一種無線電能和信息傳輸系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及通信充電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無線電能和信息傳輸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)日益普及之時(shí)，無線電能傳輸也使在未來的生活中擺脫那些紛亂的電源線成為可能，并且對(duì)于新能源的開發(fā)和利用、解決未來能源短缺問題有著重要的意義，無線電能傳輸主要應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、交通運(yùn)輸、機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)、電池充電等，如果能研發(fā)出大功率、遠(yuǎn)距離的無線能量傳輸裝置，將有可能引起能源領(lǐng)域一場(chǎng)變革。同樣，無線信息傳輸在各行各業(yè)都很受歡迎，比如說我們通過手中已有的簡(jiǎn)單設(shè)備(手機(jī))，就可以實(shí)現(xiàn)電視或電燈的開關(guān)，既節(jié)約了時(shí)間，又避免了不必要的麻煩，隨著未來的不斷發(fā)展，無線通信也是人們生活中必不可少的一部分。本項(xiàng)目的研究為該技術(shù)在今后各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，比如說為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，隨著傳輸距離、功率、效率的提高，在更多領(lǐng)域都將有使用價(jià)值。有朝一日，我們的家用電器、移動(dòng)設(shè)備、醫(yī)療器械以及其他電子產(chǎn)品都將實(shí)現(xiàn)無線充電，我們不用再擔(dān)心沒帶充電器，家里再也不用看見密密麻麻的插頭，不僅方便而且節(jié)省資源。尤其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，比如心臟移植的患者，不用定期做手術(shù)取出電池，更加安全、快捷、方便，還可以使用無線通信功能，獲取心臟移植的患者身體內(nèi)部設(shè)備的狀態(tài)信息。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能同時(shí)進(jìn)行電能和信號(hào)無線傳輸，應(yīng)用范圍廣、成本低的無線電能和信息傳輸系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種無線電能和信息傳輸系統(tǒng)，包括電能發(fā)射模塊、第一信息收發(fā)模塊、電能接收模塊和第二信息收發(fā)模塊，所述電能發(fā)射模塊與所述第一信息收發(fā)模塊通過線路連接，所述電能接收模塊與所述第二信息收發(fā)模塊通過線路連接，所述電能發(fā)射模塊與所述電能接收模塊無線連接，所述第一信息收發(fā)模塊與所述第二信息收發(fā)模塊無線連接。
[0005]本實(shí)用新型的有益效果是:電能發(fā)射模塊和第一信息收發(fā)模塊組合在一體，電能接收模塊和第二信息收發(fā)模塊組合成一體，實(shí)現(xiàn)元器件公用，有效降低了成本；電能發(fā)射模塊與電能接收模塊無線連接，第一信息收發(fā)模塊與第二信息收發(fā)模塊無線連接，實(shí)現(xiàn)同時(shí)進(jìn)行電能和信號(hào)無線傳輸，且電能和信號(hào)傳輸穩(wěn)定，不易產(chǎn)生干擾，本裝置可應(yīng)該在不同領(lǐng)域，應(yīng)用范圍廣。
[0006]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)。
[0007]進(jìn)一步，所述電能發(fā)射模塊包括供電裝置、穩(wěn)壓電路、驅(qū)動(dòng)放大電路、LC串聯(lián)諧振電路和第一天線，所述供電裝置分別與所述穩(wěn)壓電路的輸入電端和驅(qū)動(dòng)放大電路的輸入電端連接，所述穩(wěn)壓電路的輸出電端與所述第一信息收發(fā)模塊的輸入電端連接，所述第一信息收發(fā)模塊的信號(hào)輸出端與所述驅(qū)動(dòng)放大電路的信號(hào)輸入端連接，所述驅(qū)動(dòng)放大電路的輸出電端與所述LC串聯(lián)諧振電路的輸入電端連接，所述LC串聯(lián)諧振電路的輸出電端與所述第一天線連接。
[0008]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:通過供電裝置、穩(wěn)壓電路、驅(qū)動(dòng)放大電路、LC串聯(lián)諧振電路和第一天線協(xié)調(diào)運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)將直流電能高效率地轉(zhuǎn)換為發(fā)射功率信號(hào)，提升電能傳輸效率，降低電能傳輸損耗。
[0009]進(jìn)一步，所述第一信息收發(fā)模塊包括第一信息裝置、第一處理器、第一調(diào)制電路和第一解調(diào)電路，所述第一信息裝置與所述第一處理器連接，所述第一處理器的輸入電端與所述穩(wěn)壓電路的輸出電端連接，所述第一處理器的信號(hào)輸入端與所述第一解調(diào)電路的信號(hào)輸出端連接，所述第一解調(diào)電路的信號(hào)輸入端與所述第一天線連接，所述第一處理器的信號(hào)輸出端與所述第一調(diào)制電路的信號(hào)輸入端連接，所述第一調(diào)制電路的信號(hào)輸出端與所述驅(qū)動(dòng)放大電路的信號(hào)輸入端連接。
[0010]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:通過第一信息裝置、第一處理器、第一調(diào)制電路和第一解調(diào)電路協(xié)調(diào)運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)將外界傳來的語音信號(hào)調(diào)制編碼轉(zhuǎn)化為機(jī)器所能識(shí)別的機(jī)器語言，并在第一處理器內(nèi)儲(chǔ)存與傳輸，通過第一天線實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸，傳輸效率高，抗干擾能力強(qiáng)。
[0011]進(jìn)一步，所述電能接收模塊包括第二天線、LC并聯(lián)諧振電路、整流濾波電路和負(fù)載，所述第二天線、LC并聯(lián)諧振電路、整流濾波電路和負(fù)載依次串聯(lián)，所述第二天線與所述第一天線無線連接。
[0012]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:通過第二天線、LC并聯(lián)諧振電路、整流濾波電路協(xié)調(diào)運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)將功率信號(hào)轉(zhuǎn)化為電能，并對(duì)電能進(jìn)行整流濾波，實(shí)現(xiàn)將電能的穩(wěn)定輸出至負(fù)載，電能轉(zhuǎn)化效率高，降低電能損耗。
[0013]進(jìn)一步，所述第二信息收發(fā)模塊包括第二調(diào)制電路、第二處理器、第二信息裝置和第二解調(diào)電路，所述第二調(diào)制電路的信號(hào)輸入端與所述第二天線連接，所述第二調(diào)制電路的信號(hào)輸出端與所述第二處理器的信號(hào)輸入端連接，所述第二處理器與所述第二信息裝置連接，所述第二處理器的信號(hào)輸出端與所述第二解調(diào)電路的信號(hào)輸入端連接，所述第二解調(diào)電路的信號(hào)輸出端與所述整流濾波電路的信號(hào)輸入端連接。
[0014]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:通過第二調(diào)制電路、第二處理器、第二信息裝置和第二解調(diào)電路協(xié)調(diào)運(yùn)作，將接收的機(jī)器語言通過調(diào)制解調(diào)轉(zhuǎn)化為人類可識(shí)別的語音信號(hào)，通過第二天線實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸，傳輸效率高，抗干擾能力強(qiáng)。
[0015]進(jìn)一步，所述第一信息裝置和第二信息裝置均包括MOSFET驅(qū)動(dòng)電路、MOSFET管Ql?Q2，電感LI?L2、電容Cl?C5、二極管Dl?D6和單片機(jī)解碼電路，所述MOSFET驅(qū)動(dòng)電路分別與所述MOSFET管Ql的柵極和MOSFET管Q2的柵極連接，所述MOSFET管Ql的漏極接入VCC，所述MOSFET管Ql的源極與所述MOSFET管Q2的漏極連接，所述MOSFET管Q2的源極接地；所述電感LI的一端與所述MOSFET管Q2的漏極連接，所述電感LI的另一端與所述電容C3的一端連接，所述電容Cl與所述電感LI并聯(lián)，所述電容C3的另一端接地，所述電容C2的一端與所述電容C3的一端連接，所述電容C2的另一端接入VCC ;所述電感L2置于所述電容C3和電容C2的一側(cè)，所述電感L2的一端與所述二極管Dl的正極和二極管D3的負(fù)極連接，所述電感L2的另一端與所述二極管D2的正極和二極管D4的負(fù)極連接，所述二極管Dl的負(fù)極與所述二極管D2的負(fù)極連接，所述二極管D3的正極與所述二極管D4的正極連接，所述二極管D5的正極與所述二極管D2的負(fù)極連接，所述二極管D5的負(fù)極與所述二極管D4的正極連接，所述二極管D6的正極與所述二極管D2的負(fù)極連接，所述二極管D6的負(fù)極與所述電容C5的一端連接，所述電容C5的另一端與所述二極管D4的正極連接，所述單片機(jī)解碼電路與所述電容C5的兩端連接。
[0016]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:由處理器產(chǎn)生PffM波，經(jīng)MOSFET驅(qū)動(dòng)電路放大后，作用于MOSFET管Ql?Q2，MOSFET管Ql?Q2相互導(dǎo)通，將直流電轉(zhuǎn)換成交流電，使電感LI產(chǎn)生磁場(chǎng)；接收部分的電感L2在磁場(chǎng)中產(chǎn)生交流電，經(jīng)二極管Dl至二極管D6組成的整流橋后轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡D(zhuǎn)化為電能，通過處理器實(shí)現(xiàn)信息傳輸，再經(jīng)過單片機(jī)解碼電路轉(zhuǎn)化為人們所熟悉的語言，轉(zhuǎn)化效率高。
[0017]進(jìn)一步，所述二極管D5為發(fā)光二極管。
[0018]進(jìn)一步，還包括配電室、主機(jī)室、監(jiān)控室和充電終端，所述電能發(fā)射模塊和第一信息收發(fā)模塊均處于所述主機(jī)室內(nèi)，所述電能接收模塊和第二信息收發(fā)模塊均處于所述充電終端內(nèi)，所述配電室與所述主機(jī)室內(nèi)的電能發(fā)射模塊的輸入電端連接，所述監(jiān)控室與所述主機(jī)室內(nèi)的第一信息收發(fā)模塊連接。
[0019]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:配電室傳輸電能到主機(jī)室，通過無線傳輸介質(zhì)傳送到需要充電的終端，通過終端返回信號(hào)，顯示汽車充電的多少，放回到主機(jī)室，進(jìn)行智能收費(fèi)，監(jiān)控室實(shí)時(shí)監(jiān)控汽車充電安全以及充電多少，還可返回充電的時(shí)間，提升用戶充電的便利性，使得汽車充電更加智能化。
[0020]進(jìn)一步，還包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)和閱讀器，所述電能接收模塊和第二信息收發(fā)模塊均處于所述節(jié)點(diǎn)內(nèi)，所述電能發(fā)射模塊和第一信息收發(fā)模塊處于所述閱讀器內(nèi)，多個(gè)所述節(jié)點(diǎn)均與所述閱讀器無線連接，所述閱讀器與外部主干網(wǎng)絡(luò)連接。
[0021]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:通過天線發(fā)射出的電磁波來給充電節(jié)點(diǎn)無線充電，在無線充電的同時(shí)閱讀器也負(fù)責(zé)跟充電節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線通信，以此來獲取充電節(jié)點(diǎn)得到的傳感器數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)電能和信號(hào)的傳輸，傳輸效率高。
【附圖說明】
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