能量與信號無線同步傳輸?shù)耐宪囓嚐粝到y(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種電能與信號無線同步傳輸方法，主要包括DSP控制系統(tǒng)控制、信號發(fā)射系統(tǒng)、射頻功放系統(tǒng)、電能與信號發(fā)射系統(tǒng)、電能與信號接收系統(tǒng)、整流調(diào)壓系統(tǒng)、信號解調(diào)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、負載九個部分。該系統(tǒng)屬于高頻電磁理論工程與信號傳輸應用前沿交叉領域，解決了電能和信號無線同步傳輸?shù)膯栴}。本發(fā)明克服了傳統(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計理念，設計了結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)、高可靠性、抗干擾能力強的電能與信號無線同步傳輸方法。
【專利說明】能量與信號無線同步傳輸?shù)耐宪囓嚐粝到y(tǒng)【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能量與信號無線同步傳輸?shù)耐宪囓嚐粝到y(tǒng)。特別是涉及一種具有結(jié)構(gòu)簡單、高可靠性、電磁兼容性佳的能量與信號無線同步傳輸?shù)耐宪囓嚐粝到y(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]自從1840年發(fā)現(xiàn)利用電磁感應現(xiàn)象及導線可以傳輸電能至今，電能的傳輸主要是由導線直接接觸進行傳輸?shù)摹ｋ姽ぴO備的充電一般是通過插頭和插座來進行，但是在進行大功率充電時，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)采用電磁感應原理、電力電子技術(shù)以及控制理論相結(jié)合，實現(xiàn)了電能的無線傳輸，完全克服了以上限制。
[0003]拖車是一種專用車輛，主要用途是貨物的中轉(zhuǎn)、移庫、機械、物流、下線等作業(yè)運輸，適合于工業(yè)運輸裝卸等。拖車系統(tǒng)主要包括牽引車輛和拖車兩部分，牽引車輛帶動拖車運動。拖車上的車燈所需能量和控制信號由牽引車輛提供，一般在牽引車輛和拖車連接處有一個電源和信號的連接端子。牽引車輛和拖車經(jīng)常會有分離和連接操作，每次操作均需將電源線和控制線進行斷開和連接，不僅操作繁瑣，而且降低了整車的可靠性和美觀性。針對上述拖車問題，設計拖車車燈能量無線供給和信號的無線控制系統(tǒng)尤為重要。這樣不僅簡化了操作流程，而且提高了車輛可靠性和美觀性。而且如果能量和信息能夠利用一個線圈同步傳輸，就能更加簡化設備復雜度，提高設備的電磁兼容能力。
[0004]本發(fā)明旨在克服了傳統(tǒng)上拖車車燈電能供給和控制對電線的依賴性，提出能量與信號同步傳輸?shù)脑O計理念，設計了一種結(jié)構(gòu)簡單、高可靠性、電磁兼容性佳的能量與信號無線同步傳輸?shù)耐宪囓嚐粝?統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提出了能量與信號無線同步傳輸?shù)耐宪囓嚐粝到y(tǒng)，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、高可靠性、電磁兼容性佳的特點。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:能量與信號無線同步傳輸?shù)耐宪囓嚐粝到y(tǒng)，包括電源可向電能與信號發(fā)射系統(tǒng)提供所需能量，其特征在于，還設置有:電能與信號發(fā)射系統(tǒng)將電能轉(zhuǎn)化成高頻磁能量并將控制信號無線發(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)出的電能和信號，車燈負載單元吸收能量并根據(jù)控制信號完成霧燈、左轉(zhuǎn)燈、右轉(zhuǎn)燈、剎車燈的具體操作。
[0007]所述的電能與信號發(fā)射系統(tǒng)是能量與信號無線同步傳輸?shù)耐宪囓嚐粝到y(tǒng)的核心部分之一，包括車燈控制面板、DSP控制單元、調(diào)制單元、DDS信號源、射頻功放單元、電能與信號發(fā)射單元。車燈控制面板產(chǎn)生包含霧燈、左轉(zhuǎn)燈、右轉(zhuǎn)燈、剎車燈的控制信號；DSP控制單元接收車燈控制面板信號，并通過調(diào)制單元將該信號調(diào)制成幅度信號傳給DDS信號源；DDS信號源用于產(chǎn)生頻率和幅值 連續(xù)可調(diào)的正弦波信號，其中頻率命令信號由DSP控制單元根據(jù)傳能需要設定，幅值信號由調(diào)制單元產(chǎn)生；射頻功放單元將DDS信號源的信號進行功率放大和信號放大后提供給電能與信號發(fā)射單元；電能與信號發(fā)射單元將含有調(diào)制波信號的高頻電能轉(zhuǎn)化成高頻磁能量發(fā)射到空中。
[0008]所述的電能與信號接收系統(tǒng)是能量與信號無線同步傳輸?shù)耐宪囓嚐粝到y(tǒng)的核心部分之一，包括電能接收單元、整流調(diào)壓單元、解調(diào)單元、單片機控制單元、控制驅(qū)動單元。電能接收單元收集空中高頻磁能量將其轉(zhuǎn)化成高頻電能，該電能包含傳輸?shù)男畔?；整流調(diào)壓單元將高頻電能轉(zhuǎn)化成直流再通過調(diào)壓將電壓調(diào)節(jié)到所需電壓幅值，同時向解調(diào)單元、單片機控制單元、控制驅(qū)動單元提供所需電能；解調(diào)單元解調(diào)高頻電能中的信號，將其轉(zhuǎn)化成所需標準信號傳給單片機控制單元；單片機控制單元接收到信號，并將該信號傳給控制驅(qū)動單元；控制驅(qū)動單元根據(jù)信號產(chǎn)生控制霧燈、左轉(zhuǎn)燈、右轉(zhuǎn)燈、剎車燈的驅(qū)動信號。
[0009]本發(fā)明的能量與信號無線同步傳輸?shù)耐宪囓嚐粝到y(tǒng)，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、高可靠性、電磁兼容性佳的特點。當系統(tǒng)通電工作后，電能以無線方式傳到拖車車燈，同時信號無線傳輸通道建立，當控制面板發(fā)出控制指令后，該指令以無線方式傳到拖車車燈控制端使拖車車燈執(zhí)行相應動作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是設計系統(tǒng)的整體框圖；
[0011]圖2是電能與信號發(fā)射系統(tǒng)框圖；
[0012]圖3是電能與信號接收系統(tǒng)框圖。
【具體實施方式】
[0013]本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、高可靠性、電磁兼容性佳的能量與信號無線同步傳輸?shù)耐宪囓嚐粝到y(tǒng)。下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的能量與信號無線同步傳輸?shù)耐宪囓嚐粝到y(tǒng)做出詳細說明。
[0014]如圖1所示，本發(fā)明的能量與信號無線同步傳輸?shù)耐宪囓嚐粝到y(tǒng)，包括有電源I可向電能與信號發(fā)射系統(tǒng)2提供所需電能，其特征在于，還設置有: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的控制指令進行霧燈、左轉(zhuǎn)燈、右轉(zhuǎn)燈、剎車燈的點亮或熄滅。
[0015]如圖2所示，所述的電能與信號發(fā)射系統(tǒng)2是能量與信號無線同步傳輸?shù)耐宪囓嚐粝到y(tǒng)的核心部分之一，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，車燈控制面板21可向DSP控制單元22發(fā)控制指令，該指令經(jīng)過DSP控制單元22送至調(diào)制單元23 ;調(diào)制單元23將調(diào)制好的信號發(fā)往DDS信號源24 ；DDS信號源24向射頻功放單元25提供標準正弦波；射頻功放單元25與電能發(fā)射單元26相連,射頻功放單元25向電能發(fā)射單元26提供所需高頻電能，電能發(fā)射單元26將從射頻功放單元25得到的高頻電能轉(zhuǎn)化成含信息的高頻磁能。
[0016]如圖3所示，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相連，電能接收單元31接收電能與信號發(fā)射單元26發(fā)射的高頻磁能并將其轉(zhuǎn)變成高平電能，高頻電能經(jīng)過整流調(diào)壓單元32將其變成負載所需電壓的直流電源；整流調(diào)壓單元32與解調(diào)單元33、單片機控制單元34、控制驅(qū)動單元35和車燈負載單元4相連，向它們提供所需電能；解調(diào)單元33與單片機控制單元34相連，解調(diào)單元33解調(diào)電能接收單元31中包含的控制信號將其送到單片機控制單元34 ;單片機控制單元34與控制驅(qū)動單元35相連，單片機控制單元34向控制驅(qū)動單元35發(fā)送控制信號以驅(qū)動車燈負載單元4。
[0017]以上示意性的對本發(fā)明及其實施方式進行了描述，該描述沒有局限性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實施方式之一。所以如果本領域的普通技術(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)造性的設計出與該技術(shù)方案相似的技術(shù)方案與實施例，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電能與信號無線同步傳輸方法，包括DSP控制系統(tǒng)(I)，其特征在于，還設置有:信號發(fā)射系統(tǒng)(2)與射頻功放系統(tǒng)(3)相連接，并向射頻功放系統(tǒng)(3)提供頻率和幅值可控的信號源，射頻功放系統(tǒng)(3)將接收到的信號源進行功率放大，使經(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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能與信號無線同步傳輸方法，其特征在于，DSP控制系統(tǒng)(1)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)與DSP控制單元(12)相連接，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)與串行通信單元(13)相連接，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)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能與信號無線同步傳輸方法，其特征在于，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)與DDS控制單元(22)相連接，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)與信號調(diào)制單元(24)相連接，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)生的信號源進行調(diào)幅控制，進行信號的調(diào)幅，已完成信號的傳輸。
【文檔編號】H02J17/00GK103560595SQ201310562899
【公開日】2014年2月5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, 薛明 申請人:天津工業(yè)大學