[发明专利]一种无线数据传输系统

说明书

本发明公开了一种无线数据传输系统，包括传感器单元和数据接收供能单元，传感器单元包括传感器、第一MCU、数据调制模块、充电接收模块和第一线圈；传感器连接第一MCU，第一MCU的分别连接数据调制模块和充电接收模块，数据调制模块和充电接收模块皆连接第一线圈；数据接收供能单元包括第二MCU、数据解调模块、充电发射模块、第二线圈和电源模块，第二MCU连接数据解调模块，数据解调模块连接第二线圈，电源模块通过充电发射模块连接第二线圈。本发明通过磁场耦合实现数据和能量的传输，传感器无需连接线缆和配置电池即可工作和传输数据，安装方便同时节省维护成本，适合无法或不方便接线的场合。

技术领域

本发明涉及数据传输领域，具体的涉及一种无线数据传输系统。

背景技术

在传统的数据采集领域中，传感器需要配置电源线和数据线，然而因为传感器摆放的位置不固定，并且很多位置无法接线或者接线麻烦，因此部分厂家产生了配置无线通信模块和电池的传感器装置，但是这种方式需要定期更换电池以维持传感器的电能供应，费时费力。

部分厂家采用了太阳能电池板和无线通信模块的方式避免传感器连线，但是传感器如果安装位置不在室外也需要通过电源线和太阳能电池板连接，还是需要接线，并且这种方式传感器端和数据接收端都需要配置无线接收模块，成本高并且占用体积。

目前无线充电技术在很多领域得到了应用，利用磁耦合传输电能，但是常规的无线充电方式往往专注于基波传输能量，无法稳定的传输数据，因此，有必要设计一种将能够利用磁耦合同步传输电能和传感器数据的传感器数据传输系统。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种将电能传输和数据传输结合起来、利用利用磁耦合同步传输电能和传感器数据，传无需配置电池或接线的无线数据传输系统。

本发明采用的技术方案是：

一种无线数据传输系统，包括：传感器单元和数据接收供能单元，所述传感器单元包括传感器、第一MCU、数据调制模块、充电接收模块和第一线圈；所述传感器的输出端连接第一MCU的信号接收端以用于反馈数据，所述第一MCU的信号发送端连接数据调制模块的接收端以用于将数据信号调制为载波信号，所述数据调制模块的发送端连接第一线圈以用于发送载波信号，所述第一MCU的电源端连接充电接收模块的输出端，所述充电接收模块的输入端连接第一线圈；

所述数据接收供能单元包括第二MCU、数据解调模块、充电发射模块、第二线圈和用于供电的电源模块，所述第二MCU的信号接收端连接数据解调模块的输出端，所述数据解调模块的输入端连接第二线圈以用于接收载波信号并解码为数据信号，所述电源模块的输出端分别连接第二MCU和充电发射模块的输入端，所述充电发射模块的输出端连接第二线圈；

所述第一线圈与第二线圈通过磁场耦合实现数据和能量的传输。

进一步的，所述数据调制模块包括第一隔离变压器、逆变电路和振荡器，所述第一隔离变压器的二次侧连接第一线圈，所述第一隔离变压器的一次侧连接调制电路的输出端，所述振荡器与逆变电路的一个输入端相连以用于提供高频载波信号，所述第一MCU的信号输出端与逆变电路的另一个输入端相连以用于提供数据信号。

进一步的，所述逆变电路为MOS管Q31、MOS管Q32、电容C31、电容C2组成的半桥逆变器。

进一步的，所述第一隔离变压器包括一次侧线圈L24、二次侧线圈L23和耦合电容C24，所述二次侧线圈L23的一端通过耦合电容C24连接第一线圈的一端，所述二次侧线圈L23的另一端连接第一线圈的另一端，所述一次侧线圈L24的两端与逆变电路的两个输出端相连，所述一次侧线圈L24与逆变电路之间连接有并联电阻R22和串联电阻R21。