CN112967490A - 基于谐振电路的无源遥控器设备及开关式传感器设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于谐振电路的无源遥控器设备及开关式传感器设备。其中，该无源遥控器设备包括：谐振电路、非线性器件以及无源带通滤波器电路；其中，所述谐振电路上设置有闭合开关；所述谐振电路用于当闭合开关闭合时形成工作回路，产生与无源遥控器设备发出的无线电波信号相同频率的谐振电流信号；所述非线性器件，用于将谐振电流信号变换为谐波信号；所述无源带通滤波器电路用于将谐波信号中目标频率范围的谐波分量过滤出来，得到待发送的与目标功能控制指令对应的无线电波信号。采用本发明公开的无源遥控器设备，结构设计简单，无需安装电池，降低设计成本，同时基于体积较小能够适应狭小的应用场景，更薄更小的遥控器也更加实用。

Description

基于谐振电路的无源遥控器设备及开关式传感器设备
技术领域
本发明涉及电路设计技术领域，具体涉及一种基于谐振电路的无源遥控器设备及无源遥控器信号接收设备。另外，还涉及一种基于谐振电路的开关式传感器设备及开关式传感器信号接收设备。
背景技术
近年来，随着计算机技术的快速发展，各种电子设备逐渐应用普及。在某些场合中经常需要对电子设备近距离无线遥控，但有些时候由于应用场景限制的原因，遥控器不能设置插电接口也不能安装电池，导致传统的红外、蓝牙等无线遥控技术都不能满足这类场景需求。比如在某些对遥控器体积要求很小或很薄的情况下，再小的电池也难以满足这类遥控器对体积的要求，更何况体积小的电池的容量一般也很小，遥控器的工作时间就会很有限，遥控器如果没有电量监控和提示功能，就会发生由于电池电量不足而遥控器无法工作的情况，但电量监控和提示报警则需要更多的元器件和显示器件，会进一步增大遥控器体积。而在有些场景下，遥控器并不便于更换电池，比如嵌入到某表面、衣物、鞋、控制台、桌面、墙面、方向盘、汽车中控台等地方的便携式遥控器，若遥控器带电池就会涉及更换电池的机械结构，但是很多情况下由于体积的限制可能无法设置更换电池的机械结构。不仅某些场景下遥控器没有条件安装电池，开关闭合类的传感器也不方便安装电池，比如探测一个位置上是否有一定质量的东西放置的传感器一般就会安装在这个位置的表面上，如果传感器需要电池，同样会带来电池体积、电池电量、更换电池等方面的问题。
另外，遥控器需要供电还不仅仅是电池的问题，还会带来更多电路和相关元器件，增大遥控器/传感器体积尤其是厚度，在对遥控器或传感器的厚度有要求的情况也不适合采用电池供电，墙电供电就更不可能。因此如何设计一种结构简单、易用无源电子设备成为本领域研究的重要课题。
发明内容
为此，本发明提供一种基于谐振电路的无源遥控器设备，以解决现有技术中存在的基于红外、蓝牙等无线遥控技术发射信号的电子设备，通常需要安装电池等部件，导致内部结构复杂，体积较大的问题。
本发明提供一种基于谐振电路的无源遥控器设备，包括：谐振电路、非线性器件以及无源带通滤波器电路；其中，所述谐振电路上设置有闭合开关；所述谐振电路、所述非线性器件以及所述无源带通滤波器电路连接；
所述谐振电路，用于当所述闭合开关闭合时形成工作回路，产生与无源遥控器设备发出的无线电波信号相同频率的谐振电流信号；
所述非线性器件，用于将所述谐振电流信号变换为谐波信号；
所述无源带通滤波器电路，用于将所述谐波信号中目标频率范围的谐波分量过滤出来，得到待发送的与目标功能控制指令对应的无线电波信号。
进一步的，所述的基于谐振电路的无源遥控器设备，还包括：信号接收天线和信号发射天线；所述信号接收天线与所述谐振电路连接；所述信号发射天线与所述无源带通滤波器电路的输出端连接；所述信号发射天线，用于将所述无线电波信号发射出去。
进一步的，所述谐振电路包括电容器件、电感器件以及所述闭合开关。
进一步的，所述非线性器件为二极管。
进一步的，所述闭合开关为电子压力开关。
进一步的，所述无源遥控器设备包含多个谐振电路，所述多个谐振电路对应不同的谐振频率，分别用于遥控实现不同的功能。
本发明还提供一种基于谐振电路的无源遥控器信号接收设备，包括：信号接收天线、无线电波信号检测模块以及控制模块；
所述信号接收天线，用于接收目标区域内无源遥控器设备发送的无线电波信号；
所述无线电波信号检测模块，用于检测目标频率范围内的所述无线电波信号，并判断无源遥控器设备上的闭合开关是否为闭合状态；
所述控制模块，用于若判定所述闭合开关为闭合状态，则执行相应的功能控制操作。
本发明还提供一种基于谐振电路的开关式传感器设备，包括：谐振电路、非线性器件以及无源带通滤波器电路；其中，所述谐振电路上设置有闭合开关；所述谐振电路、所述非线性器件以及所述无源带通滤波器电路连接；
所述谐振电路，用于当所述闭合开关闭合时形成工作回路，产生相应的谐振电流信号；
所述非线性器件，用于将所述谐振电流信号变换为谐波信号；
所述无源带通滤波器电路，用于将所述谐波信号中目标频率范围的谐波分量过滤出来，得到待发送的无线电波信号。
进一步的，所述的基于谐振电路的开关式传感器设备，还包括：信号接收天线和信号发射天线；所述信号接收天线与所述谐振电路连接；所述信号发射天线与所述无源带通滤波器电路的输出端连接；所述信号发射天线，用于将所述无线电波信号发射出去。
进一步的，所述谐振电路包括电容器件、电感器件以及所述闭合开关。
进一步的，所述非线性器件为二极管。
进一步的，所述闭合开关为电子压力开关。
进一步的，所述无源遥控器设备包含多个谐振电路，所述多个谐振电路对应不同的谐振频率，分别用于遥控实现不同的功能。
本发明还提供一种基于谐振电路的开关式传感器信号接收设备，包括：信号接收天线和无线电波信号检测模块；
所述信号接收天线，用于接收目标区域内开关式传感器设备发送的无线电波信号；
所述无线电波信号检测模块用于检测目标频率范围内的所述无线电波信号，判断所述开关式传感器设备上闭合开关是否为闭合状态。
采用本发明所述的基于谐振电路的无源遥控器设备，结构设计简单，无需安装电池，降低设计成本，同时基于体积较小能够适应狭小的应用场景，提高了维护的便利程度，更薄更小的遥控器也更加实用。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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取其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于谐振电路的无源遥控器设备的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种基于谐振电路的开关式传感器设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面基于本发明所述的基于谐振电路的无源遥控器设备，对其实施例进行详细描述。如图1所示，其为本发明实施例提供的基于谐振电路的无源遥控器设备的结构示意图，具体实现过程包括以下部分：谐振电路101、非线性器件102以及无源带通滤波器103电路。其中，所述谐振电路101上设置有闭合开关；所述谐振电路101、所述非线性器件102以及所述无源带通滤波器103电路连接。具体的，所述谐振电路101，用于当所述闭合开关闭合时形成工作回路，产生与无源遥控器设备发出的无线电波信号相同频率的谐振电流信号。所述非线性器件102，用于将所述谐振电流信号变换为谐波信号。所述无源带通滤波器103电路，用于将所述谐波信号中目标频率范围的谐波分量过滤出来，得到待发送的与目标功能控制指令对应的无线电波信号。
其中，所述谐振电路101包括电容器件、电感器件以及所述闭合开关等，所述闭合开关可以是指电子压力开关。所述非线性器件102包括但不限于是二极管等器件，在此不错具体限定。所述无源带通滤波器103电路由电阻和电路串联/并联构成。
进一步的，该无源遥控器设备还包括信号接收天线104和信号发射天线105。其中所述信号接收天线104与所述谐振电路101连接；所述信号发射天线105与所述无源带通滤波器103电路的输出端连接；所述信号发射天线105，用于将所述无线电波信号发射出去。
在本发明实施例中，所述无源遥控器设备还可以包含多个谐振电路101，所述多个谐振电路101分别对应不同的谐振频率，从而分别用于遥控实现不同的功能，在此不再一一赘述。
在本发明具体实施过程中，问题的关键是如何用无源电路来实现遥控器的控制信号传输到设备，由于无源遥控器设备自身是没法发射红外线或无线电波给特定设备的，因此需要通过谐振电路101的方式由无源遥控器设备端发出一个目标频率的无线电波信号，在无源遥控器设备端有一个接收谐振电路101（LC谐振电路）调谐到该目标频率的信号接收天线104，在谐振电路101中还设置有一个闭合开关，当开关闭合时该谐振电路101形成工作回路，工作回路中产生跟无源遥控器设备发出无线电波信号相同频率的谐振电流信号，该谐振电流信号通过一个非线性器件102（比如二极管）产生相应的谐波，再通过无源带通滤波电路将预设的目标频率范围附近的谐波分量过滤出来并通过信号发射天线105发射出去，这个无线电波信号就是无源遥控器设备端发出的无线电波经过变频后的无线电波信号，无源遥控器信号接收设备端对这个频率的无线电波信号进行检测，就可以判断无源遥控器设备上的闭合开关是否闭合了。需要说明的是，由于无源遥控器设备没有有源放大器，所以发射出的变频后的无线电波信号是较弱的，如果环境中出现其它的干扰信号，干扰源的信号一般是广谱的，如果这个广谱无线电波信号也刚好覆盖了这个变频后的频点，无源遥控器信号接收设备就可能会产生误判，无源遥控器信号接收通过检测该频点旁边的频点的信号就可以判断出收到的这个无线电波信号到底是无源遥控器特意发出的还是其它干扰源的广谱信号对该频点的覆盖。其中，上述LC谐振电路中L表示电感，C表示电容。
由上可知，由于这种方式没有信号放大，所以遥控器发射出去的无线电波信号是较弱的，一般应用于一米左右及一米以内的距离。因此如果要应用于稍远距离的遥控，可以通过提高无源遥控器信号接收设备端的无线电波信号探测灵敏度，或者在无源遥控器信号接收设备端增加对该频点旁边频率信号的探测，即能够有效提高对于广谱干扰信号的识别和滤除能力。
另外，在本发明实施例中，由于无源遥控器设备是无源实现方式，无源遥控器设备发出的无线电波信号也不可能采用编码等方式嵌入更多信息，也就是说一个无源遥控器设备只能对应一个频点，如果有多种不同设备要在相似的近距离部署，这种情况就必须采用不同的频点才能区分。对于车载（如方向盘上安装的遥控器）、对于穿戴（衣服、腕带）这种无源遥控器是很适用，且具有电池供电遥控器难以比拟的优势。在穿戴领域，尤其是腕带、衣物等都需要遥控器很薄，而且需要贴合身体，安装电池也带来很多不便之处，因此本发明在穿戴领域也有广阔的应用前景。
在本发明中，该无源遥控器设备采用无源实现不再有电池和供电部分的电路体积、厚度、换电池、成本等问题，应用的场景比较广泛；比如汽车后装电子产品的控制多用方向盘上安装遥控器，如果有不需要安装电池的技术则遥控器可以做得很薄，甚至可以围绕着方向盘；而且也没有实用一段时间需要更换电池的问题，这会大大提高方向盘上安装遥控器的实用程度。另外，在一些墙面、桌面的遥控器应用情况下，如果可以安装一个不需要供电的无源遥控器，显然会大大提高安装和维护的便利程度，更薄更小的遥控器也更实用。
采用本发明实施例所述的基于谐振电路的无源遥控器设备，结构设计简单，无需安装电池，降低设计成本，同时基于体积较小能够适应狭小的应用场景。由于该方案没有集成电路等元器件，可以全部使用分离器件，所以遥控器设备可以无需设置PCB（ PrintedCircuit Board），这样更便于在非平面（如汽车方向盘上或手腕上安装的控制器）以及织物内安装遥控器。
与上述提供的一种基于谐振电路的无源遥控器设备相对应，本发明还提供一种基于谐振电路的无源遥控器信号接收设备。由于该接收设备的实施例相似于上述无源遥控器设备实施例，所以描述得比较简单，相关之处请参见上述无源遥控器设备实施例部分的说明即可，下面描述的基于谐振电路的无源遥控器信号接收设备的实施例仅是示意性的。
本发明所述的一种基于谐振电路的无源遥控器信号接收设备具体包括如下部分：信号接收天线、无线电波信号检测模块以及控制模块；
所述信号接收天线，用于接收目标区域内无源遥控器设备发送的无线电波信号；
所述无线电波信号检测模块，用于检测目标频率范围内的所述无线电波信号，并判断无源遥控器设备上的闭合开关是否为闭合状态；
所述控制模块，用于若判定所述闭合开关为闭合状态，则执行相应的功能控制操作。
采用本发明实施例所述的基于谐振电路的无源遥控器信号接收设备，结构设计简单，无需安装电池，降低设计成本，同时基于体积较小能够适应狭小的应用场景，提高了维护的便利程度，更薄更小的遥控器也更加实用。
与上述提供的基于谐振电路的无源遥控器设备及其无源遥控器信号接收设备相对应，本发明还提供一种基于谐振电路的开关式传感器设备及其开关式传感器信号接收设备。由于该设备的实施例相似于上述设备实施例，所以描述得比较简单，相关之处请参见上述设备实施例部分的说明即可，下面描述的设备仅是示意性的。如图2所示，其为本发明实施例提供的一种基于谐振电路的开关式传感器设备的结构示意图，具体实现过程包括以下部分：谐振电路201、非线性器件202以及无源带通滤波器电路203。其中，所述谐振电路201上设置有闭合开关；所述谐振电路201、所述非线性器件202以及所述无源带通滤波器电路203连接。
所述谐振电路201，用于当所述闭合开关闭合时形成工作回路，产生相应的谐振电流信号。所述非线性器件202，用于将所述谐振电流信号变换为谐波信号。所述无源带通滤波器电路203，用于将所述谐波信号中目标频率范围的谐波分量过滤出来，得到待发送的无线电波信号。
上述实施例中无源遥控器设备的基本功能就是通过按键在一定距离内控制特定设备的某项功能，而开关式传感器设备也存在类似按键的工作原理，通过放置物体或者按压的方式对开关式传感器设备中的闭合开关进行触发闭合，一定距离内的特定设备通过无线电波信号就可以检测到这个开关式传感器闭合了，进而执行相应的控制操作。
另外，无源遥控器设备通过LC谐振电路产生跟无源遥控器设备发射信号同频的谐振电流信号，再通过非线性元件产生相应的谐波，通过滤波器对谐波进行滤波后获得变频后的无线电波信号并发射出去，无源遥控器接收信号设备端如果能检测到这个变频后的无线电波信号，便可实现执行相应的控制操作。如果在LC谐振电路上设置闭合开关，无源遥控器接收信号设备端就可以根据是否能检测到这个变频后的无线电波信号来判断这个开关是否是处于闭合状态，从而达到了遥控器通过开关闭合来控制无源遥控器接收信号设备端的某功能的目的。开关式传感器的工作原理与上述实现过程类似，只不过开关的闭合可能是放置物品或人体按压而引起，在此不再重复赘述。
在车载场景中对于座椅上是否有人坐的探测传感器如果采用无源开关式传感器设计大大降低了座垫式传感器的厚度和成本，没有换电池或插电的烦恼，不再需要对座椅进行改造可以降低大量的成本。
相应的，本发明提供的一种基于谐振电路的开关式传感器设备及其开关式传感器信号接收设备，具体实现过程包括以下部分：信号接收天线和无线电波信号检测模块。所述信号接收天线，用于接收目标区域内开关式传感器设备发送的无线电波信号；所述无线电波信号检测模块，用于检测目标频率范围内的所述无线电波信号，并判断所述开关式传感器设备上的闭合开关是否为闭合状态。
采用本发明实施例所述的基于谐振电路的开关式传感器设备及其开关式传感器信号接收设备，结构设计简单，无需安装电池，降低设计成本，同时基于体积较小能够适应狭小的应用场景，提高了维护的便利程度，更薄更小的遥控器也更加实用。在具体实施过程中，对于垫子下的开关式传感器（比如探测座垫上是否有人坐下）也会因为不需要电池而更实用。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于谐振电路的无源遥控器设备，其特征在于，包括：谐振电路、非线性器件以及无源带通滤波器电路；其中，所述谐振电路上设置有闭合开关；所述谐振电路、所述非线性器件以及所述无源带通滤波器电路连接；
所述谐振电路，用于当所述闭合开关闭合时形成工作回路，产生与无源遥控器设备发出的无线电波信号相同频率的谐振电流信号；
所述非线性器件，用于将所述谐振电流信号变换为谐波信号；
所述无源带通滤波器电路，用于将所述谐波信号中目标频率范围的谐波分量过滤出来，得到待发送的与目标功能控制指令对应的无线电波信号。
2.根据权利要求1所述的基于谐振电路的无源遥控器设备，其特征在于，还包括：信号接收天线和信号发射天线；所述信号接收天线与所述谐振电路连接；所述信号发射天线与所述无源带通滤波器电路的输出端连接；所述信号发射天线，用于将所述无线电波信号发射出去。
3.根据权利要求1所述的基于谐振电路的无源遥控器设备，其特征在于，所述谐振电路包括电容器件、电感器件以及所述闭合开关。
4.根据权利要求1所述的基于谐振电路的无源遥控器设备，其特征在于，所述非线性器件为二极管。
5.根据权利要求1所述的基于谐振电路的无源遥控器设备，其特征在于，所述无源带通滤波器电路由电阻和电路联接构成。
6.根据权利要求1所述的基于谐振电路的无源遥控器设备，其特征在于，所述闭合开关为电子压力开关。
7.根据权利要求1所述的基于谐振电路的无源遥控器设备，其特征在于，所述无源遥控器设备包含多个谐振电路，所述多个谐振电路对应不同的谐振频率，分别用于遥控实现不同的功能。
8.一种基于谐振电路的无源遥控器信号接收设备，其特征在于，包括：信号接收天线、无线电波信号检测模块以及控制模块；
所述信号接收天线，用于接收目标区域内无源遥控器设备发送的无线电波信号；
所述无线电波信号检测模块，用于检测目标频率范围内的所述无线电波信号，并判断无源遥控器设备上的闭合开关是否为闭合状态；
所述控制模块，用于若判定所述闭合开关为闭合状态，则执行相应的功能控制操作。
9.一种基于谐振电路的开关式传感器设备，其特征在于，包括：谐振电路、非线性器件以及无源带通滤波器电路；其中，所述谐振电路上设置有闭合开关；所述谐振电路、所述非线性器件以及所述无源带通滤波器电路连接；
所述谐振电路，用于当所述闭合开关闭合时形成工作回路，产生相应的谐振电流信号；
所述非线性器件，用于将所述谐振电流信号变换为谐波信号；
所述无源带通滤波器电路，用于将所述谐波信号中目标频率范围的谐波分量过滤出来，得到待发送的无线电波信号。
10.一种基于谐振电路的开关式传感器信号接收设备，其特征在于，包括：信号接收天线和无线电波信号检测模块；
所述信号接收天线，用于接收目标区域内开关式传感器设备发送的无线电波信号；
所述无线电波信号检测模块，用于检测目标频率范围内的所述无线电波信号，并判断所述开关式传感器设备上的闭合开关是否为闭合状态。
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