专利名称：非接触式无线供电的时钟显示装置及带时钟显示的风扇的制作方法
技术领域：
本发明涉及信号传输领域，尤其涉及一种非接触式无线供电的时钟显示装置及带时钟显示的风扇。
背景技术：
众所周知，电能可以转换成电磁波，在空间中辐射并被接收，进而可以再次被转换成电能。这种采用电磁波进行能量传输的技术是通过天线发送和接收的原理，能够实现极高的传输功率，这种无线传输电力的方式不必使用电力线，节省了繁琐的布线工作。例如 2009年1月14日公开的中国发明申请CN101345438A(申请号200810198233. 1)提供了一种无线供电装置，包括一能量发送单元，包括一开关驱动电路以及一发送端感应元件，用以将电能转换为电磁波，并将该电磁波发送出去；以及一能量接收单元，包括一接收端感应元件以及一修整转换模块，用以接收该电磁波并转换为交流电压电流波，再经该修整转换模块转换成为电压值正确的电压源。该专利提供的无线供电装置能量发送单元能够将电能转换为电磁波，能量接收单元接收该电磁波并将其转换成电压值正确的电压源，能量发送单元与能量接收单元以无线的方式进行连接，该无线供电装置以电磁波的形式发送能量， 能够大大提高非接触式电源的能量转换效率。现有的电子时钟显示装置往往是采用直接供电的模式，电能信号直接提供给显示单元以显示时间，这种直接供电的模式使得电子时钟显示装置仅具有时间显示的单一功能。如果在其他设备上附加电子时钟显示功能时，受设备结构影响在布线及电路设计方面会比较繁琐，甚至无法实现。如果能采用无线供电的模式实现时钟显示，将会很好地解决该问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种非接触式无线供电的时钟显示装置及带时钟显示的风扇。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种非接触式无线供电的时钟显示装置，包括发射端和接收端；所述发射端包括依次连接的实时时钟模块、发射端主控模块和电磁波发射模块；所述接收端包括电磁波接收模块、稳压模块、接收端主控模块和显示模块；所述电磁波接收模块的第一输出端连接所述稳压模块的输入端，所述稳压模块的输出端连接所述接收端主控模块的第一输入端，所述电磁波接收模块的第二输出端连接所述接收端主控模块的第二输入端，所述主控芯片的输出端连接所述显示模块；所述发射端的实时时钟模块将当前时间数据发送给所述发射端主控模块，发射端主控模块将该时间数据与电能调制为电磁波并通过电磁波发射模块向外发射；所述接收端的电磁波接收模块接收电磁波，并将接收到的电磁波转换为谐波并整形为方波，该方波经电磁波接收模块的第一输出端传送给所述稳压模块，所述稳压模块对所述方波进行稳压成为稳定的电压源给所述接收端主控模块供电；所述方波还经电磁波接收模块的第二输出端传送给所述接收端主控模块的第二输入端，所述接收端主控模块对所述方波中的时间数据进行识别解调，并控制显示模块显示该时间数据。其中，所述显示模块包括时钟显示单元、分钟显示单元和设置在时钟显示单元与分钟显示单元之间的分隔单元，所述时钟显示单元和分钟显示单元均包括两组LED指示灯组，每组LED指示灯组由LED指示灯排布成“曰”字形，所述分隔单元由LED指示灯排布成冒号形状，所述显示模块显示时间数据时，所述接收端主控模块控制相应位置处的LED指示灯点亮。其中，所述显示模块包括时钟显示单元和分钟显示单元，所述时钟显示单元和分钟显示单元均包括十二组LED指示灯组，所述时钟显示单元与所述分钟显示单元呈同心圆设置，所述LED指示灯组按传统的时钟刻度沿圆周均勻排布，所述显示模块显示时间数据时，所述接收端主控模块控制相应位置处的LED指示灯点亮。其中，所述时钟显示单元的LED指示灯颜色与所述分钟显示单元的LED指示灯颜色不同。其中，所述电磁波发射模块包括发射线圈，所述电磁波接收模块包括接收线圈，所述发射线圈和接收线圈相对布置，且两者之间距离不超过2cm。为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是提供一种带时钟显示的风扇，包括底座、风腔、出风口和时钟显示装置，所述风腔固定在底座上，所述出风口连接风腔形成气体的流动通道，所述时钟显示装置包括发射端和接收端；所述发射端包括依次连接的实时时钟模块、发射端主控模块和电磁波发射模块；所述接收端包括电磁波接收模块、 稳压模块、接收端主控模块和显示模块；所述电磁波接收模块的第一输出端连接所述稳压模块的输入端，所述稳压模块的输出端连接所述接收端主控模块的第一输入端，所述电磁波接收模块的第二输出端连接所述接收端主控模块的第二输入端，所述主控芯片的输出端连接所述显示模块；所述实时时钟模块和发射端主控模块设置于底座中，所述电磁波发射模块设置在风腔上边缘；所述电磁波接收模块设置在出风口下边缘，与所述电磁波发射模块相对应，所述稳压模块和接收端主控模块设置在底座中，所述显示模块设置在出风口外边缘；所述发射端的实时时钟模块将当前时间数据发送给所述发射端主控模块，发射端主控模块将该时间数据与电能调制为电磁波并通过电磁波发射模块向外发射；所述接收端的电磁波接收模块接收电磁波，并将接收到的电磁波转换为谐波并整形为方波，该方波经电磁波接收模块的第一输出端传送给所述稳压模块，所述稳压模块对所述方波进行稳压成为稳定的电压源给所述接收端主控模块供电；所述方波还经电磁波接收模块的第二输出端传送给所述接收端主控模块的第二输入端，所述接收端主控模块对所述方波中的时间数据进行识别解调，并控制显示模块显示该时间数据。其中，所述显示模块包括时钟显示单元、分钟显示单元和设置在时钟显示单元与分钟显示单元之间的分隔单元，所述时钟显示单元和分钟显示单元均包括两组LED指示灯组，每组LED指示灯组由LED指示灯排布成“曰”字形，所述分隔单元由LED指示灯排布成冒号形状，所述显示模块显示时间数据时，所述接收端主控模块控制相应位置处的LED指示灯点亮。其中，所述显示模块包括时钟显示单元和分钟显示单元，所述时钟显示单元和分钟显示单元均包括十二组LED指示灯组，所述时钟显示单元与所述分钟显示单元呈同心圆设置，所述LED指示灯组按传统的时钟刻度沿所述出风口圆周均勻排布，所述显示模块显示时间数据时，所述接收端主控模块控制相应位置处的LED指示灯点亮。其中，所述时钟显示单元的LED指示灯颜色与所述分钟显示单元的LED指示灯颜色不同。其中，所述电磁波发射模块包括发射线圈，所述电磁波接收模块包括接收线圈，所述发射线圈和接收线圈相对布置，且两者之间距离不超过2cm。本发明的有益效果是区别于现有技术的时钟显示装置为直接供电模式，导致其在其他设备上的应用受到限制，本发明提供一种非接触式无线供电的时钟显示装置，在发射端将时间数据和电能调制为方波并以电磁波的形式发射，在接收端接收到该电磁波后， 对电磁波进行整形稳压成为稳定的电压源为主控模块供电，主控模块对电磁波中的时间数据进行识别解调为相应的数据，作为时间数据通过显示模块指示出来。本发明实现了时钟显示装置的非接触式无线供电，发射端与接收端分离，包含有显示模块的接收端可以灵活地设置在需要使用的地方，应用灵活，信号的传输通过电磁波完成，传输效率高。另外本发明的信号传输为单向通讯过程，对比常用的采用射频模块进行信号传输的模式，成本更低。
图1是本发明时钟显示装置的结构框图；图2是本发明时钟显示装置显示模块的结构图；图3是本发明时钟显示装置显示模块另一实施例的结构图；图4是本发明电磁波在加载不同数据时的波形图；图5是本发明带时钟显示的风扇的结构图；图6是图5的侧向局部剖视图；图7是图6中A处局部放大图；图8是本发明带时钟显示的风扇的电路框图；图9是图6中B处局部放大图。
具体实施例方式为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。请参阅图1，本发明提供一种非接触式无线供电的时钟显示装置，包括发射端1和接收端2 ；发射端1包括依次连接的实时时钟模块11、发射端主控模块12和电磁波发射模块13 ；接收端2包括电磁波接收模块23、稳压模块21、接收端主控模块22和显示模块M ； 所述电磁波接收模块23的第一输出端连接所述稳压模块21的输入端，所述稳压模块21的输出端连接所述接收端主控模块22的第一输入端，所述电磁波接收模块23的第二输出端连接所述接收端主控模块22的第二输入端，所述主控模块22的输出端连接所述显示模块 24。发射端1的实时时钟模块11为低功耗、高精度的计时电路，可以在主电源停止供电时，继续维持计时，并在主控模块需要时，提供当前准确的时间。该计时电路在电子表、电子钟、电脑主板等多种产品中有成熟的应用，本发明中不再重点说明其原理和实例。实时时钟模块11将当前时间数据发送给发射端主控模块12，发射端主控模块12将时间数据与电能进行脉冲宽度调制(PWM)，在电磁波发射模块13中形成方波振荡，产生电磁波向外发射。接收端2的电磁波接收模块23接收电磁波，并将接收到的电磁波转换为谐波并整形为方波，该方波的振幅、频率和占空比与发射端的方波成严格正比，该方波经电磁波接收模块23的第一输出端传送给所述稳压模块21，所述稳压模块21对所述方波进行稳压，该方波成为稳定的电压源给所述接收端主控模块22供电；所述方波还经电磁波接收模块23的第二输出端传送给所述接收端主控模块22的第二输入端，所述接收端主控模块22对所述方波中的时间数据进行识别解调，并控制显示模块M显示该时间数据。区别于现有技术的时钟显示装置为直接供电模式，导致其在其他设备上的应用受到限制，本发明提供一种非接触式无线供电的时钟显示装置，在发射端将时间数据和电能调制为方波并以电磁波的形式发射，在接收端接收到该电磁波后，对电磁波进行整形稳压成为稳定的电压源为主控模块供电，主控模块对电磁波中的时间数据进行识别解调为相应的数据，作为时间数据通过显示模块指示出来。本发明实现了时钟显示装置的非接触式无线供电，发射端与接收端分离，包含有显示模块的接收端可以灵活地设置在需要使用的地方，应用灵活，信号的传输通过电磁波完成，传输效率高。另外本发明的信号传输为单向通讯过程，对比常用的采用射频模块进行信号传输的模式，成本更低。参阅图2，本发明的一个实施例中，显示模块M包括时钟显示单元Ml、分钟显示单元242和分隔单元M3，分割单元243设置在时钟显示单元241与分钟显示单元242之间，所述时钟显示单元241和分钟显示单元242均包括两组LED指示灯组，每组LED指示灯组由LED指示灯排布成“曰”字形，所述分隔单元M3由LED指示灯排布成冒号形状，所述显示模块显示时间数据时，所述接收端主控模块22控制相应位置处的LED指示灯点亮。例如图2中显示的时间为12:34，时钟显示单元241的第一位数为1，则接收端主控模块22控制该数字对应的LED指示灯组的右边一排LED灯点亮，其他LED灯熄灭，当需要显示为其他数字时，其控制方式等同类推。 参阅图3，在本发明的另一实施例中，显示模块M包括时钟显示单元241和分钟显示单元M2，所述时钟显示单元241和分钟显示单元242均包括十二组LED指示灯组，所述时钟显示单元241与所述分钟显示单元242呈同心圆设置，所述LED指示灯组按传统的时钟刻度沿圆周均勻排布，所述显示模块M显示时间数据时，接收端主控模块22控制相应位置处的LED指示灯组点亮。图3中所示时钟显示单元241在圆周内圈，分钟显示单元242在圆周外圈，在另外的实施方式中，时钟显示单元241和分钟显示单元242可以集成在一个圆周上，在一个时刻处以不同颜色的LED指示灯组代表时或分。显示模块M在显示时间时， 接收端主控模块22控制时钟显示单元Ml中的代表当前时刻和分钟显示单元M2中代表当前分钟的LED指示灯组点亮。在本发明具体实施例中，电磁波发射模块13包括发射线圈，电磁波接收模块23包括接收线圈，发射线圈和接收线圈相对布置，且两者之间距离不超过2cm，提高能量传输效率和波形抗干扰能力。本发明中，发射端主控模块12对时间数据和电能进行调制的方式有多种规则，可以有设计者按需求设定，以下结合图4提供一种调制规则的实例。方波中高电平的时间为 T0，低电平的时间为Tl，波形周期T2 = T0+T1。无数据时的波形时钟周期T2较短，数据位为“0”的波形时钟周期T2较快，数据位为“1”的波形时钟周期T2最长，为了减少干扰引起的误判，同一个数据位连发3次，取两次以上相同的数据为可信数据，并且每一个数据位之间，插入若干个无数据位。根据这种规则，发射端主控模块12将获得的时间数据调制为频率不同的方波。而在接收端2，电磁波接收模块23将接收到的电磁波还原成方波并传送给接收端主控模块22，接收端主控模块22利用I/O 口中断检测接收到的方波的上升沿和下降沿，从而计算出每个方波的周期时间T2，此时得到的周期时间T2与发射端1发射的方波周期严格成正比，只是相位稍有延后而已。根据不同的时钟周期T2，接收端主控模块就可以识别出方波中所包含的数据，然后再根据调制规则解调为相应的数据，并作为时钟数据，通过显示模块指示出来。由于在同等条件下，电磁波频率降低时，能量的转换效率也会相应降低，为了保证接收端供电的稳定，当电磁波频率降低时，需要适时的提高高电平的占空比T0/T1。参阅图5至图8，本发明还提供一种带时钟显示的风扇，包括底座30、风腔40、出风口 50和时钟显示装置，所述风腔40固定在底座30上，所述出风口 50连接风腔40形成气体的流动通道，风腔40内设置有涡轮风扇将气流通过风腔的进气孔吸入风腔40，形成高速高压气体，从出风口 50吹出，形成风量很大的气流。所述时钟显示装置包括发射端1和接收端2 ；发射端1包括依次连接的实时时钟模块11、发射端主控模块12和电磁波发射模块13 ；接收端2包括电磁波接收模块23、稳压模块21、接收端主控模块22和显示模块M ； 所述电磁波接收模块23的第一输出端连接所述稳压模块21的输入端，所述稳压模块21的输出端连接所述接收端主控模块22的第一输入端，所述电磁波接收模块23的第二输出端连接所述接收端主控模块22的第二输入端，所述主控模块22的输出端连接所述显示模块 24。所述实时时钟模块11和发射端主控模块12设置于底座30中，所述发射端主控模块12还作为风扇的主控模块，连接有按键输入模块121和/或红外输入模块122，可根据用户的设置控制风扇的工作模式，按键输入模块121和/或红外输入模块122可以作为调整时间、定时等功能控制输入，也可作为风扇的风量、摇头、开关机等功能的控制输入。所述电磁波发射模块13设置在风腔40上边缘；所述电磁波接收模块23设置在出风口 50下边缘，与所述电磁波发射模块13相对应，在具体实施例中，电磁波发射模块13包括发射线圈， 电磁波接收模块23包括接收线圈，发射线圈和接收线圈相对布置，且两者之间距离不超过 2cm,以提高能量传输效率和波形抗干扰能力。所述稳压模块21和接收端主控模块22设置在底座30中，所述显示模块M设置在出风口 50外边缘。实时时钟模块11将当前时间数据发送给所述发射端主控模块12，发射端主控模块12将该时间数据与电能调制为电磁波并通过电磁波发射模块13向外发射；电磁波接收模块23接收电磁波，并将接收到的电磁波转换为谐波并整形为方波，该方波传送给所述稳压模块21经稳压成为稳定的电压源给所述接收端主控模块22供电；所述方波还经电磁波接收模块23的第二输出端传送给接收端主控模块22，接收端主控模块22对所述方波中的时间数据进行识别解调，并控制显示模块M显示该时间数据。本发明的带时钟显示的风扇很好地将时钟显示装置与风扇有机结合起来，显示模块设置在出风口边缘，除了能显示时间外，还可指示出风口的位置，防止在黑暗的环境中人手误伸进出风口内造成人身事故伤害。采用电磁波传递能量的方式为时钟显示单元的接收端供电，能量传递效率高，时钟信号的传输为单向传输，成本较低。参阅图2，在一实施例中，所述显示模块包括时钟显示单元Ml、分钟显示单元242 和设置在时钟显示单元241与分钟显示单元242之间的分隔单元M3，所述时钟显示单元 241和分钟显示单元242均包括两组LED指示灯组，每组LED指示灯组由LED指示灯排布成 “曰”字形，所述分隔单元M3由LED指示灯排布成冒号形状，所述显示模块M显示时间数据时，所述接收端主控模块22控制相应位置处的LED指示灯点亮。显示模块M横向布置在出风口的边缘，其具体的设置方式不再赘述。在图5所示的实施例中，显示模块M沿所述出风口圆周均勻排布，包括时钟显示单元241和分钟显示单元M2，所述时钟显示单元241和分钟显示单元242均包括十二组 LED指示灯组，所述时钟显示单元241与所述分钟显示单元242呈同心圆设置，所述LED指示灯组按传统的时钟刻度沿圆周均勻排布，所述显示模块M显示时间数据时，接收端主控模块22控制相应位置处的LED指示灯组点亮。参阅图9，时钟显示单元241在圆周内圈，分钟显示单元242在圆周外圈。显示模块M在显示时间时，接收端主控模块22控制时钟显示单元Ml中的代表当前时刻和分钟显示单元M2中代表当前分钟的LED指示灯组点亮。 在一实施例中，时钟显示单元241和分钟显示单元242中的LED指示灯采用不同的颜色，例如时钟显示单元241中的LED指示灯采用红色LED，分钟显示单元242中的LED指示灯采用蓝色LED。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
1.一种非接触式无线供电的时钟显示装置，其特征在于，包括发射端和接收端； 所述发射端包括依次连接的实时时钟模块、发射端主控模块和电磁波发射模块； 所述接收端包括电磁波接收模块、稳压模块、接收端主控模块和显示模块；所述电磁波接收模块的第一输出端连接所述稳压模块的输入端，所述稳压模块的输出端连接所述接收端主控模块的第一输入端，所述电磁波接收模块的第二输出端连接所述接收端主控模块的第二输入端，所述主控芯片的输出端连接所述显示模块；所述发射端的实时时钟模块将当前时间数据发送给所述发射端主控模块，发射端主控模块将该时间数据与电能调制为电磁波并通过电磁波发射模块向外发射；所述接收端的电磁波接收模块接收电磁波，并将接收到的电磁波转换为谐波并整形为方波，该方波经电磁波接收模块的第一输出端传送给所述稳压模块，所述稳压模块对所述方波进行稳压成为稳定的电压源给所述接收端主控模块供电；所述方波还经电磁波接收模块的第二输出端传送给所述接收端主控模块的第二输入端，所述接收端主控模块对所述方波中的时间数据进行识别解调，并控制显示模块显示该时间数据。
2.根据权利要求1所述的非接触式无线供电的时钟显示装置，其特征在于所述显示模块包括时钟显示单元、分钟显示单元和设置在时钟显示单元与分钟显示单元之间的分隔单元，所述时钟显示单元和分钟显示单元均包括两组LED指示灯组，每组LED指示灯组由 LED指示灯排布成“曰”字形，所述分隔单元由LED指示灯排布成冒号形状，所述显示模块显示时间数据时，所述接收端主控模块控制相应位置处的LED指示灯点亮。
3.根据权利要求1所述的非接触式无线供电的时钟显示装置，其特征在于所述显示模块包括时钟显示单元和分钟显示单元，所述时钟显示单元和分钟显示单元均包括十二组 LED指示灯组，所述时钟显示单元与所述分钟显示单元呈同心圆设置，所述LED指示灯组按传统的时钟刻度沿圆周均勻排布，所述显示模块显示时间数据时，所述接收端主控模块控制相应位置处的LED指示灯点亮。
4.根据权利要求3所述的非接触式无线供电的时钟显示装置，其特征在于所述时钟显示单元的LED指示灯颜色与所述分钟显示单元的LED指示灯颜色不同。
5.根据权利要求1-4任一项所述的非接触式无线供电的时钟显示装置，其特征在于 所述电磁波发射模块包括发射线圈，所述电磁波接收模块包括接收线圈，所述发射线圈和接收线圈相对布置，且两者之间距离不超过2cm。
6.一种带时钟显示的风扇，其特征在于，包括底座、风腔、出风口和时钟显示装置，所述风腔固定在底座上，所述出风口连接风腔形成气体的流动通道，所述时钟显示装置包括发射端和接收端；所述发射端包括依次连接的实时时钟模块、发射端主控模块和电磁波发射模块； 所述接收端包括电磁波接收模块、稳压模块、接收端主控模块和显示模块；所述电磁波接收模块的第一输出端连接所述稳压模块的输入端，所述稳压模块的输出端连接所述接收端主控模块的第一输入端，所述电磁波接收模块的第二输出端连接所述接收端主控模块的第二输入端，所述主控芯片的输出端连接所述显示模块；所述实时时钟模块和发射端主控模块设置于底座中，所述电磁波发射模块设置在风腔上边缘；所述电磁波接收模块设置在出风口下边缘，与所述电磁波发射模块相对应，所述稳压模块和接收端主控模块设置在底座中，所述显示模块设置在出风口外边缘；所述发射端的实时时钟模块将当前时间数据发送给所述发射端主控模块，发射端主控模块将该时间数据与电能调制为电磁波并通过电磁波发射模块向外发射；所述接收端的电磁波接收模块接收电磁波，并将接收到的电磁波转换为谐波并整形为方波，该方波经电磁波接收模块的第一输出端传送给所述稳压模块，所述稳压模块对所述方波进行稳压成为稳定的电压源给所述接收端主控模块供电；所述方波还经电磁波接收模块的第二输出端传送给所述接收端主控模块的第二输入端，所述接收端主控模块对所述方波中的时间数据进行识别解调，并控制显示模块显示该时间数据。
7.根据权利要求6所述的带时钟显示的风扇，其特征在于所述显示模块包括时钟显示单元、分钟显示单元和设置在时钟显示单元与分钟显示单元之间的分隔单元，所述时钟显示单元和分钟显示单元均包括两组LED指示灯组，每组LED指示灯组由LED指示灯排布成“曰”字形，所述分隔单元由LED指示灯排布成冒号形状，所述显示模块显示时间数据时， 所述接收端主控模块控制相应位置处的LED指示灯点亮。
8.根据权利要求6所述的带时钟显示的风扇，其特征在于所述显示模块包括时钟显示单元和分钟显示单元，所述时钟显示单元和分钟显示单元均包括十二组LED指示灯组， 所述时钟显示单元与所述分钟显示单元呈同心圆设置，所述LED指示灯组按传统的时钟刻度沿所述出风口圆周均勻排布，所述显示模块显示时间数据时，所述接收端主控模块控制相应位置处的LED指示灯点亮。
9.根据权利要求8所述的带时钟显示的风扇，其特征在于所述时钟显示单元的LED 指示灯颜色与所述分钟显示单元的LED指示灯颜色不同。
10.根据权利要求6-9任一项所述的带时钟显示的风扇，其特征在于所述电磁波发射模块包括发射线圈，所述电磁波接收模块包括接收线圈，所述发射线圈和接收线圈相对布置，且两者之间距离不超过2cm。
全文摘要
本发明公开了一种非接触式无线供电的时钟显示装置及带时钟显示的风扇。所述时钟显示装置在发射端将时间数据和电能调制为方波并以电磁波的形式发射，在接收端接收到该电磁波后，对电磁波进行整形稳压成为稳定的电压源为主控模块供电，主控模块对电磁波中的时间数据进行识别解调为相应的数据，作为时间数据通过显示模块指示出来。本发明实现了时钟显示装置的非接触式无线供电，发射端与接收端分离，包含有显示模块的接收端可以灵活地设置在需要使用的地方，应用灵活，信号的传输通过电磁波完成，传输效率高。另外本发明的信号传输为单向通讯过程，对比常用的采用射频模块进行信号传输的模式，成本更低。
文档编号F04D25/08GK102323746SQ20111013114
公开日2012年1月18日 申请日期2011年5月19日 优先权日2011年5月19日
发明者郑朴丰 申请人:福州核心电子科技有限公司