CN207978128U - 一种基于无线通信技术的电路监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于无线通信技术的电路监控系统，发射器包括微机处理器、存储器、无线通讯模块一、电源线接入端口、交直流转换模块、逆变器和发射线圈，交直流转换模块将交流电转换为直流电并输送给逆变器，逆变器将直流电流变转换成高频交流电流提供给的发射线圈，发射线圈将高频交流电转换为磁场，接收器包括接收线圈、直交流转换模块、电能输出端口、控制模块和无线通讯模块二，接收线圈通过磁场耦合产生电场，直交流转换模块将接收线圈输出的直流电转换成交流电，无线通讯模块一与移动终端和无线通讯模块二无线连接并通讯。本实用新型利用电磁感应原理，通过特斯拉线圈实现电能无线的传输，同时具有电路无线监控功能。

Description

一种基于无线通信技术的电路监控系统

技术领域

本实用新型涉及无线输电技术领域，特别是一种基于无线通信技术的电路监控系统。

背景技术

随着科技的进步及家居及办公智能化的不断推广，有线的用电设备逐步为追求生活质量的人所诟病，因此人们都希望电气设备间能通过无线的方式进行信息及能量的交换，这一方面能简化家居，减少安全隐患，另一方面能减低建筑成本，加快建筑的建造及施工速度。因为在现在的房屋建造及装修的过程中，在墙体或者楼板中穿电线成为了不可或缺的一部分，施工安装的费用及材料的成本使得家装费用水涨船高。随着时代科技的进步与发展，我们所居住的空间也在朝着智能化的方向发展，冗杂的线路无疑成为智能化家居前进的绊脚石。随着社会科技的进步，人们生活质量的逐步提高，智能化家居与更加简化的家庭电网设计呼之欲出。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种便于实施及推广的基于无线通信技术的电路监控系统，以实现在家居或办公场所内的输电网络无线连接的同时，实现对电路的无线监控。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种基于无线通信技术的电路监控系统，其特征在于，包括发射器、接收器和移动终端，发射器包括电能发射模块、微机处理器、存储器和无线通讯模块一，微机处理器与存储器和无线通讯模块一连接，接收器包括电能接收模块、控制模块和无线通讯模块二，电能发射模块包括依次连接的电源线接入端口、交直流转换模块、逆变器和发射线圈，交直流转换模块将交流电转换为直流电并输送给逆变器，逆变器将直流电流变转换成高频交流电流提供给的发射线圈，发射线圈将高频交流电转换为磁场，电能接收模块包括依次连接的接收线圈、直交流转换模块和电能输出端口，接收线圈通过磁场耦合产生电场，直交流转换模块将接收线圈输出的直流电转换成交流电，并给电能输出端口输出220V稳压电源，控制模块与无线通讯模块二和电能输出端口连接，所述无线通讯模块一与移动终端和无线通讯模块二无线连接并通讯，移动终端通过无线通讯模块一向微机处理器发送指令，微机处理器读取存储器中的数据并通过无线通讯模块一把数据发送给移动终端，控制模块采集电能输出端口的用电信息，并通过无线通讯模块二和无线通讯模块一把用电信息传输给微机处理器，微机处理器把用电信息保存在存储器中，微机处理器通过无线通讯模块一和无线通讯模块二把指令发送给控制模块，控制模块根据指令控制电能输出端口与用电器之间的连接

本实用新型提供的基于无线通信技术的电路监控系统，利用电磁感应原理，其通过特斯拉线圈实现电能无线的传输，突破传统用电器需要与导线连接才能工作的限制，在应用领域上不必担心因电线老化而发生漏电、触电事故。增加了电路无线监控功能，使得人与电路及用电器间拥有了交流的语言，新用电器的接入及所有用电器的接入情况均可反馈到用户所使用的移动终端上，实现智能化的操控管理。本实用新型具有体积小、辐射低、智能化控制等优点。

附图说明

图1为本实用新型框架结构示意图。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

具体实施方式

参见图1，基于无线通信技术的电路监控系统包括发射器1、接收器4、移动终端7和云服务器8。发射器1包括发射器外壳和在发射器外壳内的电能发射模块2、微机处理器31、存储器32和无线通讯模块一33。电能发射模块2包括依次连接的电源线接入端口21、交直流转换模块22、逆变器23和发射线圈24。电源线接入端口21接入220V的家用电源，可以用导线直接连接入户电源配给器及电能表。电源线接入端口21将交流电输入交直流转换模块 22，交直流转换模块22将电压升高后通过整流滤波得到直流电并输送给逆变器23。逆变器 23将直流电流变转换成高频交流电流提供给的发射线圈24的晶振模块。发射线圈24为特斯拉电磁感应初级线圈，通电后产生磁场。发射线圈24将高频交流电转换为磁场,并将磁场发射出至一定范围。发射器1的发射器外壳为扁盘状、球状或其他便于布置内部电路及电器元件且不影响家装美观的形状，其大小可以根据家庭或办公所使用的用电器的总功率给予适当的调整，其所设计的尺寸按照装修的最佳尺度范围给予调整。发射器1在工程浇筑混凝土的施工过程中通过预埋管线，在发射器的设计安装处预留安装孔位，在后期的装修过程中技术人员将发射器外壳类似于吸顶灯般安装在天花板上。

接收器4包括接收器外壳和设置在接收器外壳内依次连接的电能接收模块5、控制模块 62和无线通讯模块二61。电能接收模块5包括依次连接的接收线圈51、直交流转换模块52 和电能输出端口53。接收线圈51为特斯拉电磁感应次级线圈，通过磁场耦合产生电场。接收线圈51的振荡频率与发射线圈24发射出的磁场频率相同，所以可以产生磁共振现象，能以较低的能量损失接收并将磁场转换为电能。直交流转换模块52将接收线圈51输出的直流电转换成交流电，并通过变频或者整流滤波给电能输出端口53输出220V稳压电源，电能输出端口53与用电器连接，给用电器供电。用电器可以是电脑、电视、洗衣机、电冰箱等办公或家庭用电器。接收器5的接收器外壳设计形状为矩形或圆柱体形状，大小根据实际连接电器的使用功率而定，但均以满足使用的要求和合理性为设计前提。用电器通过内置或外部吸附的形式与接收器外壳连接，接收器5及用电器必须安装在发射器发射的磁场覆盖范围内。接收器5的介入能有效地解决有线用电器与本系统的连接矛盾，在传统的思维中，老式的用电器获得电能的方式仅仅依靠导线的连接，故在现阶段的智能化家庭的实施过程中有线的电气设备多数被淘汰而不能继续使用，因而出现了智能化家庭与旧电器之间的矛盾。而本实用新型中涉及的接收器可将有线电器的导线取而代之，通过技术性的改良，接收器成为了用电器的用电附属部分，且其安装简单，不需改变现有用电器的电路构造，只需在获得原厂商的许可后联合厂商的安全技术人员即可将接收器植入或外部吸附结合在用电设备中。

发射器与接收器之间通过互感应磁场构成搭接传输通道，碍于远距离的传输会使得电能的传输效率降低，因此本实用新型会在家居或办公区域合理配置发射器，使整个生活及办公空间均处于传输的有效距离之内，让每个生活及办公用电器均可以高效地进行能量的使用。本实用新型涉及的发射器和接收器间能正常工作的有效半径范围为0～10m，在此有效范围内均能有效地接收到发射器传输的电能，并且本系统设备具有体积小、辐射低、智能化控制等优点。

微机处理器31与电能发射模块2、存储器32和无线通讯模块一33连接。电能发射模块 2为微机处理器31提供电源。无线通讯模块一33通过无线通讯网络与移动终端7和云服务器8连接并进行数据交互。移动终端7和云服务器8也可以通过无线连接实现数据交互。移动终端7可以是手机、个人数字助理(PDA)、掌上电脑、人机交互终端或其他具有无线通讯功能的手持式终端设备。无线通讯模块二4可作为AP无线接入点支持多个智能设备同时接入。控制模块62与无线通讯模块二61和电能输出端口53连接。无线通讯模块二61通过无线通讯网络与无线通讯模块一33连接并进行数据交互。

使用者可以在移动终端7或云服务器8上通过无线通讯模块一33向微机处理器31发送查询指令，微机处理器31接收到查询指令后读取存储器32中保存的数据，把与查询指令相应的数据通过无线通讯模块一33发送给移动终端7或云服务器8，使用者通过发送回的数据可以了解到用电信息。用电信息可以是开启还是关闭、或者用了多少电、是否存在故障等。使用者还可以在移动终端7或云服务器8上通过无线通讯模块一33向微机处理器31发送控制指令，微机处理器31将控制指令依次通过无线通讯模块一33和无线通讯模块二61发送给控制模块62，控制模块62根据控制指令控制电能输出端口53与用电器之间的连接。例如，控制电能输出端口53与用电器之间的连接开启或关闭。控制模块62采集电能输出端口53的用电信息，该用电信息也是与电能输出端口53连接的用电器的用电信息，并通过无线通讯模块二61和无线通讯模块一33把用电信息发送给微机处理器31，微机处理器31把接收到的用电信息保存在存储器32中。用电信息可包括开启和关闭状态信息、一定时间内的用电数量信息等。微机处理器31同时还可以通过无线通讯模块一33把用电信息上传给云服务器8。

为解决不同用户间用电器通过接收器4无线连接时出现乱频、窜频和扰频的状况，通过在移动终端7将发射器1设置为特定的发射频率，将接收器4设定为一个与该发射频率相匹配的固定的接收频率，唯有发射频率和接收频率匹配时，微机处理器31向控制模块62发送指令，控制模块62开启电能输出端口53和用电器之间的连接，该用电器方可接入发射器进行电能的转化及为用电器供能。

本实用新型无线通讯技术为可普遍实施且已经在WSNs(wireless SensorNetworks，无线传感器网络)中占据一定技术地位、应用成本较低、运行稳定、低功率的基于IEEE802.15.4 的ZigBee无线通讯技术及WiFi通讯技术，用户可使用手上所使用的移动终端通过特定的免费2.4GHz ISN(Industrial Scientific Medical)频段连接到无线局域网，从而通过移动终端上安装的APP实现对用电电路的监测、检测甚至发现和解决异常。

本实用新型利用电磁感应原理，其通过特斯拉线圈实现电能无线的传输，突破传统用电器需要与导线连接才能工作的限制，在应用领域上不必担心因电线老化而发生漏电、触电事故。在无线电能传输的基础上，增加了电路无线监控功能，使得人与电路及用电器间拥有了交流的语言，新用电器的接入及所有用电器的接入情况均可反馈到用户所使用的移动终端上，实现智能化的操控管理。本实用新型具有体积小、辐射低、智能化控制等优点。

Claims (2)

1.一种基于无线通信技术的电路监控系统，其特征在于，包括发射器(1)、接收器(4)和移动终端(7)，发射器(1)包括电能发射模块(2)、微机处理器(31)、存储器(32)和无线通讯模块一(33)，微机处理器(31)与存储器(32)和无线通讯模块一(33)连接，接收器(4)包括电能接收模块(5)、控制模块(62)和无线通讯模块二(61)，电能发射模块(2)包括依次连接的电源线接入端口(21)、交直流转换模块(22)、逆变器(23)和发射线圈(24)，交直流转换模块(22)将交流电转换为直流电并输送给逆变器(23)，逆变器(23)将直流电流变转换成高频交流电流提供给的发射线圈(24)，发射线圈(24)将高频交流电转换为磁场，电能接收模块(5)包括依次连接的接收线圈(51)、直交流转换模块(52)和电能输出端口(53)，接收线圈(51)通过磁场耦合产生电场，直交流转换模块(52)将接收线圈(51)输出的直流电转换成交流电，并给电能输出端口(53)输出220V稳压电源，控制模块(62)与无线通讯模块二(61)和电能输出端口(53)连接，所述无线通讯模块一(33)与移动终端(7)和无线通讯模块二(61)无线连接并通讯，移动终端(7)通过无线通讯模块一(33)向微机处理器(31)发送指令，微机处理器(31)读取存储器(32)中的数据并通过无线通讯模块一(33)把数据发送给移动终端(7)，控制模块(62)采集电能输出端口(53)的用电信息，并通过无线通讯模块二(61)和无线通讯模块一(33)把用电信息传输给微机处理器(31)，微机处理器(31)把用电信息保存在存储器(32)中，微机处理器(31)通过无线通讯模块一(33)和无线通讯模块二(61)把指令发送给控制模块(62)，控制模块(62)根据指令控制电能输出端口(53)与用电器之间的连接。

2.根据权利要求1所述的基于无线通信技术的电路监控系统，其特征在于，在所述移动终端设定发射器的发射频率和接收器的接收频率匹配时，微机处理器(31)向控制模块(62)发送指令，控制模块(62)开启电能输出端口(53)和用电器之间的连接。