CN113030793A - 连接器连接状态检测系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种连接器连接状态检测系统，包括设置在连接器一端的霍尔元件、用于产生磁场且设置在连接器另一端的磁场产生器和状态检测器。霍尔元件与状态检测器相连，霍尔元件向状态检测器发送当前时刻输出的霍尔电压值。状态检测器根据接收到的霍尔电压值与预设连接状态检测条件判断当前时刻的连接器是否安装到位。本申请可在无法目视连接器连接状态的情况下，准确地检测连接器是否安装到位，有效避免因连接器接合不完全而造成系统损坏或电源短路、讯号干扰等不可预期的状况发生。
Description
技术领域
本申请涉及接口设计技术领域，特别是涉及一种连接器连接状态检测系统。
背景技术
随着服务器功能越来越丰富，服务器结构越来越复杂，服务器内部PCB(PrintedCircuit Board，印制电路板)以及PCB板上的接口例如电源接口、USB、HDMI插孔也就越来越多，接口两端的连接器是否充分接合对于整个服务器系统的稳定运行至关重要。
服务器在使用或维护过程中，可视情况下可以确保各个PCB板或者是接口的连接器是否连接安装到位。连接器，即CONNECTOR或简称为CONN，或称为接插件、插头和插座，用于通过连接两个有源器件来传输电流或信号。但是因机柜设计因素，有时需要盲插，而对于盲插这种情况，就无法保证连接器是否成功连接。
相关技术会在连接器上设计防呆机制或锁存器latch来增加连接的确实度，如伺服器的防呆机制。但是这两种机制在无法目视的情况下，使用者依然很难判断连接器是否安装到位或者是说插入到位。
发明内容
本申请提供了一种连接器连接状态检测系统，在无法目视连接器连接状态的情况下，可准确检测连接器是否安装到位，有效避免因连接器接合不完全而造成系统损坏或电源短路、讯号干扰等不可预期的状况发生。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：
本发明实施例提供了一种连接器连接状态检测系统，包括设置在连接器一端的霍尔元件、设置在连接器另一端的磁场产生器和状态检测器；
所述霍尔元件与所述状态检测器相连，所述霍尔元件向所述状态检测器发送当前时刻输出的霍尔电压值；
所述磁场产生器用于产生磁场；
所述状态检测器用于根据接收到的霍尔电压值与预设连接状态检测条件判断当前时刻的连接器是否安装到位。
可选的，所述状态检测器为CPLD。
可选的，还包括报警器，所述报警器与所述CPLD相连；
所述CPLD还用于若当前时刻的连接器没有安装到位，则向所述报警器发送安装不到位的报警指令。
可选的，还包括LED灯，所述LED灯与所述CPLD相连；
所述CPLD还用于若当前时刻的连接器没有安装到位，则向所述LED灯对应的开关发送开启指令。
可选的，所述预设连接状态检测条件为若霍尔电压为低准位，所述连接器安装不到位；若霍尔电压为高准位，所述连接器安装不到位；所述状态检测器进一步用于：
若当前时刻接收到的霍尔电压信号为高准位信号，输出所述连接器安装不到位的连接状态检测结果；
若当前时刻接收到的霍尔电压信号为低准位信号，输出所述连接器安装到位的连接状态检测结果；
可选的，所述磁场产生器为磁铁。
可选的，所述磁场产生器为超导线圈。
可选的，所述霍尔元件与所述连接器的第一端口之间的距离不超过第一距离阈值。
可选的，所述磁场产生器与所述连接器的第二端口之间的距离不超过第二距离阈值。
可选的，所述霍尔元件为开关型霍尔传感器。
本申请提供的技术方案的优点在于，磁场发生器产生磁场，连接器两个端口相互靠近过程中，霍尔元件感应磁场会输出的霍尔电压值，预先设置好用于表示连接器安装到位对应的霍尔电压值以及安装不到位对应的霍尔电压值的连接状态检测条件，连接状态检测器根据接收到霍尔电压值与连接状态检测条件进行比较便可判断该连接器是否确实接合，从而在无法目视连接器连接状态的情况下，便可可准确检测连接器是否安装到位，有效避免因连接器接合不完全而造成系统损坏或电源短路、讯号干扰等不可预期的状况发生。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或相关技术的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的连接器连接状态检测系统的一种具体实施方式结构图；
图2为本发明实施例提供的一个示例性应用场景的检测原理示意图；
图3为本发明实施例提供的另一个示例性应用场景的检测原理示意图；
图4为本发明实施例提供的霍尔元件输出的电压与磁束密度的关系示意图；
图5为本发明实施例提供的霍尔元件的磁通密度随时间的变化关系示意图；
图6为本发明实施例提供的连接器连接状态检测系统的另一种具体实施方式结构图；
图7为本发明实施例提供的图6中连接器连接状态检测系统输出的电压信号示意图；
图8为本发明实施例提供的连接器连接状态检测系统的再一种具体实施方式结构图；
图9为本发明实施例提供的图8中连接器连接状态检测系统输出的电压信号示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。
在介绍了本发明实施例的技术方案后，下面详细的说明本申请的各种非限制性实施方式。
首先参见图1，图1为本发明实施例提供的一种连接器连接状态检测系统在一种实施方式下的结构框架示意图，连接器连接状态检测系统例如可应用在硬件设备如服务器的重要接口上，例如电源接口，高速讯号接口等，避免未安装到位造成电源短路或讯号干扰。本发明实施例可包括以下内容：
连接器连接状态检测系统可包括设置在连接器一端11的霍尔元件2、设置在连接器另一端12的磁场产生器3和状态检测器3，霍尔元件2与状态检测器3相连，霍尔元件2向状态检测器3发送当前时刻因霍尔效应所生成的霍尔电压值。在连接器安装过程中，霍尔元件2和磁场产生器3相互靠近，霍尔元件2向磁场产生器3所在位置移动，或者是磁场产生器3向霍尔元件2所在位置。若霍尔元件2设置在连接器的第一端口，磁场产生器3设置在连接器的第二端口处，为了保证连接器两端可以完整接合，且霍尔元件2可在磁场产生器3所产生的磁场范围内产生霍尔电压，霍尔元件2与连接器的第一端口之间的距离不超过第一距离阈值。磁场产生器3与连接器的第二端口之间的距离不超过第二距离阈值，第一距离阈值、第二距离阈值可根据连接器两端口的尺寸与磁场产生器所产生磁场强度来选择，本申请对此不作任何限定。
在本实施例中，如图2所示，当电流流入霍尔元件2，在与电流流向成直角方向的地方将磁场产生器3如磁石靠近霍尔元件2，如图3所示，电流的带电粒子将受到洛伦兹力的影响，根据洛伦兹力，电流和磁场的朝向成直角时会产生电压也即霍尔电压。霍尔元件2检测到产生的霍尔电压后，检测出磁场的存在，霍尔电压与磁束密度的关系如图4所示，霍尔元件2所产生的霍尔电压与磁束密度成比例而逐渐增加。霍尔元件2例如可为开关型霍尔传感器，当然，霍尔元件2也可为其他类型的霍尔器件，所属领域技术人员可根据实际需求进行选择，本申请对此不作任何限定。
本申请的磁场产生器3用于产生磁场，若考虑整个系统成本，磁场产生器3可采用磁铁Magnet，若需求高磁场强度，磁场产生器3可为超导线圈，所属领域技术人员可根据实际需求选择磁场产生器3的类型和型号，这均不影响本申请的实现。
在本实施例中，状态检测器4可用于根据接收到的霍尔电压值与预设连接状态检测条件判断当前时刻的连接器是否安装到位。预设连接状态检测条件用于表示连接器安装到位时对应的霍尔电压值以及安装不到位时对应的霍尔电压值。
在本发明实施例提供的技术方案中，磁场发生器产生磁场，连接器两个端口相互靠近过程中，霍尔元件感应磁场会输出的霍尔电压值，预先设置好用于表示连接器安装到位对应的霍尔电压值以及安装不到位对应的霍尔电压值的连接状态检测条件，连接状态检测器根据接收到霍尔电压值与连接状态检测条件进行比较便可判断该连接器是否确实接合，从而在无法目视连接器连接状态的情况下，便可可准确检测连接器是否安装到位，有效避免因连接器接合不完全而造成系统损坏或电源短路、讯号干扰等不可预期的状况发生。
状态检测器4可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。状态检测器4可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。状态检测器也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，状态检测器4可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，状态检测器4还可以包括AI(Artificial Intelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。作为一种可选的实施方式，为了降低整个系统的成本，状态检测器4可为CPLD。
为了便于用户使用，及时提醒存在安装不到位的连接器，上述系统还可包括报警器和LED灯，报警器与CPLD相连，LED灯与CPLD相连。
CPLD还用于若当前时刻的连接器没有安装到位，则向报警器发送安装不到位的报警指令。CPLD还用于若当前时刻的连接器没有安装到位，则向LED灯对应的开关发送开启指令，通过LED灯的闪烁来提示用户。
作为另外一种可选的实施方式，利用霍尔元件2安装在连接器旁，另一端的连接器旁安装磁铁，当磁铁靠近霍尔元件2时，此时磁通密度便高达到设定的阈值经由霍尔元件2转换输出电压会为低准位，而当磁铁远离霍尔元件2时磁通密度变低未达阈值则输出为高准位，如图5所示。也即在本实施例的预设连接状态检测条件为若霍尔电压为低准位，连接器安装不到位；若霍尔电压为高准位，连接器安装不到位。状态检测器4进一步用于：
若当前时刻接收到的霍尔电压信号为高准位信号，输出连接器安装不到位的连接状态检测结果；
若当前时刻接收到的霍尔电压信号为低准位信号，输出连接器安装到位的连接状态检测结果。
为了使所属领域技术人员更加清楚明白本申请的技术方案，本申请还提供了一个示意性例子，请参阅如图6-9。本实施例将两个PCB板通过连接器连接，PCB1中设置连接器的第一端口CONNA，PCB2中设置连接器的第二端口CONNB，磁场发生器为磁铁，磁铁设置在第一端口旁，霍尔元件设置在第二端口旁。连接器完全接合时如图6所示，连接器不完全结合如图8所示。连接器完全接合时霍尔元件会感应到磁通量变高，经过霍尔元件内部转换为低准位的数位讯号，如图7所示；当接合不确实时由于磁通量没有达到阈值则输出为高准位，如图9所示。霍尔元件输出的讯号即霍尔电压值发送到CPLD，CPLD根据连接器检测结果是否决定通过控制LED灯来警示使用者。
本实施例可通过霍尔元件感应输出电压准位传至CPLD运算判断该连接器是否确实接合，从而减少因连接器结合不完全而造成系统损坏或其他不可预其的状况发生。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
以上对本申请所提供的一种连接器连接状态检测系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种连接器连接状态检测系统，其特征在于，包括设置在连接器一端的霍尔元件、设置在连接器另一端的磁场产生器和状态检测器；
所述霍尔元件与所述状态检测器相连，所述霍尔元件向所述状态检测器发送当前时刻输出的霍尔电压值；
所述磁场产生器用于产生磁场；
所述状态检测器用于根据接收到的霍尔电压值与预设连接状态检测条件判断当前时刻的连接器是否安装到位。
2.根据权利要求1所述的连接器连接状态检测系统，其特征在于，所述状态检测器为CPLD。
3.根据权利要求2所述的连接器连接状态检测系统，其特征在于，还包括报警器，所述报警器与所述CPLD相连；
所述CPLD还用于若当前时刻的连接器没有安装到位，则向所述报警器发送安装不到位的报警指令。
4.根据权利要求3所述的连接器连接状态检测系统，其特征在于，还包括LED灯，所述LED灯与所述CPLD相连；
所述CPLD还用于若当前时刻的连接器没有安装到位，则向所述LED灯对应的开关发送开启指令。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的连接器连接状态检测系统，其特征在于，所述预设连接状态检测条件为若霍尔电压为低准位，所述连接器安装不到位；若霍尔电压为高准位，所述连接器安装不到位；所述状态检测器进一步用于：
若当前时刻接收到的霍尔电压信号为高准位信号，输出所述连接器安装不到位的连接状态检测结果；
若当前时刻接收到的霍尔电压信号为低准位信号，输出所述连接器安装到位的连接状态检测结果。
6.根据权利要求5所述的连接器连接状态检测系统，其特征在于，所述磁场产生器为磁铁。
7.根据权利要求5所述的连接器连接状态检测系统，其特征在于，所述磁场产生器为超导线圈。
8.根据权利要求5所述的连接器连接状态检测系统，其特征在于，所述霍尔元件与所述连接器的第一端口之间的距离不超过第一距离阈值。
9.根据权利要求5所述的连接器连接状态检测系统，其特征在于，所述磁场产生器与所述连接器的第二端口之间的距离不超过第二距离阈值。
10.根据权利要求5所述的连接器连接状态检测系统，其特征在于，所述霍尔元件为开关型霍尔传感器。
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