電能與信號無線同步傳輸方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種能量與信號無線同步傳輸?shù)耐宪囓嚐粝到y(tǒng)的設(shè)計，主要包括電源、能量與信號發(fā)射系統(tǒng)、能量與信號接收系統(tǒng)、車燈負(fù)載單元四部分。該系統(tǒng)屬于高頻電磁理論工程與信號傳輸應(yīng)用前沿交叉領(lǐng)域，解決了拖車車燈供電和控制信號同步無線傳輸?shù)膯栴}。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)上拖車車燈操作過程中的復(fù)雜性的問題，提高了拖車車燈可靠性，是一種具有結(jié)構(gòu)簡單、高可靠性、電磁兼容性佳的裝置，具有巨大的應(yīng)用前景。
【專利說明】電能與信號無線同步傳輸方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電能與信號無線同步傳輸方法。特別是涉及一種具有結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)、高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)的電能與信號無線同步傳輸方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自從1840年發(fā)現(xiàn)利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象及導(dǎo)線可以傳輸電能至今，電能的傳輸主要是由導(dǎo)線直接接觸進(jìn)行傳輸?shù)摹ｋ姽ぴO(shè)備的充電一般是通過插頭和插座來進(jìn)行，但是在進(jìn)行大功率充電時，這種充電方式存在高壓觸電的危險。且由于存在摩擦和磨損，系統(tǒng)的安全性、可靠性及使用壽命較低，特別是在化工、采礦等一些易燃、易爆領(lǐng)域，極易引發(fā)大的事故。新型無線電能傳輸系統(tǒng)采用電磁感應(yīng)原理、電力電子技術(shù)以及控制理論相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了電能的無線傳輸，完全克服了以上限制。
[0003]隨著新型無線電能傳輸技術(shù)的成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，目前已經(jīng)在軌道交通、移動機(jī)器人、特種設(shè)備、醫(yī)療器械、航空航天等領(lǐng)域獲得應(yīng)用。能量無線傳輸?shù)膹V泛應(yīng)用帶來的就是對信號無線傳輸?shù)男枨?，然而目前已有的無線通信技術(shù)由于受到強(qiáng)磁場的影響很難與無線電能傳輸技術(shù)相結(jié)合，使得無線電能傳輸技術(shù)的應(yīng)用受到限制。
[0004]針對上述拖車問題，設(shè)計電能量與信號的無線同步傳輸尤為重要。這樣不僅簡化了設(shè)計流程，而且提高了系統(tǒng)可靠性和美觀性。而且如果能量和信息能夠利用一個線圈同步傳輸，就能更加簡化設(shè)備復(fù)雜度，提高設(shè)備的電磁兼容能力。
[0005]本發(fā)明旨在克服了傳統(tǒng)上電能無線傳輸與信號無線傳輸相互干擾的問題，提出電量與信號同步傳輸?shù)脑O(shè)計理念，設(shè)計了結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)、高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)的電能與信號無線同步傳輸方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提出了電能與信號無線同步傳輸方法，該方法具有結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)、高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:電能與信號無線同步傳輸方法，包括DSP控制系統(tǒng)控制信號發(fā)生系統(tǒng)信號的幅值和頻率，其特征在于，還設(shè)置有:信號發(fā)射系統(tǒng)向射頻功放系統(tǒng)提供信號源，射頻功放系統(tǒng)將接收到的信號源進(jìn)行功率放大，經(jīng)過功率放大的信號具有一定的電能，該電能經(jīng)過電能與信號發(fā)射系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成高頻磁能量無線發(fā)射出去，電能與信號接收系統(tǒng)用于接收電能與信號發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出的高頻磁能并將其變成高頻電能，高頻電能經(jīng)過整流調(diào)壓系統(tǒng)變成負(fù)載所需電能，同時該電能還向信號解調(diào)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)提供所需電能。負(fù)載吸收電量并根據(jù)控制系統(tǒng)完成具體操作。
[0008]所述的DSP控制系統(tǒng)是電能與信號無線同步傳輸方法的核心部分之一,包括信號輸入單元、DSP控制單元、串行通信單元。信號輸入單元產(chǎn)生DSP控制單元的控制信號；DSP控制單元接收信號輸入單元的信號，并通過串行通信單元將該信號傳給信號發(fā)生系統(tǒng)，控制信號發(fā)生系統(tǒng)完成指定信號的產(chǎn)生。[0009]所述的信號發(fā)生系統(tǒng)是電能與信號無線同步傳輸方法的核心部分之一，包括串行通信單元、DDS控制單元、DDS信號產(chǎn)生單元、信號調(diào)制單元。串行通信單元接收DSP控制系統(tǒng)發(fā)過來的控制指令，并將該指令信號接收給DDS控制單元，使DDS控制單元控制DDS信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生指定頻率的信號源；DDS控制單元還能根據(jù)串行通信單元的信號指令直接控制信號調(diào)節(jié)單元對DDS信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生的信號源進(jìn)行調(diào)幅控制，進(jìn)行信號的調(diào)幅，已完成信號的傳輸。
[0010]本發(fā)明的電能與信號無線同步傳輸方法，該方法具有結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)、高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。當(dāng)系統(tǒng)通電工作后，電能以無線方式傳到負(fù)載的同時，信號無線傳輸通道建立，當(dāng)DSP控制系統(tǒng)發(fā)出控制指令后，該指令以無線方式傳到負(fù)載側(cè)控制系統(tǒng)使其控制負(fù)載執(zhí)行相應(yīng)動作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是設(shè)計系統(tǒng)的整體框圖；
[0012]圖2是DSP控制系統(tǒng)框圖；
[0013]圖3是信號發(fā)生系統(tǒng)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)、高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)的電能與信號無線同步傳輸方法。下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明的電能與信號無線同步傳輸方法做出詳細(xì)說明。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明的電能與信號無線同步傳輸方法，包括有DSP控制系統(tǒng)I，控制信號發(fā)生系統(tǒng)2的信號幅值和頻率，其特征在于，還設(shè)置有:信號發(fā)射系統(tǒng)2向射頻功放系統(tǒng)3提供信號源，射頻功放系統(tǒng)3將接收到的信號源進(jìn)行功率放大，經(jīng)過功率放大的信號具有一定的電能，該電能經(jīng)過電能與信號發(fā)射系統(tǒng)4轉(zhuǎn)化成高頻磁能量無線發(fā)射出去，電能與信號接收系統(tǒng)5用于接收電能與信號發(fā)射系統(tǒng)4發(fā)出的高頻磁能并將其變成高頻電能，高頻電能經(jīng)過整流調(diào)壓系統(tǒng)6變成負(fù)載9所需電能，同時該電能還向信號解調(diào)系統(tǒng)7、控制系統(tǒng)8提供所需電能。負(fù)載9吸收電量并根據(jù)控制系統(tǒng)8完成具體操作。
[0016]如圖2所示，所述的DSP控制系統(tǒng)I包括信號輸入單元11、DSP控制單元12、串行通信單元13。信號輸入單元11接收面板指令信號，并將該指令信號傳輸?shù)紻SP控制單元12，DSP控制單元12解釋、執(zhí)行面板指令信號，將控制指令通過串行通信單元13發(fā)給信號發(fā)射系統(tǒng)2。
[0017]如圖3所示，所述的信號發(fā)射系統(tǒng)2包括串行通信單元21、DDS控制單元22、DDS信號產(chǎn)生單元23、信號調(diào)制單元24。串行通信單元21接收DSP控制系統(tǒng)I發(fā)過來的控制指令，并將該指令信號接收給DDS控制單元22，使DDS控制單元22控制DDS信號產(chǎn)生單元23產(chǎn)生指定頻率的信號源；DDS控制單元22還能根據(jù)串行通信單元24的信號指令直接控制信號調(diào)節(jié)單元24對DDS信號產(chǎn)生單元23產(chǎn)生的信號源進(jìn)行調(diào)幅控制，進(jìn)行信號的調(diào)幅，已完成信號的傳輸。
[0018]以上示意性的對本發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有局限性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一。所以如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，采用其它形式的同類部件或其它形式的各部件布局方式，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的技術(shù)方案與實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種能量與信號無線同步傳輸?shù)耐宪囓嚐粝到y(tǒng)，包括電源(I)，其特征在于，還設(shè)置有:電能與信號發(fā)射系統(tǒng)(2)將電能和控制信號以無線方式同步發(fā)射出去，電能與信號接收系統(tǒng)(3)用于同步接收電能與信號發(fā)射系統(tǒng)(2)發(fā)射的能和控制信號，車燈負(fù)載單元(4)接收電能與信號接收系統(tǒng)(3)提供的電能并開始正常工作，同時根據(jù)電能與信號接收系統(tǒng)(3)的控制指令進(jìn)行霧燈、左轉(zhuǎn)燈、右轉(zhuǎn)燈、剎車燈的點(diǎn)亮或熄滅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量與信號無線同步傳輸?shù)耐宪囓嚐粝到y(tǒng)，其特征在于，所述的電能與信號發(fā)射系統(tǒng)(2)包含車燈控制面板(21)、DSP控制單元(22)、調(diào)制單元(23)、DDS信號源(24)、射頻功放單元(25)、電能與信號發(fā)射單元(26)，車燈控制面板(21)與DSP控制單元(22)相連接，DSP控制單元(22)與調(diào)制單元(23)相連接，調(diào)制單元(23)與DDS信號源(24)相連接，DDS信號源(24)與射頻功放單元(25)相連接，射頻功放單元(25)與電能與信號發(fā)射單元(26)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量與信號無線同步傳輸?shù)耐宪囓嚐粝到y(tǒng)，其特征在于，所述的電能與信號接收系統(tǒng)(3)由電能接收單元(31)、整流調(diào)壓單元(32)、解調(diào)單元(33)、單片機(jī)控制單元(34)、控制驅(qū)動單元(35)組成，電能接收單元(31)與整流調(diào)壓單元(32)和解調(diào)單元(33)相連，整流調(diào)壓單元(32)與解調(diào)單元(33)、單片機(jī)控制單元(34)、控制驅(qū)動單元(35)和車燈負(fù)載單元(4)相連，解調(diào)單元(33)與單片機(jī)控制單元(34)相連，單片機(jī)控制單元(34)與控制驅(qū)動單元(35)相連。
【文檔編號】H02J17/00GK103595146SQ201310562900
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】李陽, 楊慶新, 牛萍娟, 王巍 申請人:天津工業(yè)大學(xué)