CN114980360A - 无线低频通信方法及系统 - Google Patents

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CN114980360A CN202110445963.2A CN202110445963A CN114980360A CN 114980360 A CN114980360 A CN 114980360A CN 202110445963 A CN202110445963 A CN 202110445963A CN 114980360 A CN114980360 A CN 114980360A
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Abstract

本申请公开了一种无线低频通信方法及系统。该无线低频通信方法包括：第一低频通信端将加载有第一数据的第一载波信号调制成第一低频信号，并发送给第二低频通信端；其中，第一数据为用户发布的指令数据；当第二低频通信端接收到第一低频信号时，将第一低频信号解调成第一载波信号，并从中解析得到第一数据。通过无线低频信号有效穿透金属遮挡物进行通信，能够在特定的具有金属遮挡物的场景下，加强通信信号，且增长通信距离。本申请解决了由于无线高频信号无法穿透传感器或烧烤设备造成的通信信号差，且通信距离短的技术问题。

Description

无线低频通信方法及系统
技术领域
本申请涉及通信领域，具体而言，涉及一种无线低频通信方法及系统。
背景技术
在食品加工行业很多场景都需要监控食品内部温度，尤其是在烤肉类或其他烤箱制品，仅靠测量外部温度和计算时间并不能完全反应食品的加热程度；因而，出现了大量的烤肉及其他烤箱制品的测温探针产品。
测温探针采用无线蓝牙通信的传感器，可以连接外部手机或者其他外部设备显示温度；但是，蓝牙通信的通信频率过高，达到了2.4GHz，很难穿透传感器本身的金属外壳及烧烤设备上带有金属涂层的防护玻璃，实际使用影响通信信号、通信距离，甚至烧烤设备封闭时，传感器和外部设备无法建立通信连接。
针对相关技术中无线高频信号无法有效穿透金属遮挡物造成的通信信号差，且通信距离短的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种无线低频通信方法及系统，以解决无法有效穿透金属遮挡物造成的通信信号差，且通信距离短的问题。
为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种无线低频通信方法。
根据本申请的无线低频通信方法包括：第一低频通信端将加载有第一数据的第一载波信号调制成第一低频信号，并发送给第二低频通信端；其中，第一数据为用户发布的指令数据；当第二低频通信端接收到第一低频信号时，将第一低频信号解调成第一载波信号，并从中解析得到第一数据。
进一步的，第一低频通信端将加载有第一数据的第一载波信号调制成第一低频信号，并发送给第二低频通信端之后还包括：当第二低频通信端接收到的第一低频信号时，进行自充电。
进一步的，当第二低频通信端接收到第一低频信号时，将第一低频信号解调成第一载波信号，并从中解析得到第一数据之后还包括：第二低频通信端根据指令数据测得第二数据；其中，第二数据为加热中食物的内部温度数据；将加载有第二数据的第二载波信号调制成第二低频信号，并发送给第一低频通信端；当第一低频通信端接收到第二低频信号时，将第二低频信号解调成第二载波信号，并从中解析得到第二数据。
进一步的，当第二低频通信端接收到第一低频信号时，将第一低频信号解调成第一载波信号，并从中解析得到第一数据之后还包括：第二低频通信端根据指令数据测得第二数据及编号数据；其中，第二数据为加热中食物的内部温度数据；将加载有第二数据及编号数据的第二载波信号调制成第二低频信号，并发送给第一低频通信端；当第一低频通信端接收到第二低频信号时，将第二低频信号解调成第二载波信号，并从中解析得到第二数据及编号数据。
进一步的，当第一低频通信端接收到第二低频信号时，将第二低频信号解调成第二载波信号，并从中解析得到第二数据之后还包括：显示所述第二数据；在判断所述第二数据超出预设温度阈值时发出超温的警报；以及在收到手机端请求时向手机端发送所述内部温度数据。
进一步的，当第一低频通信端接收到第二低频信号时，将第二低频信号解调成第二载波信号，并从中解析得到第二数据及编号数据之后还包括：显示所述第二数据及编号数据；在判断所述第二数据超出预设温度阈值时发出对应编号超温的警报；以及在收到手机端请求时向手机端发送所述第二数据及编号数据。
为了实现上述目的，根据本申请的另一方面，提供了一种无线低频通信系统。
根据本申请的无线低频通信系统包括：第一低频通信端，用于将加载有第一数据的第一载波信号调制成第一低频信号，并发送给第二低频通信端；其中，第一数据为用户发布的指令数据；第二低频通信端，用于当接收到第一低频信号时，将第一低频信号解调成第一载波信号，并从中解析得到第一数据。
进一步的，第二低频通信端，还用于当第二低频通信端接收到的第一低频信号时，进行自充电。
进一步的，第二低频通信端，还用于根据指令数据测得第二数据；其中，第二数据为加热中食物的内部温度数据；将加载有第二数据的第二载波信号调制成第二低频信号，并发送给第一低频通信端；第一低频通信端，还用于当接收到第二低频信号时，将第二低频信号解调成第二载波信号，并从中解析得到第二数据；显示所述第二数据；在判断所述第二数据超出预设温度阈值时发出超温的警报；以及在收到手机端请求时向手机端发送所述内部温度数据。
进一步的，第二低频通信端，还用于根据指令数据测得第二数据及编号数据；其中，第二数据为加热中食物的内部温度数据；将加载有第二数据及编号数据的第二载波信号调制成第二低频信号，并发送给第一低频通信端；第一低频通信端，还用于当接收到第二低频信号时，将第二低频信号解调成第二载波信号，并从中解析得到第二数据及编号数据；显示所述第二数据及编号数据；在判断所述第二数据超出预设温度阈值时发出对应编号超温的警报；以及在收到手机端请求时向手机端发送所述第二数据及编号数据。
在本申请实施例中，采用无线低频通信的方式，通过第一低频通信端将加载有第一数据的第一载波信号调制成第一低频信号，并发送给第二低频通信端；其中，第一数据为用户发布的指令数据；当第二低频通信端接收到第一低频信号时，将第一低频信号解调成第一载波信号，并从中解析得到第一数据；达到了通过无线低频信号有效穿透金属遮挡物进行通信的目的，从而实现了在特定的具有金属遮挡物的场景下，可以加强通信信号，且增长通信距离的技术效果，进而解决了由于无线高频信号无法穿透传感器或烧烤设备造成的通信信号差，且通信距离短的技术问题。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例的无线低频通信方法的流程示意图；
图2是根据本申请实施例的无线低频通信系统的结构示意图；
图3是根据本申请实施例的第二低频通信模组的电路原理图；
图4是根据本申请实施例的第一低频通信模组的电路原理图；
图5是根据本申请实施例的测温探针的电路原理图；
图6是根据本申请一优选实施例的第一低频通信模组的电路原理图；
图7是根据本申请另一优选实施例的第一低频通信模组的电路原理图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
根据本发明实施例，提供了一种无线低频通信方法，如图1所示，该方法包括如下的步骤S101至步骤S102：
步骤S101、第一低频通信端10将用户发布的测温指令转换成第一低频信号后发送给第二低频通信端20；
步骤S102、接收第二低频通信端20根据第一低频信号检测加热中食物的内部温度，并将该内部温度转换成的第二低频信号；
具体地，第一低频通信端10内置第二低频通信模组，第二低频通信端20内置第一低频通信模组，采用第二低频通信模组和第一低频通信模组相配合可以实现无线低频通信。具体地，第一低频通信端 10上安装有应用处理软件，用户可以通过操作打开该软件，并且在该软件界面中可以通过点击、选择等操作法发布用于控制第二低频通信端20工作，进行温度测量的指令数据。但是，蓝牙、WiFi等无线信号均无法穿透以上的金属遮挡物；为此，必须使用低频通信技术进行通信才能穿过金属遮挡物；尤其采用温度传感器检测加热中食物的内部温度的场景下，传感器本身的金属外壳及烧烤设备上带有金属涂层的防护玻璃均可视为金属遮挡物；因而，在此场景下，得先将控制第二低频通信端20的指令数据所在的第一载波信号调制成第一低频信号，再采用低频通信技术将该第一低频信号穿过金属遮挡物，发送给第二低频终端；第二低频终端收到该第一低频信号后，将第一低频信号经过解调成第一载波信号，并且从中解析出指令数据，第二低频通信端20基于该指令数据可以实现进一步的控制。实现了使用第一低频信号有效穿透金属遮挡物，从而在特定的具有金属遮挡物的场景下也能实现正常通信，并且可以加强通信信号，且增长通信距离。
从以上的描述中，可以看出，本申请实现了如下技术效果：
在本申请实施例中，采用无线低频通信的方式，通过第一低频通信端10将加载有第一数据的第一载波信号调制成第一低频信号，并发送给第二低频通信端20；其中，第一数据为用户发布的指令数据；当第二低频通信端20接收到第一低频信号时，将第一低频信号解调成第一载波信号，并从中解析得到第一数据；达到了通过无线低频信号有效穿透金属遮挡物进行通信的目的，从而实现了在特定的具有金属遮挡物的场景下，可以加强通信信号，且增长通信距离的技术效果，进而解决了由于无线高频信号无法穿透传感器或烧烤设备造成的通信信号差，且通信距离短的技术问题。
根据本发明实施例，优选的，第一低频通信端10将加载有第一数据的第一载波信号调制成第一低频信号，并发送给第二低频通信端 20之后还包括：
当第二低频通信端20接收到的第一低频信号时，进行自充电。
在第二低频通信端20接收到第一低频信号的同时，由于电路原因，会产生直流电压，能够给第二低频通信端20自充电，充电的电能可以在第二低频通信端20的工作提供电能，不仅实现了数据接收，而且在数据接收的同时能够自充电，保证了第二低频通信端20在没有外接电源的前提下，也能正常工作。
根据本发明实施例，优选的，当第二低频通信端20接收到第一低频信号时，将第一低频信号解调成第一载波信号，并从中解析得到第一数据之后还包括：
第二低频通信端20根据指令数据测得第二数据；其中，第二数据为加热中食物的内部温度数据；将加载有第二数据的第二载波信号调制成第二低频信号，并发送给第一低频通信端10；
当第一低频通信端10接收到第二低频信号时，将第二低频信号解调成第二载波信号，并从中解析得到第二数据。
在采用温度传感器检测加热中食物的内部温度的场景下，第二低频通信端20可以作为温度传感器，当第二低频通信端20收到指令数据后，根据该指令数据控制温度测量部分测量得到加热中食物的内部温度数据；由于第二低频通信端20被隔绝在该场景下的烤箱内，人员是无法获取测得的加热中食物的内部温度的；因此，在这里，将测得的内部温度数据加载到第二载波信号上，并且调制成第二低频信号发回给第一低频通信端10，第一低频通信端10收到该第二低频信号后，再将其解调为第二载波信号，最后从该第二载波信号中解析得到测得的内部温度数据。如此，达到了将测得数据传输到外部的第一低频通信端10目的，为人员查看数据，判断食物是否熟提供了保障。
根据本发明实施例，优选的，当第一低频通信端10接收到第二低频信号时，将第二低频信号解调成第二载波信号，并从中解析得到第二数据之后还包括：
显示所述第二数据；在判断所述第二数据超出预设温度阈值时发出超温的警报；以及在收到手机端请求时向手机端发送所述内部温度数据。
在一种具体实施方式中，为了将内部温度数据直观的展现在人员面前，在第一通信终端上设置显示器，用于显示内部温度数据，如此，人员可以参照该内部温度数据判断食物是否已经熟(食物内部达到一定温度即认为食物已经熟)。
在另一种具体实施方式中，为了提升便利性，在第一低频通信端10上设置声音报警器、LED灯或其他展示装置，并且通过简单的逻辑判断，判断出第二低频信号转换而来的内部温度是否已经超出预设的温度阈值，如果超出，表明食物已经熟，直接控制声音报警器发出声响或控制LED灯闪烁，如此发出食物已经熟的警报，提醒人员食物已熟。
在另一种具体实施方式中，在第一低频通信端10上设置无线通信器(蓝牙、WiFi等)，如此，可以通过手机端和第一低频通信端10建立蓝牙、WiFi等无线通信连接，当通过手机端的APP发出请求时，无线通信器将内部温度数据发送手机端的APP界面中显示。实现人员不在第一低频通信端10附近时，也能有效监控。
可选的，也可以是周期性的主动向建立蓝牙、WiFi等无线通信连接的手机端发出内部温度数据。
本实施中，优选的，第一低频信号和第二低频信号的通信频率在可以是125KHz左右。
根据本发明实施例，优选的，第二低频通信端20接收到第一低频信号时，将第一低频信号解调成第一载波信号，并从中解析得到第一数据之后还包括：
第二低频通信端20根据指令数据测得第二数据及编号数据；其中，第二数据为加热中食物的内部温度数据；将加载有第二数据及编号数据的第二载波信号调制成第二低频信号，并发送给第一低频通信端10；
当第一低频通信端10接收到第二低频信号时，将第二低频信号解调成第二载波信号，并从中解析得到第二数据及编号数据。
在采用温度传感器检测加热中食物的内部温度的场景下，第二低频通信端20可以作为温度传感器，当第二低频通信端20收到指令数据后，根据该指令数据控制对应编号的第二低频通信端20的温度测量部分测量得到加热中食物的内部温度数据；由于第二低频通信端 20被隔绝在该场景下的烤箱内，人员是无法获取测得的加热中食物的内部温度的；因此，在这里，将测得的内部温度数据及编号数据加载到第二载波信号上，并且调制成第二低频信号发回给第一低频通信端10，第一低频通信端10收到该第二低频信号后，再将其解调为第二载波信号，最后从该第二载波信号中解析得到测得的内部温度数据和编号数据。如此，达到了将测得数据及对应编号传输到外部的第一低频通信端10目的，为人员查看数据，判断哪个第二低频通信端20 对应的加热中的食物已经熟提供了保障。
根据本发明实施例，优选的，第一低频通信端10接收到第二低频信号时，将第二低频信号解调成第二载波信号，并从中解析得到第二数据及编号数据之后还包括：
显示所述第二数据及编号数据；在判断所述第二数据超出预设温度阈值时发出对应编号超温的警报；以及在收到手机端请求时向手机端发送所述第二数据及编号数据。
在一种具体实施方式中，为了将内部温度数据直观的展现在人员面前，在第一低频通信终端上设置显示器，用于显示内部温度和编号数据，如此，人员可以参照该内部温度和编号数据判断哪个第一低频通信终端所对应的食物已经熟(食物内部达到一定温度即认为食物已经熟)。
在另一种具体实施方式中，为了提升便利性，在第一低频通信端10上设置声音报警器、LED灯或其他展示装置，并且通过简单的逻辑判断，判断出第二低频信号转换而来的内部温度是否已经超出预设的温度阈值，如果超出，表明食物已经熟，直接控制声音报警器发出声响或控制LED灯闪烁，提醒人员食物已熟，同时，在显示器的界面中显示相应的编号，提示人员哪个第二低频通信端20 对应的食物已熟。
在另一种具体实施方式中，在第一低频通信端10上设置无线通信器(蓝牙、WiFi等)，如此，可以通过手机端和第一低频通信端10建立蓝牙、WiFi等无线通信连接，当通过手机端的APP发出请求时，无线通信器将内部温度和编号数据发送到手机端的APP 界面中显示。实现人员不在第一低频通信端10附近时，也能有效监控。
可选的，也可以是周期性的主动向建立蓝牙、WiFi等无线通信连接的手机端发出内部温度数据。
在一种优选实施方式中，第一低频通信端10包括：安装有应用处理软件的处理器、与处理器电连接的第二低频通信模组、显示器、无线通信器、声音报警器；通过第二低频通信模组以低频形式接、发数据，通过显示器进行显示，通过无线通信器建立和手机端的无线通信，通过声音报警器发出警报。
在本实施例中，如图3所示，第二低频通信模组包括：唤醒芯片，与唤醒芯片电连接的三路线圈电路、谐振电路及晶振电路。具体地，三路线圈电路L20、L21、L22为一体的三个方向线圈，分别可以接收 3维方向的各个角度电磁波，并且与谐振电路中的电容C91、C96、C97 形成谐振回路，增强125KHz点的信号接收强度；唤醒芯片(处理器) 经过处理，输出带有指令数据的第一载波信号时，以上的电路也可以将该第一载波信号调制成第一低频信号并发送给第一低频通信模组。谐振电路中的电阻R64、R65、R66用于降低谐振回路的品质因数，增强天线带宽，有利于提高接收数据的灵敏度。晶振X3为唤醒芯片提供基准时钟，唤醒芯片的SPI_CS,SPI_SCLK,SPI_MOSI,SPI_MISO接口提供与单片机的通讯接口，用于配置内部寄存器，RF_DATA线用于输出调制信号的解调数据，连接到单片机解析探针发送过来的数据。如此，芯片U23内部具有自动电容调节能力，可以通过软件进行调节谐振参数，以适应电感线圈及电容在加工生产时的误差问题。
在一种优选实施方式中，第二低频通信端20包括：单片机；测温探针，与所述单片机电连接；第一低频通信模组，与所述单片机电连接。通过单片机调制、解调及控制，通过测温探针测温度，通过第一低频通信模组以低频形式接、发数据。
在本实施例中，第一低频通信模组的内部电路原理如图4所示，具体地，采用两个方向的线圈进行通讯，实现多角度可以通讯，中间部分是铁氧体磁芯，从X、Y两个方向绕制线圈，这样在两个方向上对电磁波的接收发射都具有很好的灵敏度，在测温探针实际使用的环境中都可以达到很好的信号收发效果，在无线充电过程中也会比较容易吸收电磁波能量。其中L2和L3为相互交叉的多圈天线线圈，分别与电容C4、C8谐振到125KHz左右通讯频率，分别从两个方向接收电磁波，谐振产生的交流电压通过两个二极管D1、D2、D3整流输出，然后经过电容C9滤波成直流电压，对超级电容或可充电电池C10进行充电。其中U2为并联稳压芯片，将输出电压保持在允许范围以内，防止电压过高对超级电容或可充电电池造成损害。两路电感电容谐振回路输出信号经过电容C3、C6输出到单片机的比较器正输入端，通过经过电阻R7和电容C7滤波输出到比较器的负输入端，两路输入在交流信号上具有很明显的电压差及相位差，通过单片机内部比较器可以直接将输入的交流信号整形成方波形式，通过程序解码可以解析出第一低频通信端10发送过来的数据。单片机输出引脚CLK_OUT为发射信号的载波数据，其中采用ASK方式调制成125KHz载波的数据经过电容C2、C5将载波信号传送到天线线圈L2、L3上，两组线圈分别与电容C4、C8谐振，空间形成电磁场辐射出去，将数据发送给第一低频通信端10。其中NMOS管Q1连接到两路二极管D1、D2后面，并通过单片机的引脚RF_CLOSE控制开关，可以在发送数据ASK信号时关闭载波后打开Q1，在输出线圈上经过D1、D2吸收回路自由振荡能量，实现快速关闭电磁场作用，使发送波形形成比较理想的关断波形。二极管D3在Q1打开关闭电场时，可以防止电源倒灌，避免泄放掉超级电容或可充电电池上的电能。其中电阻R3、R6用于给单片机内部的比较器提供偏置电压，保持比较器在中间理想的工作点，检测输入信号。实现了与外部设备的低频通信的同时，还实现了自充电，在温差发电无法正常使用时，亦可以通过与外部设备通信的同时给C1充电，进而能够达到给第一低频通信模组、测量探针供电的目的。
在一种可选的实施方案中，第一低频通信模组的内部电路原理如图6所示，具体地，其中U39为双非门的输出缓冲器，提高输出电流。电感线圈L26与L29、L27分别绕制在铁氧体磁芯的三个方向上，其中L26绕制在Z轴方向，主要用于与电容C125串联谐振，产生很高幅度的交流电压，电压幅度为回路Q值乘上驱动电压。高压交流信号通过电容C117与C130耦合到两组并联谐振回路L29与C119为一路， L27与C126为另一路，两组回路谐振在输出载波频率上，有效提高发射电场强度。二极管D25与D26和NMOS管Q22组成开关电路，可以在载波信号CLK_OUT不输出时控制信号RF_CLOSE升高电压，使Q22 导通，从而泄放掉两个谐振回路的能量，减少衰减振荡周期。这个电路两组非门组成了差分驱动输出，可以提高一倍的输出能量，有效提高发射距离。
在另一种可选的实施方案中，第一低频通信模组的内部电路原理如图7所示，具体地，为了配合增强发射电路，将探针内的充电及接收数据的线圈与发射线圈分离开，同时分层绕制在同一铁氧体磁芯上，并且电感量及绕制圈数发射部分线圈要大于接收部分线圈，这样在发射线圈工作时，电磁波通过接收线圈反过来充电造成的发射信号跌落现象大大减少。
其中电感线圈L30与电容C134和电感线圈L31与电容C135组成谐振回路，用于接收外部磁场信号。接收到的电磁波产生交流电压，通过二极管D26、D27检波，C133电容整流，可以给超级电容或可充电锂电池C136充电。同时通过电容C121、C129将交流载波信号输入到比较器U36正输入端。另一路交流信号通过电阻R85及电容C120 滤波产生相位差，输入到比较器负输入端，通过比较信号，输出方波的CLK_IN信号给单片机进行解码处理。其中电阻R97、R95用于提供比较器静态输入电压的偏置，达到比较理想的工作电，电阻R94用于输出信号上拉。
在本实施例中，如图5所示，测温探针中R1、R2为两个测温使用的NTC热敏电阻传感器，安装位置一个在测温探针的顶尖部位，插到烤肉内部测量内部温度。另一个安装在测温探针外部，用于测量外部温度。R4、R5为偏置电阻，采用了较低的电阻值，用于在高温环境下提高测量温度精度。C12电容为降低干扰的滤波电容。
根据本发明实施例，还提供了一种无线低频通信系统，如图2所示，该方系统包括：
第一低频通信端10，用于将加载有第一数据的第一载波信号调制成第一低频信号，并发送给第二低频通信端20；其中，第一数据为用户发布的指令数据；
第二低频通信端20，用于当接收到第一低频信号时，将第一低频信号解调成第一载波信号，并从中解析得到第一数据。
具体地，第一低频通信端10内置第二低频通信模组，第二低频通信端20内置第一低频通信模组，采用第二低频通信模组和第一低频通信模组相配合可以实现无线低频通信。具体地，第一低频通信端 10上安装有应用处理软件，用户可以通过操作打开该软件，并且在该软件界面中可以通过点击、选择等操作法发布用于控制第二低频通信端20工作，进行温度测量的指令数据。但是，蓝牙、WiFi等无线信号均无法穿透以上的金属遮挡物；为此，必须使用低频通信技术进行通信才能穿过金属遮挡物；尤其采用温度传感器检测加热中食物的内部温度的场景下，传感器本身的金属外壳及烧烤设备上带有金属涂层的防护玻璃均可视为金属遮挡物；因而，在此场景下，得先将控制第二低频通信端20的指令数据所在的第一载波信号调制成第一低频信号，再采用低频通信技术将该第一低频信号穿过金属遮挡物，发送给第二低频终端；第二低频终端收到该第一低频信号后，将第一低频信号经过解调成第一载波信号，并且从中解析出指令数据，第二低频通信端20基于该指令数据可以实现进一步的控制。实现了使用第一低频信号有效穿透金属遮挡物，从而在特定的具有金属遮挡物的场景下也能实现正常通信，并且可以加强通信信号，且增长通信距离。
从以上的描述中，可以看出，本申请实现了如下技术效果：
在本申请实施例中，采用无线低频通信的方式，通过第一低频通信端10将加载有第一数据的第一载波信号调制成第一低频信号，并发送给第二低频通信端20；其中，第一数据为用户发布的指令数据；当第二低频通信端20接收到第一低频信号时，将第一低频信号解调成第一载波信号，并从中解析得到第一数据；达到了通过无线低频信号有效穿透金属遮挡物进行通信的目的，从而实现了在特定的具有金属遮挡物的场景下，可以加强通信信号，且增长通信距离的技术效果，进而解决了由于无线高频信号无法穿透传感器或烧烤设备造成的通信信号差，且通信距离短的技术问题。
根据本发明实施例，优选的，第二低频通信端20，还用于当第二低频通信端20接收到的第一低频信号时，进行自充电。
在第二低频通信端20接收到第一低频信号的同时，由于电路原因，会产生直流电压，能够给第二低频通信端20自充电，充电的电能可以在第二低频通信端20的工作提供电能，不仅实现了数据接收，而且在数据接收的同时能够自充电，保证了第二低频通信端20在没有外接电源的前提下，也能正常工作。
根据本发明实施例，优选的，第二低频通信端20，还用于根据指令数据测得第二数据；其中，第二数据为加热中食物的内部温度数据；将加载有第二数据的第二载波信号调制成第二低频信号，并发送给第一低频通信端10；
第一低频通信端10，还用于当接收到第二低频信号时，将第二低频信号解调成第二载波信号，并从中解析得到第二数据；显示所述第二数据；在判断所述第二数据超出预设温度阈值时发出超温的警报；以及在收到手机端请求时向手机端发送所述内部温度数据。
在采用温度传感器检测加热中食物的内部温度的场景下，第二低频通信端20可以作为温度传感器，当第二低频通信端20收到指令数据后，根据该指令数据控制温度测量部分测量得到加热中食物的内部温度数据；由于第二低频通信端20被隔绝在该场景下的烤箱内，人员是无法获取测得的加热中食物的内部温度的；因此，在这里，将测得的内部温度数据加载到第二载波信号上，并且调制成第二低频信号发回给第一低频通信端10，第一低频通信端10收到该第二低频信号后，再将其解调为第二载波信号，最后从该第二载波信号中解析得到测得的内部温度数据。如此，达到了将测得数据传输到外部的第一低频通信端10目的，为人员查看数据，判断食物是否熟提供了保障。
在一种具体实施方式中，为了将内部温度数据直观的展现在人员面前，在第一通信终端上设置显示器，用于显示内部温度数据，如此，人员可以参照该内部温度数据判断食物是否已经熟(食物内部达到一定温度即认为食物已经熟)。
在另一种具体实施方式中，为了提升便利性，在第一低频通信端10上设置声音报警器、LED灯或其他展示装置，并且通过简单的逻辑判断，判断出第二低频信号转换而来的内部温度是否已经超出预设的温度阈值，如果超出，表明食物已经熟，直接控制声音报警器发出声响或控制LED灯闪烁，如此发出食物已经熟的警报，提醒人员食物已熟。
在另一种具体实施方式中，在第一低频通信端10上设置无线通信器(蓝牙、WiFi等)，如此，可以通过手机端和第一低频通信端10建立蓝牙、WiFi等无线通信连接，当通过手机端的APP发出请求时，无线通信器将内部温度数据发送手机端的APP界面中显示。实现人员不在第一低频通信端10附近时，也能有效监控。
可选的，也可以是周期性的主动向建立蓝牙、WiFi等无线通信连接的手机端发出内部温度数据。
本实施中，优选的，第一低频信号和第二低频信号的通信频率在可以是125KHz左右。
根据本发明实施例，优选的，第二低频通信端20，还用于根据指令数据测得第二数据及编号数据；其中，第二数据为加热中食物的内部温度数据；将加载有第二数据及编号数据的第二载波信号调制成第二低频信号，并发送给第一低频通信端10；
第一低频通信端10，还用于当接收到第二低频信号时，将第二低频信号解调成第二载波信号，并从中解析得到第二数据及编号数据；显示所述第二数据及编号数据；在判断所述第二数据超出预设温度阈值时发出对应编号超温的警报；以及在收到手机端请求时向手机端发送所述第二数据及编号数据。
在采用温度传感器检测加热中食物的内部温度的场景下，第二低频通信端20可以作为温度传感器，当第二低频通信端20收到指令数据后，根据该指令数据控制对应编号的第二低频通信端20的温度测量部分测量得到加热中食物的内部温度数据；由于第二低频通信端 20被隔绝在该场景下的烤箱内，人员是无法获取测得的加热中食物的内部温度的；因此，在这里，将测得的内部温度数据及编号数据加载到第二载波信号上，并且调制成第二低频信号发回给第一低频通信端10，第一低频通信端10收到该第二低频信号后，再将其解调为第二载波信号，最后从该第二载波信号中解析得到测得的内部温度数据和编号数据。如此，达到了将测得数据及对应编号传输到外部的第一低频通信端10目的，为人员查看数据，判断哪个第二低频通信端20 对应的加热中的食物已经熟提供了保障。
在一种具体实施方式中，为了将内部温度数据直观的展现在人员面前，在第一低频通信终端上设置显示器，用于显示内部温度和编号数据，如此，人员可以参照该内部温度和编号数据判断哪个第一低频通信终端所对应的食物已经熟(食物内部达到一定温度即认为食物已经熟)。
在另一种具体实施方式中，为了提升便利性，在第一低频通信端10上设置声音报警器、LED灯或其他展示装置，并且通过简单的逻辑判断，判断出第二低频信号转换而来的内部温度是否已经超出预设的温度阈值，如果超出，表明食物已经熟，直接控制声音报警器发出声响或控制LED灯闪烁，提醒人员食物已熟，同时，在显示器的界面中显示相应的编号，提示人员哪个第二低频通信端20 对应的食物已熟。
在另一种具体实施方式中，在第一低频通信端10上设置无线通信器(蓝牙、WiFi等)，如此，可以通过手机端和第一低频通信端10建立蓝牙、WiFi等无线通信连接，当通过手机端的APP发出请求时，无线通信器将内部温度和编号数据发送到手机端的APP 界面中显示。实现人员不在第一低频通信端10附近时，也能有效监控。
可选的，也可以是周期性的主动向建立蓝牙、WiFi等无线通信连接的手机端发出内部温度数据。
在一种优选实施方式中，第一低频通信端10包括：安装有应用处理软件的处理器、与处理器电连接的第二低频通信模组、显示器、无线通信器、声音报警器；通过第二低频通信模组以低频形式接、发数据，通过显示器进行显示，通过无线通信器建立和手机端的无线通信，通过声音报警器发出警报。
在本实施例中，如图3所示，第二低频通信模组包括：唤醒芯片，与唤醒芯片电连接的三路线圈电路、谐振电路及晶振电路。具体地，三路线圈电路L20、L21、L22为一体的三个方向线圈，分别可以接收 3维方向的各个角度电磁波，并且与谐振电路中的电容C91、C96、C97 形成谐振回路，增强125KHz点的信号接收强度；唤醒芯片(处理器) 经过处理，输出带有指令数据的第一载波信号时，以上的电路也可以将该第一载波信号调制成第一低频信号并发送给第一低频通信模组。谐振电路中的电阻R64、R65、R66用于降低谐振回路的品质因数，增强天线带宽，有利于提高接收数据的灵敏度。晶振X3为唤醒芯片提供基准时钟，唤醒芯片的SPI_CS,SPI_SCLK,SPI_MOSI,SPI_MISO接口提供与单片机的通讯接口，用于配置内部寄存器，RF_DATA线用于输出调制信号的解调数据，连接到单片机解析探针发送过来的数据。如此，芯片U23内部具有自动电容调节能力，可以通过软件进行调节谐振参数，以适应电感线圈及电容在加工生产时的误差问题。
在一种优选实施方式中，第二低频通信端20包括：单片机；测温探针，与所述单片机电连接；第一低频通信模组，与所述单片机电连接。通过单片机调制、解调及控制，通过测温探针测温度，通过第一低频通信模组以低频形式接、发数据。
在本实施例中，第一低频通信模组的内部电路原理如图4所示，具体地，采用两个方向的线圈进行通讯，实现多角度可以通讯，中间部分是铁氧体磁芯，从X、Y两个方向绕制线圈，这样在两个方向上对电磁波的接收发射都具有很好的灵敏度，在测温探针实际使用的环境中都可以达到很好的信号收发效果，在无线充电过程中也会比较容易吸收电磁波能量。其中L2和L3为相互交叉的多圈天线线圈，分别与电容C4、C8谐振到125KHz左右通讯频率，分别从两个方向接收电磁波，谐振产生的交流电压通过两个二极管D1、D2、D3整流输出，然后经过电容C9滤波成直流电压，对超级电容或可充电电池C10进行充电。其中U2为并联稳压芯片，将输出电压保持在允许范围以内，防止电压过高对超级电容或可充电电池造成损害。两路电感电容谐振回路输出信号经过电容C3、C6输出到单片机的比较器正输入端，通过经过电阻R7和电容C7滤波输出到比较器的负输入端，两路输入在交流信号上具有很明显的电压差及相位差，通过单片机内部比较器可以直接将输入的交流信号整形成方波形式，通过程序解码可以解析出第一低频通信端10发送过来的数据。单片机输出引脚CLK_OUT为发射信号的载波数据，其中采用ASK方式调制成125KHz载波的数据经过电容C2、C5将载波信号传送到天线线圈L2、L3上，两组线圈分别与电容C4、C8谐振，空间形成电磁场辐射出去，将数据发送给第一低频通信端10。其中NMOS管Q1连接到两路二极管D1、D2后面，并通过单片机的引脚RF_CLOSE控制开关，可以在发送数据ASK信号时关闭载波后打开Q1，在输出线圈上经过D1、D2吸收回路自由振荡能量，实现快速关闭电磁场作用，使发送波形形成比较理想的关断波形。二极管D3在Q1打开关闭电场时，可以防止电源倒灌，避免泄放掉超级电容或可充电电池上的电能。其中电阻R3、R6用于给单片机内部的比较器提供偏置电压，保持比较器在中间理想的工作点，检测输入信号。实现了与外部设备的低频通信的同时，还实现了自充电，在温差发电无法正常使用时，亦可以通过与外部设备通信的同时给C1充电，进而能够达到给第一低频通信模组、测量探针供电的目的。
在另一种优选的实施方案中，第一低频通信模组的内部电路原理如图6所示，具体地，其中U39为双非门的输出缓冲器，提高输出电流。电感线圈L26与L29、L27分别绕制在铁氧体磁芯的三个方向上，其中L26绕制在Z轴方向，主要用于与电容C125串联谐振，产生很高幅度的交流电压，电压幅度为回路Q值乘上驱动电压。高压交流信号通过电容C117与C130耦合到两组并联谐振回路L29与C119为一路，L27与C126为另一路，两组回路谐振在输出载波频率上，有效提高发射电场强度。二极管D25与D26和NMOS管Q22组成开关电路，可以在载波信号CLK_OUT不输出时控制信号RF_CLOSE升高电压，使 Q22导通，从而泄放掉两个谐振回路的能量，减少衰减振荡周期。这个电路两组非门组成了差分驱动输出，可以提高一倍的输出能量，有效提高发射距离。
在再一种优选的实施方案中，第一低频通信模组的内部电路原理如图7所示，具体地，为了配合增强发射电路，将探针内的充电及接收数据的线圈与发射线圈分离开，同时分层绕制在同一铁氧体磁芯上，并且电感量及绕制圈数发射部分线圈要大于接收部分线圈，这样在发射线圈工作时，电磁波通过接收线圈反过来充电造成的发射信号跌落现象大大减少。其中电感线圈L30与电容C134和电感线圈L31与电容C135组成谐振回路，用于接收外部磁场信号。接收到的电磁波产生交流电压，通过二极管D26、D27检波，C133电容整流，可以给超级电容或可充电锂电池C136充电。同时通过电容C121、C129将交流载波信号输入到比较器U36正输入端。另一路交流信号通过电阻R85 及电容C120滤波产生相位差，输入到比较器负输入端，通过比较信号，输出方波的CLK_IN信号给单片机进行解码处理。其中电阻R97、R95用于提供比较器静态输入电压的偏置，达到比较理想的工作电，电阻R94用于输出信号上拉。
在本实施例中，如图5所示，测温探针中R1、R2为两个测温使用的NTC热敏电阻传感器，安装位置一个在测温探针的顶尖部位，插到烤肉内部测量内部温度。另一个安装在测温探针外部，用于测量外部温度。R4、R5为偏置电阻，采用了较低的电阻值，用于在高温环境下提高测量温度精度。C12电容为降低干扰的滤波电容。
根据本发明实施例，还提供了一种带有无线低频通信系统的烤箱。该烤箱包括：烤箱本体，以及配置在所述烤箱本体的所述的无线低频通信系统，无线低频通信系统中的第一低频通信端10集成到烤箱本体的面板上，其中的第二低频通信端20布置到烤箱本体内。达到了无线低频通信系统相同的技术效果。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线低频通信方法，其特征在于，包括：
第一低频通信端将加载有第一数据的第一载波信号调制成第一低频信号，并发送给第二低频通信端；其中，第一数据为用户发布的指令数据；
当第二低频通信端接收到第一低频信号时，将第一低频信号解调成第一载波信号，并从中解析得到第一数据。
2.根据权利要求1所述的无线低频通信方法，其特征在于，第一低频通信端将加载有第一数据的第一载波信号调制成第一低频信号，并发送给第二低频通信端之后还包括：
当第二低频通信端接收到的第一低频信号时，进行自充电。
3.根据权利要求1所述的无线低频通信方法，其特征在于，当第二低频通信端接收到第一低频信号时，将第一低频信号解调成第一载波信号，并从中解析得到第一数据之后还包括：
第二低频通信端根据指令数据测得第二数据；其中，第二数据为加热中食物的内部温度数据；将加载有第二数据的第二载波信号调制成第二低频信号，并发送给第一低频通信端；
当第一低频通信端接收到第二低频信号时，将第二低频信号解调成第二载波信号，并从中解析得到第二数据。
4.根据权利要求1所述的无线低频通信方法，其特征在于，当第二低频通信端接收到第一低频信号时，将第一低频信号解调成第一载波信号，并从中解析得到第一数据之后还包括：
第二低频通信端根据指令数据测得第二数据及编号数据；其中，第二数据为加热中食物的内部温度数据；将加载有第二数据及编号数据的第二载波信号调制成第二低频信号，并发送给第一低频通信端；
当第一低频通信端接收到第二低频信号时，将第二低频信号解调成第二载波信号，并从中解析得到第二数据及编号数据。
5.根据权利要求3所述的无线低频通信方法，其特征在于，当第一低频通信端接收到第二低频信号时，将第二低频信号解调成第二载波信号，并从中解析得到第二数据之后还包括：
显示所述第二数据；在判断所述第二数据超出预设温度阈值时发出超温的警报；以及在收到手机端请求时向手机端发送所述内部温度数据。
6.根据权利要求4所述的无线低频通信方法，其特征在于，当第一低频通信端接收到第二低频信号时，将第二低频信号解调成第二载波信号，并从中解析得到第二数据及编号数据之后还包括：
显示所述第二数据及编号数据；在判断所述第二数据超出预设温度阈值时发出对应编号超温的警报；以及在收到手机端请求时向手机端发送所述第二数据及编号数据。
7.一种无线低频通信系统，其特征在于，包括：
第一低频通信端，用于将加载有第一数据的第一载波信号调制成第一低频信号，并发送给第二低频通信端；其中，第一数据为用户发布的指令数据；
第二低频通信端，用于当接收到第一低频信号时，将第一低频信号解调成第一载波信号，并从中解析得到第一数据。
8.根据权利要求7所述的无线低频通信系统，其特征在于，第二低频通信端，还用于当第二低频通信端接收到的第一低频信号时，进行自充电。
9.根据权利要求7所述的无线低频通信系统，其特征在于，第二低频通信端，还用于根据指令数据测得第二数据；其中，第二数据为加热中食物的内部温度数据；将加载有第二数据的第二载波信号调制成第二低频信号，并发送给第一低频通信端；
第一低频通信端，还用于当接收到第二低频信号时，将第二低频信号解调成第二载波信号，并从中解析得到第二数据；显示所述第二数据；在判断所述第二数据超出预设温度阈值时发出超温的警报；以及在收到手机端请求时向手机端发送所述内部温度数据。
10.根据权利要求7所述的无线低频通信系统，其特征在于，第二低频通信端，还用于根据指令数据测得第二数据及编号数据；其中，第二数据为加热中食物的内部温度数据；将加载有第二数据及编号数据的第二载波信号调制成第二低频信号，并发送给第一低频通信端；
第一低频通信端，还用于当接收到第二低频信号时，将第二低频信号解调成第二载波信号，并从中解析得到第二数据及编号数据；显示所述第二数据及编号数据；在判断所述第二数据超出预设温度阈值时发出对应编号超温的警报；以及在收到手机端请求时向手机端发送所述第二数据及编号数据。
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