CN205883208U - 无线通讯设备 - Google Patents

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金亮亮
罗勇
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Abstract

本实用新型公开了一种无线通讯设备，所述无线通讯设备包括无线发射器，所述无线发射器包括依次连接的发射线圈、发射控制器和调制电路，所述调制电路用于将所述将待发送的模拟信号以及数字信号调制在一预设载波中以得到待发射信号；所述发射线圈用于在所述发射控制器的作用下发射所述待发射信号。本实用新型还公开一种无线通讯设备。本实用新型解决了现有技术中在电动汽车无线充电系统中，充电过程会产生较大的电磁场，会干扰到无线通讯系统，可能直接压制掉或中断无线通讯，造成无线通讯系统的隐患或故障等问题，提高了电动汽车进行无线充电时通讯的抗干扰性。

Description

无线通讯设备
技术领域
本实用新型涉及无线通讯技术领域，尤其涉及一种无线通讯设备。
背景技术
随着化石能源逐渐枯竭与环境污染日益加剧，电动汽车的使用得到越来越多的认可，电动汽车将电能转化为驱动力，具有零排放，零污染的特点，可以大大降低对化石能源的依赖程度与减小尾气排放量。
目前电动汽车充电主要采用的是有线充电和无线充电两种方式。有线充电虽然效率较高，但是充电过程不灵活，需要反复插拔充电电缆，存在滑动磨损、导线老化及接触电火花等安全隐患。另外在场地安装方面，充电站的修建与传统加油站类似，受建设场地制约，建设成本大。
通过无线充电可以克服上述有线充电的缺点，通常采用一个原副边完全分离、无电气连接的变压器，利用原副边的互相磁场耦合实现电能透过空气在原副边之间进行传输。电动汽车无线充电系统中，车载侧与基建侧没有物理连接的通信链路，只能通过无线通讯的方式实现信息交换，而在电动汽车无线充电系统中，充电过程会产生较大的电磁场，会干扰到无线通讯系统，可能直接压制掉与中断无线通讯，造成无线通讯系统的隐患与故障。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提出一种无线通讯设备，旨在解决电动汽车无线充电过程进行无线通讯时，对外界、与内部的干扰抗扰性较弱的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型提出一种无线通讯设备，所述无线通讯设备包括无线发射器，所述无线发射器包括依次连接的发射线圈、发射控制器和调制电路，所述调制电路用于将所述将待发送的模拟信号以及数字信号调制在一预设载波中以得到待发射信号；所述发射线圈用于在所述发射控制器的作用下发射所述待发射信号。
可选地，所述调制电路包括：
模拟信号调制电路，用于将所述待传递的模拟信号调制在所述载波的第一基带信息中；
数字信号调制电路，用于将所述数字信号调制在所述载波的第二基带信息；
其中，所述第一基带信息为所述载波的占空比且所述第二基带信息为所述载波的上升沿或下降沿信息，或者，所述第一基带信息为所述载波的上升沿或下降沿信息且所述第二基带信息为所述载波的占空比。
可选地，所述无线通讯设备还包括无线接收器，所述无线接收器包括依次连接的接收线圈、解调电路和接收控制器；所述接收线圈用于接收经过调制处理的混合信号；所述解调电路用于对接收到的所述混合信号进行解调，分离出数字信号和模拟信号。
可选地，所述解调电路包括：
第一解调电路，用于对接收到的所述混合信号进行解调，以获取所述混合信号的第一基带信息和第二基带信息，所述第一基带信息为所述载波的占空比且所述第二基带信息为所述载波的上升沿或下降沿信息，或者，所述第一基带信息为所述载波的上升沿或下降沿信息且所述第二基带信息为所述载波的占空比；
第二解调电路，用于对所述第一基带信息解调得到所述模拟信号和对所述第二基带信息解调得到所述数字信号。
可选地，所述无线通讯设备还包括与所述解调电路连接的滤波电路，所述滤波电路对所述解调得到的数字信号和模拟信号滤波处理。
可选地，所述无线通讯设备还包括数据处理器，所述数据处理器与所述滤波电路连接，用于对所述将滤波后的所述数字信号和模拟信号进行处理得到所述数字信号和所述模拟信号中包含的数据。
在本实用新型中，所述无线通讯设备和设备将数字信号和模拟信号调制在同一载波传输，解决了现有技术中在电动汽车无线充电系统中，充电过程会产生较大的电磁场，会干扰到无线通讯系统，可能直接压制掉与中断无线通讯，造成无线通讯系统的隐患与故障的问题，提高了电动汽车进行无线充电时通讯的抗干扰性。
附图说明
图1为本实用新型无线通讯设备第一实施例的功能模块示意图；
图2是本实用新型无线通讯设备一实施例中应用场景汽车无线充电系统的示意图；
图3为图1中调制电路的细化模块示意图；
图4为本实用新型一实施例中模拟信号与数字信号的调制波示意图；
图5为图本实用新型无线通讯设备第二实施例的功能模块示意图；
图6为图5中解调电路的细化模块示意图；
图7是本实用新型实施例中无线通讯设备进行数据处理的流程示意图。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
为便于理解本实用新型，以下以电动汽车充电过程的无线通讯为例进行说明，但需要强调的是本实用新型并不局限于电动汽车充电过程的无线通讯，还可用于其它终端的无线通讯过程。
如图1所示，本实用新型提出一种无线通讯设备，所述无线通讯设备包括无线发射器10，所述无线发射器10包括依次连接的发射线圈11、发射控制器12和调制电路13，所述调制电路13用于将所述将待发送的模拟信号以及数字信号调制在一预设载波中以得到待发射信号；所述发射线圈11用于在所述发射控制器12的作用下发射所述待发射信号。
本发明无线通讯设备基于无线充电系统来实施，参照图2，所述无线充电系统包括基建端和车载端，车载端包括接收线圈、接收端电路及控制器、车载电池等，基建端是埋在地面下的部分，包括发射线圈、发射端电路及控制器。所述接收线圈用于接收基建端的发射线圈的电能，经过接收端电路和控制器转换成电池需要的电能，对车载电池进行充电。
电动汽车无线充电系统中，车载侧与基建侧没有物理连接的通信链路，只能通过无线通讯的方式实现信息交换，而目前无线通信的延时较大，很难满足控制环路对电压电流反馈信息的需求，因此可能会导致很多的技术指标无法满足要求。例如在负载突变时，如果由于车载副边电压电流信息反馈到车载原边延迟过大，会导致基建侧原边调节电路不能及时做出反馈调节，进而导致器件因为各种电应力过大而损坏，或者输出不符合要求的电压与电流，损坏负载。
在本实施例中，车载侧无线发射端将实时获取并发射电流模拟信号和副边是否过压的数字信号，基建侧根据接收到的所述电流模拟信号和副边是否过压的数字信号及时调整输出的电压与电流。
在本实施例中所述无线通讯方法应用于电动汽车无线充电系统，本实施例方案采用感应式实时通讯方式，通过电磁场感应的方式相互取得联系。无线电电磁场的发射通过天线、线圈、磁棒或者直接用无线充电的车载侧或基建侧的无线充电线圈，将调制的载波利用空间电磁场的方式发射出去。无线电电磁场的接收可通过天线、线圈、磁棒或者直接用无线充电的车载侧或基建侧的无线充电线圈，通过电磁波感应出载波信号。
可以理解的是，正常情况下，发射的载波频率低于20MHz以下，甚至几百KHz，在本实施例中，发射使用正弦波，正弦波产生的方式可以使用谐振方式，或者使用甲类、乙类、丙内、丁类、E类、戊类等各种高频功放方式直接输出正弦波提供给发射天线。由于使用的电磁波感应场的方式发送与接收，所以通讯距离非常的短，接收感应的方式可通过谐振共振的方式接收指定频率的电磁波。
基波载波的产生可以通过模拟电路产生，也可以通过数字处理器产生，例如使用DSP(数字信号处理)、FPGA(现场可编程门阵列)或CPLD(复杂可编程逻辑器件)等产生，或者通过数字与模拟电路混合产生。
要传递的模拟信号与数字信号等基带信息，通过FSK频移键控或者ASK幅移键控的方式调制在基波中，但不局限于这两种方式。
进一步地，参照图3，所述调制电路13包括：
模拟信号调制电路13a，用于将所述待传递的模拟信号调制在所述载波的第一基带信息中；
数字信号调制电路13b，用于将所述数字信号调制在所述载波的第二基带信息；
其中，所述第一基带信息为所述载波的占空比且所述第二基带信息为所述载波的上升沿或下降沿信息，或者，所述第一基带信息为所述载波的上升沿或下降沿信息且所述第二基带信息为所述载波的占空比。
参照图4，在本实施例中，要传递的模拟信息，可使用FSK频移键控或ASK幅移键控等调制方式调制在第一层基带信息里，以PWM脉冲宽度调制占空比方式体现，其中最小与最大占空比不为0和100％。
脉冲宽度调制是一种模拟控制方脉冲宽度调制是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中脉冲宽度调制是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
占空比是指高电平在一个周期之内所占的时间比率。方波的占空比为50％，占空比为0.5，说明正电平所占时间为0.5个周期。
在本实施例中，要传递的数字信息，使用FSK频移键控或ASK幅移键控等调制方式调制在第二层基带信息里，具体可以在PWM上升沿中，或者在PWM下降沿中，通讯协议自定义。
数字电路中，把电压的高低用逻辑电平来表示。逻辑电平包括高电平和低电平这两种。不同的元器件形成的数字电路，电压对应的逻辑电平也不同。数字电路中，数字电平从低电平(数字“0”)变为高电平(数字“1”)的那一瞬间(时刻)叫作上升沿。在TTL门电路中，把大于3.5伏的电压规定为逻辑高电平，用数字1表示；把电压小于0.3伏的电压规定为逻辑低电平，用数字0表示。数字电平从低电平(数字“0”)变为高电平(数字“1”)的那一瞬间(时刻)叫作上升沿。
数字电路中，数字电平从高电平(数字“1”)变为低电平(数字“0”)的那一瞬间叫作下降沿。在TTL门电路中，把大于3.5伏的电压规定为逻辑高电平，用数字1表示；把电压小于0.3伏的电压规定为逻辑低电平，用数字0表示。数字电路中，数字电平从高电平(数字“1”)变为低电平(数字“0”)的那一瞬间叫作下降沿。
可以理解的是，在本实施例中，要传递的数字信息，也可使用FSK或ASK等调制方式调制在第一层基带信息里，以PWM占空比方式体现，其中最小与最大占空比不为0和100％。要传递的模拟信息，也可使用FSK或ASK等调制方式调制在第二层基带信息里，具体在以PWM的上升沿中，或者下降沿，通讯协议自定义。
在本实施例中，PWM波的频率建议不得低于1KHz，可根据实际应用进行调整，以实现混合更多的数字信息以及更多的模拟信息。
将模拟信号与数字信号的基带信息，发射端调制与接收端解调，可以用模拟方式混合，也可以通过CPU处理器使用DSP数字信号处理、FPGA现场可编程门阵列和CPLD复杂可编程逻辑器件等数字化方式滤波后产生，或者数字与模拟电路混合产生。
进一步地，在本实施例中，为了进一步加强抗扰性，防止特定性的频率干扰，在通讯不顺畅、或者强制周期的，发射侧的频率可以使用不同频率调频方式发射，实现最大程度的抗扰。
本实施例提出的无线通讯设备，将车载端的电流模拟信号与过压数字信号混合，调制发送，高速实时传输模拟信号的同时实现了一些低速率的数字信号的传输，低速率传输的数字信号，可对模拟信号定期的进行一些识别、纠错，加强抗扰性，对外界、与内部的干扰具有较强的抗扰性。
进一步地，基于本实用新型第一实施例提出本实用新型无线通讯设备的第二实施例，参照图5，所述无线通讯设备还包括无线接收器20，所述无线接收器20包括依次连接的接收线圈21、解调电路22和接收控制器23；所述接收线圈21用于接收发射端发射线圈发射出的经过调制处理的混合信号；所述解调电路22用于在所述接收控制器23作用下对接收到的所述混合信号进行解调，分离出数字信号和模拟信号。
在本实施例中，所述感应发射线圈可以转化为接受线圈，接受线圈可以转化为发射线圈，由此可实现半双工或者双工通讯，以最大程度的节省与公用硬件资源。
参照图6，所述解调电路22包括：
第一解调电路22a，用于对接收到的所述混合信号进行解调，以获取所述混合信号的第一基带信息和第二基带信息，所述第一基带信息为所述载波的占空比且所述第二基带信息为所述载波的上升沿或下降沿信息，或者，所述第一基带信息为所述载波的上升沿或下降沿信息且所述第二基带信息为所述载波的占空比；
第二解调电路22b，用于对所述第一基带信息解调得到所述模拟信号和对所述第二基带信息解调得到所述数字信号。
在本实施例中，所述信号传递的模拟信号与数字信号等基带信息，通过FSK频移键控或者ASK幅移键控的方式调制在基波中，但不局限于这两种方式。
在本实施中，接收到所述信号之后，通过采用与发射端调制信号对应的调制方式解调所述信号，例如FSK频移键控或者ASK幅移键控的方式等等。
进一步地，所述无线通讯设备还包括与所述解调电路连接的滤波电路，所述滤波电路对所述解调得到的数字信号和模拟信号滤波处理。
进一步地，所述无线通讯设备还包括数据处理器，所述数据处理器与所述滤波电路连接，用于对所述将滤波后的所述数字信号和模拟信号进行处理得到所述数字信号和所述模拟信号中包含的数据。
在本实施例中，在解调出所述模拟信号和数字信号之后，通过整流滤波电路将所述解调出的模拟信号和数字信号滤波处理。
参照图7，车载侧无线发送端将电压或电流信号首先通过无线发送端发给基建侧的无线接收端，然后通过解调电路解调出原始信号，然后通过整流滤波电路后送到数据处理器处理。无线接收端接收发射端发送的信号，然后通过解调电路对信号进行解调，然后的到解调出的模拟和数字信号，模拟和数字信号通过对应的滤波处理电路后送到数据处理器中进行运算处理。
本实施例提出的无线通讯设备，可对无线发射端发射的信号接收解调处理，通过采用发射端调制方式对应的解调方式，得到数字信号和模拟信号，所述感应发射线圈可以转化为接受线圈，接受线圈可以转化为发射线圈，由此可实现半双工或者双工通讯，以最大程度的节省与公用硬件资源。
以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种无线通讯设备，其特征在于，所述无线通讯设备包括无线发射器，所述无线发射器包括依次连接的发射线圈、发射控制器和调制电路，所述调制电路用于将所述将待发送的模拟信号以及数字信号调制在一预设载波中以得到待发射信号；所述发射线圈用于在所述发射控制器的作用下发射所述待发射信号。
2.如权利要求1所述的无线通讯设备，其特征在于，所述调制电路包括：
模拟信号调制电路，用于将所述待传递的模拟信号调制在所述载波的第一基带信息中；
数字信号调制电路，用于将所述数字信号调制在所述载波的第二基带信息；
其中，所述第一基带信息为所述载波的占空比且所述第二基带信息为所述载波的上升沿或下降沿信息，或者，所述第一基带信息为所述载波的上升沿或下降沿信息且所述第二基带信息为所述载波的占空比。
3.如权利要求1或2所述的无线通讯设备，其特征在于，所述无线通讯设备还包括无线接收器，所述无线接收器包括依次连接的接收线圈、解调电路和接收控制器；所述接收线圈用于接收经过调制处理的混合信号；所述解调电路用于对接收到的所述混合信号进行解调，分离出数字信号和模拟信号。
4.如权利要求3所述的无线通讯设备，其特征在于，所述解调电路包括：
第一解调电路，用于对接收到的所述混合信号进行解调，以获取所述混合信号的第一基带信息和第二基带信息，所述第一基带信息为所述载波的占空比且所述第二基带信息为所述载波的上升沿或下降沿信息，或者，所述第一基带信息为所述载波的上升沿或下降沿信息且所述第二基带信息为所述载波的占空比；
第二解调电路，用于对所述第一基带信息解调得到所述模拟信号和对所述第二基带信息解调得到所述数字信号。
5.如权利要求3所述的无线通讯设备，其特征在于，所述无线通讯设备还包括与所述解调电路连接的滤波电路，所述滤波电路对所述解调得到的数字信号和模拟信号滤波处理。
6.如权利要求5所述的无线通讯设备，其特征在于，所述无线通讯设备还包括数据处理器，所述数据处理器与所述滤波电路连接，用于对所述将滤波后的所述数字信号和模拟信号进行处理得到所述数字信号和所述模拟信号中包含的数据。
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