CN112369703A - 一种两触点电子烟及其认证方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种两触点电子烟及其认证方法，包括电子烟烟杆和电子烟烟弹，所述电子烟烟杆的第一电路的两个触点和所述电子烟烟弹的第二电路的两个触点分别进行电路连接，用于实现所述电子烟烟杆和所述电子烟烟弹的匹配认证。基于两触点连接，烟弹接收烟杆发出的认证命令，完成加密计算，并采用副载波负载调制的方法，将加密认证信息反馈给烟杆，从而实现了烟弹与烟杆的信息交互和防伪认证。本发明采用两触点烟弹，相比传统的四触点或三触点烟弹，减少了触点个数，其内部结构仅需增加一个NMOS开关和一个负载电阻，有效的降低了烟弹的生产制造成本。

Description

一种两触点电子烟及其认证方法
技术领域
本发明涉及电子烟技术领域，尤其涉及一种两触点电子烟及其认证方法。
背景技术
电子烟由烟杆和烟弹两部分组成，烟杆包括了电池、集成控制电路等，烟弹包括了雾化器、烟油以及认证芯片等。烟弹可方便的插拔于烟杆之上，二者通过触点完成电气连接。
电子烟市场出货量最大的产品是换弹式电子烟，而换弹式电子烟价值量更大的部分是可更换烟弹。可更换烟弹是易耗品，是品牌电子烟厂商的主要盈利来源。据统计，全球可更换烟弹每年出货量达几十亿只。
电子烟的商业利润如此之大，竞争当然异常激烈。品牌厂商为了巩固甚至扩大自身的商业利益，普遍采用防伪加密方案，即在烟弹中设置加密芯片，在烟杆中设置主控芯片，通过加密芯片与主控芯片的信息交互，完成对烟弹的防伪认证，使得品牌烟杆排斥非同品牌的烟弹。
电子烟厂商对烟弹的生产成本极为敏感，不断的寻求越来越低成本的生产制造方案。烟弹与烟杆的电气连接，触点较多且结构也较为复杂。目前，各电子烟方案商都在积极探索两触点电子烟的防伪认证方案，通过两个触点，烟杆不仅要为烟弹提供电源，还能提供彼此之间的数据通信通道。现有的技术方案中，不仅触点较多且结构也较为复杂，容易损坏而且会使得成本较高，降低产品的竞争力。
发明内容
本发明旨在提出一种两触点电子烟及其认证方法，用于解决现有技术中不仅触点较多且结构也较为复杂，容易损坏而且会使得成本较高，降低产品的竞争力的问题。
本发明提出了一种两触点电子烟，包括电子烟烟杆和电子烟烟弹，所述电子烟烟杆的第一电路的两个触点和所述电子烟烟弹的第二电路的两个触点分别进行电路连接，用于实现所述电子烟烟杆和所述电子烟烟弹的匹配认证。
于本发明的一实施例中，所述第一电路包括主控芯片、PMOS开关、信号处理模块、电池、第一触点a和第二触点b；所述主控芯片的GPIO1管脚与所述PMOS开关的栅极电连接；所述PMOS开关的源极和所述主控芯片的VCC管脚分别与所述电源的正极电连接，漏极和所述第一触点a电连接；所述信号处理模块的输入端和所述第一触点a电连接，输出端和所述主控芯片的GPIO2管脚电连接；所述主控芯片的CND管脚、所述电源的负极和所述第二触点b均接地。
于本发明的一实施例中，所述信号处理模块包括隔直电路、低通滤波电路和比较器电路；所述隔直电路、所述低通滤波电路和所述比较器电路依次电连接；所述隔直电路的输入端与所述第一触点a电连接，所述比较器电路的输出端和所述主控芯片的GPIO2管脚电连接。
于本发明的一实施例中，所述第二电路包括加密芯片、发热丝、NMOS开关、负载电阻R、储能电容C、第三触点a’和第四触点b’；所述加密芯片的RXD管脚和所述第三触点a’电连接，TXD管脚和所述NMOS开关的栅极电连接；所述负载电阻R的两端分别与所述第三触点a’和所述NMOS的漏极电连接；所述NMOS的源极和所述第四触点b’电连接；所述发热丝的两端分别与所述第三触点a’和所述第四触点b’电连接；所述储能电容C的两端分别与所述加密芯片的VCC管脚和所述第四触点b’电连接；所述第三触点a’和所述第一触点a在工作时电连接；所述第四触点b’和所述第二触点b在工作时电连接。
本发明还提供了一种两触点电子烟的认证方法，基于上述的两触点电子烟，包括步骤：S1、连通所述电子烟烟杆的第一电路的两个触点和所述电子烟烟弹的第二电路的两个触点；S2、所述电子烟烟弹通过触点向所述电子烟烟杆发送加密后的认证信息；S3、接受加密后的所述认证信息，并对所述认证信息进行解析；S4、判断解析后的所述认证信息与预设的加密信息是否相同；若否，则没通过匹配，认证失败；若是，则通过匹配，认证成功。
于本发明的一实施例中，所述步骤S2包括步骤：S21、接受认证指令；S22、进行加密计算后再进行发送；S23、根据所述认证信息导通或断开电路，将所述认证信息调制后发送至所述电子烟烟杆。
于本发明的一实施例中，所述步骤S3包括步骤：S31、接受所述认证信息；S32、处理后生成相应的反馈信号；S33、捕获所述反馈信号；S34、解析所述反馈信号，获取认证信息。
于本发明的一实施例中，所述步骤S32包括步骤：S321、将线路上的直流电压分离，输出交流电压分量；S322、滤除所述交流电压分量中的高频杂波成分，得到纯净的10KHz～30KHz频率的副载波信号，再进行幅值放大；S323、根据预设的电压参考值，输出稳定的整形信号，即得所述反馈信号。
于本发明的一实施例中，所述步骤S4之后还包括步骤：输出PWM调制信号，控制所述电子烟烟弹上的发热丝发热，使预先注入的烟油雾化。
本发明的两触点电子烟及其认证方法，具有以下优点：
基于两触点连接，烟弹接收烟杆发出的认证命令，完成加密计算，并采用副载波负载调制的方法，将加密认证信息反馈给烟杆，从而实现了烟弹与烟杆的信息交互和防伪认证。本发明采用两触点烟弹，相比传统的四触点或三触点烟弹，减少了触点个数，其内部结构仅需增加一个NMOS开关和一个负载电阻，有效的降低了烟弹的生产制造成本。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1显示为本发明中两触点电子烟的结构方框示意图。
图2显示为本发明中两触点电子烟的认证方法的流程方框示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，图1显示为本发明中两触点电子烟的结构方框示意图。本发明提供了一种两触点电子烟，包括电子烟烟杆和电子烟烟弹，所述电子烟烟杆的第一电路的两个触点和所述电子烟烟弹的第二电路的两个触点分别进行电路连接，用于实现所述电子烟烟杆和所述电子烟烟弹的匹配认证。
在本发明的一实施例中，所述第一电路包括主控芯片、PMOS开关、信号处理模块、电池、第一触点a和第二触点b；所述主控芯片的GPIO1管脚与所述PMOS开关的栅极电连接；所述PMOS开关的源极和所述主控芯片的VCC管脚分别与所述电源的正极电连接，漏极和所述第一触点a电连接；所述信号处理模块的输入端和所述第一触点a电连接，输出端和所述主控芯片的GPIO2管脚电连接；所述主控芯片的CND管脚、所述电源的负极和所述第二触点b均接地。进一步地，所述信号处理模块包括隔直电路、低通滤波电路和比较器电路；所述隔直电路、所述低通滤波电路和所述比较器电路依次电连接；所述隔直电路的输入端与所述第一触点a电连接，所述比较器电路的输出端和所述主控芯片的GPIO2管脚电连接。
另一实施例中，所述第二电路包括加密芯片、发热丝、NMOS开关、负载电阻R、储能电容C、第三触点a’和第四触点b’；所述加密芯片的RXD管脚和所述第三触点a’电连接，TXD管脚和所述NMOS开关的栅极电连接；所述负载电阻R的两端分别与所述第三触点a’和所述NMOS的漏极电连接；所述NMOS的源极和所述第四触点b’电连接；所述发热丝的两端分别与所述第三触点a’和所述第四触点b’电连接；所述储能电容C的两端分别与所述加密芯片的VCC管脚和所述第四触点b’电连接；所述第三触点a’和所述第一触点a在工作时电连接；所述第四触点b’和所述第二触点b在工作时电连接。
本发明两触点电子烟的认证过程为：
烟杆上的主控芯片通过GPIO1管脚控制PMOS开关的导通与断开，将认证命令发送到触点a所在的信号线上，认证命令一旦发送完成，主控芯片即控制PMOS常通。烟弹上的加密芯片通过触点a’经由RXD管脚接收认证命令，继而进行加密计算，待加密计算完成之后，通过TXD管脚发送加密认证信息。这个认证信息被编码为一个频率为10KHz～30KHz的副载波信号，它控制NMOS开关的导通与断开，从而切换负载电阻R与发热丝的并联与否，继而改变了负载的阻抗大小，使得触点a’所在的信号线上的电压呈现高低起伏的变化，亦即将认证信息调制到了触点a’所在的信号线上，这就是副载波负载调制的过程。烟杆通过触点a接收烟弹返回的认证信息，依次经过隔直电路、低通滤波电路和比较器电路等三级处理电路。隔直电路隔离触点a所在信号线上的直流电压分量，输出交流分量。低通滤波电路滤除交流分量中的电源噪声等高频杂波成分，得到纯净的10KHz～30KHz频率的副载波信号，然后再进行幅值放大。电压比较器电路中设置合适的电压参考值，输出稳定的整形信号。之后，主控芯片通过GPIO2管脚捕获这一信号，解析出认证信息。主控芯片将解析出来的认证信息和自己计算出来的加密信息做比对。如果比对通过，即表明防伪认证通过，烟弹与烟杆匹配上了；如果比对不通过，即表明防伪认证不通过，烟弹不匹配烟杆。至此，电子烟的防伪认证过程结束。
如图1和图2所示，图2显示为本发明中两触点电子烟的认证方法的流程方框示意图。
本发明还提供了一种两触点电子烟的认证方法，基于上述的两触点电子烟，包括步骤：S1、连通所述电子烟烟杆的第一电路的两个触点和所述电子烟烟弹的第二电路的两个触点；S2、所述电子烟烟弹通过触点向所述电子烟烟杆发送加密后的认证信息；S3、接受加密后的所述认证信息，并对所述认证信息进行解析；S4、判断解析后的所述认证信息与预设的加密信息是否相同；若否，则没通过匹配，认证失败；若是，则通过匹配，认证成功。
在本发明的一实施例中，所述步骤S2包括步骤：S21、接受认证指令；S22、进行加密计算后再进行发送；S23、根据所述认证信息导通或断开电路，将所述认证信息调制后发送至所述电子烟烟杆。其中，所述步骤S2包括步骤：S21、所述加密芯片通过所述第三触点a’接受认证指令；S22、所述加密芯片进行加密计算并通过所述TXD管脚发送；S23、所述NMOS开关根据所述认证信息导通或断开，将所述认证信息调制至通过所述第三触点a’发送至所述电子烟烟杆。进一步地，所述步骤S3包括步骤：S31、接受所述认证信息；S32、经过所述信号处理模块处理后生成相应的反馈信号；S33、所述主控芯片通过所述GPIO2管脚捕获所述反馈信号；S34、解析所述反馈信号，获取认证信息。进一步地，所述步骤S3包括步骤：S31、接受所述认证信息；S32、处理后生成相应的反馈信号；S33、捕获所述反馈信号；S34、解析所述反馈信号，获取认证信息。优选地，所述步骤S32包括步骤：S321、将线路上的直流电压分离，输出交流电压分量；S322、滤除所述交流电压分量中的高频杂波成分，得到纯净的10KHz～30KHz频率的副载波信号，再进行幅值放大；S323、根据预设的电压参考值，输出稳定的整形信号，即得所述反馈信号。在一实施例中，所述步骤S32包括步骤：S321、所述隔离电路将所述第一触点a所在线路上的直流电压分离，输出交流电压分量；S322、所述低通滤波电路滤除所述交流电压分量中的高频杂波成分，得到纯净的10KHz～30KHz频率的副载波信号，再进行幅值放大；S323、根据预设的电压参考值，输出稳定的整形信号，即得所述反馈信号。通常，所述步骤S4之后还包括步骤：输出PWM调制信号，控制所述电子烟烟弹上的发热丝发热，使预先注入的烟油雾化。在另一实施例中，所述步骤S4之后还包括步骤：所述主控芯片通过GPIO1管脚输出PWM调制信号，控制所述电子烟烟弹上的发热丝发热，使预先注入的烟油雾化。
本发明两触点电子烟的认证过程为：
烟杆上的主控芯片通过GPIO1管脚控制PMOS开关的导通与断开，将认证命令发送到触点a所在的信号线上，认证命令一旦发送完成，主控芯片即控制PMOS常通。烟弹上的加密芯片通过触点a’经由RXD管脚接收认证命令，继而进行加密计算，待加密计算完成之后，通过TXD管脚发送加密认证信息。这个认证信息被编码为一个频率为10KHz～30KHz的副载波信号，它控制NMOS开关的导通与断开，从而切换负载电阻R与发热丝的并联与否，继而改变了负载的阻抗大小，使得触点a’所在的信号线上的电压呈现高低起伏的变化，亦即将认证信息调制到了触点a’所在的信号线上，这就是副载波负载调制的过程。烟杆通过触点a接收烟弹返回的认证信息，依次经过隔直电路、低通滤波电路和比较器电路等三级处理电路。隔直电路隔离触点a所在信号线上的直流电压分量，输出交流分量。低通滤波电路滤除交流分量中的电源噪声等高频杂波成分，得到纯净的10KHz～30KHz频率的副载波信号，然后再进行幅值放大。电压比较器电路中设置合适的电压参考值，输出稳定的整形信号。之后，主控芯片通过GPIO2管脚捕获这一信号，解析出认证信息。主控芯片将解析出来的认证信息和自己计算出来的加密信息做比对。如果比对通过，即表明防伪认证通过，烟弹与烟杆匹配上了；如果比对不通过，即表明防伪认证不通过，烟弹不匹配烟杆。至此，电子烟的防伪认证过程结束。
本发明提供的两触点电子烟及其认证方法，基于两触点连接，烟弹接收烟杆发出的认证命令，完成加密计算，并采用副载波负载调制的方法，将加密认证信息反馈给烟杆，从而实现了烟弹与烟杆的信息交互和防伪认证。本发明采用两触点烟弹，相比传统的四触点或三触点烟弹，减少了触点个数，其内部结构仅需增加一个NMOS开关和一个负载电阻R，有效的降低了烟弹的生产制造成本。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种两触点电子烟，其特征在于，包括电子烟烟杆和电子烟烟弹，所述电子烟烟杆的第一电路的两个触点和所述电子烟烟弹的第二电路的两个触点分别进行电路连接，用于实现所述电子烟烟杆和所述电子烟烟弹的匹配认证。
2.根据权利要求1所述的两触点电子烟，其特征在于，所述第一电路包括主控芯片、PMOS开关、信号处理模块、电池、第一触点和第二触点；
所述主控芯片的GPIO1管脚与所述PMOS开关的栅极电连接；所述PMOS开关的源极和所述主控芯片的VCC管脚分别与所述电源的正极电连接，漏极和所述第一触点电连接；
所述信号处理模块的输入端和所述第一触点电连接，输出端和所述主控芯片的GPIO2管脚电连接；
所述主控芯片的CND管脚、所述电源的负极和所述第二触点均接地。
3.根据权利要求2所述的两触点电子烟，其特征在于，所述信号处理模块包括隔直电路、低通滤波电路和比较器电路；
所述隔直电路、所述低通滤波电路和所述比较器电路依次电连接；所述隔直电路的输入端与所述第一触点电连接，所述比较器电路的输出端和所述主控芯片的GPIO2管脚电连接。
4.根据权利要求1所述的两触点电子烟，其特征在于，所述第二电路包括加密芯片、发热丝、NMOS开关、负载电阻、储能电容、第三触点和第四触点；
所述加密芯片的RXD管脚和所述第三触点电连接，TXD管脚和所述NMOS开关的栅极电连接；所述负载电阻的两端分别与所述第三触点和所述NMOS的漏极电连接；所述NMOS的源极和所述第四触点电连接；所述发热丝的两端分别与所述第三触点和所述第四触点电连接；所述储能电容的两端分别与所述加密芯片的VCC管脚和所述第四触点电连接；
所述第三触点和所述第一触点在工作时电连接；所述第四触点和所述第二触点在工作时电连接。
5.一种两触点电子烟的认证方法，其特征在于，基于权利要求1-4任一项所述的两触点电子烟，包括步骤：
S1、连通所述电子烟烟杆的第一电路的两个触点和所述电子烟烟弹的第二电路的两个触点；
S2、所述电子烟烟弹通过触点向所述电子烟烟杆发送加密后的认证信息；
S3、接受加密后的所述认证信息，并对所述认证信息进行解析；
S4、判断解析后的所述认证信息与预设的加密信息是否相同；若否，则没通过匹配，认证失败；若是，则通过匹配，认证成功。
6.根据权利要求5所述的两触点电子烟的认证方法，其特征在于，所述步骤S2包括步骤：
S21、接受认证指令；
S22、进行加密计算后再进行发送；
S23、根据所述认证信息导通或断开电路，将所述认证信息调制后发送至所述电子烟烟杆。
7.根据权利要求5所述的两触点电子烟的认证方法，其特征在于，所述步骤S3包括步骤：
S31、接受所述认证信息；
S32、处理后生成相应的反馈信号；
S33、捕获所述反馈信号；
S34、解析所述反馈信号，获取认证信息。
8.根据权利要求7所述的两触点电子烟的认证方法，其特征在于，所述步骤S32包括步骤：
S321、将线路上的直流电压分离，输出交流电压分量；
S322、滤除所述交流电压分量中的高频杂波成分，得到纯净的10KHz～30KHz频率的副载波信号，再进行幅值放大；
S323、根据预设的电压参考值，输出稳定的整形信号，即得所述反馈信号。
9.根据权利要求5所述的两触点电子烟的认证方法，其特征在于，所述步骤S4之后还包括步骤：
输出PWM调制信号，控制所述电子烟烟弹上的发热丝发热，使预先注入的烟油雾化。
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