CN206041659U - 一种无线电波供电的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施方案提供了一种无线电波供电的系统，所述系统包括智能网关和智能节点，其中，所述智能网关包括相互连接的射频发射模块和发射天线，所述射频发射模块与电源相连，所述智能节点包括接收天线、射频接收模块和受电设备，所述接收天线与所述射频接收模块连接，所述射频接收模块与所述受电设备连接。本实用新型方案中，供电端通过无线电波的方式对受电设备进行供电，由于无线电波在自由空间内传播速度较快，因此，可以实现远距离的无线供电，使得供电端与受电设备之间的距离可达到12m，大大增加了无线供电的距离。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线供电技术领域，特别涉及一种无线电波供电的系统。
背景技术
早期对受电设备通常采用有线的方式对其进行供电或者采用电池对其进行供电，其中，受电设备包括传感器或探测器等，但是采用有线的供电方式，需要将受电设备布置在距离电源较近的位置处，采用电池的供电方式，需要经常更换电池，因此，以上两种供电方式的效果较差，此时，无线供电方式应运而生。
无线供电方式是通过电磁感应来进行供电，其原理为：在供电端(发送端)存在一个送电线圈，在受电设备端(接收端)存在一个受电线圈，在送电线圈中通过一定频率的交流电，则在送电线圈周围产生磁场，当受电线圈接近该磁场时，在受电线圈中产生电流，从而将能量由送电线圈输出到受电线圈，完成无线供电。
由于上述无线供电的方式的原理是电磁感应原理，因此，供电端与受电设备端之间的距离较小，一般为3-5cm，虽然节省了供电端与受电设备端之间的电源线，但是供电端与受电设备端之间仍然受到距离的限制，无法进行远距离供电，使得无线供电的距离较小。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型实施例公开了一种无线电波供电的系统，用于增加无线供电的距离。技术方案如下：
一种无线电波供电的系统，所述系统包括智能网关1和智能节点2，其中，
所述智能网关1包括相互连接的射频发射模块11和发射天线12，所述射频发射模块11与电源相连；
所述智能节点2包括接收天线21、射频接收模块22和受电设备23，所述接收天线21与所述射频接收模块22连接，所述射频接收模块22与所述受电设备23连接。
可选的，所述射频接收模块22包括射频转换单元221和升压斩波电路222；
所述接收天线21的输出端与所述射频转换单元221的输入端连接，所述射频转换单元221的输出端与所述升压斩波电路222的输入端连接，所述升压斩波电路222的第一输出端与所述受电设备23的输入端连接。
可选的，所述射频接收模块22还包括储能单元223和电压检测单元224；
所述射频转换单元221的输出端分别与所述储能单元223的第一端和所述电压检测单元224的第一检测端连接，所述储能单元223的第二端接地，所述升压斩波电路222的第二输出端与所述电压检测单元224的第二检测端连接。
可选的，所述智能节点2的数量至少为一个。
可选的，所述受电设备23的数量至少为一个，所述射频接收模块22分别与每个受电设备23连接。
可选的，所述射频发射模块11为射频收发器。
可选的，所述受电设备23为传感器或探测器。
可选的，所述储能单元223为电容。
可选的，所述智能网关1还包括第一处理模块13、第一无线通信模块14和第一通信天线15；所述第一处理模块13和所述第一无线通信模块14分别与电源连接，所述第一处理模块13与所述第一无线通信模块14连接，所述第一无线通信模块14和所述第一通信天线15连接；
所述智能节点2还包括第二处理模块24、第二无线通信模块25和第二 通信天线26；所述射频接收模块22分别与所述第二处理模块24和所述第二无线通信模块25连接，所述第二处理模块24分别与所述第二无线通信模块25和所述受电设备23连接，所述第二无线通信模块25和所述第二通信天线26连接。
可选的，所述第一处理模块13为中央处理器CPU，所述第二处理模块24为低功耗单片机MCU。
本实用新型方案中，供电端通过无线电波的方式对受电设备进行供电，由于无线电波在自由空间内传播速度较快，因此，可以实现远距离的无线供电，使得供电端与受电设备之间的距离可达到12m，大大增加了无线供电的距离。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型所提供的无线电波供电的系统的第一种结构示意图；
图2为本实用新型所提供的射频接收模块的第一种结构示意图；
图3为本实用新型所提供的射频接收模块的第二种结构示意图；
图4为本实用新型所提供的无线电波供电的系统的第二种结构示意图。
其中，图1至图4中附图标记与相应组件名称间的对应关系为：
1智能网关、2智能节点、11射频发射模块、12发射天线、13第一处理模块、14第一无线通信模块、15第一通信天线、21接收天线、22射频接收模块、23受电设备、24第二处理模块、25第二无线通信模块、26第二通信天线、221射频转换单元、222升压斩波电路、223储能单元、224电压检测单元、30电源。
具体实施方式
本实用新型提供了一种无线电波供电的系统，该无线电波供电的系统主要用于增加无线供电的距离。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
参见图1，本实用新型实施方案所提供的一种无线电波供电的系统包括智能网关1和智能节点2，本实用新型实施方案为了增加无线供电的距离，采用无线电波的方式进行远距离供电，因此，在智能网关1处(供电端)设置射频发射模块11及发射天线12，在智能节点2处(受电端)设置接收天线21、射频接收模块22和受电设备23。
其中，射频发射模块11与电源30相连，电源30对射频发射模块11进行供电；接收天线21与射频接收模块22连接，射频接收模块22与受电设备23连接。
本实用新型提供的一种无线电波供电的系统的供电过程为：
1、射频发射模块11通过发射天线12发射电磁波；
2、射频接收模块22通过接收天线21接收该电磁波，并给受电设备23进行供电。
其中，当射频发射模块11的功率较大时，可以同时给多个设备供电，因此，智能节点2的数量至少可以为一个。另外，受电设备23的数量也至少可以为一个，当受电设备23有多个时，每个受电设备23分别与射频接收模块22连接。
具体的，射频发射模块11可以为射频收发器，该射频收发器可以通过DSSS(DirectSequence Spread Spectrum，直接序列展频技术)调制。受电设备23可以为传感器或探测器。
由此，本实施例中，供电端通过无线电波的方式对受电设备进行供电，由于无线电波在自由空间内传播速度较快，因此，可以实现远距离的无线供电， 使得供电端与受电设备之间的距离可达到12m，大大增加了无线供电的距离。
下面对本实用新型提供的射频接收模块22的结构进行详细介绍。
参见图2，在本实用新型的一种具体实施方式中，射频接收模块22可以包括射频转换单元221和升压斩波电路222。
其中，接收天线21的输出端与射频转换单元221的输入端连接，射频转换单元221的输出端与升压斩波电路222的输入端连接，升压斩波电路222的第一输出端与受电设备23的输入端连接。
射频转换单元221将接收天线21接收到的无线电波转换为直流电，升压斩波电路222将该直流电的电压升高至受电设备23所需要的供电电压，以对受电设备23进行供电。
在图2所示结构的基础上，参见图3，在本实用新型的另一种具体实施方式中，射频接收模块22还可以包括储能单元223和电压检测单元224。
其中，射频转换单元221的输出端分别与储能单元223的第一端和电压检测单元224的第一检测端连接，储能单元223的第二端接地，升压斩波电路222的第二输出端与电压检测单元224的第二检测端连接。
射频转换单元221将接收天线21接收到的无线电波转换为直流电，并传输至储能单元223中进行存储，电压检测单元224对储能单元223中的直流电的电压进行检测。
当电压检测单元224检测到储能单元223中的直流电的电压达到第一预设阈值时，触发升压斩波电路222启动，升压斩波电路222将该直流电的电压升高至受电设备23所需要的供电电压，以对受电设备23进行供电；当电压检测单元224检测到储能单元223中的直流电的电压下降到第二预设阈值时，关闭升压斩波电路222。
例如：第一预设阈值为2.2V，第二预设阈值为1.5V，受电设备23所需的供电电压为5V；当电压检测单元224检测到储能单元223充电达到2.2V时，触发升压斩波电路222启动，将储能单元223两端的电压2.2V升到受电设备23需要的供电电压5V，此时，电流为150mA；当电压检测单元224检测到储能单元223两端的电压下降到1.5V时，关闭升压斩波电路222。
具体的，储能单元223可以为电容。
参见图4，本实用新型提供的一种无线电波供电的系统在远距离供电的基础上，还可以进行通信，因此，在智能网关1处还可以设置第一处理模块13、第一无线通信模块14和第一通信天线15；在智能节点2处还可以设置第二处理模块24、第二无线通信模块25和第二通信天线26。
其中，第一处理模块13和第一无线通信模块14分别与电源30连接，电源30分别对第一处理模块13和第一无线通信模块14进行供电，第一处理模块13与第一无线通信模块14连接，第一无线通信模块14和第一通信天线15连接。
射频接收模块22分别与第二处理模块24和第二无线通信模块25连接，第二处理模块24分别与第二无线通信模块25和受电设备23连接，第二无线通信模块25和第二通信天线26连接。在射频接收模块22接收到射频发射模块11发射的无线电波后，即可给第二处理模块24和第二无线通信模块25进行供电。
具体的，第一处理模块13用于对智能网关1中的射频发射模块11和第一无线通信模块14进行控制，第二处理模块24用于对智能节点2中的射频接收模块22、第二无线通信模块25和受电设备23进行控制。
例如：当射频接收模块22出现故障时，第二处理模块24可以控制射频接收模块22进行复位操作。
本实用新型提供的智能节点2向智能网关1发送信息的过程为：
1、受电设备23采集信息，并将采集的信息发送至第二处理模块24进行处理，第二处理模块24将处理后的信息通过第二无线通信模块25和第二通信天线24发送至第一无线通信模块14；
2、第一无线通信模块14通过第一通信天线15接收该信息，并发送至第一处理模块13，第一处理模块13对该信息进行分析处理。
由此，完成了智能节点2向智能网关1发送信息的过程，其中，当受电设备23为传感器时，传感器采集的信息可以包括温度、湿度、压力或照度等。
本实用新型提供的智能网关1向智能节点2发送指令的过程为：
1、第一处理模块13将指令通过第一无线通信模块和第一通信天线15发送至第二无线通信模块25；
2、第二无线通信模块25通过第二通信天线24接收该指令，并发送至第二处理模块24，第二处理模块24接收该指令并执行该指令。
更进一步的，智能网关1还可以与云端服务器连接，第一处理模块13可以将分析处理后的信息发送至云端服务器，以完成智能节点2向云端服务器上报数据的过程。另外，云端服务器同样可以发送指令给智能网关1，智能网关1再将指令发送给智能节点2。
具体的，第一处理模块13可以为CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，第二处理模块24可以为低功耗MCU(Microcontroller Unit，单片机)。
另外，该第一处理模块13和该第二处理模块24均还可以为PLC(ProgrammableLogic Controller,可编程逻辑控制器)、DSP(digital signal processor,数字信号处理器)或其他可编程控制器平台。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种无线电波供电的系统，其特征在于，所述系统包括智能网关(1)和智能节点(2)，其中，
所述智能网关(1)包括相互连接的射频发射模块(11)和发射天线(12)，所述射频发射模块(11)与电源相连；
所述智能节点(2)包括接收天线(21)、射频接收模块(22)和受电设备(23)，所述接收天线(21)与所述射频接收模块(22)连接，所述射频接收模块(22)与所述受电设备(23)连接。
2.根据权利要求1所述的无线电波供电的系统，其特征在于，所述射频接收模块(22)包括射频转换单元(221)和升压斩波电路(222)；
所述接收天线(21)的输出端与所述射频转换单元(221)的输入端连接，所述射频转换单元(221)的输出端与所述升压斩波电路(222)的输入端连接，所述升压斩波电路(222)的第一输出端与所述受电设备(23)的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的无线电波供电的系统，其特征在于，所述射频接收模块(22)还包括储能单元(223)和电压检测单元(224)；
所述射频转换单元(221)的输出端分别与所述储能单元(223)的第一端和所述电压检测单元(224)的第一检测端连接，所述储能单元(223)的第二端接地，所述升压斩波电路(222)的第二输出端与所述电压检测单元(224)的第二检测端连接。
4.根据权利要求1所述的无线电波供电的系统，其特征在于，所述智能节点(2)的数量至少为一个。
5.根据权利要求1所述的无线电波供电的系统，其特征在于，所述受电设备(23)的数量至少为一个，所述射频接收模块(22)分别与每个受电设备(23)连接。
6.根据权利要求1所述的无线电波供电的系统，其特征在于，所述射频发射模块(11)为射频收发器。
7.根据权利要求1所述的无线电波供电的系统，其特征在于，所述受电设备(23)为传感器或探测器。
8.根据权利要求3所述的无线电波供电的系统，其特征在于，所述储能单元(223)为电容。
9.根据权利要求1所述的无线电波供电的系统，其特征在于，所述智能网关(1)还包括第一处理模块(13)、第一无线通信模块(14)和第一通信天线(15)；所述第一处理模块(13)和所述第一无线通信模块(14)分别与电源连接，所述第一处理模块(13)与所述第一无线通信模块(14)连接，所述第一无线通信模块(14)和所述第一通信天线(15)连接；
所述智能节点(2)还包括第二处理模块(24)、第二无线通信模块(25)和第二通信天线(26)；所述射频接收模块(22)分别与所述第二处理模块(24)和所述第二无线通信模块(25)连接，所述第二处理模块(24)分别与所述第二无线通信模块(25)和所述受电设备(23)连接，所述第二无线通信模块(25)和所述第二通信天线(26)连接。
10.根据权利要求9所述的无线电波供电的系统，其特征在于，所述第一处理模块(13)为中央处理器CPU，所述第二处理模块(24)为低功耗单片机MCU。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201620844065.9U CN206041659U (zh) | 2016-08-05 | 2016-08-05 | 一种无线电波供电的系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN206041659U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110770754B (zh) * | 2017-06-28 | 2023-05-05 | 兰洛克控股有限责任公司 | 能量收集rfid电路、能量收集rfid标签及相关方法 |
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2016
- 2016-08-05 CN CN201620844065.9U patent/CN206041659U/zh active Active
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