通过无线装置中的电容性耦合进行双向通信制造方法及图纸

本公开涉及通过无线装置中的电容性耦合进行双向通信。通过电容性耦合进行双向通信的系统和方法是在无线电力传送系统的环境内利用电容板实现的。使用电容在与无线电力传送系统中的电力传送分开的路径上传送数据。统中的电力传送分开的路径上传送数据。统中的电力传送分开的路径上传送数据。

【技术实现步骤摘要】
通过无线装置中的电容性耦合进行双向通信
[0001]对相关申请的交叉引用
[0002]无。

技术介绍

[0003]无线电力传送(WPT)系统由两个主要部分形成：发送器(TX)和接收器(RX)。TX部分(例如，支架)执行从电力源到具有严格电气特性(诸如振幅、频率等)的交流(AC)电力信号的电力转换。RX部分(例如，条形码读取器)执行从来自TX的AC电力信号到直流(DC)电力信号的电力转换以提供给负载。但是，为了执行全部接触替换，TX侧与RX侧之间不需要物理链路。需要在条形码读取器与保持条形码读取器的支架之间建立双向通信链路以将两者配对，以便为条形码读取器提供软件更新，并在异物检测(FOD)的情况下发送信息。
[0004]此外，需要提供电感性耦合的替代方案以传送电力或独立于电力传送来传送数据(例如，芯片间或芯片内)。

技术实现思路

[0005]提供本
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。本
技术实现思路
不旨在识别要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用作帮助确定要求保护的主题的范围。
[0006]本公开的实施例在WPT系统中的短程双向通信信道中实现电容性耦合的使用。
[0007]本公开的实施例通过绕过诸如等的常规短程通信协议并且通过具有可以经由电容性耦合的板建立的辅助双向通信信道来解决问题。这些板分别放置在充电装置(例如，支架、充电垫等)和条形码读取器(例如，手持式条形码读取器、具有条形码读取能力的移动计算机、演示扫描仪等)中，不必对准，并形成板电容器的电极。用电信号驱动这些板中的一个可以引起由另一个板检测到的电场变化。连接到板的调节级可以解码所发送的信号。
[0008]本公开源于使用具有与有线连接相同性能的用于双向通信的解决方案在WPT系统中执行物理接触替换的需要。本公开的实施例可以实现以下中的一项或多项：
[0009]·
保护用于无线充电装置的替代短程双向通信解决方案；
[0010]·
具有非常低成本的解决方案(即，每个板两个运算放大器的成本)；
[0011]·
具有完全独立于无线电力信道的短程通信信道，即使在没有电力传送的情况下，诸如在软件更新或配对期间，也允许建立通信；
[0012]·
具有完全不受金属物体影响的稳健通信(即，金属物体具有由电场变化激发的偶极子形成的晶格)；
[0013]·
在速度和输入/输出电平和连接方面，替换当前通信协议(诸如IrDA)的物理层；
[0014]·
具有良好的错位性能；
[0015]·
将板用作存在传感器以激活手持扫描仪中的演示模式或激活充电装置与条形码读取器之间的配对；以及
[0016]·
执行全双工通信。
[0017]在第一方面，一种在无线充电装置中通过电容性耦合进行双向通信的系统和方法包括无线电力传送(WPT)系统。WPT系统包括具有发送能力的第一收发器和具有接收能力的第二收发器。WPT系统包括定位在第一收发器与第二收发器之间的一对电容板。该对电容板的第一电容板与第二电容板之间存在距离。第一收发器向第一电容板发送电信号。第一电容板和第二电容板产生电容，该电容将来自第一电容板的电信号链接到第二电容板。在第二收发器处从第二电容板接收电信号。电信号从第一收发器通过第一电容板和从第二电容板到第二收发器的传送发生在与电力从第一收发器到第二收发器的传送分开的路径上。
[0018]在第二方面，条形码读取器兼具无线充电能力和短程数据通信能力。条形码读取器包括无线电力充电接收器线圈，该无线电力充电接收器线圈被配置为与充电装置中的对应无线电力充电发送器线圈电感性耦合以在其间执行无线电力传送。电容板被配置为与充电装置中对应的电容板电容性耦合以在它们之间执行短程数据通信，并且这种短程数据通信独立于无线电力传送。
附图说明
[0019]本公开通过示例而非限制的方式在附图中进行了图示，在附图中相同的附图标记指示类似的元件并且其中：
[0020]图1是根据本公开的实施例实现的电容性半双工通信的示意图；
[0021]图2是根据本公开的实施例实现的电容性全双工通信的示意图；
[0022]图3是根据本公开的实施例实现的板双极通信的视图；
[0023]图4是根据本公开的实施例实现的具有双极配置的电容性通信的示意图；
[0024]图5是根据本公开的实施例实现的电力和数据系统体系架构的示意图；以及
[0025]图6是根据本公开的实施例实现的在无线充电装置中通过电容性耦合进行双向通信的过程。
具体实施方式
[0026]本公开的各方面的主题在本文中被具体描述以满足法定要求。但是，描述本身并不旨在限制本专利的范围。
[0027]在WPT系统中，需要在TX与RX部分之间建立双向通信。这些WPT系统可以在单独、独立的信道上包括电力(WPT)和通信(数据)两者。但是，通信信道可以经由调制技术在相同的电力信道上实现。
[0028]本公开的实施例包括独立于WPT信道的通信信道，可以包括电容性耦合的板并且在WPT系统中设置为短程双向通信。因为本公开基于电容性耦合物理现象，所以未指定板的形状(例如，矩形、圆形等)和电介质的性质(例如，空气、塑料等)，电容性耦合物理现象可以在不同形状和不同电介质材料的板之间形成。
[0029]虽然可以使用各种形状，但是为了简单起见，在本公开的实施例中，使用具有气隙电介质的平行板电容器来描述电容性耦合。金属板具有小表面积(例如，mm2)，彼此分开大约10
‑
20mm。当向电容器的一个板供应电能时，在两个板之间建立电场。电场在两个板之间建立位移电流，从而传送能量。通常，只需要少量的能量来仅传送信息。这种信息传送可以
通过板上能量的存在(例如，逻辑电平1)或不存在(例如，逻辑电平0)来识别。这种能量可以由微控制器的输入端/输出直接供应，或由专用驱动级提供以便具有更强的电场，这产生更好的电容性耦合。
[0030]在图1中，本公开的实施例示出了WPT系统100。电容性链路102由至少两个电极形成。为了执行双向通信，用于电容板110的收发器105和用于电容板120的收发器115被配置为在发送阶段激励电容板110，并且在接收阶段收集和转换电容板120上存在的电荷。通信流(例如，数据发送)由箭头125和130指示。
[0031]通常，只有半双工通信可以是可能的，因为两个收发器不能同时发送。但是，在图2中，在WPT系统200中，两个电容性结构(202A和202B)被配置为执行全双工通信。电容板210A和220A以及电容板210B和220B可以在一个方向上执行通信。例如，电容板210A和220A可以执行通信225，而电容板210B和220B可以执行通信230。
[0032]为了在具有电容性链路的WPT系统中构建全双工通信，可以提供如图3中所示的双极配置。板双极配置300具有带有两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在电感性无线充电装置中通过电容性耦合进行双向通信的系统，包括：用于电力和数据通信的无线电力传送WPT系统，包括具有发送能力的第一收发器和具有接收能力的第二收发器；该WPT系统包括定位在所述第一收发器与所述第二收发器之间的第一电容板和第二电容板，其中在该对电容板的第一电容板与第二电容板之间存在距离；以及所述第一收发器被配置为向所述第一电容板发送电信号，使所述第一电容板和所述第二电容板具有电容性耦合，并且其中在所述第二收发器处从所述第二电容板接收电信号，其中，从所述第一收发器通过所述第一电容板和从所述第二电容板到所述第二收发器的数据传送发生在与电力从所述第一收发器到所述第二收发器的传送分开的路径上。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一收发器和所述第一电容板位于保持条形码读取器的所述电感性无线充电装置中，并且所述第二收发器和所述第二电容板位于所述条形码读取器中。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电感性无线充电装置是支架。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一电容板和所述第二电容板中的每一个都具有有源板侧和接地板侧，并且其中所述第一电容板的有源板侧和所述第二电容板的有源板侧面向彼此以形成差分电容性耦合。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述第一电容板和所述第二电容板中的每一个都包括部署在由复合材料形成的支撑件上的一个或多个金属板。6.根据权利要求4所述的系统，其中，对于所述第一电容板和所述第二电容板中的每一个，金属板包括在有源板侧的两个有源板和在接地板侧的单个接地板。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述两个有源板以差分模式被驱动以便为每对面对的板产生交变电场。8.根据权利要求4所述的系统，其中，所述第一收发器包括通过所述第一电容板和第二电容板进行数据通信的发送能力和接收能力两者，并且所述第二收发器包括通过所述第一电容板和第二电容板进行数据通信的接收能力和发送能力两者。9.根据权利要求8所述的系统，其中，发生双向通信，其中数据在一个方向上从所述第一收发器通过所述第一电容板到所述第二电容板并从所述第二电容板到所述第二收发器传送，以及数据在另一个方向上从所述第二收发器通过所述第二电容板到所述第一电容板并从所述第一电容板到所述第一收发器传送。10.一种兼具无线充电能力和短程数据通信能力的条形码读取器，所述条形码读取器包括：无线电力充电接收器线圈，被配置为与充电装置中对应的无线电力充电发送器线圈电感性耦合以在它们之间执行无线电力传送；以及电容板，被配置为与所述充电装置中的对应电容板电容性耦合以在其间执行独立于所述无线电力传送的短程数据通信。11.根据权利要求10所述的条形码读取器，其中，所述条形...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：得利捷IP科技有限公司，
类型：发明
国别省市：