所述磁敏器件为一芯片(例如采用霍尔传感器集成，现有技术中的霍尔传感器有HAL248、HAL248和HAL2482)，当该磁敏器件与待电连接的部件上的特征磁场贴合时，该磁敏器件可识别该特征磁场中对应节点上的磁场状态信息并将该识别信息转换为电信号传至设置于该部件内的主控电路，主控电路再控制该部件上的裸露电极与另一部件上的裸露电极电开启或电关闭，同时，也可以控制其中的所述执行机构启动或关闭设定的执行动作，还可以通过NFC、无线、蓝牙信号或其它耦合方式启动或关闭另一部件上的执行机构进行设定的动作(如图1所示)。

所述电子器件为包含智能钥匙或授权标签、智能传感器的密闭式器件、充电器件、放电器件、显示器件、智能移动终端、摄像器件、音响器件、可见光或红外光感光补光器、LED指示器、红外线遥控收发器、无线通信部件、镜头控制组件或智能电路管理集成组件。

本发明尤其适用于可穿戴智能产品组件之间的配合，例如：“部件一”为内置有传感器的电子载体，该电子载体具有中空内腔的密闭结构。其中空内腔里可安装：生物传感、摇摆传感与定位传感的传感器、磁性感应器、声音传感与播放器、影像传感器、漏水监测器、温度传感器及具有其它功能性的部件(如可见光红外光补光器、LED指示器、显示器、红外线遥控收发器、无线WiFi通信和蓝牙通信电路、镜头控制器、智能电路管理集成及供电装置等)。

而为“部件一”服务或受其控制的其它功能部件与该“部件一”之间的连接可通过本发明的识别结构来完成。如：充电、放电、信号显示、信号传输等。

以下对二个电子器件之间自适应识别方法进一步说明：

一个部件上的磁敏器件可识别与其对应的另一个部件上的特征磁场上的磁场状态，测定该特征磁场的N和S极性及其强度，其物理空间的分布构成了一个检测阵列用于对该表面的多点的磁场分布做出检测。该阵列中的每一个节点具有唯一位置号码，即给出一个该节点的磁场读值，利用读值的磁场强度门限值设定，可以获得无磁，弱磁，强磁，以及磁极性等信息，该信息被记录在数据数组中并构成一个矩阵数据。以最简单的识别方法为例，我们定义磁性阵列识别仅仅检测无磁‘0’和强磁‘1’两种状态，这样每个检测点则会测量出一个二进制数字‘0’或‘1’，该数据阵列构成了二进制数据序列组合，再给该二进制赋予一定的物理含义(如代表设备类型、功能参数等特征)，即可用此来识别与其接触的其它电子部件的特征信息。

每个电子器件具备充电或充放电电极，且可直接裸露，虽然是裸露电极，但其被设计为高阻隔离状态，即电极不工作时没有极性特征。

电子器件的电极在设备完成磁性识别后自适应开启，可以仅仅用于充电或仅仅用于放电，也可根据识别情况选择合适的电流大小充放电等，还可以用于进行电信号叠加及通信功能开启等设定。

磁性阵列识别中可以进行多态识别，来达到更复杂的自适应识别***。比如：利用磁场强度的分段构成多进制数据采集。每个磁敏识别的信号变为0，1，2，3，4等级或-4(N极)，-3(N极)，-2(N极)，-1(N极)，0(无磁或极弱)，1(S极)，2(S极)，3(S极)，4(S级)等级等。单一磁敏识别的等级特征越多，可获得的信息标示信息越多。而阵列中识别点的数量越多，可识别的信息越多。即在绝缘情况下就可以达到多进制磁场特征识别获知连接设备类型的目的。

在磁性特征读取后，电路***能够根据识别结果进行自适应动作执行。电子器件与待连接的其它电子器件可以采用积木搭建方式贴合达到相互识别和配合联合工作的目的。

进一步的改进是：所述特征磁场也可利用电信号产生磁场模拟磁性颗粒，其可以电子器件动态的特征磁场达到利用磁性阵列识别方法实现数据通信的目的，此时，所述磁敏器件构成一个该位置的特征磁场接收器，捕捉该位置的磁场变化序列，并与其他磁敏器件采集的数据汇集在一起被中央处理器解调获得接收数据。该方法是一种进场非直接接触通信的方法，适用于相互绝缘的两个电子器件间的通信传输或识别。

以三个电子器件为例，第一电子器件为传感器电子器件，第二电子器件为显示装置，第三电子器件为充电装置。

第一电子器件则在一个表面分布磁敏器件构成特征磁场阵列识别表面，第一电子器件上设置有电极，可以被内部电路智能设定为输入或输出电极，可以为外部设备供电或通过外部设备为自己充电。

第二电子器件上的识别表面分布磁性颗粒构成特征磁场，标示本电子器件为显示器及分辨率、色彩和图像传送方式、输入电源特性等。该电子器件同样布置有电极且可以恰好与第一电子器件电极在贴合情况下接触。

第三电子器件上的识别表面分布磁性颗粒构成特征磁场，标示本电子器件为充电装置及电流和电压特性等。该电子器件同样布置有电极且可以恰好与第一电子器件电极在贴合情况下接触，该电极为输出电极可以为第一电子器件充电。

当将第一电子器件和第二电子器件贴合时，第一电子器件识别其为显示装置后，自动为其提供电源并启动特定的图像传送方法发送图像给第二电子器件显示。

当将第一电子器件和第三电子器件贴合时，第一电子器件识别其为充电器，自动调整自己的电极为输入电极，接受其对自己的充电。

Claims (5)

1.一种用于二个以上电子器件之间自动电连接的识别结构，包括设置于电子器件上的裸露电极和/或通过无线信号控制启动或关闭动作的执行机构，其特征在于：所述电子器件为具有独立使用功能的部件，在每个部件上设有至少一个识别表面，在该识别表面上设置有特征磁场或者设置有识别该特征磁场的磁敏器件，当一个部件上的识别表面为所述的特征磁场时，待与其电连接的另一个部件上的识别表面则为所述的磁敏器件；所述特征磁场为采用无磁或有磁的单元体按照阵列排布方式置于该阵列中的每个节点处所构成的磁场；所述磁敏器件为一芯片，当该磁敏器件与待电连接的部件上的特征磁场贴合时，该磁敏器件可识别该特征磁场中对应节点上的磁场状态信息并将该识别信息转换为电信号传至设置于该部件内的主控芯片，主控芯片控制该部件上的裸露电极与另一部件上的裸露电极电开启或电关闭和/或控制所述执行机构动作；

所述有磁的单元体为含有磁性颗粒的具有规则几何形状的点、线或面，相邻二个有磁的单元体的磁性强度可以不同。

2.根据权利要求1所述的用于二个以上电子器件之间自动电连接的识别结构，其特征在于：所述特征磁场中的节点至少为二个，每组节点组成的磁场信息构成一组表征该部件设备类型、功能特征、额定参数或授权执行机构动作的二进制或多进制编译的识别代码。

3.根据权利要求1所述的用于二个以上电子器件之间自动电连接的识别结构，其特征在于：所述裸露电极在该部件与其它部件断开时，与内部电路处于高阻隔离状态。

4.根据权利要求3所述的用于二个以上电子器件之间自动电连接的识别结构，其特征在于：所述裸露电极与该部件的连接结构为防水密封结构。

5.根据权利要求1所述的用于二个以上电子器件之间自动电连接的识别结构，其特征在于：所述电子器件为包含智能钥匙或授权标签、智能传感器的密闭式部件、充电部件、放电部件、显示部件、智能移动终端、摄像部件、音响部件、可见光或红外光感光补光器、LED指示器、红外线遥控收发器、无线通信部件、镜头控制部件或智能电路管理集成部件。