[发明专利]一种用于无线充电异物检测的数据采集系统及方法

权利要求书

1.一种用于无线充电异物检测的数据采集系统的数据采集方法，所述数据采集系统包括磁传感器矩阵、微控制器、信号扫描电路、数据处理模块以及通信模块，其中：

所述磁传感器矩阵由用于将磁场变化引起的元件磁性能变化转换成电信号的磁阻传感器构成；

所述信号扫描电路用于对磁传感器矩阵进行选通扫描，并将其测得的同一行相邻两列的差分磁场信号传输给数据处理模块；

所述数据处理模块用于对差分磁场信号依次进行滤波、差分放大、有效值转换后并将其A/D转换为数字信号传输至微控制器；

所述微控制器用于向信号扫描电路提供指令控制其对磁传感器矩阵进行选通扫描；

所述通信模块负责微控制器与上位机之间的通信，用于将数字信号传输给上位机，使其对信号进行分析以实现异物检测功能；

所述磁传感器矩阵置于发射线圈正上方，其由m×n个传感器模块构成，这些传感器模块在平面上等间隔均匀排布，呈m行n列的矩阵排列形式，同一行传感器模块的输入端共同连接作为行输入端，同一列传感器模块的输出端共同连接作为列输出端；磁传感器矩阵的磁场检测覆盖范围为以发射线圈所在平面面积为底，发射线圈与接收线圈垂直距离为高的立方体；

所述信号扫描电路与磁传感器矩阵相连，其由两组多路选择模块构成，其中一组多路选择模块与磁传感器矩阵的所有行输入端相连，其接收微控制器的指令用以选通磁传感器矩阵中对应一行传感器模块进行工作；另一组多路选择模块与磁传感器矩阵的所有列输出端相连，其接收微控制器的指令用以选通磁传感器矩阵中对应一列及其相邻一列的传感器模块，分别读取这两列中某一传感器模块所测得的磁场信号并传输给数据处理模块；

所述传感器模块由二极管和磁传感器串联组成，信号扫描电路输出的控制信号直接作用于二极管，控制磁传感器是否通电工作，磁传感器的输出端产生磁场信号并通过信号扫描电路传输给数据处理模块；所述磁传感器矩阵与信号扫描电路之间使用带有屏蔽层的排线连接；

所述数据采集方法，其特征在于：首先微控制器通过信号扫描电路向磁传感器矩阵输出控制信号，该控制信号作用于磁传感器矩阵中各个传感器模块，使得其中每一行传感器模块在控制信号的作用下依次导通，导通的传感器模块则采集其覆盖范围内空间磁场的磁场信号；然后微控制器通过信号扫描电路向磁传感器矩阵输出多路选择信号，在同一时间内使得对应某一行中相邻两列传感器模块所采集到的差分磁场信号传输给数据处理模块，由数据处理模块对该信号依次进行滤波、差分放大、有效值转换后并将其A/D转换为数字信号；最后由微控制器通过通信模块将该数字信号传输给上位机，使其对信号进行分析以实现异物检测功能；

在同一时间内微控制器发送的控制信号只能选通固定某一行的传感器模块工作，且所述控制信号具有周期性，在周期性的控制信号作用下，磁传感器矩阵中各行传感器模块被依行选通，周而复始；所述控制信号的周期T1取决于磁传感器矩阵中行的数量m，即T1＝T4×m，T4为多路选择信号的周期；

在同一时间内微控制器发送的多路选择信号只能选通固定某一列及其相邻一列的传感器模块输出磁场信号，且所述多路选择信号具有周期性，在周期性的多路选择信号作用下，被选通的某一行中的各列传感器模块两两依次向数据处理模块输出磁场信号，周而复始；所述多路选择信号的周期T4取决于磁传感器矩阵中列的数量n，即T4＝t×(n-1)，t为每两列传感器模块被选通输出的时长。