CN105844891A - 手机与设备配对磁力匹配器及匹配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了手机与设备配对磁力匹配器及匹配方法，包括CPU、存储器和电源、磁铁驱动电路、信号采集模块和电磁铁，吸取了NFC方便快捷的优点同时又适合于与大多数的手机配对，设备被封装在一个具有手机架的盒子内，手机架上具有光敏元件和电磁铁，当手机放置于手机架上，设备会产生预先设定的磁场供手机识别，具有配对的时间短、要求低、便捷、新颖，在吸取了NFC使用方便的优点同时又能够降低手机硬件配置的门槛，由于主动放弃了联网硬件与移动电子设备之间的额外数据交互，使得生产、二次开发的成本大大降低。

Description

手机与设备配对磁力匹配器及匹配方法

技术领域

本发明涉及电子技术领域，具体涉及手机与设备配对磁力匹配器及匹配方法。

背景技术

随着物联网的逐步发展，短距离、中距离通讯匹配场景出现频率将越来越高。由于物联网技术要求硬件联网，移动电子设备联网，因此数据同步至关重要。现有技术中包括蓝牙、wifi信号、NFC等技术在内的匹配技术，除了具备使硬件与移动电子设备匹配的功能外，还支持一定程度上数据传输。而在云技术应用广泛的现在，在一部分情况下，硬件与移动电子设备之间数据交互依靠分别从云端服务器上传下载即可完成，无需两者之间额外的数据交互。因此，针对这种情况，开发此技术应用于无需数据交互，仅需通信匹配的情景。

蓝牙、wifi技术信号通常覆盖面积在15米以上，这使得当匹配距离在15米以下甚至更短的距离时，存在多个蓝牙、wifi信号需要识别，使得用户操作更为复杂。而NFC作为短距离通信，解决了这一问题。在厘米级别的距离完成精准匹配，用户可以跳过多个信号识别的操作环节。然而NFC本身具备通信传输功能，开发成本与开发难度均较高。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种方便快捷、适用广泛并且成本低的手机与设备配对磁力匹配器及匹配方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

手机与设备配对磁力匹配器，包括 CPU、存储器和电源，其特征在于：还包括电磁铁驱动电路、信号采集模块和电磁铁；

所述信号采集模块，用于采集信号并输出电平信号给CPU。

所述CPU分别与电磁铁驱动电路、信号采集模块和存储器连接，用于接收信号采集模块的信号并产生控制电磁铁驱动电路的信号；

所述电磁铁驱动电路输出端与电磁铁连接，用于接收CPU的控制信号并使电磁铁产生连续变化的磁场。

作为上述方案的进一步改进，所述CPU、存储器、电源、电磁铁驱动电路、信号采集模块集成在单片机上。

作为上述方案的进一步改进，所述单片机还包括电源保护电路和代码下载电路，所述代码下载电路和CPU连接。

作为上述方案的进一步改进，所述电源保护电路包括保险丝和稳压二极管，所述保险丝一端连接电源的正极，保险丝另一端并联稳压二极管。

作为上述方案的进一步改进，所述电磁铁驱动电路包括驱动芯片和4个二极管，所述二极管两两串联后再并联在驱动芯片的输入端。

作为上述方案的进一步改进，所述信号采集模块是光敏传感器或声压传感器或人体红外传感器或开关。

作为上述方案的进一步改进，所述信号采集模块5包括可调电阻R51、集成电压比较器芯片、第一指示灯LED53、第二指示灯LED54、第一电阻R55、第二电阻R56、第三电阻R57、第四电阻R58、第一电容C59和第二电容C510，集成电压比较器芯片正向输入端分别与第一电容C59、第一指示灯LED53、第一电阻R55、可调电阻R51、第二电阻R56和第二指示灯LED54一端连接，所述第一指示灯LED53与第三电阻R57一端连接、第二指示灯LED54与第四电阻R58一端连接，集成电压比较器芯片52反向输入端分别与第二电容C510和传感器一端连接，所述第一电阻5R5和传感器串联，集成电压比较器芯片输出端分别与第二电阻R6和第四电阻R58另一端连接，所述第一电容C59、可调电阻R51、传感器和第二电容C510另一端接地。

手机与设备配对磁力匹配方法，其特征在于：包括步骤如下：

1）设定单片机控制磁场变化的程序；

2）被匹配设备放在磁力匹配器的电磁铁周围和信号采集模块对应位置，信号采集模块输出电平信号给单片机；

3）单片机持续判断被匹配设备是否就绪，当单片机判断被匹配设备就绪，则电磁铁驱动电路接收CPU的控制信号并使电磁铁产生连续变化的磁场信号并供被匹配设备识别。

作为上述方案的进一步改进，所述信号采集模块为光敏传感器，所述光敏传感器外接有光敏电阻。

作为上述方案的进一步改进，所述步骤2）中光敏传感器输出电平信号给单片机的具体方法为：当被匹配设备放在光敏电阻上方时，光敏电阻的电阻值随光线减弱而增大，光敏电阻两端的电压变大，光敏传感器中的电压比较器将光敏电阻两端和可调电阻的电压进行比较；当光敏电阻阻值大于可调电阻，光敏电阻电压比可调电阻大，电压比较器输出高电平信号给单片机。

本发明的有益效果：

本发明的手机与设备配对磁力匹配器及匹配方法，吸取了NFC方便快捷的优点同时又适合于与大多数的手机配对，设备被封装在一个具有手机架的盒子内，手机架上具有光敏元件和电磁铁，当手机放置于手机架上，设备会产生预先设定的磁场供手机识别，具有配对的时间短、要求低、便捷、新颖，在吸取了NFC使用方便的优点同时又能够降低手机硬件配置的门槛，由于主动放弃了联网硬件与移动电子设备之间的额外数据交互，使得生产、二次开发的成本大大降低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得的其他设计方案和附图：

图1为本发明较佳实施例的结构框图；

图2为本发明较佳实施例的电磁铁驱动电路原理图；

图3为本发明较佳实施例的信号采集单元原理图；

图4为本发明较佳实施例的匹配方法流程图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

参见图1，手机与设备配对磁力匹配器，包括 CPU1、存储器2和电源3，其特征在于：还包括电磁铁驱动电路4、信号采集模块5和电磁铁6；

所述信号采集模块5，用于采集信号并输出电平信号给CPU。

所述CPU1分别与电磁铁驱动电路4、信号采集模块5和存储器2连接，用于接收信号采集模块5的信号并产生控制电磁铁驱动电路4的信号；

所述电磁铁驱动电路4输出端与电磁铁6连接，用于接收CPU1的控制信号并使电磁铁6产生连续变化的磁场。

CPU1、存储器2、电源3、电磁铁驱动电路4、信号采集模块5集成在单片机上。单片机还包括电源保护电路和代码下载电路7。所述电源保护电路包括保险丝和稳压二极管，保险丝一端连接电源的正极，另一端并联稳压二极管。参考图2，所述电磁铁驱动电路4包括驱动芯片和4个二极管，所述二极管两两串联后再并联在驱动芯片的输入端。信号采集模块5是光敏传感器或声压传感器或人体红外传感器或开关，并不是必须要有光敏传感器才能使***识别将要产生磁场的信号，对于不同的使用场合，光敏传感器可以换成声压传感器，人体红外传感器，接触开关或普通开关等产生信号进行判断。

参考图3，本发明具体实施例中信号采集模块采用的是光敏传感器，所述光敏传感器包括所述信号采集模块5包括可调电阻R51、集成电压比较器芯片52、第一指示灯LED53、第二指示灯LED54、第一电阻R55、第二电阻R56、第三电阻R57、第四电阻R58、第一电容C59和第二电容C510，集成电压比较器芯片52正向输入端分别与第一电容C59、第一指示灯53、第一电阻R55、可调电阻R51、第二电阻R56和第二指示灯54一端连接，所述第一指示灯53与第三电阻R57一端连接、第二指示灯54与第四电阻R58一端连接，集成电压比较器芯片52反向输入端分别与第二电容C510和传感器511一端连接，所述第一电阻5R5和传感器511串联，集成电压比较器芯片52输出端分别与第二电阻R6和第四电阻R58另一端连接，所述第一电容C59、可调电阻R51、传感器511和第二电容C510另一端接地。

进一步参考图4，本实施例中以光敏传感器作为具体实施例子，手机与设备配对磁力匹配方法，其特征在于：包括步骤如下：

1）通过SPI通信或电脑烧写单片机程序设定磁场的变化，可以是0101的字串，也可以是固定的字符，详细取决于程序的编写，但总是产生不同电平的控制信号，供磁场感应器识别。编译最终的结果总是使单片机控制电磁铁驱动电路产生的正负电平，使电磁铁产生连续变化的磁场，供带有磁场感应器的被匹配设备（如智能手机，一般的智能手机都配备有指南针，因此内置传感器能够识别出变化的磁场数值）。

2）打开***，使***处于通电工作状态，此时***通过准备工作已经预先设定好磁场变化数值，可以将带有磁场感应器件的被匹配设备（如智能手机）放在电磁铁周围和光敏电阻上方，由于光敏电阻上方的光线被被匹配设备所覆盖，光敏电阻的电阻值会随光线减弱而增大，此时光敏电阻上的分到的电压会变大，在光敏传感器上的电压比较器输入端和可调电阻的电压进行比较，当光线减弱到一定程度，光敏电阻阻值大于可调电阻，电压比较器输出高电平信号给单片机。

3）当被匹配设备持续覆盖光敏传感器一定时间，即光敏传感器持续输出高电平一段较短时间，***会判断为被匹配设备就绪（即已有被匹配设备准备进行磁场配对，要持续一段较短时间是为了减少***误判），开始产生变化的磁场信号供手机端（如智能手机）识别。

最后，这些***产生的变化的连续磁场信号会被被匹配设备（如智能手机）上的磁场感应器转化为一定量数值，供配对使用。具体现象可以通过被匹配设备（如智能手机）上的指南针软件进行观察，这些变化的磁场会使指南针发生偏转。

对于步骤2）中并不是必须要有光敏传感器才能使***识别将要产生磁场的信号，对于不同的使用场合，光敏传感器可以换成声压传感器，人体红外传感器，接触开关或普通开关等产生信号进行判断。

以上是对本发明的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.手机与设备配对磁力匹配器，包括 CPU（1）、存储器（2）和电源（3），其特征在于：还包括电磁铁驱动电路（4）、信号采集模块（5）和电磁铁（6）；

所述信号采集模块（5），用于采集信号并输出电平信号给CPU（1）；

所述CPU（1）分别与电磁铁驱动电路（4）、信号采集模块（5）和存储器（2）连接，用于接收信号采集模块（5）的信号并产生控制电磁铁驱动电路（4）的信号；

所述电磁铁驱动电路（4）输出端与电磁铁（6）连接，用于接收CPU（1）的控制信号并使电磁铁（6）产生连续变化的磁场。

2.根据权利要求1所述的手机与设备配对磁力匹配器，其特征在于：所述CPU（1）、存储器（2）、电源（3）、电磁铁驱动电路（4）、信号采集模块（5）都集成在单片机上。

3.根据权利要求2所述的手机与设备配对磁力匹配器，其特征在于：所述单片机还包括电源保护电路和代码下载电路（7），所述代码下载电路（7）和CPU（1）连接。

4.根据权利要求3所述的手机与设备配对磁力匹配器，其特征在于：所述电源保护电路包括保险丝和稳压二极管，所述保险丝一端连接电源的正极，保险丝另一端并联稳压二极管。

5.根据权利要求1所述的手机与设备配对磁力匹配器，其特征在于：所述电磁铁驱动电路（4）包括驱动芯片和4个二极管，所述二极管两两串联后再并联在驱动芯片的输入端。

6.根据权利要求1所述的手机与设备配对磁力匹配器，其特征在于：所述信号采集模块（5）是光敏传感器或声压传感器或人体红外传感器或开关。

7.根据权利要求1或6所述的手机与设备配对磁力匹配器，其特征在于：所述信号采集模块（5）包括可调电阻R51、集成电压比较器芯片（52）、第一指示灯LED53、第二指示灯LED54、第一电阻R55、第二电阻R56、第三电阻R57、第四电阻R58、第一电容C59和第二电容C510，集成电压比较器芯片（52）正向输入端分别与第一电容C59、第一指示灯LED53、第一电阻R55、可调电阻R51、第二电阻R56和第二指示灯LED54一端连接，所述第一指示灯LED53与第三电阻R57一端连接、第二指示灯LED54与第四电阻R58一端连接，集成电压比较器芯片（52）反向输入端分别与第二电容C510和传感器（511）一端连接，所述第一电阻5R5和传感器511串联，集成电压比较器芯片（52）输出端分别与第二电阻R6和第四电阻R58另一端连接，所述第一电容C59、可调电阻R51、传感器（511）和第二电容C510另一端接地。

8.手机与设备配对磁力匹配方法，其特征在于：包括步骤如下：

1）设定单片机控制磁场变化的程序；

2）被匹配设备放在磁力匹配器的电磁铁周围和信号采集模块对应位置，信号采集模块输出电平信号给单片机；

3）单片机持续判断被匹配设备是否就绪，当单片机判断被匹配设备就绪，电磁铁驱动电路接收CPU的控制信号并使电磁铁产生连续变化的磁场信号并供被匹配设备识别。

9.根据权利要求8所述的手机与设备配对磁力匹配方法，其特征在于：所述信号采集模块为光敏传感器，所述光敏传感器外接有光敏电阻。

10.根据权利要求8述的手机与设备配对磁力匹配方法，其特征在于：所述步骤2）中光敏传感器输出电平信号给单片机的具体方法为：当被匹配设备放在光敏电阻上方时，光敏电阻的电阻值随光线减弱而增大，光敏电阻两端的电压变大，光敏传感器中的电压比较器将光敏电阻两端和可调电阻的电压进行比较；当光敏电阻阻值大于可调电阻，光敏电阻电压比可调电阻大，电压比较器输出高电平信号给单片机。