[发明专利]一种可防御共振的MEMS传感器及其防御共振方法

说明书

本发明涉及一种可防御共振的MEMS传感器及其防御共振方法，所述传感器包括可变电容、变节距弹性元件、量化模块和电流补偿模块，还包括分别与所述变节距弹性元件的两端电性连接的弹性元件输入引脚和弹性元件输出引脚，所述弹性元件输入引脚和弹性元件输出引脚之间接收刚性控制电流，以改变所述变节距弹性元件的刚性；所述电流补偿模块的输入端接收所述量化模块的量化值，并进行电流补偿后输出，所称补偿是根据所述变节距弹性元件所接收的刚性控制电流的电流值进行对应的补偿，输出最终的补偿后的校正值。本发明采用变节距弹性元件，可以有效的预防共振的发生，保障了数据的安全性，同时采用的电流补偿模块可以确保测量精度。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种可防御共振的MEMS传感器及其防御共振方法。

背景技术

MEMS传感器因其高精度，重量轻，尺寸小，高效能的特点已被广泛应用到各种控制领域，例如车辆通过MEMS加速度传感器判断是否产生急刹碰撞，从而自动呼叫车联网中心请求远程救援；车辆通过MEMS陀螺仪传感器判断车辆是否出现急转弯从而启动车身稳定系统等。MEMS传感器输出的数据，已经成为许多控制系统正确执行的重要依据。因此传感器数出数据的安全性就显的十分重要，如果传感器输出的数据遭受到黑客的攻击或篡改，就有可能导致控制系统功能的错误启动或关闭，重则造成重大的安全事故。

目前，已经出现了利用特定频率的声波攻击MEMS传感器，使其输出错误数据的方法。其原理是使声波的频率达到MEMS传感器中的弹性元件的共振频率，从而引起弹性元件的共振。这样就可以操纵传感器内部弹性元件振动，并通过共振强弱控制其振幅。由于MEMS传感器就是靠弹性元件的弹性位移来转换成相应的电子测量值，然后对测量值进行量化转换完成输出，因此黑客完全可以用声波来控制传感器的数据输出，达到破坏的目的。

为保护MEMS免受声波攻击，相应的方法有在MEMS传感器外围加上吸音材料，或在内部软件采用一些滤波算法抵消声波的影响。但是加上吸音材料的方式，只能针对声波攻击，如果有其它类型的物理共振源或高强度的声波吸音材料无法应对，而软件处理对共振抵消效果也很有限。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种可防御共振的MEMS传感器及其防御共振方法，可以有效的预防共振的发生，保障了数据的安全性。

具体方案如下：

一种可防御共振的MEMS传感器，包括可变电容、变节距弹性元件、量化模块和电流补偿模块，还包括分别与所述变节距弹性元件的两端电性连接的弹性元件输入引脚和弹性元件输出引脚，所述弹性元件输入引脚和弹性元件输出引脚之间接收刚性控制电流，以改变所述变节距弹性元件的刚性；

所述电流补偿模块的输入端接收所述量化模块的量化值，并进行电流补偿后输出，所称补偿是根据所述变节距弹性元件所接收的刚性控制电流的电流值进行对应的补偿，输出最终的补偿后的校正值。

进一步的，所述补偿是根据刚性控制电流的电流大小查找到对应的补偿值，根据对应补偿值进行补偿。

进一步的，所述电流补偿模块中存有一补偿表，所述补偿表中包括两栏，分别为弹性元件电流大小栏和补偿值栏。

进一步的，所述补偿表中的两栏中的每一项均一一对应。

一种MEMS传感器防御共振方法，基于本发明实施例一所述的可防御共振的MEMS传感器，包括以下步骤：

步骤一：输出一刚性控制电流的电流值至所述变节距弹性元件的两端电性连接的弹性元件输入引脚和弹性元件输出引脚；

步骤二：量化模块采集可变电容输出的电容值，并将该电容值转换为量化值后输出给电流补偿模块，电流补偿模块根据所述变节距弹性元件的输入引脚和弹性元件输出引脚之间输入的所述刚性控制电流的电流值进行补偿，得到校正值，所述电流补偿模块将所述校正值作为结果输出。