一种基于Qi协议无线供能的无线数据采集装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于Qi协议无线供能的无线数据采集装置，其特征在于，包括传感器模块、无线充电接收器、无线充电发射器，所述传感器模块与无线充电接收器相连以用于反馈数据，所述无线充电发射器设置在无线充电接收器的感应范围内以用于传输电能；无线充电发射器包括初级线圈、逆变电路、第一电源电路、第一MCU、解码电路和电流检测电路，所述无线充电接收器包括次级线圈、整流电路、第二MCU、第二电源电路、负载调制电路，采用基于QI协议的无线充电发射器和无线充电接收器来完成数据采集端的供电，数据采集端无需配备电池设备，解决了后期更换维护的不便，同时无需额外配置无线传输模块，节省成本的同时，不占用空间频率资源。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Qi协议无线供能的无线数据采集装置
本专利技术涉及数据采集领域，具体的涉及一种基于Qi协议无线供能的无线数据采集装置。
技术介绍
传统的数据采集装置需要连接数据线和电源线，然而很多场合数据采集端接线十分麻烦，必须采用无线数据采集装置，但是一般的无线数据采集装置，在数据采集端必须配备能量供应器件，例如纽扣电池或干电池等。然而电池设备需要定期更换以维持数据采集端的正常工作，后期维护十分不便；此外，数据采集端和数据接收端都需要搭载无线传输模块，以完成传感数据的读取，既增加成本又占用空间频段资源，不但容易受到其他无线设备传输的影响，也容易影响到其他无线设备的通信。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种基于Qi协议无线供能的无线数据采集装置。本专利技术采用的技术方案是：一种基于Qi协议无线供能的无线数据采集装置，其特征在于，包括传感器模块、无线充电发射器和无线充电接收器，所述传感器模块与无线充电接收器相连以用于反馈数据，所述无线充电发射器与无线充电接收器配合以用于传输电能与载波信号；所述无线充电发射器包括初级线圈、逆变电路、第一电源电路、第一MCU、解码电路和电流检测电路；所述第一电源电路与外部电源相连以用于供电，所述初级线圈通过逆变电路与第一电源电路相连以用于产生交变电磁场，所述逆变电路与第一MCU相连以用于接收逆变控制信号；所述解码电路一端与初级线圈相连，另一端与第一MCU相连，以用于接收初级线圈收到的载波信号并解码成数字信号发送给第一MCU；所述电流检测电路与第一MCU相连以用于识别无线充电接收器；所述无线充电接收器包括次级线圈、整流电路、第二MCU、第二电源电路、负载调制电路，所述次级线圈用于感应初级线圈产生的交变电磁场产生交变电流，次级线圈通过整流电路与第二电源电路相连，所述整流电路用于将次级线圈产生的交变电流转变为直流电，所述第二电源电路为第二MCU、传感器模块供电，所述传感器模块与第二MCU相连以用于反馈所采集的数据；所述负载调制电路一端与第二MCU相连，另一端与次级线圈相连，以用于将第二MCU发送的数字信号转换成载波信号，并利用Qi协议的专享数据包通过次级线圈发出。进一步的，所述无线充电发射器还包括第一过温保护电路，所述第一过温保护电路与第一MCU相连以用于监测无线充电发射器内部温度。进一步的，所述所述无线充电发射器还包括显示屏，所述显示屏与第一MCU相连以用于接收信号并显示数据。进一步的，所述无线充电接收器还包括第二过温保护电路，所述第二过温保护电路与第二MCU相连以用于监测无线充电接收器内部温度。进一步的，所述传感器模块与整流电路之间设置有DC-DC电路，所述DC-DC电路用于调整输出电压以满足不同的传感器需求。进一步的，所述第一MCU包括PWMA_L、PWMA_H、PWMB_L和PWMB_H4个PWM端口，所述逆变电路包括与次级线圈相连的第一逆变芯片和第二逆变芯片、三极管Q1-Q8；所述第一逆变芯片的输出端与次级线圈相连，第一逆变芯片的第一输入端与三极管Q1的发射级、三极管Q2的集电极相连，所述三极管Q1的集电极连接5V电源，所述三极管Q2的发射级接地，三极管Q1的基极和三极管Q2的基极皆通过电阻R22与第一MCU的PWMA_L端口连接；第一逆变芯片的第二输入端与三级管Q3的发射极、三极管Q4的集电极相连，所述三极管Q3的集电极连接5V电源，所述三极管Q4的发射级接地，三极管Q3的基极和三极管Q4的基极皆通过电阻R32与第一MCU的PWMA_H端口连接；所述第二逆变芯片的输出端与次级线圈相连，第二逆变芯片的第一输入端与三极管Q5的发射级、三极管Q6的集电极相连，所述三极管Q5的集电极连接5V电源，所述三极管Q6的发射级接地，三极管Q6的基极和三极管Q7的基极皆通过电阻R23与第一MCU的PWMB_L端口连接；第二逆变芯片的第二输入端与三极管Q7的发射级、三极管Q8的集电极相连，所述三极管Q7的集电极连接5V电源，所述三极管Q8的发射级接地，三极管Q7的基极和三极管Q8的基极皆通过电阻R31与第一MCU的PWMB_H端口连接。进一步的，所述负载调制电路包括MOS管Q3、MOS管Q4、电容C13、电容C14和电阻R14；所述MOS管Q3的栅极G、MOS管Q4的栅极G皆与电阻R14的一端相连，MOS管Q3的源极S、MOS管Q4的源极S和电阻R14的另一端均接地；MOS管Q3的漏极D通过电容C13连接次级线圈的一端，MOS管Q4的漏极D通过电容C14连接次级线圈的另一端。进一步的，所述解码电路包括四运算放大器LM324、二极管D3、电阻R47、电容C37、电容C36、电阻R56、电阻R62、电阻R68、电阻R57，所述二极管D3负极与电容C37、电阻R49的一端相连，所述电容C37、电阻R49的另一端接地，二极管D3的负极还通过电容C36连接LM324的引脚7；所述LM324的引脚1和引脚2皆与电阻R56的一端相连，所述电阻R56另一端与LM324的引脚5相连，电阻R56和LM324的引脚5之间的连接点还通过电容C41、电容C43、电阻67与LM324引脚6相连，LM324的引脚6和引脚7之间串联有电阻R68；LM324的引脚7与电阻R62相连，所述电阻R62通过电阻R63与LM324的引脚13相连，电阻62通过电阻R65与LM324的引脚12相连，LM324的引脚13与引脚14之间串联有电阻R57，LM324的引脚14与第一MCU相连；以用于将解调后的信号输送到第一MCU。进一步的，所述电流检测电路包括LM324、电阻R2、电阻R15、电阻R18、电阻R21、电容C3、电容C10；所述电阻R15与LM324的引脚10相连；所述电容C10一端接地，另一端与LM324的引脚10相连；所述LM324的引脚9与电阻R21相连，所述电阻R21与接地端相连；LM324的引脚9与引脚8之间串联有电阻R18，LM324的引脚8与电阻R2相连，所述电阻R2与电容C3相连，所述电容C3与接地端相连。进一步的，所述整流电路包括二极管D1、二极管D3、MOS管Q1、MOS管Q2、电容C1、电容C2、电容C3、电容C5、电容C6、电容C8、电容C9、电阻R2、电阻R3、电阻R10、电阻R11；所述次级线圈的一端与并联的电容C1、电容C2、电容C3、电容C5、电容C9的一端相连，二极管D1的正极与并联的电容C1、电容C2、电容C3、电容C5、电容C9的另一端相连，次级线圈的另一端与二极管D3的正极相连，二极管D1的正极与二极管D3的正极之间串联有电容C8，二极管D1的负极与二极管负极的公共端通过电容C6接地,二极管D1的负极与二极管负极的公共端与电阻R2相连，电阻R2通过电阻R3接地；MOS管Q1的源极S接地，MOS管Q1的栅极G通过电阻R11与接地端相连，MOS管Q1的栅极G与MOS管Q2的漏极D相连，MOS管Q1的栅极G与MOS管Q2的漏极D的公共端与次级线圈相连，MOS管Q1的漏极D与MOS管Q2的栅极G、二极管D1的正极相连，MOS管Q2的栅极G通过电阻R10与接地端相连。优选的，所述第一逆变芯片、第二逆变芯片皆采用场效应管Ao4616。本专利技术的有益效果：1、数据采集端无需配备干电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Qi协议无线供能的无线数据采集装置，其特征在于，包括传感器模块(1)、无线充电发射器(2)和无线充电接收器(3)，所述传感器模块(1)与无线充电接收器(3)相连以用于反馈数据，所述无线充电发射器(2)与无线充电接收器(3)配合以用于传输电能与载波信号；所述无线充电发射器(2)包括初级线圈(21)、逆变电路(22)、第一电源电路(23)、第一MCU(24)、解码电路(25)和电流检测电路(26)；所述第一电源电路(23)与外部电源相连以用于供电，所述初级线圈(21)通过逆变电路(22)与第一电源电路(23)相连以用于产生交变电磁场，所述逆变电路(22)与第一MCU(24)相连以用于接收逆变控制信号；所述解码电路(25)一端与初级线圈(21)相连，另一端与第一MCU(24)相连，以用于接收初级线圈(21)收到的载波信号并解码成数字信号发送给第一MCU(24)；所述电流检测电路(26)与第一MCU(24)相连以用于识别无线充电接收器(3)；所述无线充电接收器(3)包括次级线圈(31)、整流电路(32)、第二MCU(33)、第二电源电路(34)、负载调制电路(35)，所述次级线圈(31)用于感应初级线圈(21)产生的交变电磁场产生交变电流，次级线圈(31)通过整流电路(32)与第二电源电路(34)相连，所述整流电路(32)用于将次级线圈(31)产生的交变电流转变为直流电，所述第二电源电路(34)为第二MCU(33)、传感器模块(1)供电，所述传感器模块(1)与第二MCU(33)相连以用于反馈所采集的数据；所述负载调制电路(35)一端与第二MCU(33)相连，另一端与次级线圈(31)相连，以用于将第二MCU(33)发送的数字信号转换成载波信号，并利用Qi协议的专享数据包通过次级线圈(31)发出。...

【技术特征摘要】
1.一种基于Qi协议无线供能的无线数据采集装置，其特征在于，包括传感器模块(1)、无线充电发射器(2)和无线充电接收器(3)，所述传感器模块(1)与无线充电接收器(3)相连以用于反馈数据，所述无线充电发射器(2)与无线充电接收器(3)配合以用于传输电能与载波信号；所述无线充电发射器(2)包括初级线圈(21)、逆变电路(22)、第一电源电路(23)、第一MCU(24)、解码电路(25)和电流检测电路(26)；所述第一电源电路(23)与外部电源相连以用于供电，所述初级线圈(21)通过逆变电路(22)与第一电源电路(23)相连以用于产生交变电磁场，所述逆变电路(22)与第一MCU(24)相连以用于接收逆变控制信号；所述解码电路(25)一端与初级线圈(21)相连，另一端与第一MCU(24)相连，以用于接收初级线圈(21)收到的载波信号并解码成数字信号发送给第一MCU(24)；所述电流检测电路(26)与第一MCU(24)相连以用于识别无线充电接收器(3)；所述无线充电接收器(3)包括次级线圈(31)、整流电路(32)、第二MCU(33)、第二电源电路(34)、负载调制电路(35)，所述次级线圈(31)用于感应初级线圈(21)产生的交变电磁场产生交变电流，次级线圈(31)通过整流电路(32)与第二电源电路(34)相连，所述整流电路(32)用于将次级线圈(31)产生的交变电流转变为直流电，所述第二电源电路(34)为第二MCU(33)、传感器模块(1)供电，所述传感器模块(1)与第二MCU(33)相连以用于反馈所采集的数据；所述负载调制电路(35)一端与第二MCU(33)相连，另一端与次级线圈(31)相连，以用于将第二MCU(33)发送的数字信号转换成载波信号，并利用Qi协议的专享数据包通过次级线圈(31)发出。2.根据权利要求1所述的基于Qi协议无线供能的无线数据采集装置，其特征在于：所述无线充电发射器(2)还包括第一过温保护电路(27)，所述第一过温保护电路(27)与第一MCU(24)相连以用于监测无线充电发射器(2)内部温度。3.根据权利要求1所述的基于Qi协议无线供能的无线数据采集装置，其特征在于：所述所述无线充电发射器(2)还包括显示屏(28)，所述显示屏(28)与第一MCU(24)相连以用于接收信号并显示数据。4.根据权利要求1所述的基于Qi协议无线供能的无线数据采集装置，其特征在于：所述无线充电接收器(3)还包括第二过温保护电路(36)，所述第二过温保护电路(36)与第二MCU(33)相连以用于监测无线充电接收器(3)内部温度。5.根据权利要求1所述的基于Qi协议无线供能的无线数据采集装置，其特征在于：所述传感器模块(1)与整流电路(32)之间设置有DC-DC电路(37)，所述DC-DC电路(37)用于调整输出电压以满足不同的传感器需求。6.根据权利要求1所述的基于Qi协议无线供能的无线数据采集装置，其特征在于：所述第一MCU(24)包括PWMA_L、PWMA_H、PWMB_L和PWMB_H4个PWM端口，所述逆变电路(22)包括与次级线圈(21)相连的第一逆变芯片和第二逆变芯片、三极管Q1-Q8；所述第一逆变芯片的输出端与次级线圈(21)相连，第一逆变芯片的第一输入端与三极管Q1的发射级、三极管Q2的集电极相连，所述三极管Q1的集电极连接5V电源，所述三极管Q2的发射级接地，三极管Q1的基极和三极管Q2的基极皆通过电阻R22与第一MCU(24)的PWMA_L端口连接；第一逆变芯片的第二输入端与三级管Q3的发射极、三极管Q4的集电极相连，所述三极管Q3的集电极连接5V电源，所述三极管Q4的发射级接地，三极管Q3的基极和三极管Q4的基极皆通过电阻R32与第一MCU(24)的PWMA_H端口连接；所述第二逆变芯片的输出端与次级线圈(21)相连，第二逆变芯片的第一输入端与三极管Q5的发射级、三极管Q6的集电极相连，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：江昊，王斌，徐刚，江威，邓嵩源，
申请(专利权)人：中山德著智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44