一种磁共振式无线充电传感器网络节点设计方法技术

本发明专利技术公开了一种磁共振式无线充电传感器网络节点设计方法，节点包括磁共振式无线充电装置和无线传感器网络构架，所述磁共振式无线充电装置分为能量发射模块和能量接收模块，所述能量发射模块包括24V直流电源模块、稳压模块、MOS管驱动模块和E类逆变电路；所述能量接收模块，由接收线圈经磁共振获取能量后经E类整流电路得到直流电输出，给采集节点充电，该能量接收模块包括E类整流电路，所述E类逆变电路和E类整流电路之间通过发射线圈和接收线圈电连接，所述发射线圈和接收线圈以磁共振的方式传输电能。本发明专利技术将电路控制和传感器信息的采集、传输和显示于一体，避免了过于复杂的电路，搭建出简洁有效的装置。

A magnetic resonance wireless charging sensor network node design method

The invention discloses a magnetic resonance wireless charging sensor network node design method, node including magnetic resonance wireless charging device and wireless sensor network architecture, the magnetic resonance wireless charging device for energy transmitting module and receiving module of energy, the energy emission module includes 24V DC power supply module, power module, MOS tube driver module and E inverter circuit; the energy receiving module, the receiving coil of the magnetic resonance energy obtained by E type rectifier circuit outputs the DC output, to charge the acquisition node, the energy receiving module includes E rectifier circuit, inverter circuit between the E and E type rectifier circuit by transmission coil and the receiving coil is electrically connected to the transmitting coil and receiving coil power transmission by magnetic resonance method. The invention integrates the acquisition, transmission and display of the circuit control and sensor information, avoids the too complex circuit, and builds a simple and effective device.

【技术实现步骤摘要】
一种磁共振式无线充电传感器网络节点设计方法
本专利技术涉及无线传感器网络的
，尤其是涉及一种磁共振式无线充电传感器网络节点设计方法。
技术介绍
无线能量传输技术最早可以追朔于20世纪初，被誉为“无线能量传输之父”的工程师尼古拉·特斯拉所构思和试验远距离大范围电场下实现能量转移，但由于能量转移效率欠佳和实验设备的限制并没有实验出来，而他的设想为后人钻研无线能量传输技术提供了巨大的构想空间。在现有的国内外文献中，无线能量传输的方式可以按不同的工作机理分为电磁感应式、电场耦合式、微波辐射式。而这些方式往往伴随着能量的变换，通常表现为以电磁波的方式产生一个交变的电磁场，再从这个交变的电磁场中获取能量。能量传输根据交变电磁场距离场源的远近，可划分出利用近场传输和利用远场传输，其中电磁感应式以及磁共振式是利用近场传输，微波辐射则利用远场传输。电磁感应式无线能量传输技术目前已经是一项在全球范围内较为成熟的技术，该技术主要是通过发射线圈中有电流通过，而接收线圈通过电磁感应形式获取能量。电磁感应无线充电技术可将线圈做得很小，近距离转换效率高，特别适合便携式产品开发，但传输距离短、不能实现一对多充本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁共振式无线充电传感器网络节点设计方法，其特征在于，节点包括磁共振式无线充电装置和无线传感器网络构架，所述磁共振式无线充电装置分为能量发射模块和能量接收模块，所述能量发射模块包括24V直流电源模块、稳压模块、MOS管驱动模块和E类逆变电路；所述能量接收模块，由接收线圈经磁共振获取能量后经E类整流电路得到直流电输出，给采集节点充电，该能量接收模块包括E类整流电路，所述24V直流电源模块与稳压模块和E类逆变器电路连接，所述稳压模块、MOS管驱动模块E类逆变电路顺序连接，所述E类逆变电路和E类整流电路之间通过发射线圈和接收线圈电连接，所述发射线圈和接收线圈以磁共振的方式传输电能；工作时，220V...

【技术特征摘要】
1.一种磁共振式无线充电传感器网络节点设计方法，其特征在于，节点包括磁共振式无线充电装置和无线传感器网络构架，所述磁共振式无线充电装置分为能量发射模块和能量接收模块，所述能量发射模块包括24V直流电源模块、稳压模块、MOS管驱动模块和E类逆变电路；所述能量接收模块，由接收线圈经磁共振获取能量后经E类整流电路得到直流电输出，给采集节点充电，该能量接收模块包括E类整流电路，所述24V直流电源模块与稳压模块和E类逆变器电路连接，所述稳压模块、MOS管驱动模块E类逆变电路顺序连接，所述E类逆变电路和E类整流电路之间通过发射线圈和接收线圈电连接，所述发射线圈和接收线圈以磁共振的方式传输电能；工作时，220V工频交流电经过24V直流电源模块中的适配器转换成直流电，再经过由协调器控制的E类逆变电路，在发射线圈上产生交流电，接收线圈通过磁共振的方式获取能量再经过E类整流电路给采集节点供电，稳压模块将24V直流电转换成5V直流电给HMI屏幕模块和MOS管驱动模块供电；而无线传感器网络分为协调器和采集节点，两者均使用ZigBee无线通讯模块，协调器用于控制MOS管驱动模块、接收采集节点采集的信息并在串口HMI屏幕上显示，采集节点用于向协调器传达节点采集信息。2.根据权利要求1所述磁共振式无线充电传感器网络节点设计方法，其特征在于，所述发射线圈和接收线圈采用垂直螺旋型线圈。3.根据权利要求1所述磁共振式无线充电传感器网络节点设计方法，其特征在于，所述能量发射模块首先经过AC/DC适配器将工频电压220V交流电转换为24V直流电，经自锁开关，再给电路供电；当自锁开关开启时，稳压模块将24V直流电转换为5V直流电，稳压模块上的灯变亮说明电路处于工作状态，并给MOS管驱动模块和HMI屏幕供电；而协调器产生的方波传输给MOS管驱动模块的芯片，MOS管驱动模块将信号放大变成N沟道MOS管需要的开关信号，MOS管的通断使得E类逆变电路将24V直流电转成交流电，由发射线圈将能量传输给接收线圈。4.根据权利要求1所述磁共振式无线充电传感器网络节点设计方法，其特征在于，所述24V直流电源供电使用24V适配器，该24V适配器选用2410型号；所述稳压模块采用LM2596稳压模块；协调器是选用了一个CC2530模块，该模块与采集节点进行组网，通过点对点的形式收发信息。5.根据权利要求1所述磁共振式无线充电传感器网络节点设计方法，其特征在于，所述E类逆变电路包括：MOSFET、直流电源VCC、扼流电感L1、谐振电感L2、电容C1、电容C2和电阻RL，直流电源VCC为整个E类逆变电路供电，扼流电感L1设置在直流电源VCC和MOSFET之间，MOSFET又与电容C1和电阻RL并联，谐振电感L2和电容C2，并联；L1用于抑制直流电源间的纹波，故选择足够大的扼流电感，供给稳定的电流，L2为串联谐振电感与C2构成一对LC谐振网络，是电路能否发生谐振的关键所在，同时该谐振网络还兼有滤波功能，利用电容和电感的储能特征，将电能与磁能互相转换，MOSFET通过反馈机制将逐渐衰减的信号放大回去，C1是模拟MOSFET的等效电容，而MOSFET通常集成了续流二极管。6.根据权利要求5所述磁共振式无线充电传感器网络节点设计方法，其特征在于，所述E类逆变电路的工作过程如下：当MOSFET处于关断状态时，MOSFET无电流通过，此时电流转而流向MOSFET并联的C1等效电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贵云，黎家俊，林伟冬，陈忠楚，孙鹏伟，王晓刚，王佳庆，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：广东,44