【技术实现步骤摘要】
滑坡监测用频率自调谐的双接收端无线输电和通信装置
[0001]本专利技术涉及井下孔内外无线输电和无线通讯
，具体涉及一种滑坡监测用频率自调谐的双接收端无线输电和通信装置。
技术介绍
[0002]滑坡是一种对国家和人民的生命财产危害很大的自然地质灾害，对滑坡带进行实时的监测，可以减少国家和人民的人身和财产损失。滑坡监测设备作为一种滑坡预防、预报和预警工具在滑坡来临时起到关键作用。如图1所示，滑坡监测设备通常放置在狭窄的竖向孔中，孔内仪器设备距离地表较远，且传感检测单元内嵌在土体内，有效供电和通信是实现可靠工作的基本保障。
[0003]目前滑坡监测中孔外土壤监测设备的供电通信方案通常采取有线供电和通信，但该方式具有电线易老化，金属裸露等安全隐患，且监测深度浅；谐振式磁耦合无线功率传输(MR
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WPT)具备高效、无接触、安全性高等优点逐渐成为电子产业供电的新方案，同时Lora无线通信技术具备高效、无接触以及可穿透轻度土层的特点。因此将MR
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WPT和lora通信技术应用于滑坡监测井...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种滑坡监测用频率自调谐的双接收端无线输电和通信装置，其特征在于，包括：无线输电发射端、无线输电接收端和Lora无线通信模块；所述无线输电发射端和所述无线输电接收端之间通过所述Lora无线通信模块通信连接；所述无线输电发射端，用于将铠装缆下传的直流电逆变后，经磁谐振耦合发送至所述无线输电接收端，包括发射线圈和与所述发射线圈连接的发射端电路板，所述发射线圈缠绕在孔内测量单元上，与谐振电容连接后，与所述发射端电路板通过漆包线连接；所述无线输电接收端，用于与无线输电耦合，将所述无线输电发射端的电能调理后供给孔外测量单元使用，包括双接收线圈组和与所述双接收线圈组连接的接收端电路板，所述双接收线圈组缠绕在套管上，与谐振电容连接后，与所述接收端电路板连接；所述Lora无线通信模块，包括孔内Lora接收模块和孔外Lora发射模块，用于孔内外数据的无线透传，并通过串口通信模块上传至地面主机。2.如权利要求1所述的滑坡监测用频率自调谐的双接收端无线输电和通信装置，其特征在于，所述发射端电路板包括：孔内单元直流电源、MCU控制器、串口通信模块、全桥MOS驱动电路、全桥逆变电路和电压采集电路；所述孔内单元直流电源分别与所述MCU控制器、所述全桥MOS驱动电路、所述电压采集电路和所述全桥逆变电路连接并供电；所述MCU控制器与所述全桥MOS驱动电路连接，所述MCU控制器通过调谐后的高频驱动信号来控制所述全桥MOS驱动电路，输出高频电流，驱动与所述全桥MOS驱动电路连接的所述全桥逆变电路；所述全桥逆变电路与所述发射线圈连接，所述发射线圈将高频电流转换成电磁能量，发送至所述无线输电接收端，所述串口通信模块与所述铠装缆连接。3.如权利要求2所述的滑坡监测用频率自调谐的双接收端无线输电和通信装置，其特征在于，所述MCU控制器包括：梯度下降扫频算法模块、PWM脉冲发生器、比较器和AD转换器；所述AD转换器与所述电压采集电路连接后，与所述比较器连接，所述比较器与所述梯度下降扫频算法模块连接，所述梯度下降扫频算法模块与所述PWM脉冲发生器连接；所述电压采集电路检测所述全桥逆变电路的输出电压信号，所述输出电压信号经过AD转换器后传输给所述比较器，基于梯度下降扫频算法进行最小值寻优，得出谐振频率；通过所述谐振频率控制所述PWM脉冲发生器驱动所述全桥逆变电路，使无线输电系统工作在谐振状态，实现无线输电系统的谐振状态的闭环控制。4.如权利要求1所述的滑坡监测用频率自调谐的双接收端无线输电和通信装置，其特征在于，所述接收端电路板包括：全桥整流电路、稳压滤波电路和充电切换电路；所述双接收线圈与所述全桥整流电路连接，所述全桥整流电路与所述稳压滤波电路连接，所述稳压滤波电路与所述充电切换电路连接，电能通过发射线圈和双接收线圈组之间的耦合传递给所述全桥整流...
【专利技术属性】
技术研发人员：李波，徐昱，唐辉明，张永权，张鸿飞，谷佳荣，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：
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