CN210894695U - 一种用于无线电能传输的运动物体检测装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于无线电能传输的运动物体检测装置及系统。检测装置包括用于探测运动物体的探测模块、用于判断是否有运动物体进入预设保护区域的控制模块。系统包括多个检测装置和预设保护区域。本实用新型的运动物体检测装置通过微波探测器实现对运动物体的检测，通过在地面无线能量发射装置周围布置多个运动物体检测装置组成运动物体检测系统以实现对预设保护区域的全覆盖，成本低，实用性高，具有良好的经济和社会效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线电能传输领域，尤其是涉及一种用于无线电能传输的运动物体检测装置及系统。
背景技术
无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)技术利用磁谐振耦合、激光、微波等原理将电能以非接触的方式由电源端传送到用电设备端，可以实现用电设备的无线充/供电，具有安全可靠、灵活便捷、环境友好、可全天候工作等优点，因而近年来受到了广泛关注。当用于大功率用电设备(如电动汽车)无线充电时，地面无线能量发射装置和车载无线能量接收装置之间的空间区域将存在较大的电磁能量，可能会对非法进入无线充电区域的生物体造成一定的电磁危害。因此，为了防止这种情况的发生，大功率无线电能传输系统必须具备运动物体(包括运动的生物体和非生物体)检测功能，以便于当系统检测到有运动物体非法进入到预设保护区域时做出停机或降低传输功率等保护动作，当检测到运动物体离开预设保护区域后再恢复正常的功率传输。
现有技术中，一种解决方案是：利用电容数字转换器输出的电容与电容阈值之间的关系来判断是否有活体进入无线电能传输系统中，但是该方案只能检测出位于无线电能发射线圈上方的活体，而实际应用中，预设保护区域往往不仅限于发射线圈上方，而是需要向其四周延伸一定距离，因此，该方案的实用性较低；另一种解决方案是：当微波传感器检测到有运动物体通过检测区域时，再通过超声波传感器进一步确认物体进入探测区域，并获取物体的距离和速度。该方案需要同时采用微波传感器和超声波传感器，增加了硬件成本。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的是提供一种用于无线电能传输的运动物体检测装置及系统，运动物体检测装置通过微波探测器实现对运动物体的检测，通过在地面无线能量发射装置周围布置多个运动物体检测装置组成运动物体检测系统以实现对预设保护区域的全覆盖。
本实用新型所采用的技术方案是：
第一方面，本实用新型提供一种用于无线电能传输的运动物体检测装置，包括用于探测运动物体的探测模块、用于判断是否有运动物体进入预设保护区域的控制模块，所述探测模块的输出端与所述控制模块的输入端连接。
进一步地，所述运动物体检测装置还包括信号处理模块，所述探测模块的输出端与所述信号处理模块的输入端连接，所述信号处理模块的输出端与所述控制模块的输入端连接。
进一步地，所述信号处理模块包括信号放大滤波电路，所述探测模块的输出端与所述信号放大滤波电路的输入端连接，所述信号放大滤波电路的输出端与所述控制模块的输入端连接。
进一步地，所述运动物体检测装置还包括电源模块，所述电源模块的输出端分别与所述探测模块的输入端、所述控制模块的输入端、所述信号处理模块的输入端连接，以提供工作电源。
进一步地，所述探测模块包括微波探测器。
第二方面，本实用新型提供一种用于无线电能传输的运动物体检测系统，包括预设保护区域和多个上述的用于无线电能传输的运动物体检测装置，多个所述运动物体检测装置分散设置在所述预设保护区域。
进一步地，所述运动物体检测系统还包括地面无线电能发射装置，多个所述运动物体检测装置分散设置在所述地面无线电能发射装置的周围。
进一步地，所述运动物体检测系统还包括中央控制器和通信总线，所述运动物体检测装置通过所述通信总线与所述中央控制器连接。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型的运动物体检测装置通过微波探测器实现对运动物体的检测，通过在地面无线能量发射装置周围布置多个运动物体检测装置组成运动物体检测系统以实现对预设保护区域的全覆盖，成本低，实用性高，具有良好的经济和社会效益。
附图说明
图1是本实用新型中一种用于无线电能传输的运动物体检测装置的一实施例的结构示意图；
图2是本实用新型中一种用于无线电能传输的运动物体检测系统的一实施例的结构示意图；
图3是本实用新型中一种用于无线电能传输的运动物体检测系统的另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
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。
实施例一
本实施例提供了一种用于无线电能传输的运动物体检测装置，如图1所示，该运动物体检测装置包括用于探测运动物体的探测模块、用于判断是否有运动物体进入预设保护区域的控制模块。其中，探测模块的输出端与控制模块的输入端连接。控制模块的功能可由微处理器实现。
本实施例中，该运动物体检测装置还包括信号处理模块，探测模块的输出端与信号处理模块的输入端连接，信号处理模块的输出端与控制模块的输入端连接。信号处理模块主要包括信号放大滤波电路，探测模块的输出端与信号放大滤波电路的输入端连接，信号放大滤波电路的输出端与控制模块的输入端连接。
本实施例中，探测模块主要包括微波探测器。微波探测器为基于多普勒原理的微波多普勒雷达模块，用于探测运动物体的存在与否。
具体地，当有运动物体进入预设保护区域时，微波探测器将输出微弱的中频信号(该中频信号的频率和幅值分别与运动物体的运动速度和距离微波探测器的距离有关，具体地，运动速度越快，中频信号的频率越高，距离越近，中频信号的幅值越大)。典型微波探测器的发射频率有10.525GHz、24GHz、77GHz等。信号放大滤波电路用于滤除微波探测器输出的中频信号中的直流成分，并将滤波后的微弱中频信号进行放大。放大电路可采用一级放大、两级放大或多级放大电路，放大电路可采用正电压单电源或正负电压双电源供电方式。当采用正电压单电源供电方式时，经放大电路放大后的信号将是以二分之一工作电源电压为基准的变化的电压信号。当采用正负电压双电源供电方式时，经放大电路放大后的信号将是以零电压为基准的交流信号。微处理器采集信号放大滤波电路的输出信号，根据采集到的输出信号的特征判断是否有运动物体进入预设保护区域。
本实施例中，该运动物体检测装置还包括电源模块，电源模块的输出端分别与微波探测器的输入端、微处理器的输入端、信号放大滤波电路的输入端连接，以提供工作电源。
实施例二
由于单个微波探测器的覆盖范围有限，致使单个运动物体检测装置不足以覆盖整个预设保护区域，因此需要布置多个运动物体检测装置。本实施例提供了一种用于无线电能传输的运动物体检测系统，如图2所示，该运动物体检测系统包括预设保护区域和多个如实施例一中所述的运动物体检测装置，多个运动物体检测装置分散设置在预设保护区域。
进一步地，由于该运动物体检测系统应用于无线电能传输，无线电能传输需要依靠地面无线电能发射装置，参照图2，多个运动物体检测装置(图中以8个作为示例)分散设置在地面无线电能发射装置的周围，以完全覆盖整个预设保护区域。运动物体检测装置的数量及其与地面无线电能发射装置的距离可根据实际情况设置，以便更好地检测进入预设保护区域的运动物体。
进一步地，如图3所示，该运动物体检测系统还包括中央控制器和通信总线。多个运动物体检测装置1～N均设置有通信接口，该通信接口通过通信总线连接到中央控制器，实现多个运动物体检测装置1～N与中央控制器的通信。运动物体检测装置用于检测其覆盖的保护区域内是否存在运动物体，而中央控制器用于判断整个预设保护区域内是否存在运动物体。本实施例中，通信接口包括但不限于CAN、RS485等总线通信接口。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (8)
1.一种用于无线电能传输的运动物体检测装置，其特征在于，包括用于探测运动物体的探测模块、用于判断是否有运动物体进入预设保护区域的控制模块，所述探测模块的输出端与所述控制模块的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于无线电能传输的运动物体检测装置，其特征在于，还包括信号处理模块，所述探测模块的输出端与所述信号处理模块的输入端连接，所述信号处理模块的输出端与所述控制模块的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于无线电能传输的运动物体检测装置，其特征在于，所述信号处理模块包括信号放大滤波电路，所述探测模块的输出端与所述信号放大滤波电路的输入端连接，所述信号放大滤波电路的输出端与所述控制模块的输入端连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于无线电能传输的运动物体检测装置，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块的输出端分别与所述探测模块的输入端、所述控制模块的输入端、所述信号处理模块的输入端连接，以提供工作电源。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种用于无线电能传输的运动物体检测装置，其特征在于，所述探测模块包括微波探测器。
6.一种用于无线电能传输的运动物体检测系统，其特征在于，包括预设保护区域和多个如权利要求1至5任一项所述的用于无线电能传输的运动物体检测装置，多个所述运动物体检测装置分散设置在所述预设保护区域。
7.根据权利要求6所述的一种用于无线电能传输的运动物体检测系统，其特征在于，还包括地面无线电能发射装置，多个所述运动物体检测装置分散设置在所述地面无线电能发射装置的周围。
8.根据权利要求6或7所述的一种用于无线电能传输的运动物体检测系统，其特征在于，还包括中央控制器和通信总线，所述运动物体检测装置通过所述通信总线与所述中央控制器连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921424453.1U CN210894695U (zh) | 2019-08-29 | 2019-08-29 | 一种用于无线电能传输的运动物体检测装置及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201921424453.1U CN210894695U (zh) | 2019-08-29 | 2019-08-29 | 一种用于无线电能传输的运动物体检测装置及系统 |
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Family
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| CN201921424453.1U Active CN210894695U (zh) | 2019-08-29 | 2019-08-29 | 一种用于无线电能传输的运动物体检测装置及系统 |
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| CN (1) | CN210894695U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110488257A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-11-22 | 深圳大学 | 一种用于无线电能传输的运动物体检测装置、系统及方法 |
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2019
- 2019-08-29 CN CN201921424453.1U patent/CN210894695U/zh active Active
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| CN110488257A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-11-22 | 深圳大学 | 一种用于无线电能传输的运动物体检测装置、系统及方法 |
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