CN106329735A - 非接触供电及数据传输装置 - Google Patents
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Classifications
-
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-
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Abstract
本发明公开了一种非接触供电及数据传输装置，包括数据调制器，所述数据调制器的输入端与需要发送的数据源相连，其输出端与电源一并输入至载波合成器，振荡器产生的激励合并载波合成器的载波信号输入至发射线圈，与发射线圈相距一定距离的接收线圈接收上述载波信号并输送至滤波器，滤波器与电源转换模块相连，电源转换模块与数据解调器相连，电源转换模块输出端输出电源，数据解调器输出数据。本发明实现非接触的电能负载传输，实现非接触双工通讯，既可以用于相对静止的物体间、也可以用于相对运动的物体间，本发明对周围环境有一定的抗干扰能力，本发明无故障运行时间较滑环长。
Description
技术领域
本发明属于非接触供电及通讯技术，具体涉及一种非接触供电及数据传输装置。
背景技术
非接触供电，也成为无线供电技术，是指不需要任何的物理上的线路连接，就可以实现供电端和受电端的非直线距离负载输送。目前常见的非接触供电装置使用的场景包括：非接触射频卡RFID供电，便携式电能、移动电话等个人数码产品的无线充电等，通过这种无线充电技术，可以避免了因不同厂家之间设计的非标充电接口而引起的不便。
在现有的技术中，多是描述的相对静止状态的物体间电能传输，例如，手机的无线充电。在存在相对运动的两个物体，特别是旋转运动或平移运动的物体间，则多是通过物理线路连接的方式实现。
例如，在频繁需要旋转运动的滑台上，采用了接触的金属触点滑环装置，就此而言，滑环装置存在长期的接触和相对运动，随着使用时间的积累将对导致触点部分出现磨损，进而引起噪声，甚至影响触点的接触阻抗，在信号的输入阻抗不断变化的情形下，将对系统带来难于抑制的干扰。
签于此，本专利公开了一种非接触供电及数据传输装置。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种非接触供电及数据传输装置。
本发明的技术方案是：一种非接触供电及数据传输装置，包括数据调制器，所述数据调制器的输入端与需要发送的数据源相连，其输出端与电源一并输入至载波合成器，振荡器产生的激励合并载波合成器的载波信号输入至发射线圈，与发射线圈相距一定距离的接收线圈接收上述载波信号并输送至滤波器，滤波器与电源转换模块相连，电源转换模块与数据解调器相连，电源转换模块输出端输出电源，数据解调器输出数据。
所述振荡器为有源振荡器或无源振荡器中的一种。
所述发射线圈的电感通量与载波信号的传送功率和传送距离相适应。
所述发射线圈、接收线圈之间形成磁耦合共振。
本发明实现非接触的电能负载传输，实现非接触双工通讯，既可以用于相对静止的物体间、也可以用于相对运动的物体间，本发明对周围环境有一定的抗干扰能力，本发明无故障运行时间较滑环长。
附图说明
图1 是本发明的整体连接示意图；
其中：
1 数据调制器 2 载波合成器
3 发射线圈 4 振荡器
5 接收线圈 6 滤波器
7 电源转换模块 8 数据解调器。
具体实施方式
以下，参照附图和实施例对本发明进行详细说明：
如图1所示，一种非接触供电及数据传输装置，包括数据调制器1，所述数据调制器1的输入端与需要发送的数据源相连，其输出端与电源一并输入至载波合成器2，振荡器4产生的激励合并载波合成器2的载波信号输入至发射线圈3，与发射线圈3相距一定距离的接收线圈5接收上述载波信号并输送至滤波器6，滤波器6与电源转换模块7相连，电源转换模块7与数据解调器8相连，电源转换模块7输出端输出电源，数据解调器8输出数据。
所述振荡器4为有源振荡器或无源振荡器中的一种。
所述发射线圈3的电感通量与载波信号的传送功率和传送距离相适应。
所述发射线圈3、接收线圈5之间形成磁耦合共振。
所述数据调制器1的型号为CC2530。
所述载波合成器2的型号为XKT-801、T3168等。
所述电源转换模块7的型号为XKT-412。
所述数据解调器8为型号为CC2530。
本发明中的发射线圈3、数据调制器1、载波合成器2、电源转换模块7、数据解调器8可以为上述公开型号，但上述公开仅为可实现性公开，并非对本技术方案进行限定。
本发明的工作过程如下：
ⅰ.将需要无线传输的数据源与数据调制器1连接，数据调制器1内部有数据处理芯片，可对数据进行调制，该方法是但不限于是，快速傅里叶变换，小波变换等。通过数学变换可以将模拟信号或时域信号转换为频域数字信号。
ⅱ.将数据调制器1与载波合成器2连接，上述频域内的数字信号与载波合成器2连接，在这一过程中，载波可以但不限于是正弦信号，锯齿波信号等。
ⅲ.将振荡器4和经过载波合成的信号与发射线圈3连接。通过电磁耦合共振原理，将负载和数据信息无线发射。
ⅳ.发射线圈3与接收线圈5之间可以有其他障碍物。
ⅴ.接收线圈5接收功率载波信号。
ⅵ.发射线圈3与接收线圈5形成了磁耦合共振，信号损失极小。
ⅶ.将接收线圈5与滤波器6连接。
首先接入的是高通滤波器，用于分离出，高频的调制数据信息，然后接入的实低通滤波器，用于将负载分量分离，用于给系统提供能源支持，即为供电所需的部分。
高通滤波器分离的数据调制信号通过数据解调器8，数据解调器8中，安装有数据处理芯片，其中的算法可以是，但不限于是快速傅里叶逆变换，小波反变换等方法。通过该装置可以将数据还原。
低通滤波器分离的负载分量，与电源转换模块7连接，在这里经过滤波和转换。用于过滤掉共模和差模谐波，完成交直流变换，最终获得低纹波的直流电源。
ⅷ.最终所获得的实无线传输来的直流供电和经过还原的数据。
实施例1
待传输的为CAN总线数据，供电功率为10W，电压5V。
具体的实施过程是：
ⅰ.将待传输的为CAN总线数据与数据调制器1连接，数据调制器1内部有数据处理芯片，可对数据进行调制，该方法是但不限于是，快速傅里叶变换，小波变换等。通过数学变换可以将模拟信号或时域信号转换为频域数字信号。
ⅱ.将数据调制器1与载波合成器2连接，上述频域内的数字信号与载波合成器2连接，在这一过程中，载波可以但不限于是正弦信号，锯齿波信号等。在实施例中，选用了正弦信号作为载波信号，频率为50MHZ。
ⅲ.将振荡器4和经过载波合成的信号与发射线圈3连接。通过电磁耦合共振原理，将负载和数据信息无线发射。在一个实施例中，发射线圈3的电感通量为500mH。
ⅳ.发射线圈3与接收线圈5之间可以有其他障碍物。在一个实施例中，这个无线发射接收的距离为5cm。
ⅴ.接收线圈5接收功率载波信号，在一个实施例中，这个无线接收的线圈电感通量为500mH。
ⅵ.发射线圈3与接收线圈5形成了磁耦合共振，信号损失极小。
ⅶ.将接收线圈5与滤波器6连接。
首先接入的是高通滤波器，用于分离出，高频的调制数据信息，然后接入的实低通滤波器，用于将负载分量分离，用于给系统提供能源支持，即为供电所需的部分。
高通滤波器分离的数据调制信号通过数据解调器8，数据解调器8中，安装有数据处理芯片，其中的算法可以是，但不限于是快速傅里叶逆变换，小波反变换等方法。通过该装置可以将数据还原。
低通滤波器分离的负载分量，与电源转换模块7连接，在这里经过滤波和转换。用于过滤掉共模和差模谐波，完成交直流变换，最终获得低纹波的直流电源。
ⅷ.最终所获得的实无线传输来的直流供电和经过还原的数据。
本发明实现非接触的电能负载传输，实现非接触双工通讯，既可以用于相对静止的物体间、也可以用于相对运动的物体间，本发明对周围环境有一定的抗干扰能力，本发明无故障运行时间较滑环长。
Claims (4)
1.一种非接触供电及数据传输装置，包括数据调制器（1），其特征在于：所述数据调制器（1）的输入端与需要发送的数据源相连，其输出端与电源一并输入至载波合成器（2），振荡器（4）产生的激励合并载波合成器（2）的载波信号输入至发射线圈（3），与发射线圈（3）相距一定距离的接收线圈（5）接收上述载波信号并输送至滤波器（6），滤波器（6）与电源转换模块（7）相连，电源转换模块（7）与数据解调器（8）相连，电源转换模块（7）输出端输出电源，数据解调器（8）输出数据。
2.根据权利要求1所述的非接触供电及数据传输装置，其特征在于：所述振荡器（4）为有源振荡器或无源振荡器中的一种。
3.根据权利要求1所述的非接触供电及数据传输装置，其特征在于：所述发射线圈（3）的电感通量与载波信号的传送功率和传送距离相适应。
4.根据权利要求1所述的非接触供电及数据传输装置，其特征在于：所述发射线圈（3）、接收线圈（5）之间形成磁耦合共振。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201611045208.0A CN106329735A (zh) | 2016-11-24 | 2016-11-24 | 非接触供电及数据传输装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201611045208.0A CN106329735A (zh) | 2016-11-24 | 2016-11-24 | 非接触供电及数据传输装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| CN106329735A true CN106329735A (zh) | 2017-01-11 |
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ID=57817095
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106329735A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109639312A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-04-16 | 沈丽夏 | 一种使用电磁场耦合的高速数字基带信号近场无线传输系统及其实现方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2007143116A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-06-07 | Seiko Epson Corp | 無線通信装置 |
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| CN103891156A (zh) * | 2011-10-21 | 2014-06-25 | 高通股份有限公司 | 无线电力载波同步通信 |
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2016
- 2016-11-24 CN CN201611045208.0A patent/CN106329735A/zh active Pending
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