CN107945475A - 控制2.4g信号穿透超高压外部电晕层的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种控制2.4G信号穿透超高压外部电晕层的装置及方法，涉及电晕层信号传输技术领域；装置包括磁感应单元、电能变换单元、系统供电单元、EMC单元、过零检测单元、中央处理器、射频单元和天线；磁感应单元分别与电能变换单元和过零检测单元相连，电能变换单元与系统供电单元相连，系统供电单元分别与过零电测单元、中央处理器、射频单元相连，过零检测单元与中央处理器相连，中央处理器与射频单元相连，射频单元连接有天线，EMC电路分别与磁感应单元、电能变换单元、系统供电单元、过零检测单元、中央处理器、射频单元和天线相连。本发明确保了设备在超高压电晕层能够正常传输2.4G信号，为被控设备的正常工作提供了保障。

Description

控制2.4G信号穿透超高压外部电晕层的装置及方法
技术领域
本发明涉及电晕层信号传输技术领域，特别涉及一种控制2.4G信号穿透超高压外部电晕层的装置及方法。
背景技术
带电体周围分布着电场，随着电压等级增高，电场强度也会随之增加，并且会伴随着局部的放电，发出“嗤嗤”“陛哩”的声音，这就是电晕。而电晕会产生高频脉冲电流，其中含有大量的高次谐波，干扰无线电通讯。
有些测量设备需要将高压端的数据信息，传输到低压侧，如在超高压环境下测量高压设备的温度时，无线测温设备的数据收集端需要放置在超高压外部的电晕层，通过2.4G信号将数据传输到低压端。由于电晕现象的存在，会干扰无线电通讯，也造成了2.4G信号无法正确的传输。
发明内容
本发明提出一种控制2.4G信号穿透超高压外部电晕层的装置及方法，确保设备在超高压电晕层能够正常传输2.4G信号，为被控设备的正常工作提供保障。
本发明解决上述技术问题的一种控制2.4G信号穿透超高压外部电晕层的装置的技术方案是：
包括磁感应单元、电能变换单元、系统供电单元、EMC单元、过零检测单元、中央处理器、射频单元和天线；其中：
磁感应单元用于感应被控设备所处地点的磁场变化，将交变磁场转换为交变电压；并将交变电压分别发送给过零检测单元和电能变换单元；
电能变换单元用于将交变电压转变为稳定的电压并发送给系统供电单元；
系统供电单元用于为EMC单元、过零检测单元、中央处理器和射频单元供电；
过零检测单元用于检测磁感应单元发送的交变电压是否达到阈值电压，当交变电压低于第一阈值电压时，过零检测单元向中央处理器发送第一信号，当交变电压高于阈值电压时，过零检测单元向中央处理器发送第二信号；
中央处理器用于接收过零检测单元发送的信号，当接收的是第一信号时，中央处理器控制射频单元传输2.4G信号；当接收的是第二信号时，中央处理器控制射频单元停止数据传输；
射频单元用于通过天线向被控设备的接收装置发送2.4G信号。
EMC电路用于为磁感应单元、电能变换单元、系统供电单元、过零检测单元、中央处理器、射频单元和天线提供电磁保护。
进一步的技术方案，阈值电压为交变的超高压有效值的5％。
本发明解决上述技术问题的一种控制2.4G信号穿透超高压外部电晕层的方法，包括如下步骤：
步骤1，检测处于超高压环境下的被控设备所处地点的实时电压值，当所检测到的电压值等于或高于阈值电压时，执行步骤3；
步骤2，向被控设备发送信号，被控设备通过2.4G信号传输数据，执行步骤4；
步骤3，向被控设备发送信号，被控设备停止传输数据；
步骤4，返回步骤1。
进一步的技术方案，步骤2和步骤3中阈值电压为交变的超高压有效值的5％。
进一步的技术方案，步骤1中超高压环境下被控设备所处地点的电压值通过电磁感应装置感应交变的超高压产生的电磁场获得。
本发明的有益效果是：本发明通过磁感应单元感应超高压环境下电晕层交变电磁场，获得实时电压，超高压的周期约为20毫秒，本发明能够通过对实时电压的过零检测，在微秒级的时间段内控制被控设备在一定阈值范围内进行2.4G信号的无线传输；本发明还通过电能变换单元将磁感应单元获得的感应电压进行电能变换，为系统供电，从而避免在超高压环境下使用寿命极短的电池；本发明通过EMC电路为系统其他电路结构提供电磁保护，确保系统能够在超高压环境下正常工作。本发明结构简单，使用寿命长，控制精度高，控制效果好，适于推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的系统原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提出的一种控制2.4G信号穿透超高压外部电晕层的装置，包括磁感应单元、电能变换单元、系统供电单元、EMC单元、过零检测单元、中央处理器、射频单元和天线；其中：
磁感应单元分别与电能变换单元和过零检测单元相连，用于感应被控设备所处地点的磁场变化，将交变磁场转换为交变电压；并将交变电压分别发送给过零检测单元和电能变换单元；
电能变换单元与系统供电单元相连，用于将交变电压转变为稳定的电压并发送给系统供电单元；
系统供电单元分别与过零电测单元、中央处理器、射频单元相连，用于为EMC单元、过零检测单元、中央处理器和射频单元供电；
过零检测单元与中央处理器相连，用于检测磁感应单元发送的交变电压是否达到阈值电压，当交变电压低于第一阈值电压时，过零检测单元向中央处理器发送第一信号，当交变电压高于阈值电压时，过零检测单元向中央处理器发送第二信号，阈值电压为交变的超高压有效值的5％；
中央处理器与射频单元相连，用于接收过零检测单元发送的信号，当接收的是第一信号时，中央处理器控制射频单元传输2.4G信号；当接收的是第二信号时，中央处理器控制射频单元停止数据传输；
射频单元连接有天线，用于通过天线向被控设备的接收装置发送2.4G信号。
EMC电路分别与磁感应单元、电能变换单元、系统供电单元、过零检测单元、中央处理器、射频单元和天线相连，用于为磁感应单元、电能变换单元、系统供电单元、过零检测单元、中央处理器、射频单元和天线提供电磁保护。
本发明提出的一种控制2.4G信号穿透超高压外部电晕层的方法，包括：
步骤1，检测处于超高压环境下的被控设备所处地点的实时电压值，当所检测到的电压值等于或高于阈值电压时，执行步骤3；当所检测到的电压值小于阈值电压时，执行步骤2；
步骤2，向被控设备发送信号，被控设备通过2.4G信号传输数据，执行步骤4；
步骤3，向被控设备发送信号，被控设备停止传输数据；
步骤4，返回步骤1。
本发明的原理是：由于超高压为周期性交变电压，当电压过零时，电晕强度最弱；通过磁感应单元感应超高压的磁场变化获得周期性交变感应电压，过零检测单元检测感应电压；当电压降至超高压有效值的5％以下时，中央处理器控制射频单元将准备通过2.4G信号发射的数据进行传输；当电压上升到超高压有效值的5％以上时，中央处理器控制射频单元停止传输数据，并为下一次数据传输做好准备。
以上结合附图对发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种控制2.4G信号穿透超高压外部电晕层的装置，其特征在于，包括磁感应单元、电能变换单元、系统供电单元、EMC单元、过零检测单元、中央处理器、射频单元和天线；其中：
所述磁感应单元用于感应被控设备所处地点的磁场变化，将交变磁场转换为交变电压；并将交变电压分别发送给过零检测单元和电能变换单元；
所述电能变换单元用于将交变电压转变为稳定的电压并发送给系统供电单元；
所述系统供电单元用于为EMC单元、过零检测单元、中央处理器和射频单元供电；
所述过零检测单元用于检测磁感应单元发送的交变电压是否达到阈值电压，当交变电压低于第一阈值电压时，过零检测单元向中央处理器发送第一信号，当交变电压高于阈值电压时，过零检测单元向中央处理器发送第二信号；
所述中央处理器用于接收过零检测单元发送的信号，当接收的是第一信号时，中央处理器控制射频单元传输2.4G信号；当接收的是第二信号时，中央处理器控制射频单元停止数据传输；
所述射频单元用于通过天线向被控设备的接收装置发送2.4G信号。
所述EMC电路用于为磁感应单元、电能变换单元、系统供电单元、过零检测单元、中央处理器、射频单元和天线提供电磁保护。
2.根据权利要求1所述的一种控制2.4G信号穿透超高压外部电晕层的装置，其特征在于，所述阈值电压为交变的超高压有效值的5％。
3.一种控制2.4G信号穿透超高压外部电晕层的方法，其特征在于，包括：
步骤1，检测处于超高压环境下的被控设备所处地点的实时电压值，当所检测到的电压值等于或高于阈值电压时，执行步骤3；当所检测到的电压值小于阈值电压时，执行步骤2；
步骤2，向被控设备发送信号，被控设备通过2.4G信号传输数据，执行步骤4；
步骤3，向被控设备发送信号，被控设备停止传输数据；
步骤4，返回步骤1。
4.根据权利要求3所述的一种控制2.4G信号穿透超高压外部电晕层的方法，其特征在于，步骤2和步骤3中所述阈值电压为交变的超高压有效值的5％。
5.根据权利要求3所述的一种控制2.4G信号穿透超高压外部电晕层的方法，其特征在于，步骤1中超高压环境下被控设备所处地点的电压值通过电磁感应装置感应交变的超高压产生的电磁场获得。
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