[发明专利]电磁感应式无触点数据传输接口

说明书

本发明主要用于数据采集、数据传输领域。

随着电子技术的发展，数据传输的方法越来越多。根据接触方式可分为有触点的接口，如计算机与各种外设之间的连接接口，另一种是无触点式的接口，接口之间没有任何接触，靠空间媒体进行数据传输，如日常生活中家用电视机遥控器就是用红外线做为传输媒体，在远距离数据传输时往往采用无线电方式进行传输。显然，有触点的接口多用于设备之间相对位置固定的环境中，接口拨插很少，磨损不是主要问题，而无触点的接口则多用于传输设备之间相对位置不固定的环境中，如用一个数据采集器去收集不同位置设备内的数据时，由于接口不断变换，反复拨插时，有触点的接口必然易磨损，这时，无触点的接口就显出优越性了，因为不存在接口触点磨损和腐蚀问题。

虽然无触点方式中有红外线和无线电等多种现有技术，能解决有触点接口的磨损问题，但近距离数据传输的场合中也有不足之处，如红外方式易受外界光线干扰，且传输设备之间不能有遮挡物，无线电方式又显得大材小用(适用于远距离数据传输)，一方面易干扰工作设备，另一方面发射时功耗大，且需要一套无线电发射、接收装置，频率段必须经过有关部门批准，等等，比较复杂。

本发明的目的是设计一种电磁感应式无触点数据传输接口，以增强数据采集、传输中的抗干扰能力和避免接口处因磨损或腐蚀而影响接口寿命。

本发明应用电磁感应原理，如图1、图2所示，同磁芯的两组线圈L1、L2，当线圈L1中有变化的电流I1时，根据电磁互感原理，线圈L2的电流I2也随着I1变化。线圈L1上所加信号会在线圈L2上感应出相应的信号。

根据上述原理，我们将线圈L2先独立地绕在磁芯上，如图3所示，线圈L1绕成一个空心电感，现在将线圈L2插入线圈L1中，那么两线圈之间自然形成了互感结构，两线圈之间产生互感作用，如果将带磁芯的线圈L2和不带磁芯的线圈L1分别做成插头和插座，就可以用于数据传输的接口。

本发明比起有触点的接口及近距离红外线传输接口来有如下优点：

1、不存在触点磨损和腐蚀的问题，比如用于出租汽车计程器的数据采集。

2、有利于设备内部的密封、防尘，适用于设备需要密封的环境，如水下设备的数据采集，又如在野外用于测量的仪器的数据采集。因为这种接口是靠表面感应，不需要设备有任何触点在外面。

3、便于经常拨插的环境中工作的各类数据采集系统。

4、不易受外界干扰，数据传输成功率高，由于是弱感应，外界电磁场对这组互感线圈影响小，同量，互感产生的电磁也不会干扰其周边的设备。

图1、电磁感应线路图。

图2、电磁感应结构示意图。

图3、本发明结构原理示意图。

图4、实施例一示意图。

图5、实施例二线路示意图。

图6、实施例三线路示意图。

实施例一：

在设备的外壳上做一个凹坑(如图4所示)，将线圈L1绕在内壁的凹坑上形成插座2。与之对应地做一个凸起形成插头1，插头1内有线圈L2，线圈L2中有磁芯13，当插头1插入插座2后，L2与L1即形成互感结构，AA′端加入的信号就会感应到BB′端。反过来，若在BB′端加的信号也会感应到AA′端。

实施例二：

如图5所示，两中央处理器(CPU)之间进行单向数据传输，其中3为发送方的中央处理器(CPU)，4为接收方的中央处理器(CPU)，5为调制信号发生器，6为调制器，7为线圈驱动器，8为带通滤波器，9为检波器，10为积分器，11为施密特整形电路。

中央处理器3(CPU)发出的串行数据信号由调制器6进行调制，经过调制的数据信号经驱动器7驱动后加到线圈L1的AA′端，该信号通过接口感应界面感应到L2的BB′端，再由带通滤波器8、检波器9、积分器10进行解调，再经施密特电路11整形后还原出中央处理器3(CPU)所发数据信号，最后送中央处理器4(CPU)接收，实现了数据的传输。

实施例三：

很多场合数据是双向传输的，这只要在实施例二的基础上稍加改动即可，如图6所示在实施例二的发送方接入接收解调的部分8、9、10、11，在原有接收方接入发送调制部分5、6、7，此结构即可构成数据的双向传送。

实施例四：

如实施例一所述的本发明，在插头1与插座2外可分别绕有多组线圈，也能实现多向数据传输。