[发明专利]一种基于电磁感应的近距离数据传输装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种近距离的数据传输装置和方法，可应用于近距离数据传输、测距等场合。 

背景技术

在通讯的数据发送方和数据接收方之间可以采用有线方式或无线方式进行通讯。有线通讯常用于较近距离，但双方需提供相应的物理接点，在一些便携设备(如移动通讯终端)中由于空间和标准的限制，不利于采用有线方式进行通讯；无线通讯则没有电缆、导线连接的限制，可以方便地进行通讯接口的扩展，并可以将电信号传输较远的距离。 

但在某些场合，特别是涉及到数据安全时，需要将无线通讯的有效范围限定在较近的距离之内(＜10cm)，现有的无线通讯手段不能对通讯距离进行很好的控制。 

为了实现安全的无线通讯，数据发送方和数据接收方可以通过某些辅助通道传送一些控制信息。在进行无线通讯之前，数据发送方通过辅助通道发送控制信息，数据接收方接收到辅助通道的控制信息后再建立起无线通讯连接。在通讯连接建立后，数据发送方和数据接收方通过辅助通道传送无线通讯的维持连接心跳等信息，在超出有效通讯范围时，数据接收方因无法通过辅助通道接收到维持连接心跳等信息，即断开与数据发送方建立的无线连接。通过辅助通道，即可将无线通讯的距离控制在有效范围之内。 

发明内容

为了实现近距离情况下的无线通讯，本发明提供了一种基于电磁感应的数据传输装置和方法，该装置和方法可以为无线通讯建立起辅助通道，从而将无线通讯的有效范围限制有较近的距离内(＜10cm)。 

一种基于电磁感应的近距离数据传输装置，包括数据发送方和数据接收方。 

所述的数据发送方包括微处理器MCU、数字/模拟转换电路DAC、发送信号调理电路和发送线圈。微处理器MCU根据所要发送的数字信号对载波进行调制，调制信号由数字/模拟转换电路DAC转换为模拟信号，经所述发送信号调理电路进行调理后，输出形状和幅度均满足无线传输距离要求的信号，通过发送线圈发送出去。 

本发明所要传输的数据为数字信号，在发送前，需要将数字信号调制到模拟信号(载波)上，以产生适于无线传输的调制信号。所述的数据发送方采用微处理器MCU根据所要发送的数字信号对载波进行调制，载波为100Hz～100KHz的周期性信号。所述的调制方式为调频或调幅。采用调频方式时，数字信号0对应频率A，数字信号1对应频率B；采用调幅方式时，数字0对应幅度0，控制信息的数据1对应幅度为满幅。 

所述的数据接收方包括感应线圈、接收信号调理电路和微处理器MCU。所述的数据接收方靠近数据发送方的发送线圈时，所述感应线圈接收到数据发送方发送的模拟信号，该模拟信号经所述信号调理电路进行调理，从而得到形状和幅度均满足数据解调所需的信号，该信号由微处理器MCU进行解调。 

所述数据接收方的信号调理电路调理后的信号仍然是模拟信号，在解调前，需要将其转换为数字信号，转换方法可以采用比较器和模拟/数字转换电路ADC。采用比较器转换时，信号调理电路输出的模拟信号与参考电压进行比较得到脉冲波，该脉冲波输入到微处理器MCU进行解调；采用模拟/数字转换电路ADC时，信号调理电路输出的模拟信号可直接转换成数字信号，由微处理器MCU进行解调；对于部分微处理器MCU，信号调理电路输出的模拟信号满足其I/O引脚的输入要求，可将信号调理电路输出的模拟信号输入到微处理器MCU的I/O引脚进行解调。 

本发明还提供一种基于电磁感应的近距离数据传输方法，包括如下步骤： 

1、数据发送方根据待传送的数据对载波信号进行调制(调频或调幅)，调制信号经过调理后由发送线圈发送。 

2、数据接收方接收发送的调制信号。 

当数据接收方处于数据发送方发送的调制信号的有效电磁场范围内，数据接收方的感应线圈即可感应到所发送的调制信号，进行接收。 

3、解调接收的信号，获得所传送的数据。 

感应接收到的信号经调理后与参考电压比较后得到与传送信号相关的脉冲信号，数据接收方内置的处理器MCU对脉冲信号解调从而获得所传送的数据。 

本发明所述方法可以在较低功耗的情况下，进行近距离(＜10cm)范围内的无线数据传输。 

附图说明

图1是本发明所述装置的示意图； 

图2是本发明所述装置的数据发送方的逻辑框图； 

图3是本发明所述装置的实施实例1数据接收方的逻辑框图； 

图4是本发明所述装置的实施实例2数据接收方的逻辑框图； 

图5是本发明所述装置的实施实例3数据接收方的逻辑框图； 

具体实施方式