[发明专利]基于无线电力传输系统的通讯信号传输方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线电力传输领域，尤其涉及一种基于无线电力传输系统的通讯信号传输方法和系统。

背景技术

无线电力传输是一种传输电力的新技术，它将电力通过电磁感应、电磁耦合共振、微波/激光等方式进行传输，这种技术解除了对于导线的依赖，从而得到更加方便和广阔的应用，在无线电力传输过程中，通讯信号可以从无线电力传输通道中进行传输，但却存在着在利用无线电力传输系统的无线电力传输通道进行通讯时单通道双向信号传输冲突的问题。

发明内容

本发明的目的在于提出解决在利用无线电力传输系统的无线电力传输通道进行通讯时单通道双向信号传输冲突的一种基于无线电力传输系统的通讯信号传输方法和系统。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于无线电力传输系统的通讯信号传输方法，包括：

电力传输和通讯阶段，接收端周期性向发射端发送包含本周期内通讯方向信息、时间信息和系统控制指令的同步信号，发射端和接收端按照同步信号中的通讯方向信息设置无线电力传输系统的通讯信号发送和接收状态，所述同步信号使通讯信号在同一时刻只有单一方向通讯；

发射端接收到同步信号；

发射端和接收端按照同步信号中的通讯方向信息进行通讯信号的传输。

其中同步信号中包含的系统控制指令指的是接收端发出的指令，如：在电力传输和通讯阶段，若发射端发现接收端有异常，则进入异常处理阶段；若接收端需要发射端停止供电，则向发射端发送停止指令，发射端收到停止指令后停止通讯和供电，系统进入待机状态，在预设的时间段之后进入就绪状态，准备下一次供电和通讯。

其中，发射端由AC/DC模块、第一控制器、驱动电路、线圈状态探测模块、第一调制解调模块、电压电流检测模块和发射端线圈组成，它们之间为电连接；所述接收端由整流模块、电压调整模块、第二控制器、第二调制解调模块、外部负载和接收端线圈组成，它们之间为电连接；发射端和接收端之间无线连接并传输电力，发射端和接收端组成无线电力传输系统，接收端和金属物体统称为电能接收物体。

其中，线圈由导线绕制而成，线圈的形状可谓任意的某种形状和任意尺寸，发射端线圈和接收端线圈通过电磁耦合或者磁共振方式传输电力，具体来说，发射端线圈与能量相连，它并不向外发射电磁波，而是利用振荡器产生高频振荡电流，通过发射端线圈向外发射电磁波，在周围形成一个非辐射磁场，即将电能转化为磁场，当接收端线圈的固有频率与收到的电磁波频率相同时，接收端产生的振荡电流最强，完成磁场到电能的转换，从而实现电能的高效传输。

其中，发射端和接收端按照同步信号中的通讯方向信息设置无线电力传输系统的通讯信号发送和接收状态包括：

通讯方向信息为：发射端向接收端传输通讯信号，按照同步信号中的通讯方向信息将发射端设置为通讯信号发送端，按照同步信号中的通讯方向信息将接收端设置为通讯信号接收端，发射端将待发送数据通过第一调制解调模块的调制模块将通讯信号和电力信号叠加后，通过发射端线圈和接收端线圈的耦合传输到接收端，接收端接收到叠加后的信号后通过第二调制解调模块的解调模块分离出通讯信号，并将分离出的通讯信号转换为数据；

通讯方向信息为：接收端向发射端传输通讯信号，按照同步信号中的通讯方向信息将接收端设置为通讯信号发送端，按照同步信号中的通讯方向信息将发射端设置为通讯信号接收端，接收端将待发送数据通过第二调制解调模块的调制模块将通讯信号和电力信号叠加后，通过接收端线圈和发射端线圈的耦合传输到发射端，发射端接收到叠加后的信号后通过第一调制解调模块的解调模块分离出通讯信号，并将分离出的通讯信号转换为数据。

其中，电力信号与通讯信号叠加的过程即为调制，在本发明的通讯信号传输方法中，始终伴随着电力信号的传输。

在电力传输和通讯阶段，若发射端发现接收端有异常，则进入异常处理阶段；若接收端需要发射端停止供电，则向发射端发送停止指令，发射端收到停止指令后停止通讯和供电，系统进入待机状态，在预设的时间段之后进入就绪状态，准备下一次供电和通讯。

其中，电力传输和通讯阶段之前还包括识别配置阶段：无线电力传输系统的发射端初始化完成后，当无线电力传输系统的发射端探测到电能接收物体，则无线电力传输系统进入识别配置阶段，发射端接收到来自电能接收物体的通讯信号并验证是否为合法的接收端，若是，则发射端进入电力传输和通讯阶段，若不是合法的接收端，则发射端发出不支持接收端报警，若未收到通讯信号，则断定电能接收物体为异物，发射端发出异物报警。