一种能量与信号共享通道无线传输系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种能量与信号共享通道无线传输系统。特别是涉及一种具有结构简单、易于实现、高可靠性、抗干扰能力强的电能与信号无线同步传输方法。
【背景技术】
[0002]自从1840年发现利用电磁感应现象及导线可以传输电能至今，电能的传输主要是由导线直接接触进行传输的。电工设备的充电一般是通过插头和插座来进行，但是在进行大功率充电时，这种充电方式存在高压触电的危险。且由于存在摩擦和磨损，系统的安全性、可靠性及使用寿命较低，特别是在化工、采矿等一些易燃、易爆领域，极易引发大的事故。新型无线电能传输系统采用电磁感应原理、电力电子技术以及控制理论相结合，实现了电能的无线传输，完全克服了以上限制。
[0003]随着新型无线电能传输技术的成熟，其应用领域不断拓展，目前已经在轨道交通、移动机器人、特种设备、医疗器械、航空航天等领域获得应用。能量无线传输的广泛应用带来的就是对信号无线传输的需求，然而目前已有的无线通信技术由于受到强磁场的影响很难与无线电能传输技术相结合，使得无线电能传输技术的应用受到限制。
[0004]针对上述拖车问题，设计一种能量与信号共享通道无线传输系统尤为重要。这样不仅简化了设计流程，而且提高了系统可靠性和美观性。而且如果能量和信息能够利用一个线圈同步传输，就能更加简化设备复杂度，提高设备的电磁兼容能力。
[0005]本发明旨在克服了传统上电能无线传输与信号无线传输相互干扰的问题，提出电量与信号共享通道无线传输的设计理念，设计了结构简单、易于实现、高可靠性、抗干扰能力强的电能与信号共享通道无线传输方法。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是，提出了一种能量与信号共享通道无线传输系统，该方法具有结构简单、易于实现、高可靠性、抗干扰能力强的特点。
[0007]本发明所采用的技术方案是:一种能量与信号共享通道无线传输系统，包括DSP控制系统控制信号发生系统信号的幅值和频率，其特征在于，还设置有:信号发射系统向射频功放系统提供信号源，射频功放系统将接收到的信号源进行功率放大，经过功率放大的信号具有一定的电能，该电能经过电能与信号发射系统转化成高频磁能量无线发射出去，电能与信号接收系统用于接收电能与信号发射系统发出的高频磁能并将其变成高频电能，高频电能经过整流调压系统变成负载所需电能，同时该电能还向信号解调系统、控制系统提供所需电能。负载吸收电量并根据控制系统完成具体操作。
[0008]所述的DSP控制系统是能量与信号共享通道无线传输系统的核心部分之一，包括信号输入单元、DSP控制单元、串行通信单元。信号输入单元产生DSP控制单元的控制信号；DSP控制单元接收信号输入单元的信号，并通过串行通信单元将该信号传给信号发生系统，控制信号发生系统完成指定信号的产生。
[0009]所述的信号发生系统是能量与信号共享通道无线传输系统的核心部分之一，包括串行通信单元、DDS控制单元、DDS信号产生单元、信号调制单元。串行通信单元接收DSP控制系统发过来的控制指令，并将该指令信号接收给DDS控制单元，使DDS控制单元控制DDS信号产生单元产生指定频率的信号源；DDS控制单元还能根据串行通信单元的信号指令直接控制信号调节单元对DDS信号产生单元产生的信号源进行调幅控制，进行信号的调幅，已完成信号的传输。
[0010]本发明的一种能量与信号共享通道无线传输系统，该方法具有结构简单、易于实现、高可靠性、抗干扰能力强的特点。当系统通电工作后，电能以无线方式传到负载的同时，信号无线传输通道建立，当DSP控制系统发出控制指令后，该指令以无线方式传到负载侧控制系统使其控制负载执行相应动作。
【附图说明】
[0011]图1是设计系统的整体框图；
[0012]图2是DSP控制系统框图；
[0013]图3是信号发生系统框图。
【具体实施方式】
[0014]本发明提供一种结构简单、易于实现、高可靠性、抗干扰能力强的电能与信号无线同步传输方法。下面结合实施例和附图对本发明的电能与信号无线同步传输方法做出详细说明。
[0015]如图1所示，本发明的一种能量与信号共享通道无线传输系统，包括有DSP控制系统1，控制信号发生系统2的信号幅值和频率，其特征在于，还设置有:信号发射系统2向射频功放系统3提供信号源，射频功放系统3将接收到的信号源进行功率放大，经过功率放大的信号具有一定的电能，该电能经过电能与信号发射系统4转化成高频磁能量无线发射出去，电能与信号接收系统5用于接收电能与信号发射系统4发出的高频磁能并将其变成高频电能，高频电能经过整流调压系统6变成负载9所需电能，同时该电能还向信号解调系统7、控制系统8提供所需电能。负载9吸收电量并根据控制系统8完成具体操作。
[0016]如图2所示，所述的DSP控制系统I包括信号输入单元11、DSP控制单元12、串行通信单元13。信号输入单元11接收面板指令信号，并将该指令信号传输到DSP控制单元12，DSP控制单元12解释、执行面板指令信号，将控制指令通过串行通信单元13发给信号发射系统2。
[0017]如图3所示，所述的信号发射系统2包括串行通信单元21、DDS控制单元22、DDS信号产生单元23、信号调制单元24。串行通信单元21接收DSP控制系统I发过来的控制指令，并将该指令信号接收给DDS控制单元22，使DDS控制单元22控制DDS信号产生单元23产生指定频率的信号源；DDS控制单元22还能根据串行通信单元24的信号指令直接控制信号调节单元24对DDS信号产生单元23产生的信号源进行调幅控制，进行信号的调幅，已完成信号的传输。
[0018]以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有局限性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一。所以如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，采用其它形式的同类部件或其它形式的各部件布局方式，不经创造性的设计出与该技术方案相似的技术方案与实施例，均应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种能量与信号共享通道无线传输系统，包括DSP控制系统(I)，其特征在于，还设置有:信号发射系统(2)与射频功放系统(3)相连接，并向射频功放系统(3)提供频率和幅值可控的信号源，射频功放系统(3)将接收到的信号源进行功率放大，使经过功率放大的信号具有一定的电能，该电能经过电能与信号发射系统(4)转化成高频磁能量无线发射出去，电能与信号接收系统(5)用于接收电能与信号发射系统(4)发出的高频磁能并将其变成高频电能，高频电能经过整流调压系统(6)变成负载(9)所需电能，同时该电能还向信号解调系统(7)、控制系统(8)提供所需电能。2.根据权利要求1所述的一种能量与信号共享通道无线传输系统，其特征在于，DSP控制系统⑴包括信号输入单元(11)、DSP控制单元(12)、串行通信单元(13)，信号输入单元(11)与DSP控制单元(12)相连接，信号输入单元(11)接收面板指令信号，并将该指令信号传输到DSP控制单元(12)，DSP控制单元(12)与串行通信单元(13)相连接，DSP控制单元(12)解释、执行面板指令信号，将控制指令通过串行通信单元(13)发给信号发射系统(2)。3.根据权利要求1所述的一种能量与信号共享通道无线传输系统，其特征在于，信号发射系统(2)包括串行通信单元(21)、DDS控制单元(22)、DDS信号产生单元(23)、信号调制单元(24)，串行通信单元(21)与DDS控制单元(22)相连接，串行通信单元(21)接收DSP控制系统(I)发过来的控制指令，并将该指令信号接收给DDS控制单元(22)，使DDS控制单元(22)控制DDS信号产生单元(23)产生指定频率的信号源；DDS控制单元(22)与信号调制单元(24)相连接，还能根据串行通信单元(24)的信号指令直接控制信号调节单元(24)对DDS信号产生单元(23)产生的信号源进行调幅控制，进行信号的调幅，已完成信号的传输。
【专利摘要】本发明是一种能量与信号共享通道无线传输系统，主要包括DSP控制系统控制、信号发射系统、射频功放系统、电能与信号发射系统、电能与信号接收系统、整流调压系统、信号解调系统、控制系统、负载九个部分。该系统属于高频电磁理论工程与信号传输应用前沿交叉领域，解决了电能和信号无线同步传输的问题。本发明克服了传统上电能无线传输与信号无线传输相互干扰的问题，提出电量与信号共享通道无线传输的设计理念，设计了结构简单、易于实现、高可靠性、抗干扰能力强的电量与信号共享通道无线传输方法。
【IPC分类】H02J17/00, H04B7/00
【公开号】CN104901726
【申请号】CN201510337474
【发明人】薛明, 杨庆新
【申请人】天津工业大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月18日