CN106371619A - 非接触式磁感应键盘及其输入方法 - Google Patents
非接触式磁感应键盘及其输入方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106371619A CN106371619A CN201510436883.5A CN201510436883A CN106371619A CN 106371619 A CN106371619 A CN 106371619A CN 201510436883 A CN201510436883 A CN 201510436883A CN 106371619 A CN106371619 A CN 106371619A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- keyboard
- cpu
- button
- magnetic induction
- magnet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 claims description 19
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 5
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 7
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
本发明提供一种非接触式磁感应键盘及其输入方法，包括按键和与按键相对的磁感应系统，按键包含两个极性相反的磁铁，按键中每个磁铁对应磁感应系统的一个感受磁场变化的霍尔传感器，霍尔传感器感受到切割磁力线得到的电压值，将接受的电压值传递到AD转换器，AD转换器将模拟数据转换为数字数据后传递给键盘CPU，键盘CPU对接收的数字电压数据和预存在存储器中的对应通道的校准值范围进行对比，判断本次按键是否有效；键盘CPU处理后将有效的按键数据传递给主控制器的CPU，主控制器的CPU根据预先设定的规则判断输入的按键信息属于哪一个。本发明的键盘不易损坏按键，按键采用两套冗余的结构，具有更高的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种键盘，尤其涉及一种非接触式磁感应键盘及它的输入处理过程。
背景技术
目前常用的键盘都是按键式的，需要按压键盘上的按键电路板相接处产生信号，键盘的按键容易损坏。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种磁感应式的非接触键盘，以解决现有技术存在的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
非接触式磁感应键盘，所述键盘包括按键和与按键相对的磁感应系统，所述按键包含两个极性相反的磁铁，所述磁感应系统包括依次相连的霍尔传感器、AD转换器、键盘CPU、主控制器的CPU，所述键盘CPU还连接有存储校准数据的存储器，所述AD转换器还连接有基准电压产生电路，按键中每个磁铁对应一个感受磁场变化的霍尔传感器，霍尔传感器接收的数据转换的电压值传递到AD转换器，AD转换器将模拟数据转换为数字数据后传递给键盘CPU，键盘CPU处理后将有效的按键数据传递给主控制器的CPU。
所述键盘CPU连接有设置在键盘处的数字温度传感器。
所述键盘CPU连接有不少于一个LED灯。
所述霍尔传感器通过瞬态电压抑制器与AD转换器相连。
所述磁感应键盘包括两套冗余的磁感应系统。
非接触式磁感应键盘的输入方法，包括以下步骤:
a，按键按下后，霍尔传感器感应磁铁靠近过程中产生的电压值，将电压值通过AD转换器转换为数字电压数据；
b，键盘CPU对接收的数字电压数据和预存在存储器中的对应通道的校准值范围进行对比，判断本次按键是否有效；
c，假如本次按键是有效按键，那么将键盘CPU接收到的有效数字电压数据传递给主控制器的CPU，主控制器的CPU根据预先设定的规则判断输入的按键信息属于哪一个。
当按键的磁铁损坏或者磁铁的磁力发生变化时，需要对磁感应系统进行修正和校准，修正和校准的过程为：
a，当磁铁的磁力发生变化时，主控制器的CPU发出校准命令，人工按压每个按键产生有效电压，与存储器中存储的通道校准值范围进行对比，如果与通道保存的校准值范围有偏差，那么保存新的校准值范围，
b，当磁铁损坏时，首先更换新的按键磁铁，然后主控制器的CPU发出校准命令后，执行上述a的校准过程。
当磁感应系统出现故障不能使用时，启用另一套冗余的磁感应系统。
本发明的有益效果：本发明的键盘通过霍尔传感器感应磁铁的磁力线来获取按压值，不易损坏按键，按键采用两套冗余的结构，具有更高的安全性，按键的两块磁铁为极性相反的磁铁，具有一定的抗干扰性。
附图说明
图1为本发明霍尔传感器与周边电路示意图。
图2为本发明键盘CPU与周围电路示意图。
图3为本发明冗余的另一个键盘CPU与周边电路图。
图4为本发明冗余的霍尔传感器与周边电路示意图。
图5为本发明LED灯电路示意图。
图6为本发明的键盘使用原理的流程图。
图7为图1中1-1部分的电路细节图。
图8为图1中1-2部分的电路细节图。
图9为图1中1-3部分的电路细节图。
图10为图1中1-4部分的电路细节图。
图11为图3中3-1部分的电路细节图。
图12为图3中3-2部分的电路细节图。
图13为图3中3-3部分的电路细节图。
图14为图3中3-4部分的电路细节图。
图15为图4中4-1部分的电路细节图。
图16为图4中4-2部分的电路细节图。
图17为图4中4-3部分的电路细节图。
图18为图4中4-4部分的电路细节图。
具体实施方式
下面结合附图1~18和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
本发明提供一种非接触式磁感应键盘，包括按键和与按键相对的磁感应系统，每个按键包含两个磁铁，磁铁选择极性相反的磁铁，可以增加磁感应键盘的抗干扰性。磁感应系统包括霍尔传感器和AD转换器、键盘CPU、主控制器CPU，键盘CPU还连接有存储校准数据的存储器，AD转换器还连接有基准电压产生电路。每个按键对应两个霍尔传感器，每个磁铁对应有一个感受磁力线变化的霍尔传感器，键盘初始化开始使用以后，霍尔传感器感应磁铁在靠近过程中切割磁力线产生的电压值，将两个霍尔传感器采集到的电压值传递到AD转换器，AD转换器连接有基准电压产生电路，两个霍尔传感器输出的信号一个大于基准电压、另一个小于基准电压，AD转换器将模拟数据的电压值转换为数字数据后传递给键盘CPU，键盘CPU对接收到的两个电压值与存储在存储器中的对应通道的校准值进行对比处理，如果数值处于校准值无效的干扰按键电压范围内，那么判断该次按键属于无效按压，如果处于校准值有效按键的范围内，那么键盘CPU将有效的按键数据传递给主控制器的CPU，主控CPU根据预先设定的规则，判定当前输入属于字母、数字或者标点等的哪一类，进行后续的人机交互过程。
键盘CPU连接有设置在键盘处的数字温度传感器，用于检测键盘板的温度，可以在键盘温度超过一定的阈值时进行提醒。键盘CPU连接有不少于一个LED灯。霍尔传感器通过瞬态电压抑制器与AD转换器相连。
在设计时，一些实施方式中将磁感应键盘设置两套冗余的磁感应系统，可以在一套磁感应系统坏掉的时候，及时的启用另一套，更加的安全。
此外，键盘使用的时间久的时候，可能会出现坏键：即磁铁磁力发生变化导致磁感应系统感应的磁力值发生变化的情况，或者按键坏掉的情况，此时需要对按键的有效电压范围进行校准或者对按键进行更换。当磁铁的磁力发生变化时，主控的CPU发出校准命令，人工控制按键按压每个按键产生有效电压，与存储器中存储的通道电压值进行对比，看是否落在有效的电压值范围内，如果未落在有效的电压值范围内，那么需要根据新的有效电压值，对有效的通道电压值范围进行修正，修正的过程为将有效电压值的范围修改为人工控制每个按键按下以后产生的有效电压值范围，在此过程中，为了保证修正过程的准确，应该多次有效按压按键，根据多次按键的有效电压值进行通道电压值范围的修正，为了减少误差的出现，可以根据现有的去噪声的方法对数据进行去噪处理以后在对电压值进行修正，修正校准以后保存新的校准值。而当按键坏掉时，更换按键以后，主控的CPU发出校准命令，人工控制每个按键按下，对安装新的按键的键盘进行校准，校准过程与上述的磁感应能力发生变化。
如图1~图5所示，为本发明的一个实施方式的具体电路图。图1为按键的磁感应系统中的霍尔传感器分布图示意图，图4为冗余备份的磁感应系统中的霍尔传感器及它的周边器件分布图示意图。图3为冗余型的键盘CPU与AD转换器及它们周边器件的的电路示意图，图2为冗余型的键盘CPU周边的稳压器等相关器件的电路示意图，图5为LED灯与其周围器件的电路示意图。其中按键CPU采用的芯片为STM32F051，而AD转换器采用的芯片为AD7490-EP，基准电压产生电路使用的芯片为REF3040，存储器采用的芯片为AT24CS02-SSHM。瞬态电压抑制器使用的芯片为NUP4202W1。温度传感器则采用MAV31826型号的芯片。图7为图1中1-1部分的电路细节图，具体说是霍尔传感器的电路示意图。图8为图1中1-2部分的电路细节图，也属于霍尔传感器的电路示意图。
图9为图1中1-3部分的电路细节图，属于图7中和图8中霍尔传感器的周边电路连接器件图。图10为图1中1-4部分的电路细节图，具体属于与霍尔传感器相连的瞬态电压抑制器电路图。图11为图3中3-1部分的电路细节图。图13为图3中3-3部分的电路细节图。图11和图13共同构成冗余性的键盘CPU电路示意图。图12为图3中3-2部分的电路细节图。图14为图3中3-4部分的电路细节图。图12和图14构成与键盘CPU相连的AD转换电路示意图和温度传感器示意图。图15为图4中4-1部分的电路细节图，图16为图4中4-2部分的电路细节图，图17为图4中4-3部分的电路细节图，图18为图4中4-4部分的电路细节图。图15到图18与图7到图10一样，是另一套霍尔传感器的电路示意图。
Claims (8)
1.非接触式磁感应键盘，其特征在于：所述键盘包括按键和与按键相对的磁感应系统，所述按键包含两个极性相反的磁铁，所述磁感应系统包括依次相连的霍尔传感器、AD转换器、键盘CPU、主控制器的CPU，所述键盘CPU还连接有存储校准数据的存储器，所述AD转换器还连接有基准电压产生电路，按键中每个磁铁对应一个感受磁场变化的霍尔传感器，霍尔传感器接收的数据转换的电压值传递到AD转换器，AD转换器将模拟数据转换为数字数据后传递给键盘CPU，键盘CPU处理后将有效的按键数据传递给主控制器的CPU。
2.根据权利要求1所述的非接触式磁感应键盘，其特征在于：所述键盘CPU连接有设置在键盘处的数字温度传感器。
3.根据权利要求1所述的非接触式磁感应键盘，其特征在于：所述键盘CPU连接有不少于一个LED灯。
4.根据权利要求1所述的非接触式磁感应键盘，其特征在于：所述霍尔传感器通过瞬态电压抑制器与AD转换器相连。
5.根据权利要求1所述的非接触式磁感应键盘，其特征在于：所述磁感应键盘包括两套冗余的磁感应系统。
6.非接触式磁感应键盘的输入方法，其特征在于：
a，按键按下后，霍尔传感器感应磁铁靠近过程中产生的电压值，将电压值通过AD转换器转换为数字电压数据；
b，键盘CPU对接收的数字电压数据和预存在存储器中的对应通道的校准值范围进行对比，判断本次按键是否有效；
c，假如本次按键是有效按键，那么将键盘CPU接收到的有效数字电压数据传递给主控制器的CPU，主控制器的CPU根据预先设定的规则判断输入的按键信息属于哪一个。
7.根据权利要求6所述的使用非接触式磁感应键盘进行输入的方法，其特征在于：当按键的磁铁损坏或者磁铁的磁力发生变化时，需要对磁感应系统进行修正和校准，修正和校准的过程为：
a，当磁铁的磁力发生变化时，主控制器的CPU发出校准命令，人工按压每个按键产生有效电压，与存储器中存储的通道校准值范围进行对比，如果与通道保存的校准值范围有偏差，那么保存新的校准值范围，
b，当磁铁损坏时，首先更换新的按键磁铁，然后主控制器的CPU发出校准命令后，执行上述a的校准过程。
8.根据权利要求6所述的使用非接触式磁感应键盘进行输入的方法，其特征在于：当磁感应系统出现故障不能使用时，启用另一套冗余的磁感应系统。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510436883.5A CN106371619A (zh) | 2015-07-23 | 2015-07-23 | 非接触式磁感应键盘及其输入方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510436883.5A CN106371619A (zh) | 2015-07-23 | 2015-07-23 | 非接触式磁感应键盘及其输入方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106371619A true CN106371619A (zh) | 2017-02-01 |
Family
ID=57880426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510436883.5A Pending CN106371619A (zh) | 2015-07-23 | 2015-07-23 | 非接触式磁感应键盘及其输入方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106371619A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110658922A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-01-07 | 珠海市学思电子科技有限公司 | 磁动力键盘 |
| CN111625106A (zh) * | 2019-02-27 | 2020-09-04 | 惠州佳达隆电子科技有限公司 | 一种可自定义键盘开关触发位置的方法及装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101377717A (zh) * | 2008-10-08 | 2009-03-04 | 深圳华为通信技术有限公司 | 一种按键输入装置、终端和方法 |
| CN102184067A (zh) * | 2011-05-19 | 2011-09-14 | 苏州大学 | 一种非接触式小型键盘 |
-
2015
- 2015-07-23 CN CN201510436883.5A patent/CN106371619A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101377717A (zh) * | 2008-10-08 | 2009-03-04 | 深圳华为通信技术有限公司 | 一种按键输入装置、终端和方法 |
| CN102184067A (zh) * | 2011-05-19 | 2011-09-14 | 苏州大学 | 一种非接触式小型键盘 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111625106A (zh) * | 2019-02-27 | 2020-09-04 | 惠州佳达隆电子科技有限公司 | 一种可自定义键盘开关触发位置的方法及装置 |
| CN111625106B (zh) * | 2019-02-27 | 2023-06-20 | 惠州佳达隆电子科技有限公司 | 一种可自定义键盘开关触发位置的方法及装置 |
| CN110658922A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-01-07 | 珠海市学思电子科技有限公司 | 磁动力键盘 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103858068B (zh) | 用于根据泄漏电流测量值确定热管理策略的系统和方法 | |
| WO2012174348A3 (en) | Systems and methods to assess and optimize energy usage for a facility | |
| WO2011141726A3 (en) | Conditional compare instruction | |
| WO2012067881A3 (en) | Gesture recognition | |
| WO2011011164A3 (en) | Gradual proximity touch screen | |
| MY159188A (en) | Controlling generation of debug exceptions | |
| WO2010117666A3 (en) | Methods and apparatus to limit a change of a drive value in an electro-pneumatic controller | |
| JP2010263711A5 (zh) | ||
| CN106371619A (zh) | 非接触式磁感应键盘及其输入方法 | |
| US20210278945A1 (en) | Touch system and electronic device | |
| MX2017016432A (es) | Métodos y sistemas para la detección de una fase abierta en transformadores de potencia. | |
| WO2014072206A3 (de) | Verfahren und überwachungssystem zur überwachung der nutzung von kundenfunktionen in einem fahrzeug | |
| CN104252280B (zh) | 触摸屏抗电源干扰的系统及其方法 | |
| WO2012054154A3 (en) | Architecture guided optimal system precision definition algorithm for custom integrated circuit | |
| CN207558009U (zh) | 一种治具到位及编号检测装置 | |
| WO2008149419A1 (ja) | アイマージン算出装置、アイマージン算出方法、アイマージン算出プログラムおよびそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 | |
| CN101807334A (zh) | 剩余电流式电气火灾监控器 | |
| CN204241452U (zh) | 一种带有存储及参数调整的四气体检测装置 | |
| CN204270158U (zh) | 基于模糊控制算法的矿井瓦斯抽采流量控制器 | |
| CN204374293U (zh) | 一种变频器的电流检测模块 | |
| CN203191831U (zh) | 一种带无线监测系统的模拟控制系统 | |
| CN102998503B (zh) | 互感器电子单元、电子式互感器及其电子单元的更换方法 | |
| CN205725698U (zh) | 自适应智能位置开关 | |
| CN104501932A (zh) | 一种体重计 | |
| CN104361362A (zh) | 一种得出人脸部位轮廓定位模型的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170201 |