CN102611423A

CN102611423A - 具有编码学习功能的多磁组霍尔开关

Info

Publication number: CN102611423A
Application number: CN2012100869681A
Authority: CN
Inventors: 陈伟
Original assignee: Xiamen University
Current assignee: Xiamen University
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2012-07-25

Abstract

具有编码学习功能的多磁组霍尔开关，涉及一种霍尔开关电路。设有信号处理电路和磁钢组件，所述信号处理电路设有霍尔感应元件组、微处理器、电源电路和信号输出电路，所述磁钢组件设有至少2个不同磁极的磁钢组；所述霍尔感应元件组的输出接微处理器的输入端口，微处理器的输出端口接信号输出电路输入端，电源电路输出端分别与霍尔感应元件组和微处理器连接；磁钢组件与霍尔感应元件组对应。实现霍尔开关的多磁场感应，多磁场组合的随机可变性，多磁场组合形成的编码学习和记忆功能。

Description

具有编码学习功能的多磁组霍尔开关

技术领域

本发明涉及一种霍尔开关电路，用于防盗报警领域，尤其是一种具有编码学习功能的多磁组霍尔开关。

背景技术

霍尔开关广泛应用于探测门窗、抽屉等需要保证安全的场合，其原理就是霍尔感应元件，在有磁场和没有磁场两种作用下会产生不同的信号。应用与防盗系统的门磁开关，霍尔开关固定与门框上，磁钢块固定与门上，门一旦打开，霍尔开关和磁钢必然产生位移，从而产生报警信号。

传统的霍尔开关只感应一个磁极信号，就是N极或者S极。这样非法打开者只需要拿一个强磁钢放在感应开关附近，再打开门，霍尔感应开关由于磁场信号仍然存在，是无法感知到门被打开的信号，使开关起不到应有的作用。

中国专利CN201797500U公开一种双极锁存型霍尔开关电路，包括稳压器、霍尔感应片、差分放大器、迟滞比较器和输出单元，所述双极锁存型霍尔开关电路还包括至少一个容性负载，所述至少一个容性负载的第一端连接至迟滞比较器的正输入端或负输入端、差分放大器的正输入端或负输入端，所述至少一个容性负载的第二端连接至稳压器的输出端或地电位。该实用新型从电路上设定双极型霍尔开关电路初始态，简化了系统设计的复杂性，提高了系统性能。

发明内容

本发明的目的是为了克服单一磁场感应的不安全因素，提供一种具有编码学习功能的多磁组霍尔开关。

本发明设有信号处理电路和磁钢组件，所述信号处理电路设有霍尔感应元件组、微处理器、电源电路和信号输出电路，所述磁钢组件设有至少2个不同磁极的磁钢组；所述霍尔感应元件组的输出接微处理器的输入端口，微处理器的输出端口接信号输出电路输入端，电源电路输出端分别与霍尔感应元件组和微处理器连接；磁钢组件与霍尔感应元件组对应。

所述至少2个不同磁极的磁钢组可设在1个塑料壳体内，形成一个由NS极组合的随机编码。所述磁钢组件可设有8个不同磁极的磁钢组。

所述霍尔感应元件组可由8个霍尔感应元件组成，8个霍尔感应元件感应8个不同磁极的磁钢组的磁场面N或者S极。若感应的是S极，则霍尔元件输出为低电平；若感应的是N极，则霍尔元件输出为高电平。这样8个霍尔元件的输出就根据感应到的磁极呈现高低电平的组合，从而形成一个特定的编码数据。这个编码是随着感应极性的不同而不同。

所述微处理器可外接一个按钮，当按钮按下时，微处理器将这个编码学习并且存储于微处理器内部的FLASH存储器。

本发明实现霍尔开关的多磁场感应，多磁场组合的随机可变性，多磁场组合形成的编码学习和记忆功能。

本发明的每个霍尔感应元件能够感应磁钢组件的N极或者S极磁场，不同的磁场极性使霍尔元件输出不同的信号电平。磁钢组件也有多个N或者S极磁钢随意组合而成，从而实现磁组编码的特点。壳体非导磁材质，霍尔元件安装尽可能靠近壳体，以达到较好的感应效果。磁钢组件的磁钢安装尽可能靠近壳体，以保证足够的磁场强度。与现有技术相比，由于本发明将多个霍尔感应元件组成感应电路，配合与之相对应的多个N、S极磁钢，构成一个可编码的多磁组霍尔开关，通过微处理器的学习，记忆编码特征，使得霍尔开关具有特定的多磁极感应的特点，从而提高普通霍尔开关的保密性，可以广泛应用于防盗门磁等需要安全保护的开关领域。避免了用简单的强磁场就可以破解单极性霍尔开关的弊端。

附图说明

图1为本发明实施例的结构组成示意图。

图2为本发明实施例的信号处理电路原理图。

具体实施方式

参见图1，本发明实施例设有信号处理电路1和磁钢组件2，所述信号处理电路1设有霍尔感应元件组11、微处理器12、电源电路13和信号输出电路14，所述磁钢组件2设有8个不同磁极的磁钢组21；所述霍尔感应元件组11的输出接微处理器12的输入端口，微处理器12的输出端口接信号输出电路14输入端，电源电路13输出端分别与霍尔感应元件组11和微处理器12连接；磁钢组件2与霍尔感应元件组11对应。

所述8个不同磁极的磁钢组可设在1个塑料壳体内，形成一个由NS极组合的随机编码。

所述霍尔感应元件组由8个霍尔感应元件组成，8个霍尔感应元件感应8个不同磁极的磁钢组的磁场面N或者S极。若感应的是S极，则霍尔元件输出为低电平；若感应的是N极，则霍尔元件输出为高电平。这样8个霍尔元件的输出就根据感应到的磁极呈现高低电平的组合，从而形成一个特定的编码数据。这个编码是随着感应极性的不同而不同。

信号处理电路原理图如图2所示，组成有8个霍尔感应元件H1～H8，微处理器U1、按钮KEY1、输出三极管Q1、电源处理元件D1、R1、ZD1、E1组成。霍尔元件H1～H8感应磁钢的磁场面N或者S极。若感应的是S极，则霍尔元件输出为低电平；若感应的是N极，则霍尔元件输出为高电平。这样8个霍尔元件H1～H8的输出就根据感应到的磁极呈现高低电平的组合.这个就形成一个特定的编码数据。这个编码是随着感应极性的不同而不同，H1～H8接入电源VCC、GND，其输出分别接入微处理器U1的输入端，同时接滤波电容C1，～C8接地。微处理器U1外接一个按钮KEY1，当按钮KEY1按下，微处理器U1将这个编码学习并且存储于微处理器U1内部的FLASH存储器。微处理器U1输出端接一个电阻R2后接入三极管Q1的基极，Q1的发射极接地，集电极接输出端子，只有霍尔感应元件H1～H8感应到编码一致极性的磁钢组合，通过微处理器信号判断处理，三极管Q1的集电极输出OUT为低电平，任何与编码不一致的磁极组合，霍尔感应元件H1～H8检测以后，通过微处理器U1判断后，输出OUT均为高电平。这样霍尔开关具有更高的保密特性。只有特定的磁极组合，才能使开关有效。电源处理电路由二极管，电阻，瞬变抑制器，电解电容组成，电源输入VCC1接一个电阻R1后，第一路接瞬变抑制器接地，第二路接电解电容E1后接地，第三路接内部微处理器U1及霍尔感应元件H1～H8的电源VCC。

电路连接关系：H1和H8为霍尔感应元件US5782,U1为微处理器，型号STC10F08XE。连接关系描述如下：H1的管脚1接电源VCC，管脚3接地GND，管脚2接电容C1接地，同时连接到U1的管脚1。H2和H8的连接关系如同H1。H2～H8的输出管脚分别连接到U1的2、3、6、15、14、13、12。U1的16脚接正电源VCC，8脚接地GND。9脚接按钮KEY的2脚，KEY的1脚接地。U1的10脚接电阻R2的2脚，R2的1脚接三极管的基极B，Q1的发射极E接地，Q1的集电极C接端子P1的2脚，端子P1的1脚接输入电源VCCIN，3脚接电源地GND。电源输入VCCIN接二极管D1的2脚，D1的1脚连接电阻R1的2脚，R1的1脚接各芯片的供电电源VCC.同时连接ZD1的1脚和E1的1脚，ZD12脚和E1的2脚连接到电源地GND。

由于本发明设有的多个NS极的磁钢排列组合是随机的，因此使用者可以随意调换。不同的组合相当于形成一个NS极的编码，这个组合在改变以后可以通过简单的按钮学习并记忆到微处理器中。这样，这个霍尔开关感应的不是简单的单极性磁场，而是一个多极性的复杂磁场，要靠通过强磁钢来非法入侵几乎就不可能，可明显提高防盗系统霍尔开关的的安全性。

Claims

1.具有编码学习功能的多磁组霍尔开关，其特征在于设有信号处理电路和磁钢组件，所述信号处理电路设有霍尔感应元件组、微处理器、电源电路和信号输出电路，所述磁钢组件设有至少2个不同磁极的磁钢组；所述霍尔感应元件组的输出接微处理器的输入端口，微处理器的输出端口接信号输出电路输入端，电源电路输出端分别与霍尔感应元件组和微处理器连接；磁钢组件与霍尔感应元件组对应。

2.如权利要求1所述的具有编码学习功能的多磁组霍尔开关，其特征在于所述至少2个不同磁极的磁钢组设在1个塑料壳体内，形成一个由NS极组合的随机编码。

3.如权利要求1所述的具有编码学习功能的多磁组霍尔开关，其特征在于所述磁钢组件设有8个不同磁极的磁钢组。

4.如权利要求1所述的具有编码学习功能的多磁组霍尔开关，其特征在于所述霍尔感应元件组由8个霍尔感应元件组成，8个霍尔感应元件感应8个不同磁极的磁钢组的磁场面N或者S极。

5.如权利要求1所述的具有编码学习功能的多磁组霍尔开关，其特征在于所述微处理器外接一个按钮。