一种感测系统，包括传感器、无线传输系统、无线接收器系统以及控制器。该传感器被配置成确定传感器数据，该传感器数据与感测环境相关联。无线传输系统被配置成与传感器无线地耦合，无线传输系统被配置成用于将大量电能作为无线功率信号无线地提供给传感器并且作为编码在无线功率信号中的带内数据信号来接收传感器数据。无线接收器系统与传感器在操作上相关联，并且被配置成从无线传输系统作为无线功率信号来接收大量电能，并且无线传输系统通过无线接收器系统来与传感器耦合。控制器与无线传输系统在操作上相关联并且被配置成从无线功率信号解码带内信号来作为传感器数据。功率信号解码带内信号来作为传感器数据。功率信号解码带内信号来作为传感器数据。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线供电的传感器系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年2月21日提交的且名称为“WIRELESSLY POWERED SENSOR SYSTEM(无线供电的传感器系统)”的美国非临时申请号为17/164,515的优先权，其通过引用整体结合于此。
[0003]本公开一般涉及传感器和/或感测系统，并且更具体地涉及被无线供电且无线地提供传感器数据的传感器和/或感测系统。
技术介绍
[0004]在现代，传感器和/或感测系统存在于日常生活的几乎每个方面。消费电子产品、电器、计算机、专业装备、工业或企业装备等等都依赖于越来越先进的传感器来充分且准确地确定和处理其系统的数据。
[0005]由于新形式和/或以前难以确定/检测数据全部被期望来执行新功能或增强各种产品中的先前功能，因此在主机或相关联设备内的传感器的新和/或非常规放置可能由于电连接的必要性而受到限制。因为大多数传感器是有源组件，需要电功率(即使是在低电平)以执行其感测任务，所以传感器通常将需要有线导电电连接或连接至传感器的电池以用于对传感器供电。有线电连接可限制传感器，其中其将位于主机或相关联设备上的、向其提供电线是不可能或不切实际的位置中。电池可限制各传感器，因为没有电池具有无限电源并最终将耗尽，加上电池可向用于紧贴地放置在主机或相关联设备中的小传感器添加过量体积。更进一步地，即使使用电池，也需要一些其他连接(无论是有线还是无线的)以从传感器获得数据至传感器本身外部的设备或组件。
技术实现思路
[0006]由此，需要无线连接和/或功率系统以消除物理功率/数据连接器并且为这些传感器提供更多的位置自由度。此外，向传感器提供电功率同时能够经由公共无线连接从传感器接收数据的无线连接器可以解决关于新的、难以放置的传感器的许多现代问题。
[0007]此类无线连接系统被用在用于电能、电功率、电磁能、电数据信号以及其他已知的无线传输信号的无线传递的各种应用中。此类系统通常使用感应和/或谐振感应无线功率传递，其在由发射元件产生的磁场在接收元件中感应电场且因此感应电流时发生。这些发射和接收元件将通常采取盘绕电线和/或天线的形式。
[0008]通常，从此类盘绕天线中的一个到另一个的电能、电功率、电磁能和/或电子数据信号中的一者或多者的传输在操作频率和/或操作频率范围下操作。可以出于多种原因来选择工作频率，诸如但不限于，功率传递特性、功率电平特性、自谐振频率限制、设计要求、遵守标准主体的所需特性(例如，电磁干扰(EMI)要求、比吸收率(SAR)要求等)、材料清单(BOM)和/或形状因子约束等。要注意的是，如本领域技术人员已知的，“自谐振频率”通常是
指由于无源组件(例如，电感器)的寄生特性而导致的该组件的谐振频率。
[0009]当这样的系统操作以经由线圈和/或天线将功率从传输系统无线地传递到接收器系统时，通常期望同时或间歇地将电子数据从一个系统传达到另一系统。为此，多种通信系统、方法和/或装置已经被用于组合的无线功率和无线数据传递。在一些示例系统中，使用其他电路系统来执行与无线功率传递相关的通信(例如，验证规程、电子特性数据通信、电压数据、电流数据、设备类型数据，以及其他所设想的数据通信)，诸如用于补充无线功率系统的可选近场通信(NFC)天线和/或用于数据通信的附加蓝牙芯片组，以及其他已知的通信电路和/或天线。
[0010]然而，使用附加的天线和/或电路系统会产生若干缺点。例如，使用额外天线和/或电路系统可能是低效的和/或可能增加无线功率系统的BOM，这增加了用于将无线功率提供给电子设备的成本。此外，在一些此类系统中，由此类附加天线提供的带外通信可导致干扰，诸如天线之间的串扰；此种串扰可造成挑战。此外，与其中无线功率信号和数据信号都在同一信道内的系统相比，由于引入附加系统将引起更大的谐波失真，所以包括这种附加天线和/或电路系统会导致EMI恶化。更进一步，包含用于通信或增加的充电或供电面积的附加天线和/或电路系统硬件可增加设备内的无线功率系统和/或其组件占用的面积，从而使最终产品的构建复杂化。
[0011]因此，允许快速且准确的带内通信的低成本和/或低BOM解调电路是合需的。
[0012]本文中所公开的无线功率发射器的解调电路是用于至少部分地解码或解调ASK信号以警报数据信号的上升沿和下降沿的相对便宜和/或简化的电路。只要传输控制器28被编程成理解ASK调制的编码方案，传输控制器就将消耗远少于它必须直接从来自感测系统的输入电流或电压感测信号解码上升沿和下降沿的计算资源。为此，由于包括解调电路，传输控制器解码无线数据信号所需的计算资源显著减少。因此，由此得出，该解调电路可以通过允许对用于该传输控制器或者与该传输控制器一起使用更便宜的、计算能力更低的(多个)处理器来显著地减少该无线传输系统的BOM。
[0013]根据本公开的一个方面，公开了一种用于设备的感测系统。该感测系统包括传感器、无线传输系统、无线接收器系统以及控制器。该传感器被配置成确定传感器数据，该传感器数据与感测环境相关联，该感测环境是该设备的或与该设备相关联。无线传输系统被配置成与传感器无线地耦合，无线传输系统被配置成用于将大量电能作为无线功率信号无线地提供给传感器并且作为编码在无线功率信号中的带内数据信号来接收传感器数据。无线接收器系统与传感器在操作上相关联，并且无线传输系统通过无线接收器系统与传感器耦合并且无线接收器系统被配置成作为无线功率信号来从无线传输系统接收大量电能。控制器与无线传输系统在操作上相关联并且被配置成从无线功率信号解码带内信号来作为传感器数据。
[0014]在一改进中，设备是主机设备并且传感器被提供在主机设备内并且感测环境在主机设备内。在一改进中，该设备是相关联的设备并且该感测设备在相关联的设备外部。
[0015]在一改进中，无线传输系统包括发射器天线、电流传感器和解调电路。发射器天线被配置成与所述无线接收器系统的接收器天线耦合并将交流(AC)无线信号传送给至少一个天线，该AC无线信号包括无线功率信号和带内信号，带内信号是通过在无线接收器系统处更改AC无线信号的电特性而生成的。电流传感器被配置成检测与AC无线信号的电特性相
关联的电信息，电信息包括AC无线信号的电流、AC无线信号的电压、AC无线信号的功率电平或者其组合中的一者或多者。解调电路被配置成(i)从至少一个传感器接收电信息，(ii)检测该电信息的变化，(iii)确定该电信息的变化是否满足或超过上升阈值或下降阈值之一，(iv)如果该变化超过该上升阈值或下降阈值之一，则生成警报，(v)并且输出多个数据警报。
[0016]在一改进中，至少一个控制器被配置成(i)从解调电路接收该多个数据警报，以及(ii)将该多个数据警报解码成传感器数据。
[0017]在又一改进中，带内数据信号由至少一个其他系统编码成幅移键控(ASK)数据信号。
[0018]在又一改进中，无线接收器系统将带内数据信号编码成AC无线信号的高阈值电压本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于设备的感测系统，所述感测系统包括：传感器，其被配置成确定传感器数据，所述传感器数据与感测环境相关联，所述感测环境是所述设备的或与所述设备相关联；无线传输系统，其被配置成与所述传感器无线地耦合，所述无线传输系统被配置成用于将大量电能作为无线功率信号无线地提供给所述传感器并且作为编码在所述无线功率信号中的带内数据信号来接收所述传感器数据；无线接收器系统，其与所述传感器在操作上相关联，并且所述无线传输系统通过所述无线接收器系统与所述传感器耦合并且所述无线接收器系统被配置成作为无线功率信号来从所述无线传输系统接收大量电能；以及控制器，其与所述无线传输系统在操作上相关联并且被配置成从所述无线功率信号解码所述带内信号来作为所述传感器数据。2.如权利要求1所述的感测系统，其特征在于，所述设备是主机设备并且所述传感器被提供在所述主机设备内并且所述感测环境在所述主机设备内。3.如权利要求1所述的感测系统，其特征在于，所述设备是相关联设备并且所述感测设备在所述相关联设备外部。4.如权利要求1所述的感测系统，其特征在于，所述无线传输系统包括发射器天线，其被配置成与所述无线接收器系统的接收器天线耦合并将交流(AC)无线信号传送给所述至少一个天线，所述AC无线信号包括所述无线功率信号和所述带内信号，所述带内信号是通过在所述无线接收器系统处更改所述AC无线信号的电特性而生成的；电流传感器，其被配置成检测与所述AC无线信号的电特性相关联的电信息，所述电信息包括所述AC无线信号的电流、所述AC无线信号的电压、所述AC无线信号的功率电平或者其组合中的一者或多者；以及解调电路，其被配置成(i)从所述至少一个传感器接收电信息，(ii)检测所述电信息的变化，(iii)确定所述电信息的变化是否满足或超过上升阈值或下降阈值之一，(iv)如果所述变化超过所述上升阈值或所述下降阈值之一，则生成警报，(v)以及输出多个数据警报。5.如权利要求4所述的感测系统，其特征在于，所述至少一个控制器被配置成(i)从所述解调电路接收所述多个数据警报，以及(ii)将所述多个数据警报解码成所述传感器数据。6.如权利要求5所述的感测系统，其特征在于，所述带内数据信号由所述至少一个其他系统编码成幅移键控(ASK)数据信号。7.如权利要求5所述的感测系统，其特征在于，所述无线接收器系统将所述带内数据信号编码成所述AC无线信号的高阈值电压和低阈值电压。8.如权利要求7所述的感测系统，其特征在于，所述上升阈值与所述高阈值电压相关联，并且所述下降阈值与所述低阈值电压相关联。9.如权利要求7所述的感测系统，其特征在于，所述带内数据信号被编码成脉宽编码的带内数据信号。10.如权利要求1所述的感测系统，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：努卡任特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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