CN102215046A

CN102215046A - 一种基于无线技术的通信滑环

Info

Publication number: CN102215046A
Application number: CN2011101760041A
Authority: CN
Inventors: 陈凡; 卫志农; 孙国强; 刘玉娟; 张伟; 韦延方; 杨雄; 袁阳; 陆子刚; 宗洪良
Original assignee: Hohai University HHU
Current assignee: Hohai University HHU
Priority date: 2011-06-28
Filing date: 2011-06-28
Publication date: 2011-10-12

Abstract

本发明公开了一种基于无线技术的通信滑环，属于通信技术领域。本发明的通信滑环包括定子通信单元的定子天线模块、第一无线收发控制模块、第一接口模块以及转子通信单元的转子天线模块、第二无线收发控制模块、第二接口模块；其中，定子系统通过第一接口模块与第一无线收发控制模块相连接，第一无线收发控制模块通过定子天线模块与转子通信单元进行数据通信；转子系统通过第二接口模块与第二无线收发控制模块相连接，第二无线收发控制模块通过转子天线与定子通信单元进行数据通信。本发明对于滑环的两侧利用无线射频信号构建底层物理连接通道进行数据交换，无需直接的物理接触，消除了因相对运动的摩擦、损耗、震动而给通信带来的不稳定因素。

Description

一种基于无线技术的通信滑环

技术领域

本发明涉及一种基于无线技术的通信滑环，属于通信技术领域。

背景技术

随着在线监测技术的发展，转动设备与固定设备之间的数据传输应用越来越多（电动机、发电机、雷达等），传统上都采用机械式多路机电滑环把转动部分与固定部分连接起来，进行数据交互。机电滑环本身性能有一定的局限性，如有摩擦力矩，寿命比较短，抗电磁干扰能力比较差等。

随着光电技术的发展，新研制出了光纤滑环，与机电滑环相比，光纤滑环无摩擦，寿命长，不受电磁干扰，无串扰和不辐射任何信号等优点，但光纤滑环也存在着致命的缺点，光传输对方向要求极高，滑环必须具有精密的结构，而旋转器件震动较大，导致光对准艰难、损耗较大、传输不稳定。目前国内使用的光纤滑环大多为进口产品，国内只有少数厂家能够研制可靠实用的产品。

另外，机电滑环和光纤滑环还存在着通道数目的限制，通道数目越多，滑环的体积越大，难以满足现代产品小型化的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了消除了因相对运动的摩擦、损耗、震动而给通信带来的不稳定因素，提供一种基于无线传输技术的通信滑环，主要用于转动部分和固定部分之间的实时通信，滑环的两侧利用无线射频信号构建底层物理连接通道进行数据交换，无需直接的物理接触。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于无线技术的通信滑环，包括定子通信单元、转子通信单元，所述定子通信单元包括定子天线模块、第一无线收发控制模块和第一接口模块，所述转子通信单元包括转子天线模块、第二无线收发控制模块、第二接口模块；其中，定子系统通过第一接口模块与第一无线收发控制模块相连接，第一无线收发控制模块通过定子天线模块与转子通信单元进行数据通信；转子系统通过第二接口模块与第二无线收发控制模块相连接，第二无线收发控制模块通过转子天线与定子通信单元进行数据通信。

优选的，本发明的一种基于无线技术的通信滑环，所述定子、转子天线模块均采用鞭状天线，其中转子天线模块与定子天线模块平行放置，且转子天线模块以定子天线模块为圆心旋转。

优选的，本发明的一种基于无线技术的通信滑环，所述定子、转子天线模块均采用PCB天线，其中转子天线模块与定子天线模块相对放置，两者几何中心点相对静止，转子天线模块围绕定子天线模块的中心点旋转。

进一步的，本发明的一种基于无线技术的通信滑环，所述第一、第二接口模块采用相同通信接口或不同通信接口。

进一步的，本发明的一种基于无线技术的通信滑环，所述第一接口模块包括CAN接口、RS485接口、RS232接口、SPI接口、IIC接口。

进一步的，本发明的一种基于无线技术的通信滑环，所述第二接口模块包括CAN接口、RS485接口、RS232接口、SPI接口、IIC接口。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、定子部分与转子部分无需物理接触，不存在磨损和维护问题，使用寿命长；

2、采用无线通信协议，传输速度快，在速度允许情况下可将多路信号融合在一路无线通道内，通道利用率高；

3、结构简单，安装方便，定子部分与转子部分相对位置要求不高。

附图说明

图1是本发明的无线滑环结构图；

图2为本发明采用鞭状天线时无线滑环安装图；

图3为本发明采用PCB天线时无线滑环安装图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明公开了一种基于无线技术的通信滑环，如图1所示，定子与转子部分均包括天线模块、无线收发控制模块和接口模块三个部分，定子与转子之间通过无线耦合，无需物理接触。无线收发控制模块为核心模块，负责对接口模块的数据和天线模块的数据进行编码、解码，从而实现无线协议和有限协议之间的转换。

天线模块是实现动静之间连接的关键模块，一般有两种实现方式：

图2所示为采用鞭状天线时无线滑环的安装示意图。安装时定子模块与转子模块的天线采用平行安装模式，且转子天线在旋转时以定子天线为圆心，相对距离基本不变，保持两者之间的无线电磁耦合磁场最大。

图3所示为采用PCB天线时无线滑环的安装示意图。安装时定子模块与转子模块的天线采用平行安装模式，旋转时两者几何中心点相对位置不变，转子天线绕其几何中心点旋转。

本发明通信滑环所采用的无线技术包括（但不限于）蓝牙（Bluetooth），紫蜂（Zigbee），无线局域网（WLAN），超宽带（UWB），射频识别（RFID）。

所述无线收发控制模块主要负责将待发送数据组织成无线协议所需报文，并通过高频网络耦合至天线模块，将天线模块接收来的无线报文解码得到所需数据。

所述接口模块主要负责通信滑环与转动部分、固定部分的连接，定子部分接口模块与转子部分接口模块可以采用相同通信接口，也可采用不同通信接口，所述通信接口包括（但不限于）CAN接口，RS485接口，RS232接口，SPI接口，IIC接口。

以上仅为本发明的较佳的实施例，任何对于本发明技术方案的等同替换的技术手段，均落在本发明的公开范围之内。

Claims

1.一种基于无线技术的通信滑环，其特征在于：包括定子通信单元、转子通信单元，所述定子通信单元包括定子天线模块、第一无线收发控制模块和第一接口模块，所述转子通信单元包括转子天线模块、第二无线收发控制模块、第二接口模块；其中，定子系统通过第一接口模块与第一无线收发控制模块相连接，第一无线收发控制模块通过定子天线模块与转子通信单元进行数据通信；转子系统通过第二接口模块与第二无线收发控制模块相连接，第二无线收发控制模块通过转子天线与定子通信单元进行数据通信。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线技术的通信滑环，其特征在于：所述定子、转子天线模块均采用鞭状天线，其中转子天线模块与定子天线模块平行放置，且转子天线模块以定子天线模块为圆心旋转。

3.根据权利要求1所述的一种基于无线技术的通信滑环，其特征在于：所述定子、转子天线模块均采用PCB天线，其中转子天线模块与定子天线模块相对放置，两者几何中心点相对静止，转子天线模块围绕定子天线模块的中心点旋转。

4.根据权利要求1所述的一种基于无线技术的通信滑环，其特征在于：所述第一、第二接口模块采用相同通信接口或不同通信接口。

5.根据权利要求1或4所述的一种基于无线技术的通信滑环，其特征在于：所述第一接口模块包括CAN接口、RS485接口、RS232接口、SPI接口、IIC接口。

6.根据权利要求1或4所述的一种基于无线技术的通信滑环，其特征在于：所述第二接口模块包括CAN接口、RS485接口、RS232接口、SPI接口、IIC接口。