电子设备和电子设备控制方法与流程

电子设备和电子设备控制方法与流程

1.本技术属于电子技术领域，具体涉及一种电子设备和电子设备控制方法。


背景技术：

2.随着电子技术的不断发展，电子设备上可以实现的功能越来越多。当前电子设备上通常可以设置有近场通信(near field communication，nfc)检测模组和电磁波吸收比值(specific absorption rate，sar)检测模组，用于分别实现nfc和sar检测功能，而电子设备中需要为nfc检测模组和sar检测模组预留设置空间，导致电子设备的体积较大。


技术实现要素：

3.本技术旨在提供一种电子设备和电子设备控制方法，解决了电子设备中需要为nfc检测模组和sar检测模组预留设置空间，导致电子设备的体积较大的问题。
4.为了解决上述技术问题，本技术是这样实现的：
5.第一方面，本技术实施例提出了一种电子设备，包括：控制芯片、第一天线、第二天线和控制开关，所述控制芯片和所述第一天线电连接，所述第一天线与所述第二天线之间通过所述控制开关电连接；
6.其中，在所述控制芯片处于nfc检测状态的情况下，所述控制开关处于闭合状态，所述第一天线和所述第二天线处于连通状态；在所述控制芯片处于sar检测状态的情况下，所述控制开关处于打开状态，所述第一天线和所述第二天线处于断开状态。
7.第二方面，本技术实施例提出了一种电子设备控制方法，应用于电子设备，所述电子设备包括：控制芯片、第一天线、第二天线和控制开关，所述控制芯片和所述第一天线电连接，所述第一天线与所述第二天线之间通过所述控制开关电连接；
8.所述方法包括：
9.在所述控制芯片接收到的检测信号的数值与预设阈值的差值超过预设范围、且所述控制芯片处于nfc检测状态的情况下，控制所述控制开关关闭，以使所述第一天线和所述第二天线连通；
10.在未检测到目标卡片的情况下，所述控制芯片切换为sar检测状态，且控制所述控制开关打开，以使所述第一天线和所述第二天线断开。
11.在本技术的实施例中，控制芯片可以在nfc检测状态和sar检测状态之间切换，而当控制芯片处于nfc检测状态时，第一天线和第二天线可以共同构成nfc天线，当控制芯片处于sar检测状态时，第一天线可以构成sar检测天线；也就是说控制芯片集成了nfc检测和sar检测两种功能，这样，只需要设置一个控制芯片即可实现nfc检测和sar检测两种功能，并且控制芯片可以根据所处状态的不同，选择第一天线和第二天线中的至少部分天线参与状态检测，即无需在电子设备中单独设置nfc检测模组和sar检测模组，也无需在电子设备中单独为nfc检测模组和sar检测模组预留设置空间，进而减小了电子设备的体积。
12.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变
得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
13.本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
14.图1是本技术实施例提供的电子设备的结构示意图之一；
15.图2是本技术实施例提供的电子设备的结构示意图之二；
16.图3是本技术实施例提供的电子设备中控制芯片的结构示意图；
17.图4是本技术实施例提供的电子设备的结构示意图之三；
18.图5是本技术实施例提供的距离与adc数值的关系示意图；
19.图6是本技术实施例提供的电子设备的结构示意图之四；
20.图7是本技术实施例提供的电子设备控制方法的流程图。
具体实施方式
21.下面将详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
22.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
23.参见图1，图1为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图，参见图2，图2为图1所示电子设备中的部分结构示意图，如图2所示，电子设备，包括：控制芯片10、第一天线20、第二天线30和控制开关40，所述控制芯片10和所述第一天线20电连接，所述第一天线20与所述第二天线30之间通过所述控制开关40电连接；
24.其中，在所述控制芯片10处于nfc检测状态的情况下，所述控制开关40处于闭合状态，所述第一天线20和所述第二天线30处于连通状态；在所述控制芯片10处于sar检测状态的情况下，所述控制开关40处于打开状态，所述第一天线20和所述第二天线30处于断开状态。
25.需要说明的是，参见图1、图2和图6，第一天线20和第二天线30可以组成天线组200。另外，天线组200在电子设备上的设置位置可以参见图6所示，最好位于目标对象的目标部位100(如手指)的覆盖区域，这样，可以较好的实现sar检测功能。
26.其中，本技术实施例的工作原理可以参见以下表述：
27.控制芯片10可以在nfc检测状态和sar检测状态之间切换，而当控制芯片10处于nfc检测状态时，第一天线20和第二天线30可以共同构成nfc天线，当控制芯片10处于sar检测状态时，第一天线20可以构成sar检测天线；也就是说控制芯片10集成了nfc检测和sar检测两种功能，这样，只需要设置一个控制芯片10即可实现nfc检测和sar检测两种功能，并且
控制芯片10可以根据所处状态的不同，选择第一天线20和第二天线30中的至少部分天线参与状态检测，即无需在电子设备中单独设置nfc检测模组和sar检测模组，也无需在电子设备中单独为nfc检测模组和sar检测模组预留设置空间，进而减小了电子设备的体积。
28.需要说明的是，当控制芯片10处于nfc检测状态时，天线辐射的信号的频率较低(低于第一阈值)，为了增大了信号的辐射性能，此时需要增大天线的辐射面积，因此，此时可以将第一天线20和第二天线30电连接，使得信号可以通过第一天线20和第二天线30组成的天线组进行辐射，从而增强了信号的辐射性能。
29.另外，nfc检测功能可以理解为：电子设备可以作为读卡器，或者电子设备可以模拟卡片与读卡器进行通信，或者，电子设备可以与另外电子设备之间进行通信，并传输信息。当电子设备作为读卡器时，此时的nfc检测功能可以理解为：电子设备可以检测电子设备的范围内是否存在目标卡片，当存在目标卡片时，可以与该目标卡片进行通信，并读取上述目标卡片上存储的信息。
30.另外，当控制芯片10处于sar检测状态时，天线辐射的信号的频率较高(高于第二阈值，第二阈值高于上述第一阈值)，此时可以实现对位于电子设备的范围内的目标对象的检测，此时需要高灵敏天线，高灵敏度天线具有较高的谐振频率，目标对象靠近造成失谐幅度更大，目标对象距离相对信号幅度的增益变大，动态范围加大，更容易检测且检测精度更高，而天线的辐射的频率越高，天线的辐射面积越小，此时对上述对象的检测的灵敏度越高，因此，此时只需要控制第一天线20构成sar检测天线，即可以控制控制开关40断开，以使第一天线20和第二天线30断开连接。
31.需要说明的是，当电子设备在发射信号和能量时，当目标对象(主要是包括人体)靠近电子设备时，上述发射的能量容易对目标对象造成伤害，而上述sar检测指的就是通过检测在电子设备的范围内是否存在目标对象，当存在目标对象时，需要降低天线的辐射能量，进而减少被目标对象吸收的能量，以降低对目标对象造成的伤害，而上述被目标对象吸收的能量通常可以用sar来衡量。
32.另外，检测在电子设备的范围内是否存在目标对象，主要是通过检测电容来确定，具体是将电子设备视作一个电容极板，而外界环境视作为另一个电容极板，当外界环境中不存在目标对象时，上述计算得到的电容值可以是预设阈值(电容值的计算公式可以参见电容的决定公式)，而当外界环境中存在目标对象时，介电常数会发生变化，进而造成检测到的电容值会发生变化。
33.或者，也可以理解为：此时目标对象则充当了另一个极板，并且随着目标对象离电子设备越近时，相当于两极板之间的距离变小，则此时电容值会变大，因此，可以通过检测到的电容值的大小，进而确定是否需要降低天线的辐射能量。
34.作为一种可选的实施方式，所述电子设备还包括天线匹配电路50，所述控制芯片10通过所述天线匹配电路50与所述第一天线20电连接，所述第一天线20还通过第一回路21与所述天线匹配电路50电连接，所述第二天线30通过第二回路31与所述天线匹配电路50电连接，所述天线匹配电路50通过第三回路51与所述控制芯片10电连接。
35.其中，当控制芯片10处于nfc检测状态时，第一天线20和第二天线30共同处于工作状态，而当控制芯片10处于sar检测状态时，只有第一天线20处于工作状态，因此，由于控制芯片10所处的状态不同，则第一天线20和第二天线30中处于工作状态的天线也不同，因此，
可以设置天线匹配电路50，用于调节不同的天线匹配电路50参数适配处于工作状态的天线，以增强天线的辐射性能。
36.本技术实施方式中，天线匹配电路50可以调节与天线适配的天线匹配电路50参数，用以增强天线的辐射性能。
37.例如：参见图2，天线匹配电路50可以包括ch1、ch2、ch3和ch4总共4个端口，根据控制芯片10所处状态的不同，可以选择ch1、ch2、ch3和ch4中对应的端口与控制芯片10和第一天线20电连接，从而达到调节天线匹配电路50参数的目的。需要说明的是，不同的端口可以对应不同种类和数量的电路元件。
38.需要说明的是，上述控制芯片10可以被称作为nfc sar融合芯片，而控制芯片10可以是一种功能聚合集成电路，控制芯片10内部可以包括多种部件，例如：控制芯片10内部可以包括微控制单元(microcontroller unit，mcu)、sar算法处理单元、nfc检测单元、控制开关40控制单元和天线匹配电路控制单元等部件。
39.例如，参见图3，控制芯片10可以包括如下部件中的至少一种：
40.中央处理器(central processing unit，cpu)：控制芯片10的中央处理单元，用于芯片工作流程控制，控制芯片10的模块初始化，场景功能配置切换，相关寄存器配置等；
41.芯片间总线(inter-integrated circuit，i2c) amp;串行外设接口(serial peripheral interface，spi):应用处理器互连接口，用于控制指令及数据传输；
42.记忆体控制器(memory controller)：包括只读存储器(read-only memory，rom)，随机存取存储器(random access memory，ram)；
43.单线协议模块(single wire protocol module，swpm)：支持swp协议，完成nfc和sim卡通信，设置有用户身份识别卡(subscriber identity module，sim)接口(interface)，用于对外连接sim卡；
44.ahb to apb：ahb，apb总线，用于cpu和各模块数据通信；
45.电源管理单元(power management unit):管理输出各模块所需电源并控制上电时序，支持场景电源切换，低功耗管理等；
46.时钟管理单元(clock reset management unit)：提供各模块所需时钟和复位信号；
47.通用输入/输出口(general purpose input output，gpio)，计数器(timer)，看门狗(watch dog，wdg)电路，即监测电路等；
48.ch1-ch4：天线匹配端口，用于根据天线匹配电路控制信号，完成nfc天线和sar高灵敏度天线的切换；
49.控制芯片天线接收模块(rx)：解调nfc接收数字信号并输出给nfc信号处理单元；
50.控制芯片天线发射模块(tx)：工作在读卡器模式(即nfc检测状态)或者sar检测状态时，用于产生nfc，sar线圈谐振所需的载波；工作在卡模拟模式(即模拟卡状态)时，驱动线圈拉载完成信号调制；
51.rfld：检测rf信号幅度，用于nfc功能唤醒或sar检测；金属等效物如人体等靠近nfc sar融合线圈，rfld会输出相应的信号幅度用于表征上述物体与电子设备之间距离；
52.nfc信号处理器(nfc-signal process)：支持标准nfc协议，完成nfc功能实现；
53.sar模数转换器(sar-analogue-to-digital conversion；sar-adc)：将rfld模块
输出的模拟信号转变为数字信号；
54.sar信号处理器(sar-signal process):支持rfld校准并完成sar-adc原始数据处理，rfld完成校准后，sar-adc输出可线性表征金属等效物靠近距离,具体如图5所示，adc数值越大，则表示距离越远。
55.数据选择器(multiplexer，mux)：用于信号的选择切换。
56.需要说明的是，参见图4，控制芯片10可以包括天线发射模块12和天线接收模块11，而天线匹配电路50与天线发射模块12之间通过tx1和tx2连接，天线匹配电路50与天线接收模块11之间通过rx1和rx2连接，上述rx1和rx2即可理解为上述的第三回路。
57.需要说明的是，作为一种可选的实施方式，控制芯片10可以接收传感器检测到的信息，并根据检测到的信息在nfc检测状态和sar检测状态。
58.作为另一种可选的实施方式，电子设备还可以包括应用处理器60，应用处理器60可以与控制芯片10电连接，控制芯片10可以接收传感器检测到的信息，并将上述检测到的信息传递给应用处理器60，应用处理器60可以根据上述检测的信息向控制芯片10发送目标指令，目标指令用于控制控制芯片10处于nfc检测状态或者sar检测状态。这样，增加了控制芯片10状态切换方式的多样性和灵活性。
59.参见图2，应用处理器60与控制芯片10之间可以具有i2c和spi接口，同时，应用处理器60可以唤醒控制芯片10，反之，控制芯片10也可以唤醒应用处理器60，同时，应用处理器60和控制芯片10可以相互使能。
60.需要说明的是，控制开关40的具体种类在此不做限定，例如：作为一种可选的实施方式，控制开关40可以为单刀双掷开关。
61.作为另一种可选的实施方式，所述控制开关40包括第一控制端41、第二控制端42和第三控制端43，所述第一天线20与所述第一控制端41电连接，所述第一回路21与所述第二控制端42电连接，所述第二天线30与所述第三控制端43电连接；
62.其中，在所述控制芯片10处于所述nfc检测状态的情况下，所述第一控制端41与所述第三控制端43电连接，且所述第一控制端41与所述第二控制端42断开；在所述控制芯片10处于所述sar检测状态的情况下，所述第一控制端与所述第三控制端43断开，所述第一控制端41与所述第二控制端42电连接。
63.本技术实施方式中，第一控制端41通过在第二控制端42和第三控制端43之间切换，从而可以实现第一天线20与第二天线30的连接与断开的控制，从而使得对第一天线20和第二天线30的连接与断开的控制更加方便，且控制稳定可靠。
64.参见图7，本技术实施例还提供一种电子设备控制方法，应用于电子设备，所述电子设备包括：控制芯片10、第一天线20、第二天线30和控制开关40，所述控制芯片10和所述第一天线20电连接，所述第一天线20与所述第二天线30之间通过所述控制开关40电连接；
65.需要说明的是，本技术实施例中的电子设备可以为上述实施例中的电子设备，因而本实施例中的电子设备的结构和有益技术效果可以参见上述实施例中的相应表述，具体在此不再赘述。
66.所述方法包括：
67.步骤701、在所述控制芯片接收到的检测信号的数值与预设阈值的差值超过预设范围、且所述控制芯片处于nfc检测状态的情况下，控制所述控制开关关闭，以使所述第一
天线和所述第二天线连通。
68.其中，预设阈值的确定方式可以为：在电子设备周围没有目标卡片也没有目标对象的情况下，接收到的检测信号的数值，上述预设阈值可以理解为标准数值。另外，预设范围的具体数值在此不做限定。
69.另外，上述预设阈值的获取方式在此不做限定，例如：上述预设阈值可以预先存储在电子设备上，或者，上述预设阈值也可以为电子设备从服务器上获取得到，或者，上述阈值也可以由其他电子设备发送。
70.其中，当控制芯片接收到的检测信号的数值与预设阈值的差值超过预设范围时，说明此时电子设备的周围可能存在目标卡片和目标对象中的至少一种。
71.作为一种可选的实施方式，所述控制芯片接收到的检测信号为所述控制芯片预先发送的脉冲信号的返回信号；所述方法还包括：
72.在所述控制芯片接收到的检测信号的数值与所述预设阈值的差值位于所述预设范围的情况下，所述控制芯片维持发送所述脉冲信号的状态。
73.本技术实施方式中，控制芯片可以预先发送脉冲信号，当接收到的检测信号表示控制芯片接收到的检测信号的数值与预设阈值的差值超过预设范围时，表示此时电子设备的周围可能存在目标卡片和目标对象中的至少一种，则可以使得控制芯片切换为nfc检测状态或者sar检测状态，以实现对目标卡片或者目标对象的检测。
74.另外，当接收到的检测信号表示控制芯片接收到的检测信号的数值与预设阈值的差值位于预设范围时，表示此时电子设备的周围不存在目标卡片和目标对象，则此时控制芯片可以维持在发送脉冲信号的状态，而控制芯片维持在发送脉冲信号的状态时的功耗较低，则可以降低整个电子设备的功耗。
75.作为一种可选的实施方式，所述在所述控制芯片接收到的检测信号的数值与预设阈值的差值超过预设范围、且所述控制芯片处于nfc检测状态的情况下，控制所述控制开关关闭，以使所述第一天线和所述第二天线连通之后，所述方法还包括：
76.通过所述第一天线和所述第二天线组成的天线组发送第一协议；
77.在检测到目标卡片的第二协议与所述第一协议匹配成功的情况下，通过所述第一协议读取所述目标卡片中存储的信息。
78.其中，第一协议的具体内容在此不做限定。例如：第一协议可以为iso14443a协议，iso14443b协议、iso18902 felica协议和iso15693协议中的一种。
79.本技术实施方式中，控制芯片处于nfc检测状态时，控制芯片可以通过天线组发送第一协议，只有第二协议与第一协议匹配成功的情况下，控制芯片才可以从第二协议对应的目标卡片中读取信息，从而提高了信息读取的安全性。
80.作为一种可选的实施方式，所述第一协议的数量为多个，所述多个第一协议中任意两个第一协议不同，所述通过所述第一天线和所述第二天线组成的天线组发送第一协议包括：
81.通过所述第一天线和所述第二天线组成的天线组按照预设顺序依次发送所述多个第一协议。
82.其中，多个第一协议可以包括如下协议中的至少一种：iso14443a协议，iso14443b协议、iso18902 felica协议和iso15693协议。
83.其中，预设顺序可以为上述多个第一协议的存储顺序，或者，上述多个第一协议的读取顺序，具体在此不做限定。
84.本技术实施方式中，天线组可以按照预设顺序依次发送多个第一协议，这样，增加了发送第一协议的种类，当第二协议与多个第一协议中的某一种协议匹配成功时，控制芯片即可读取目标卡片上的信息，从而增加了控制芯片可读取目标卡片的种类，即增加了电子设备的应用场景。
85.需要说明的是，多个第一协议的发送顺序在此不做限定，例如：也可以随机发送多个第一协议。
86.作为一种可选的实施方式，所述多个第一协议构成协议组，所述通过所述第一天线和所述第二天线组成的天线组按照预设顺序依次发送所述多个第一协议，包括：
87.通过所述第一天线和所述第二天线组成的天线组每隔预设周期发送一次所述协议组。
88.本技术实施方式中，可以每隔预设周期发送一次协议组，这样，可以减少目标卡片被漏检测的现象的出现，增加了对目标卡片的检测结果的准确度。
89.另外，也可以随机发送协议组，这样，增加了协议组发送方式的多样性。
90.步骤702、在未检测到目标卡片的情况下，所述控制芯片切换为sar检测状态，且控制所述控制开关打开，以使所述第一天线和所述第二天线断开。
91.其中，当控制芯片切换为sar检测状态，且控制控制开关打开，以使第一天线和第二天线断开时，此时可以检测电子设备的范围内是否具有目标对象。
92.作为一种可选的实施方式，所述在未检测到目标卡片的情况下，所述控制芯片切换为sar检测状态，且控制所述控制开关打开，以使所述第一天线和所述第二天线断开，包括：
93.在未检测到目标卡片，且超过预设时长的情况下，所述控制芯片切换为sar检测状态，且控制所述控制开关打开，以使所述第一天线和所述第二天线断开。
94.本技术实施方式中，当未检测到目标卡片，且超过预设时长时，才将控制芯片切换为sar检测状态，且控制控制开关打开，这样，减少了误检测目标卡片的现象的出现，提高了控制芯片状态切换的准确度。
95.作为一种可选的实施方式，所述在未检测到目标卡片的情况下，所述控制芯片切换为sar检测状态，且控制所述控制开关打开，以使所述第一天线和所述第二天线断开之后，所述方法还包括：
96.在所述控制芯片检测到目标检测信号的情况下，控制所述第一天线的辐射功率由第一数值降低至第二数值，所述目标检测信号用于表示所述电子设备的预设范围内存在目标对象。
97.其中，第一数值可以为控制芯片未检测到目标检测信号之前，第一天线的辐射功率，此时第一天线的辐射功率较大，辐射效果较好；第二数值为控制芯片检测到目标检测信号之后，第一天线的辐射功率，此时第一天线的辐射功率较小，在保证可以辐射信号的基础上，尽量减小了对目标对象的损害。
98.本技术实施方式，在控制芯片检测到目标检测信号的情况下，控制第一天线的辐射功率由第一数值降低至第二数值，这样，可以降低天线的辐射能量对目标对象造成的损
害，从而增强了目标对象的安全性。
99.本技术实施例中，通过步骤701至702，可以较好的实现对目标卡片和目标对象的检测，同时还减小了电子设备的体积。另外，控制芯片可以分时分频的进行nfc检测和sar检测，避免了nfc检测和sar检测混淆的现象的出现，即避免了串扰，同时，还实现了控制芯片和天线的复用，节约了成本。
100.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
101.尽管已经示出和描述了本技术的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由权利要求及其等同物限定。