一种无线脉冲供电启动的通讯系统，包括基站和终端节点，所述基站包括主机、无线供电发射电路和无线供电发射天线；所述终端节点包括终端机、无线供电接收电路和无线供电接收天线；所述基站的无线供电发射电路工作时，其发送的无线供电脉冲能够被所有同一网络内的终端节点同时接收并用于向各自的终端机供电；所述主机和终端机工作时，主机和终端机之间可以通过Turbo编码实行双向通讯。本发明专利技术提供的无线供电及通讯网络，消除了终端机因待机而带来的能量消耗，也避免了终端机定时休眠工况下的反应迟缓，能确保网络内任意终端机随时对主机的信号实现应答，这些终端机在非工作状态下也不会产生任何能量消耗。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线网络通讯领域，特别涉及小区域内组网时用于启动各终端机的无线供电及通讯技术。
技术介绍
无线数据传输技术在测控领域得到越来越广泛的应用，该技术最大的特点是通信双方省去布线，易于维护。无线数据传输技术为现代测控仪器的连接提供了灵活的结构设计方案，特别是在一些难于采用导线连接的环境中。本文的双级测控系统由单片机构成的下位机完成现场信号的采集工作，并借助无线通信模块将数据传送到上位机(PC机)进行进一步处理。目前无线数据通信技术在工控应用中不断升温，无线通讯正在深入各种行业。无线通信技术取代了数据电缆来完成点对点或点对多点的数据通信。传统的信号电缆传输方式的优点是传输速度快，信号相互之间隔离好。但由于每个信号占用一条信号电缆线，当工位和信号较多时，占用的信号线多，施工布线工程量大，不易维护。一旦出现故障，检修非常不便。随着微电子技术的不断发展，无线数据传输技术得到越来越多的推广和应用，该技术的最大特点是通信的双方可省去布线，具有成本低、可靠性高、维护方便等优点。但目前国内外该技术在计算机测控领域中使用的还不是太多。利用无线数据传输技术实现上位机和下位机之间的通信以及下位机和现场传感器之间实现信号的传输，不但省去了信号电缆及布线工作，还可使系统之间的信号传输和连接大为简化。在工控现场中，短程的无线连接有着广泛的应用需求，但一直没有一个很好的解决方案。无线通信技术应用于工业测控现场，能够降低施工的难度和建设成本，具有较高的实用价值和较好的应用前景。其优点表现在: 1.取代了大量短程连接所用的电缆，尤其是电缆无法到达的地方，无线通信具有更大的优势； 2.以前的应用程序可以不做任何或很小的修改，升级成本小； 3.易于安装、维护与扩展； 4.降低了系统建造成本，这也是无线通信技术的一个显著特点。 近年来，无线网络成为工控领域中迅速发展的热点之一，也是工业自动化产品未来的新增长点。显而易见，在配置、安装、修改和扩展等方面，无线网络的成本都低于有线网络。特别是通过无线网络可以很方便地接入移动设备，例如在物流过程中的装载和运输如若采用无线网络，将大大提高工作人员的工作效率和精确性。在由主机和多个无线终端机组成的小区域通讯网络中，会出现需要某些特定终端机长时间待机，但是一旦接收到指令就必须立即恢复与主机之间通讯的情况。一般情况下，这样的待机是以无线终端机内信号发射与接收电路一直通电运行的方式来实现的。如果待机时间较长，就有较多的电能被耗费到信号发射与接收电路的运行上，如果终端机数量多，这种电能的浪费就更为可观。目前为解决此问题所采取的方案，多是在较长的待机时间内将终端机设置为保持休眠但定时短期激活的工况，在激活时若接收到主机发送的选择某特定终端机的信号，则该终端机启动并进入正常工况；如果激活后的一定时间内终端机没有接收到任何选定信号，则回到休眠中，直到下一个通讯周期时再度激活信号发射与接收电路。此方案的缺点，是在休眠期内终端机与主机之间处于无法联系的状态，若缩短休眠期以提高终端机响应的速度，则能耗也较高。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种降低能耗，提高无线通讯网络运行效率的方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种无线网络系统，包括:基站和终端节点；所述基站包括主机、无线供电发射电路和天线；所述终端节点包括终端机、无线供电接收电路和天线；所述基站的无线供电发射电路工作时，其发送的无线供电脉冲能够被所有同一网络内的终端节点同时接收并用于向各自的终端机供电；所述主机和终端机工作时，主机和任一终端机之间可以通过Turbo编码实行双向通讯。Turbo码是Claude.Berrou等人在1993年首次提出的一种级联码。基本原理是编码器通过交织器把两个分量编码器进行并行级联，两个分量编码器分别输出相应的校验位比特；译码器在两个分量译码器之间进行迭代译码，分量译码器之间传递去掉正反馈的外信息，这样整个译码过程类似涡轮(Turbo)工作。因此，这个编码方法又被形象地称为Turbo码。Turbo码具有卓越的纠错性能，性能接近香农限，而且编译码的复杂度不高。Turbo码巧妙地将两个简单分量码通过伪随机交织器并行级联来构造具有伪随机特性的长码，并通过在两个软入/软出(SIS0)译码器之间进行多次迭代实现了伪随机译码。他的性能远远超过了其他的编码方式，得到了广泛的关注和发展，并对当今的编码理论和研究方法产生了深远的影响，信道编码学也随之进入了一个新的阶段。进一步地，所述终端节点还包括储能电路，该储能电路能够将接收到的无线供电脉冲储存后用于向终端机短时供电；基站在发送无线供电脉冲后随即发送有识别编码用以指定特定终端机的信号，相应的终端机在接收到识别编码后即启动，进入正常工况。进一步地，所述无线供电发射电路是一个发射80~100kHz频率高频电磁波的可控谐振电路，由市电经过整流滤波后通向一个由发射线圈和谐振电容组成的并联谐振回路，并由IGBT管控制电路的高频通断以在谐振回路中形成电压谐振。进一步地，所述主机使用单片机，其外围功能部件设有通讯芯片，用以实现和无线供电发射电路控制器之间的通讯；主机由市电降压整流后的稳压电源供电。进一步地，所述主机的信号收发天线采用2.4GHz全向天线。进一步地，所述终端机设有自带的电源或连接有外置电源，当终端机启动后处于正常工况时由自带或外置电源供电。进一步地，所述主机的无线供电脉冲发射、所述终端机的无线供电脉冲接收均采用不同于信号天线的另一套天线，该套天线为绕制圈数更少的扁平线圈。进一步地，所述无线供电脉冲的发射天线固定安装在可覆盖所有终端节点的区域内。本专利技术提供的无线供电及通讯网络，消除了终端机因待机而带来的能量消耗，也避免了终端机定时休眠工况下的反应迟缓，能确保网络内任意终端机随时对主机的信号实现应答，这些终端机在非工作状态下也不会产生任何能量消耗。本专利技术的突出的实质性特点和显著的进步是: 本专利技术提供的无线供电及通讯网络，消除了终端机因待机而带来的能量消耗，也避免了终端机定时休眠工况下的反应迟缓，能确保网络内任意终端机随时对主机的信号实现应答，这些终端机在非工作状态下也不会产生任何能量消耗。【附图说明】图1为本专利技术实施例提供的通讯及供电网络系统示意图； 图2为本专利技术实施例提供的主机电路框图； 图3为本专利技术实施例提供的终端机电路框图； 图4为本专利技术实施例提供的无线供电脉冲发射电路框图； 图5为本专利技术实施例提供的无线供电脉冲接收电路及储能电路图； 图中部件序号与名称: 101.基站；102.无线供电发射电路；103.供电发射天线；104.主机；105.信号天线；106.终端节点；107.无线供电接收电路；108.供电接收天线； 201.RS485 接口 ；202.JTAG 调试接口 ；203.稳压电源； 301.终端功能电路；302.JTAG调试接口 ；303.终端电源接口 ； 401.整流滤波电路;402.电压电流检测电路;403.IGBT驱动模块;404.IGBT功率管;405.谐振电容；406.发射线圈；407.1GBT测温电路；408.供电控制器；409.RS485接口 ；501.供电端整流电路；502.储能电容；503.稳压电路本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无线脉冲供电启动的通讯系统，包括基站和终端节点，其特征在于，所述基站包括主机、无线供电发射电路和无线供电发射天线；所述终端节点包括终端机、无线供电接收电路和无线供电接收天线；所述基站的无线供电发射电路工作时，其发送的无线供电脉冲能够被所有同一网络内的终端节点同时接收并用于向各自的终端机供电；所述主机和终端机工作时，主机和终端机之间通过Turbo编码实行双向通讯。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李才安，田浩，甘庆权，
申请(专利权)人：中国轻工业南宁设计工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45
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