一種能量與信號(hào)共享通道無線傳輸系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能量與信號(hào)共享通道無線傳輸系統(tǒng)。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(hào)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)?。電工設(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(shí)，這種充電方式存在高壓觸電的危險(xiǎn)。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(dòng)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(duì)信號(hào)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(duì)上述拖車問題，設(shè)計(jì)一種能量與信號(hào)共享通道無線傳輸系統(tǒng)尤為重要。這樣不僅簡化了設(shè)計(jì)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(gè)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(hào)無線傳輸相互干擾的問題，提出電量與信號(hào)共享通道無線傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)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(hào)共享通道無線傳輸方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提出了一種能量與信號(hào)共享通道無線傳輸系統(tǒng)，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:一種能量與信號(hào)共享通道無線傳輸系統(tǒng)，包括DSP控制系統(tǒng)控制信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)信號(hào)的幅值和頻率，其特征在于，還設(shè)置有:信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)向射頻功放系統(tǒng)提供信號(hào)源，射頻功放系統(tǒng)將接收到的信號(hào)源進(jìn)行功率放大，經(jīng)過功率放大的信號(hào)具有一定的電能，該電能經(jīng)過電能與信號(hào)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(hào)接收系統(tǒng)用于接收電能與信號(hào)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(shí)該電能還向信號(hào)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)是能量與信號(hào)共享通道無線傳輸系統(tǒng)的核心部分之一，包括信號(hào)輸入單元、DSP控制單元、串行通信單元。信號(hào)輸入單元產(chǎn)生DSP控制單元的控制信號(hào)；DSP控制單元接收信號(hào)輸入單元的信號(hào)，并通過串行通信單元將該信號(hào)傳給信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)，控制信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)完成指定信號(hào)的產(chǎn)生。
[0009]所述的信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)是能量與信號(hào)共享通道無線傳輸系統(tǒng)的核心部分之一，包括串行通信單元、DDS控制單元、DDS信號(hào)產(chǎn)生單元、信號(hào)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(hào)接收給DDS控制單元，使DDS控制單元控制DDS信號(hào)產(chǎn)生單元產(chǎn)生指定頻率的信號(hào)源；DDS控制單元還能根據(jù)串行通信單元的信號(hào)指令直接控制信號(hào)調(diào)節(jié)單元對(duì)DDS信號(hào)產(chǎn)生單元產(chǎn)生的信號(hào)源進(jìn)行調(diào)幅控制，進(jìn)行信號(hào)的調(diào)幅，已完成信號(hào)的傳輸。
[0010]本發(fā)明的一種能量與信號(hào)共享通道無線傳輸系統(tǒng)，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(shí)，信號(hào)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(dòng)作。
【附圖說明】
[0011]圖1是設(shè)計(jì)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(hào)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(hào)無線同步傳輸方法。下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的電能與信號(hào)無線同步傳輸方法做出詳細(xì)說明。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明的一種能量與信號(hào)共享通道無線傳輸系統(tǒng)，包括有DSP控制系統(tǒng)1，控制信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)2的信號(hào)幅值和頻率，其特征在于，還設(shè)置有:信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)2向射頻功放系統(tǒng)3提供信號(hào)源，射頻功放系統(tǒng)3將接收到的信號(hào)源進(jìn)行功率放大，經(jīng)過功率放大的信號(hào)具有一定的電能，該電能經(jīng)過電能與信號(hào)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(hào)接收系統(tǒng)5用于接收電能與信號(hào)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(shí)該電能還向信號(hào)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(hào)輸入單元11、DSP控制單元12、串行通信單元13。信號(hào)輸入單元11接收面板指令信號(hào)，并將該指令信號(hào)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(hào)，將控制指令通過串行通信單元13發(fā)給信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)2。
[0017]如圖3所示，所述的信號(hào)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(hào)產(chǎn)生單元23、信號(hào)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(hào)接收給DDS控制單元22，使DDS控制單元22控制DDS信號(hào)產(chǎn)生單元23產(chǎn)生指定頻率的信號(hào)源；DDS控制單元22還能根據(jù)串行通信單元24的信號(hào)指令直接控制信號(hào)調(diào)節(jié)單元24對(duì)DDS信號(hào)產(chǎn)生單元23產(chǎn)生的信號(hào)源進(jìn)行調(diào)幅控制，進(jìn)行信號(hào)的調(diào)幅，已完成信號(hào)的傳輸。
[0018]以上示意性的對(duì)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(jì)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。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種能量與信號(hào)共享通道無線傳輸系統(tǒng)，包括DSP控制系統(tǒng)(I)，其特征在于，還設(shè)置有:信號(hào)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(hào)源，射頻功放系統(tǒng)(3)將接收到的信號(hào)源進(jìn)行功率放大，使經(jīng)過功率放大的信號(hào)具有一定的電能，該電能經(jīng)過電能與信號(hào)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(hào)接收系統(tǒng)(5)用于接收電能與信號(hào)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(shí)該電能還向信號(hào)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所述的一種能量與信號(hào)共享通道無線傳輸系統(tǒng)，其特征在于，DSP控制系統(tǒng)⑴包括信號(hào)輸入單元(11)、DSP控制單元(12)、串行通信單元(13)，信號(hào)輸入單元(11)與DSP控制單元(12)相連接，信號(hào)輸入單元(11)接收面板指令信號(hào)，并將該指令信號(hào)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(hào)，將控制指令通過串行通信單元(13)發(fā)給信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)(2)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能量與信號(hào)共享通道無線傳輸系統(tǒng)，其特征在于，信號(hào)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(hào)產(chǎn)生單元(23)、信號(hào)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(hào)接收給DDS控制單元(22)，使DDS控制單元(22)控制DDS信號(hào)產(chǎn)生單元(23)產(chǎn)生指定頻率的信號(hào)源；DDS控制單元(22)與信號(hào)調(diào)制單元(24)相連接，還能根據(jù)串行通信單元(24)的信號(hào)指令直接控制信號(hào)調(diào)節(jié)單元(24)對(duì)DDS信號(hào)產(chǎn)生單元(23)產(chǎn)生的信號(hào)源進(jìn)行調(diào)幅控制，進(jìn)行信號(hào)的調(diào)幅，已完成信號(hào)的傳輸。
【專利摘要】本發(fā)明是一種能量與信號(hào)共享通道無線傳輸系統(tǒng)，主要包括DSP控制系統(tǒng)控制、信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)、射頻功放系統(tǒng)、電能與信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)、電能與信號(hào)接收系統(tǒng)、整流調(diào)壓系統(tǒng)、信號(hào)解調(diào)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、負(fù)載九個(gè)部分。該系統(tǒng)屬于高頻電磁理論工程與信號(hào)傳輸應(yīng)用前沿交叉領(lǐng)域，解決了電能和信號(hào)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(hào)無線傳輸相互干擾的問題，提出電量與信號(hào)共享通道無線傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)、高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)的電量與信號(hào)共享通道無線傳輸方法。
【IPC分類】H02J17/00, H04B7/00
【公開號(hào)】CN104901726
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510337474
【發(fā)明人】薛明, 楊慶新
【申請(qǐng)人】天津工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年6月18日