本發(fā)明屬于電氣設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種基于微波無(wú)線電能傳輸技術(shù)的智能門(mén)鎖供電裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著我國(guó)民用智能鎖產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，用戶(hù)對(duì)智能門(mén)鎖的使用可靠性提出了更高的要求，研究智能門(mén)鎖的供電問(wèn)題也具備了必要性。當(dāng)下智能門(mén)鎖存在的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題就是它的充電問(wèn)題。在智能門(mén)鎖電量不足時(shí)，其便利性將大大下降。目前市場(chǎng)主流的智能門(mén)鎖大都采用電池充電的方式，需要頻繁對(duì)電池進(jìn)行充電或更換電池，這種充電方式較為繁瑣。同時(shí)大量更換電池成本高，且廢棄電池?cái)?shù)量大，難以處理，會(huì)造成環(huán)境的污染。雖然目前已有研究人員將無(wú)線充電技術(shù)應(yīng)用到智能門(mén)鎖上，但其傳輸距離近，發(fā)射端靠近門(mén)鎖，因而需在附近布線，這額外的布線除了帶來(lái)了一定的不便，增加成本外，還增添了線路的安全隱患。因此設(shè)計(jì)一種無(wú)需布線的無(wú)線充電智能門(mén)鎖充電系統(tǒng)具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。

2、智能門(mén)鎖當(dāng)下存在的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題就是它的充電問(wèn)題。在智能門(mén)鎖電量不足時(shí)，其便利性將大大下降。

3、目前市面上的電子鎖主要采用鋰電池供電，需要頻繁對(duì)電池進(jìn)行充電或更換電池，這種充電方式較為繁瑣，而大量更換電池成本高，且廢棄電池?cái)?shù)量大，難以處理，會(huì)造成環(huán)境的污染。

4、當(dāng)下亦有研究人員將無(wú)線充電技術(shù)應(yīng)用到智能門(mén)鎖上，但其主要采用電磁感應(yīng)式無(wú)線電能傳輸、磁耦合共振式無(wú)線電能傳輸?shù)葻o(wú)線傳輸方式。電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)的無(wú)線充電需要無(wú)線充電板與用電器具充分接觸才能進(jìn)行電能傳輸，而無(wú)線充電板需要外接電源電路，因而需在附近布線，額外的布線不僅帶來(lái)了一定程度上的不便，更是增添了安全隱患。磁耦合共振式無(wú)線電能傳輸，這是一種正在研究并未商業(yè)化的無(wú)線輸電方式，適用于長(zhǎng)距離的能量傳輸，但還存在許多問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于微波無(wú)線電能傳輸技術(shù)的智能門(mén)鎖供電裝置，實(shí)現(xiàn)一種無(wú)需布線的無(wú)線充電智能門(mén)鎖充電系統(tǒng)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于微波無(wú)線電能傳輸技術(shù)的智能門(mén)鎖供電裝置，包括：

3、射頻信號(hào)產(chǎn)生及放大模塊，用于產(chǎn)生功率放大的射頻信號(hào)；

4、微波無(wú)線電能傳輸模塊，用于傳輸微波無(wú)線電能，為智能門(mén)鎖模塊提供電能；

5、智能門(mén)鎖模塊，設(shè)于智能門(mén)上，用于控制開(kāi)關(guān)智能門(mén)。

6、在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述射頻信號(hào)產(chǎn)生及放大模塊包括依次連接的寬頻帶鎖相環(huán)頻率合成器、低噪聲放大器、功率放大器；其中，

7、寬頻帶鎖相環(huán)頻率合成器，用于輸出頻率為2.45ghz、功率為0dbm的射頻信號(hào)；

8、低噪聲放大器，用于將射頻信號(hào)的功率放大到20dbm；

9、功率放大器，用于將射頻信號(hào)的功率放大到6.5w。

10、在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述微波無(wú)線電能傳輸模塊包括發(fā)射模塊、接收模塊；其中，

11、發(fā)射模塊，設(shè)于遠(yuǎn)端，用于將輸出頻率為2.45ghz、功率為6.5w的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化成電磁波散發(fā)到空間當(dāng)中；

12、接收模塊，設(shè)于智能門(mén)上，用于接收發(fā)射模塊發(fā)出的電磁波并將其轉(zhuǎn)換成高頻電能，將其輸送給智能門(mén)鎖模塊。

13、在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述智能門(mén)鎖模塊包括供電模塊、智能門(mén)鎖；其中，

14、供電模塊，將高頻電能進(jìn)行整流并存儲(chǔ)，以供智能門(mén)鎖使用；

15、智能門(mén)鎖，控制開(kāi)關(guān)智能門(mén)。

16、在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述供電模塊包括將高頻電能進(jìn)行整流的整流電路，將整流電能進(jìn)行存儲(chǔ)的鋰電池。

17、在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述遠(yuǎn)端包括安裝智能門(mén)的門(mén)框等，以及其他可以實(shí)現(xiàn)智能門(mén)鎖與供電端進(jìn)行微波無(wú)線電能傳輸?shù)奈恢谩?/p>

18、在本發(fā)明一實(shí)施例中，還包括ac/dc模塊，所述ac/dc模塊將從電網(wǎng)獲取220v交流電壓轉(zhuǎn)換為25v、12v、5v直流電壓，分別給射頻信號(hào)產(chǎn)生及放大模塊、微波無(wú)線電能傳輸模塊的發(fā)射模塊供電。

19、在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述發(fā)射模塊包括發(fā)射端主控芯片、二自由度云臺(tái)、16單元微帶陣列發(fā)射天線；16單元微帶陣列發(fā)射天線與功率放大器輸出端連接并安裝于二自由度云臺(tái)上，由二自由度云臺(tái)控制調(diào)整電磁波發(fā)射角度，二自由度云臺(tái)由發(fā)射端主控芯片控制；所述接收模塊包括與發(fā)射端主控芯片通過(guò)藍(lán)牙通信的接收端主控芯片、用于接收16單元微帶陣列發(fā)射天線發(fā)出的電磁波并將其轉(zhuǎn)換成高頻電能的16單元微帶陣列接收天線，接收天線與智能門(mén)鎖模塊連接。

20、在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述微波無(wú)線電能傳輸模塊的微波天線的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)方式具體為：發(fā)射端主控芯片控制二自由度云臺(tái)在水平方向左右各旋轉(zhuǎn)30°，同時(shí)接收端主控芯片通過(guò)一電壓采樣電路實(shí)時(shí)采樣記錄智能門(mén)鎖模塊中整流電路輸出的電壓通過(guò)藍(lán)牙發(fā)送給發(fā)射端主控芯片，以控制二自由度云臺(tái)旋轉(zhuǎn)結(jié)束后轉(zhuǎn)向水平方向采樣電壓最高的角度；之后再控制二自由度云臺(tái)在豎直方向上下各旋轉(zhuǎn)30°，同時(shí)接收端主控芯片通過(guò)電壓采樣電路實(shí)時(shí)采樣記錄智能門(mén)鎖模塊中整流電路輸出的電壓通過(guò)藍(lán)牙發(fā)送給發(fā)射端主控芯片，以控制二自由度云臺(tái)旋轉(zhuǎn)結(jié)束后轉(zhuǎn)向豎直方向采樣電壓最高的角度，同時(shí)發(fā)射端主控芯片向接收端主控芯片通過(guò)藍(lán)牙發(fā)送對(duì)準(zhǔn)結(jié)束的信號(hào)；自此，完成微波天線的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)。

21、在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述寬頻帶鎖相環(huán)頻率合成器采用adf4351芯片。

22、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明一種基于微波無(wú)線電能傳輸技術(shù)的智能門(mén)鎖供電裝置，具有穩(wěn)定性強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)以及定向性較高的特點(diǎn)，不僅保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定高效性，還克服了傳統(tǒng)充電系統(tǒng)的局限，實(shí)現(xiàn)了較遠(yuǎn)距離的電能傳輸。此外，通過(guò)解決布線難題和提高充電便利性，該系統(tǒng)不僅降低了安裝成本，還提升了智能門(mén)鎖的使用便捷性，實(shí)現(xiàn)了智能門(mén)鎖的永久無(wú)需更換電池。同時(shí)，微波無(wú)線充電系統(tǒng)的應(yīng)用還增強(qiáng)了安全性，減少了充電過(guò)程中的安全隱患，有利于該技術(shù)的推廣應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種基于微波無(wú)線電能傳輸技術(shù)的智能門(mén)鎖供電裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微波無(wú)線電能傳輸技術(shù)的智能門(mén)鎖供電裝置，其特征在于，所述射頻信號(hào)產(chǎn)生及放大模塊包括依次連接的寬頻帶鎖相環(huán)頻率合成器、低噪聲放大器、功率放大器；其中，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于微波無(wú)線電能傳輸技術(shù)的智能門(mén)鎖供電裝置，其特征在于，所述微波無(wú)線電能傳輸模塊包括發(fā)射模塊、接收模塊；其中，

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于微波無(wú)線電能傳輸技術(shù)的智能門(mén)鎖供電裝置，其特征在于，所述智能門(mén)鎖模塊包括供電模塊、智能門(mén)鎖；其中，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于微波無(wú)線電能傳輸技術(shù)的智能門(mén)鎖供電裝置，其特征在于，所述供電模塊包括將高頻電能進(jìn)行整流的整流電路，將整流電能進(jìn)行存儲(chǔ)的鋰電池。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于微波無(wú)線電能傳輸技術(shù)的智能門(mén)鎖供電裝置，其特征在于，所述遠(yuǎn)端包括安裝智能門(mén)的門(mén)框。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微波無(wú)線電能傳輸技術(shù)的智能門(mén)鎖供電裝置，其特征在于，還包括ac/dc模塊，所述ac/dc模塊將從電網(wǎng)獲取220v交流電壓轉(zhuǎn)換為25v、12v、5v直流電壓，分別給射頻信號(hào)產(chǎn)生及放大模塊、微波無(wú)線電能傳輸模塊的發(fā)射模塊供電。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于微波無(wú)線電能傳輸技術(shù)的智能門(mén)鎖供電裝置，其特征在于，所述發(fā)射模塊包括發(fā)射端主控芯片、二自由度云臺(tái)、16單元微帶陣列發(fā)射天線；16單元微帶陣列發(fā)射天線與功率放大器輸出端連接并安裝于二自由度云臺(tái)上，由二自由度云臺(tái)控制調(diào)整電磁波發(fā)射角度，二自由度云臺(tái)由發(fā)射端主控芯片控制；所述接收模塊包括與發(fā)射端主控芯片通過(guò)藍(lán)牙通信的接收端主控芯片、用于接收16單元微帶陣列發(fā)射天線發(fā)出的電磁波并將其轉(zhuǎn)換成高頻電能的16單元微帶陣列接收天線，接收天線與智能門(mén)鎖模塊連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于微波無(wú)線電能傳輸技術(shù)的智能門(mén)鎖供電裝置，其特征在于，所述微波無(wú)線電能傳輸模塊的微波天線的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)方式具體為：發(fā)射端主控芯片控制二自由度云臺(tái)在水平方向左右各旋轉(zhuǎn)30°，同時(shí)接收端主控芯片通過(guò)一電壓采樣電路實(shí)時(shí)采樣記錄智能門(mén)鎖模塊中整流電路輸出的電壓通過(guò)藍(lán)牙發(fā)送給發(fā)射端主控芯片，以控制二自由度云臺(tái)旋轉(zhuǎn)結(jié)束后轉(zhuǎn)向水平方向采樣電壓最高的角度；之后再控制二自由度云臺(tái)在豎直方向上下各旋轉(zhuǎn)30°，同時(shí)接收端主控芯片通過(guò)電壓采樣電路實(shí)時(shí)采樣記錄智能門(mén)鎖模塊中整流電路輸出的電壓通過(guò)藍(lán)牙發(fā)送給發(fā)射端主控芯片，以控制二自由度云臺(tái)旋轉(zhuǎn)結(jié)束后轉(zhuǎn)向豎直方向采樣電壓最高的角度，同時(shí)發(fā)射端主控芯片向接收端主控芯片通過(guò)藍(lán)牙發(fā)送對(duì)準(zhǔn)結(jié)束的信號(hào)；自此，完成微波天線的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)。

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于微波無(wú)線電能傳輸技術(shù)的智能門(mén)鎖供電裝置，其特征在于，所述寬頻帶鎖相環(huán)頻率合成器采用adf4351芯片。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種基于微波無(wú)線電能傳輸技術(shù)的智能門(mén)鎖供電裝置，屬于電氣設(shè)備領(lǐng)域。包括：射頻信號(hào)產(chǎn)生及放大模塊，用于產(chǎn)生功率放大的射頻信號(hào)；微波無(wú)線電能傳輸模塊，用于傳輸微波無(wú)線電能，為智能門(mén)鎖模塊提供電能；智能門(mén)鎖模塊，設(shè)于智能門(mén)上，用于控制開(kāi)關(guān)智能門(mén)。本發(fā)明具有穩(wěn)定性強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)以及定向性較高的特點(diǎn)，本發(fā)明還克服了傳統(tǒng)充電系統(tǒng)的局限，實(shí)現(xiàn)了較遠(yuǎn)距離的電能傳輸。此外，通過(guò)解決布線難題和提高充電便利性，該系統(tǒng)不僅降低了安裝成本，還提升了智能門(mén)鎖的使用便捷性，實(shí)現(xiàn)了智能門(mén)鎖的永久無(wú)需更換電池。同時(shí)，微波無(wú)線充電系統(tǒng)的應(yīng)用還增強(qiáng)了安全性，減少了充電過(guò)程中的安全隱患，有利于該技術(shù)的推廣應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：江彥偉,羅宇杰,林志濤,李瑞鎮(zhèn),歐陽(yáng)雅菲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：福州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/18