CN105946742A - 基于磁场变化唤醒的低功耗车载电子设备及方法 - Google Patents

Abstract

一种基于磁场变化唤醒的低功耗车载电子设备，包括处理器模块和与处理器模块连接的磁感应模块。一种基于磁场变化唤醒的低功耗车载电子设备的唤醒方法，包括：1）车辆启动，车辆的发动机产生一个瞬时强磁场；2）磁感应模块采集到瞬时强磁场，磁感应模块向处理器模块提供中断；3）在处理器模块的比较寄存器中，处理器模块调用比较程序将接收到中断与比较寄存器中存储的磁感应电压设定值比较，若中断大于磁感应电压设定值，则唤醒处理器模块；若中断小于等于磁感应电压设定值，则不唤醒处理器模块。本发明采用磁感应模块感应车辆发动机启动时的瞬时强磁场来唤醒车载仪表，可以无需车载电源供电、功耗低。

Description

基于磁场变化唤醒的低功耗车载电子设备及方法

技术领域

本发明属于电磁感应技术领域，主要涉及一种基于磁场变化唤醒的低功耗车载电子设备及唤醒方法。

背景技术

随着经济的发展和人们生活水平的提高，汽车日益走进千家万户，随着科技的发展，车载仪表的功能越来越丰富，现有的车载仪表一般分为车载电源供电和自带电源供电。车载电源一般不用考虑功耗的问题，但是需要导线连接或者单独走线，汽车的晃动会导致导线接口的松动，操作不便，安全隐患大。自带电源供电一般通过普通电池或者充电电池供电，充电电池通过车载电源或者太阳能等多种形式充电，自带电源的车载仪表虽然便于移动，安全性高，但是不能够连续持久的供电，在电路中不存在让其休眠的模块及功能，这些车载仪表在停车及晚上还在继续开机，会造成第二天使用的时候没电的问题，同时也对其内部的储存电池的寿命不利，有待改进。因此，车载电子设备的功耗一直备注人们的关注。现有的很多车载电子设备，为了降低功耗，常常设定一个时间，若是车载电子设备不需要工作的时间超过设定时间，车载电子设备自动进入休眠待机模式，需要工作时，触动相应的开关来唤醒车载电子设备，此种唤醒方式需要操作，不具有自动唤醒功能。还有一些车载电子设备设有加速度传感器，通过晃动的方式自动唤醒车载电子设备，但是在车辆晃动小或者刚启动没有开动时该车载电子设备无法被唤醒。汽车的发动机启动时，会产生一个瞬时的强磁场，现有技术中还没有利用该强磁场唤醒车载仪表的技术方案。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于车载的低功耗、可自动唤醒的基于磁场变化唤醒的低功耗车载电子设备。

本发明的技术方案是：

一种基于磁场变化唤醒的低功耗车载电子设备，包括

处理器模块，用于采集并处理电子设备的各类参数信息；

磁感应模块，用于感应车辆发动机启动时的瞬时强磁场，并通过瞬时强磁场唤醒处理器模块；

比较程序，用于在待机操作模式期间被处理器模块利用，所述的比较程序被配置为用于：处理器模块接收到的中断与比较寄存器中存储的磁感应电压设定值比较。

优选的，还包括震动检测模块，用于检测车辆晃动信息，并将采集到的车辆晃动信息传送给处理器模块，震动检测模块用于唤醒处理器模块。

优选的，所述的处理器模块包括NRF51822芯片，所述的磁感应模块包括HMC5883L弱磁传感器；所述的NRF51822芯片的P0.03管脚、P0.04管脚、P0.05管脚分别与HMC5883L弱磁传感器的HMC_EN管脚、HMC_SCL管脚、HMC_SDA管脚连接。

一种基于磁场变化唤醒的低功耗车载电子设备的唤醒方法，包括以下步骤：

1）车辆启动，车辆的发动机在车辆启动时产生一个瞬时强磁场；

2）磁感应模块采集到瞬时强磁场，磁感应模块向处理器模块提供中断；

3）在处理器模块的比较寄存器中，处理器模块调用比较程序将接收到中断与比较寄存器中存储的磁感应电压设定值比较，若中断大于磁感应电压设定值，则唤醒处理器模块；若中断小于等于磁感应电压设定值，则不唤醒处理器模块。

一种基于磁场变化唤醒的低功耗车载电子设备的唤醒方法，包括以下步骤：

1）车辆启动，车辆的发动机在车辆启动时产生一个瞬时强磁场；

2）磁感应模块采集到瞬时强磁场，磁感应模块向处理器模块提供中断；

3）在处理器模块的比较寄存器中，处理器模块调用比较程序将接收到中断与比较寄存器中存储的磁感应电压设定值比较，若中断大于磁感应电压设定值，则唤醒处理器模块；若中断小于等于磁感应电压设定值，则不唤醒处理器模块；

4）处理器模块正常工作时，处理器模块S分钟没有采集到来自震动检测模块的车辆晃动信息，处理器模块自动切换到休眠模式。

优选的，包括以下步骤：

1）车辆启动，车辆的发动机在车辆启动时产生一个瞬时强磁场；

2）HMC5883L弱磁传感器采集到瞬时强磁场，HMC5883L弱磁传感器向NRF51822芯片提供中断；

3）在NRF51822芯片的比较寄存器中，NRF51822芯片调用比较程序将接收到中断与比较寄存器中存储的磁感应电压设定值比较，若中断大于磁感应电压设定值，则唤醒NRF51822芯片；若中断小于等于磁感应电压设定值，则不唤醒NRF51822芯片。

本发明的有益效果是：

磁感应模块能检测三维的磁场强度变化，一般的磁场干扰都相对缓慢变化，而发动机在启动过程中电路系统会产生瞬间的瞬时强磁场。这些干扰虽然非常微弱，但高灵敏度的磁感应传感器能捕获到这瞬间的变化，通过对比平时磁场强度来判断是否唤醒设备。

1.本发明采用磁感应模块感应车辆发动机启动时的瞬时强磁场来唤醒车载仪表，可以无需车载电源供电、功耗低、只需自身携带太阳能供电系统即可实现常年工作。

2.相比于一般电池供电的车载仪表，本发明由于可以自动唤醒车载仪表和自动使车载仪表进入休眠模式，可以有效的避免电池的过度放电，延长电池的使用寿命。

3.很多车辆在发动机启动但没有行驶时自身的晃动量小，振动模块不能够及时的唤醒车载仪表，可靠性差；本发明采用磁感应模块感应车辆发动机启动时的瞬时强磁场来唤醒车载仪表，只要发动机启动即可唤醒车载仪表，相比于振动唤醒模式，可靠性更高。

附图说明

图1是本发明的结构框图；

图2是本发明的系统流程图；

图3是本发明中处理器模块的电路图；

图4是本发明中磁感应模块的电路图。

具体实施方式

一种基于磁场变化唤醒的低功耗车载电子设备，参见图1，包括

处理器模块，用于采集并处理电子设备的各类参数信息；

磁感应模块，用于感应车辆发动机启动时的瞬时强磁场，并通过瞬时强磁场唤醒处理器模块；

比较程序，用于在待机操作模式期间被处理器模块利用，所述的比较程序被配置为用于：处理器模块接收到的中断与比较寄存器中存储的磁感应电压设定值比较。

一种基于磁场变化唤醒的低功耗车载电子设备的唤醒方法，参见图2，包括以下步骤：

1）车辆启动，车辆的发动机在车辆启动时产生一个瞬时强磁场；

2）磁感应模块，用于感应车辆发动机启动时的瞬时强磁场，并通过瞬时强磁场唤醒处理器模块；

3）在处理器模块的比较寄存器中，处理器模块调用比较程序将接收到中断与比较寄存器中存储的磁感应电压设定值比较，若中断大于磁感应电压设定值，则唤醒处理器模块；若中断小于等于磁感应电压设定值，则不唤醒处理器模块。

处理器模块正常工作时，处理器模块S分钟（S具体值可以根据实际情况设定）没有采集到来自震动检测模块的车辆晃动信息，处理器模块自动切换到休眠模式。

本发明的基于磁场变化唤醒的低功耗车载电子设备采用磁感应模块感应发动机在启动过程中电路系统会产生瞬间的瞬时强磁场来唤醒处理器模块，通过设定磁感应电压设定值可以过滤掉地球磁场的干扰、周围稳定磁场的干扰及周围突变的同时磁信号达不到设定值的磁场的干扰，做到精确控制，结构简单，易于实现。在低功耗车载电子设备中还可以设有震动检测模块，用于检测车辆晃动信息，并将采集到的车辆晃动信息传送给处理器模块，震动检测模块用于唤醒处理器模块。当车辆处于行驶状态时，震动检测模块通过检测车辆晃动信息来唤醒处理器模块，在车辆没有晃动的情况下，S分钟（根据具体需要设定S值）后自动切换到待机模式，最大限度的节约电能。

一种基于磁场变化唤醒的低功耗车载电子设备，参见图3-4，包括

NRF51822芯片，用于采集并处理电子设备的各类参数信息，NRF51822芯片是自带蓝牙功能的32位低功耗微处理器；

车辆的发动机在启动时，会产生一个瞬时强磁场，HMC5883L弱磁传感器采集到瞬时强磁场后唤醒NRF51822芯片。HMC5883L弱磁传感器还可以用于提供地磁场信息，霍尼韦尔HMC5883L磁阻传感器电路是三轴传感器并应用特殊辅助电路来测量磁场，可以将量测轴方向上的任何入射磁场转变成一种差分电压输出；

比较程序，用于在待机操作模式期间被处理器模块利用，所述的比较程序被配置为用于：处理器模块接收到的中断与比较寄存器中存储的磁感应电压设定值比较。

NRF51822芯片的P0.03管脚、P0.04管脚、P0.05管脚分别与HMC5883L弱磁传感器的HMC_EN管脚、HMC_SCL管脚、HMC_SDA管脚连接。

一种基于磁场变化唤醒的低功耗车载电子设备的唤醒方法，包括以下步骤：

1）车辆启动，车辆的发动机在车辆启动时产生一个瞬时强磁场；

2）HMC5883L弱磁传感器用于感应车辆发动机启动时的瞬时强磁场，并向NRF51822芯片提供中断；

3）在NRF51822芯片的比较寄存器中，NRF51822芯片调用比较程序将接收到中断与比较寄存器中存储的磁感应电压设定值比较，若中断大于磁感应电压设定值，则唤醒NRF51822芯片；若中断小于等于磁感应电压设定值，则不唤醒NRF51822芯片。

本发明的基于磁场变化唤醒的低功耗车载电子设备采用HMC5883L弱磁传感器感应发动机在启动过程中电路系统会产生瞬间的瞬时强磁场来唤醒NRF51822芯片，通过设定磁感应电压设定值可以过滤掉地球磁场的干扰、周围稳定磁场的干扰及周围突变的同时磁信号达不到设定值的磁场的干扰，做到精确控制，结构简单，易于实现。

Claims (6)

1.一种基于磁场变化唤醒的低功耗车载电子设备，其特征在于，包括

处理器模块，用于采集并处理电子设备的各类参数信息；

磁感应模块，用于感应车辆发动机启动时的瞬时强磁场，并通过瞬时强磁场唤醒处理器模块；

比较程序，用于在待机操作模式期间被处理器模块利用，所述的比较程序被配置为用于：处理器模块接收到的中断与比较寄存器中存储的磁感应电压设定值比较。

2.根据权利要求1所述的基于磁场变化唤醒的低功耗车载电子设备，其特征在于，还包括震动检测模块，用于检测车辆晃动信息，并将采集到的车辆晃动信息传送给处理器模块，震动检测模块用于唤醒处理器模块。

3.根据权利要求1所述的基于磁场变化唤醒的低功耗车载电子设备，其特征在于，所述的处理器模块包括NRF51822芯片，所述的磁感应模块包括HMC5883L弱磁传感器；所述的NRF51822芯片的P0.03管脚、P0.04管脚、P0.05管脚分别与HMC5883L弱磁传感器的HMC_EN管脚、HMC_SCL管脚、HMC_SDA管脚连接。

4.一种根据权利要求1所述的基于磁场变化唤醒的低功耗车载电子设备的唤醒方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）车辆启动，车辆的发动机在车辆启动时产生一个瞬时强磁场；

2）磁感应模块采集到瞬时强磁场，磁感应模块向处理器模块提供中断；

3）在处理器模块的比较寄存器中，处理器模块调用比较程序将接收到中断与比较寄存器中存储的磁感应电压设定值比较，若中断大于磁感应电压设定值，则唤醒处理器模块；若中断小于等于磁感应电压设定值，则不唤醒处理器模块。

5.一种根据权利要求2所述的基于磁场变化唤醒的低功耗车载电子设备的唤醒方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）车辆启动，车辆的发动机在车辆启动时产生一个瞬时强磁场；

2）磁感应模块采集到瞬时强磁场，磁感应模块向处理器模块提供中断；

3）在处理器模块的比较寄存器中，处理器模块调用比较程序将接收到中断与比较寄存器中存储的磁感应电压设定值比较，若中断大于磁感应电压设定值，则唤醒处理器模块；若中断小于等于磁感应电压设定值，则不唤醒处理器模块；

4）处理器模块正常工作时，处理器模块S分钟没有采集到来自震动检测模块的车辆晃动信息，处理器模块自动切换到休眠模式。

6.根据权利要求3所述的基于磁场变化唤醒的低功耗车载电子设备的唤醒方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）车辆启动，车辆的发动机在车辆启动时产生一个瞬时强磁场；

2）HMC5883L弱磁传感器采集到瞬时强磁场，HMC5883L弱磁传感器向NRF51822芯片提供中断；

3）在NRF51822芯片的比较寄存器中，NRF51822芯片调用比较程序将接收到中断与比较寄存器中存储的磁感应电压设定值比较，若中断大于磁感应电压设定值，则唤醒NRF51822芯片；若中断小于等于磁感应电压设定值，则不唤醒NRF51822芯片。