一种车用无线传输系统及传输方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆能量传输领域，尤其涉及一种车用无线传输系统及传输方法。
【背景技术】
[0002]汽车接插件是目前汽车市场上普遍使用的一种部件。它的作用非常单纯:在电路内被阻断处或孤立不通的电路之间，架起沟通的桥梁，使电流流通，使电路实现预定的功能，从而控制车身的设备动作。然而，由于接插件的硬件接口不同，使用场合限制以及存在使用寿命问题所带来的安全隐患大大限制了其相关产业的发展。汽车有线接插件在自身设计以及应用方面存在以下不足:
[0003]1.硬件接口种类繁多，不同汽车产品对接插件有不同的标准要求，造成了有线接插件在物理层面各不统一，这对汽车相关产品的设计和生产方面带来了麻烦即不得不考虑有线接插件在物理面的形状尺寸；
[0004]2.使用场合存在很多限制，有线接插件存在导线连接部分，然而某些汽车部件需要非常良好的密封，或者某些汽车部件的安装位置不方便连接线的走线，这对汽车相关部件的设计安装以及走线问题是比较大的挑战；
[0005]存在使用寿命问题，有线接插件存在导线部分的连接，在和汽车运动机械部分的连接方面，随着汽车机械部件的运动，机械部件会带动导线的拉伸和缩放，这会降低接插件部分的连接可靠性，甚至带来安全隐患问题。
[0006]因此，已逐渐开发出了无线信号传输或能量传输的传输方式，但无论是哪种传输方式，仍无法完全摆脱有线传输能量或信号的媒介。
[0007]因此，需要一种新型的连接车内导线及各部件的传输方式。
【发明内容】
[0008]为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种车用无线传输系统，彻底摒弃了有线传输的传统模式，利用无线的接插件同时传输能量及控制信号。
[0009]本发明公开了一种车用无线传输系统，包括电源、发射模块及至少一个接收模块，所述电源向所述发射模块供应电能，每一所述接收模块连接一汽车环境检测装置，所述发射模块包括一发射线圈及主微控制单元，每一所述接收模块包括一接收线圈及次微控制单元；所述发射线圈谐振产生一磁场，并通过所述磁场将所述电能传输至所述接收线圈；所述接收线圈通过磁场耦合接收所述电能；所述主微控制单元产生一控制信号，并通过AM调制将所述控制信号加载至所述电能，所述电能携所述控制信号一同传输至所述接收线圈；所述次微控制单元通过AM解调分离所述控制信号，所述接收线圈将分离后的电能及控制信号传输至所述汽车环境检测装置。
[0010]优选地，所述汽车环境检测装置为温度传感器、雨量传感器、胎压传感器、阳光传感器、雷达检测装置，超声波检测装置，红外检测装置中的一种或多种。
[0011]优选地，所述发射线圈与连接有所述温度传感器的接收线圈的距离为60cm。
[0012]优选地，所述发射线圈与连接有所述雨量传感器的接收线圈的距离为55cm。
[0013]优选地，每一接收线圈与所述发射线圈的中心线的偏移角小于等于30°。
[0014]优选地，所述接收模块还包括:负载调制电路，所述发射模块还包括:负载解调电路，所述负载调制电路将所述汽车环境检测装置的状态信息从所述接收线圈反馈至所述发射线圈；所述负载解调电路将所述汽车环境检测装置的状态信息解调并发送至所述主微控制单元。
[0015]优选地，所述接收模块包括波形解析单元，解析所述控制信号并将解析后的控制信号发送至对应的汽车环境检测装置。
[0016]优选地，所述波形解析单元为硬件门控或1C芯片。
[0017]本发明还公开了一种车用无线传输系统的传输方法，所述传输系统包括发射模块及至少一个接收模块，包括以下步骤:S1:所述发射模块谐振产生一磁场，通过所述磁场将电能传输至接收模块；S2:所述发射模块通过AM调制将控制信号加载至所述电能上，使所述接收模块同时接收所述电能及控制信号；S3:所述接收模块通过AM解调分离所述电能及控制信号，并将所述电能及控制信号传输至与所述接收模块连接的汽车环境检测装置。
[0018]优选地，还包括以下步骤:S4:所述接收模块通过负载调制将所述汽车环境检测装置的状态信息从所述接收线圈反馈至所述发射线圈；S5:所述发射模块通过负载调制将所述汽车环境检测装置的状态信息接收并解调。
[0019]采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果:
[0020]1.无线传输模式米用空间磁场传输，稳定性好。
[0021]2.由于采用电磁谐振技术，无线传输的有效距离可以达到米级，而且在线圈的位置要求上相对比较宽松，并且不需要发送与接收端线圈严格对齐。
[0022]3.维护方便，快捷，简单。
[0023]4.采取无线的空间磁场传输，不存在有线接插件的线接口，摆脱了有线接插件密集线束的弊端，同时由于没有直接的电气连接，前后级相互隔离，不会出现短路，信号串扰等错误，安全性高。
【附图说明】
[0024]图1为本发明无线传输系统中能量传输流程示意图；
[0025]图2为本发明无线传输系统中信号传输流程示意图；
[0026]图3为本发明无线传输系统中发射模块能量传输流程示意图；
[0027]图4为本发明无线传输系统中接收模块能量传输流程示意图；
[0028]图5为本发明一优选实施例中发射线圈与接受线圈设置的位置图；
[0029]图6为本发明一优选实施例中发射模块安装位置示意图。
【具体实施方式】
[0030]以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。
[0031]参阅图1至图4，分别为本发明无线传输系统中能量传输及信号传输流程示意图及发射模块和接收模块内部能量传输流程示意图。本发明中，车用无线传输系统包括有电源、发射模块及至少一个接收模块。电源与发射模块连接，并提供电力至发射模块。而每一接收模块与一汽车环境检测装置如温度传感器或雨量传感器连接，用于将电能或信号直接传送至汽车环境检测装置。为了使发射模块与接收模块间通过无线的方式传输，在发射模块内设置有一发射线圈及主微控制单元，每一接收模块内则设置有接收线圈及次微控制单元。电源发送电力至发射模块后，发射线圈将谐振产生一磁场，通过该磁场，可将发射线圈接收到的电力向外发送至接收线圈，接收线圈通过磁场耦合接收电能，从而完成无线传输能量的过程。电磁耦合谐振技术本质上是依靠磁场传递能量，通过谐振线圈间磁场的耦合，借助发射和接收线圈产生的共振实现能量的无线传输。同时与发射线圈连接的主微控制单元在磁场产生后，采用AM调制将其本身产生的控制信号加载到电能上，利用能量波形作为基波，在电能传输的同时，携带着控制信号一同传输到接收线圈。在接收线圈接收到控制信号后，与接收线圈连接的次微控制单元通过AM解调将控制信号从电能中分离，分离后的电能及控制信号随后被传输至汽车环境检测装置。
[0032]在上述实施例中，与接收模块连接的汽车环境检测装置为温度传感器或雨量传感器。可以理解的是，其他汽车环境检测装置如胎压传感器、阳光传感器、车外声音传感器、雷达检测装置，超声波检测装置，红外检测装置等设置在车身上或车体外部检测装置均可适用在本实施例中。由于这些汽车环境检测装置一般设置在车身上或车体外，与车内电源及中央控制单元有线连接时，必然会有部分电线穿过车体或直接裸露在外，造成危险。因此，本发明特别适用于上述汽车环境检测装置。
[0033]根据上述实施例中能量及信号的传输方式，在温度传感器和雨量传感器接收到了电能及控制信号，根据控制信号执行相应的操作如:开启、关闭、调温、调速等。为了了解相应的汽车环境检测装置是否已成功执行相应的操作，温度传感器和雨量传感器将把包含执行操作后的状态的状态信息发送至与其连接的次微控制单元，次微控制单元则对该状态信息进行负载调制，以负载调制波的形式从接收线圈反馈至发射线圈。