一种工业以太网口无线供电及无线信号传输站 |
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申请号 | CN202011346198.0 | 申请日 | 2020-11-26 | 公开(公告)号 | CN112542900B | 公开(公告)日 | 2024-04-30 |
申请人 | 东莞市九骏精密机械设备有限公司; | 发明人 | 肖水林; | ||||
摘要 | 本 发明 提供了一种工业以太网口无线供电及无线 信号 传输站,包括工业电脑、CC‑LINK总线、 汽车 油管检测设备固定部、汽车油管检测设备活动部、第一无线传输站和第二无线传输站,第一无线传输站通过CC‑LINK总线与工业电脑连接,第一无线传输站包括无线供电模 块 、第一无线数据发送模块和第一无线数据接收模块,第二无线传输站包括无线受电模块、第二无线数据发送模块和第二无线数据接收模块,无线供电模块与无线受电模块无线对接,第一无线数据发送模块与第二无线数据接收模块无线对接,第一无线数据接收模块与第二无线数据发送模块无线对接。本发明的优点为方便好用,无需数据线进行数据传输和电源供电。 | ||||||
权利要求 | 1.一种工业以太网口无线供电及无线信号传输站,其特征在于:包括工业电脑、CC‑LINK总线、汽车油管检测设备固定部、汽车油管检测设备活动部、安装在汽车油管检测设备固定部的第一无线传输站和安装在汽车油管检测设备活动部的第二无线传输站,所述第一无线传输站通过CC‑LINK总线与工业电脑连接,所述第一无线传输站与第二无线传输站之间可进行无线数据传输和无线供电,所述第一无线传输站包括无线供电模块、第一无线数据发送模块和第一无线数据接收模块,所述第二无线传输站包括无线受电模块、第二无线数据发送模块和第二无线数据接收模块,所述无线供电模块与无线受电模块无线对接,所述第一无线数据发送模块与所述第二无线数据接收模块无线对接,所述第一无线数据接收模块与所述第二无线数据发送模块无线对接;所述无线供电模块包括电源模块、固定频率LC谐振器、第一高频高功率丙类放大器和第一发送耦合模块,所述电源模块与固定频率LC谐振器连接,所述固定频率LC谐振器与第一高频高功率丙类放大器连接,所述第一高频高功率丙类放大器与第一发送耦合模块连接。 |
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说明书全文 | 一种工业以太网口无线供电及无线信号传输站技术领域背景技术[0002] 现有技术中对汽车油管进行检测时,首先要将汽车油管固定在检测治具上,然后可移动检测治具到工业电脑的固定对接部,接着通过数据线和电源线将检测治具与固定对接部连接起来,当移动检测治具检测得到的数据通过数据线对接到工业电脑上进行分析处理,而且检测的时候通过电源线对检测治具进行供电,但上述采用数据线和电源线实现检测治具与固定对接部进行对接具有以下缺点:(1)电源线在对接时容易造成伸拉缠绕造成的断线松脱;(2)由于需要对接工业电脑的固定对接部的数据线比较多,从而每次的插接线和插线非常麻烦;(3)每次连接数据线和电源线需要花费大量的作业时间,还增加了硬件成本。 发明内容[0003] 本发明的目的是提供一种方便好用,无需数据线进行数据传输和电源线进行供电的工业以太网口无线供电及无线信号传输站。 [0004] 为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案: [0005] 一种工业以太网口无线供电及无线信号传输站,包括工业电脑、CC‑LINK总线、汽车油管检测设备固定部、汽车油管检测设备活动部、安装在汽车油管检测设备固定部的第一无线传输站和安装在汽车油管检测设备活动部的第二无线传输站,所述第一无线传输站通过CC‑LINK总线与工业电脑连接,所述第一无线传输站与第二无线传输站之间可进行无线数据传输和无线供电,所述第一无线传输站包括无线供电模块、第一无线数据发送模块和第一无线数据接收模块,所述第二无线传输站包括无线受电模块、第二无线数据发送模块和第二无线数据接收模块,所述无线供电模块与无线受电模块无线对接,所述第一无线数据发送模块与所述第二无线数据接收模块无线对接,所述第一无线数据接收模块与所述第二无线数据发送模块无线对接。 [0006] 进一步的,所述无线供电模块包括电源模块、固定频率LC谐振器、第一高频高功率丙类放大器和第一发送耦合模块,所述电源模块与固定频率LC谐振器连接,所述固定频率LC谐振器与第一高频高功率丙类放大器连接,所述第一高频高功率丙类放大器与第一发送耦合模块连接。 [0007] 进一步的,所述第一无线数据发送模块包括第一数据分频压缩模块、第一数据混频调制模块、第一标准载波混频调制模块、第二高频高功率丙类放大器、第一发送耦合感应区和第一数据混频LC电路谐振器,所述工业电脑与第一数据分频压缩模块连接,所述第一数据分频压缩模块与第一数据混频调制模块连接,所述第一数据混频调制模块与第一标准载波混频调制模块连接,所述第一标准载波混频调制模块与所述第二高频高功率丙类放大器连接,所述第二高频高功率丙类放大器与第一发送耦合感应区连接,所述第一数据混频LC电路谐振器连接与第一数据分频压缩模块与第一数据混频调制模块之间。 [0008] 进一步的,所述第一无线数据接收模块包括第一接受耦合感应区、第三高频丙类放大器、第一载波分频模块、第一数据调制波解模块、第一数据提取模块和第一矩阵编码出料模块,所述第一接受耦合感应区与第三高频丙类放大器连接,所述第三高频丙类放大器与第一载波分频模块连接,所述第一载波分频模块与第一数据调制波解模块连接,所述第一数据调制波解模块与第一数据提取模块连接,所述第一数据提取模块与第一矩阵编码出料模块连接,所述第一矩阵编码出料模块与工业电脑连接。 [0009] 进一步的,所述无线受电模块包括第二发送耦合模块、第二高频高功率丙类放大器和整流倍压模块,所述第二发送耦合模块与第二高频高功率丙类放大器连接,所述第二高频高功率丙类放大器与整流倍压模块连接,所述整流倍压模块恒流输出电源。 [0010] 进一步的,所述第二无线数据接收模块包括第二接收耦合感应区、第四高频丙类放大器、第二载波分频模块、第二数据调制波解模块、第二数据提取模块和第二矩阵编码处理模块,所述第二接收耦合感应区与第四高频丙类放大器连接,所述第四高频丙类放大器与第二载波分频模块连接,所述第二载波分频模块与第二数据调制波解模块连接,所述第二数据调制波解模块与第二矩阵编码处理模块连接,所述第二矩阵编码处理模块与汽车油管检测设备活动部连接。 [0011] 进一步的,所述第二无线数据发送模块包括第二数据分频压缩模块、第二数据混频调制模块、第二标准载波混频调制模块、第五高频高功率丙类放大器和第二发送耦合感应区,所述汽车油管检测设备活动部与第二数据分频压缩模块连接,所述第二数据分频压缩模块与第二数据混频调制模块连接,所述第二数据混频调制模块与第二标准载波混频调制模块连接,所述第二标准载波混频调制模块与第五高频高功率丙类放大器连接,所述第五高频高功率丙类放大器与第二发送耦合感应区连接,还包括第二数据混频LC电路谐振器,所述第二数据混频LC电路谐振器连接在第二数据分频压缩模块与第二数据混频调制模块之间。 [0012] 本发明的有益效果为: [0013] 本发明的工业电脑通过CC‑LINK总线连接汽车油管检测设备固定部上的第一无线传输站,而第二无线传输站设置在汽车油管检测设备活动部,当第二无线传输站靠近第一无线传输站时,第一无线传输站与第二无线传输站由于LC谐振回路频率相同,第二无线传输站通过同频LC回路接收高频高能电磁能量波,第二无线传输站再对高频高能电磁波进行整流,倍压和恒流,然后通过传送至汽车油管检测设备活动部的电源驱动系统,实现无接触式供电,同样工业电脑通过CC‑Link总线对数据进行编码压缩,与传送载波混频,再以LC电路形式谐振,通过第一无线传输站输送到第二无线传输站,第二无线传输站再对数据进行解压、分频、鉴频、译码,再以CC‑Link总线反馈给汽车油管检测设备活动部的检测装置上,当汽车油管检测设备活动部的检测装置上的数据需要回传时,同样第二无线传输站对数据进行编码、压缩与传送载波混频,以LC电路形式谐振输送到第一无线传输站上,综上所述本发明具有以下优点:(1)本发明通过第一无线传输站和第二无线传输站实现无线数据传输和无线供电;(2)消除了因电源线在对接时造成伸拉缠绕造成的断线松脱;(3)无需进行数据线和电源线的接线,从而消除了数据线和电源线的接线麻烦,从而提高检测效率,不需要数据先和电源线从而降低了硬件成本。附图说明 [0014] 图1是本发明的方框原理图; [0015] 图2是本发明的电路图; [0016] 图3是本发明第一无线传输站与第二无线传输站电磁耦合的示意图; [0017] 图4是本发明第一无线传输站与第二无线传输站电磁耦合的示意图; [0018] 图5是本发明第一无线传输站与第二无线传输站电磁耦合的方框原理图; [0019] 图6是本发明第一无线传输站的方框原理图; [0020] 图7是本发明第一无线传输站的无线供电模块的方框原理图; [0021] 图8是本发明第一无线传输站的第一无线数据发送模块的方框原理图; [0022] 图9是本发明第一无线传输站的第一无线数据接收模块的方框原理图; [0023] 图10是本发明第二无线传输站的方框原理图; [0024] 图11是本发明第二无线传输站的无线受电模块的方框原理图; [0025] 图12是本发明第二无线传输站的第二无线数据接收模块的方框原理图; [0026] 图13是本发明第二无线传输站的第二无线数据发送模块的方框原理图。 具体实施方式[0027] 以下结合附图对本发明进行进一步说明: [0028] 如图1到图13所示的,一种工业以太网口无线供电及无线信号传输站,包括工业电脑1、CC‑LINK总线、汽车油管检测设备固定部2、汽车油管检测设备活动部3、安装在汽车油管检测设备固定部2的第一无线传输站4和安装在汽车油管检测设备活动部3的第二无线传输站5,所述第一无线传输4站通过CC‑LINK总线与工业电脑1连接,所述第一无线传输站4与第二无线传输站5之间可进行无线数据传输和无线供电,所述第一无线传输站4包括无线供电模块41、第一无线数据发送模块42和第一无线数据接收模块43,所述第二无线传输站5包括无线受电模块51、第二无线数据发送模块53和第二无线数据接收模块52,所述无线供电模块41与无线受电模块51无线对接,所述第一无线数据发送模块42与所述第二无线数据接收模块53无线对接,所述第一无线数据接收模块43与所述第二无线数据发送模块52无线对接。 [0029] 直流电源:当汽车油管检测设备活动部3进入汽车油管检测设备固定部2的传送区域时,第一无线传输站4与第二无线传输站5之间的距离可以实现无线数据传输和无线供电,因第一无线传输站4与第二无线传输站5自身LC谐振回路频率相同,通过同频LC回路产生高频高能电磁能量波,第一无线传输站4对第二无线传输站5通过特殊高频磁体介质,完成第一无线传输站4对第二无线传输站5高能电磁波传送,第二无线传输站5再对高能电磁波整流,倍压,恒流通过无线的方式送至第一无线传输站4的电源驱动系统,实现无接触式供电。其中传输DC电压范围为1~24V,电流为0.1~3A,传输功率为0.1~300W。 [0030] 汽车油管检测设备固定部2的数字信号:工业电脑将指令数据以太网网口格式进行传送,编码压缩,与传送载波混频,以LC电路形式谐振,最后通过特殊高频磁体介质(即第一无线传输站)传送至第二无线传输站;第二无线传输站对该数据进行解压、分频、鉴频、译码,再以以太网网口格式反馈给汽车油管检测设备活动部的检测装置。 [0031] 汽车油管检测设备活动部3的数字信号:汽车油管检测设备活动部得电后,以LC电路形式谐振,通过特殊高频磁体介质传送至接收来自第一无线传输站指令数据,解压,分频,鉴频,译码,再以以太网网口格式控制汽车油管检测设备活动部的检测装置,I/O输出以及数据处理;将检测装置采集的I/O数据,或数据串太网网口格式,编码,压缩,与传送载波混频,以LC电路形式谐振,通过特殊高频磁体介质传送至第一无线传输站。 [0033] 1.1串口并口传送:A‑RS‑232C、B‑RS422、C‑RS484; [0034] 1.2以太网双工传送:A‑CC‑Link、B‑DeviceNet、C‑EtherNet/IP、D‑PROFIBUS‑DP、E‑IO‑LINK; [0035] 1.3工作频率:156kbps、625kbps、960kbs、2.5Mbps、5Mbps、10Mbps; [0036] 1.4信号传输容量:双工传输4个字,64字节(RS232除外) [0037] 1.5第一无线传输站和第二无线传输站最大间距10mm,平面度±10度; [0039] 本发明采用A‑CC‑Link,具有传递信息的瞬时传送功能。瞬时传送由专用指令FROM/TO来完成,瞬时传送不会影响循环通信的时间。另外CC‑Link是一种开放式现场总线,其数据容量大,通信速度多级可选择,而且它是一个复合的、开放的、适应性强的网络系统,能够适应于较高的管理层网络到较低的传感器层网络的不同范围。 [0040] 如图7所示的,所述无线供电模块41包括电源模块411、固定频率LC谐振器412、第一高频高功率丙类放大器413和第一发送耦合模块414,所述电源模块411与固定频率LC谐振器412连接,所述固定频率LC谐振器412与第一高频高功率丙类放大器413连接,所述第一高频高功率丙类放大器413与第一发送耦合模块414连接。 [0041] 如图8所示的,所述第一无线数据发送模块42包括第一数据分频压缩模块421、第一数据混频调制模块422、第一标准载波混频调制模块423、第二高频高功率丙类放大器425、第一发送耦合感应区426和第一数据混频LC电路谐振器424,所述工业电脑1与第一数据分频压缩模块421连接,所述第一数据分频压缩模块421与第一数据混频调制模块422连接,所述第一数据混频调制模块422与第一标准载波混频调制模块423连接,所述第一标准载波混频调制模块423与所述第二高频高功率丙类放大器425连接,所述第二高频高功率丙类放大器425与第一发送耦合感应区426连接,所述第一数据混频LC电路谐振器424连接与第一数据分频压缩模块421与第一数据混频调制模块422之间。 [0042] 如图9所示的,所述第一无线数据接收模块43包括第一接受耦合感应区436、第三高频丙类放大器435、第一载波分频模块433、第一数据调制波解模块434、第一数据提取模块432和第一矩阵编码出料模块431,所述第一接受耦合感应区436与第三高频丙类放大器435连接,所述第三高频丙类放大器435与第一载波分频模块433连接,所述第一载波分频模块433与第一数据调制波解模块434连接,所述第一数据调制波解模块434与第一数据提取模块432连接,所述第一数据提取模块432与第一矩阵编码出料模块431连接,所述第一矩阵编码出料模块431与工业电脑1连接。 [0043] 如图11所示的,所述无线受电模块51包括第二发送耦合模块511、第二高频高功率丙类放大器512和整流倍压模块513,所述第二发送耦合模块511与第二高频高功率丙类放大器512连接,所述第二高频高功率丙类放大器512与整流倍压模块513连接,所述整流倍压模块513恒流输出电源514。 [0044] 如图12所示的,所述第二无线数据接收模块52包括第二接收耦合感应区521、第四高频丙类放大器522、第二载波分频模块523、第二数据调制波解模块524、第二数据提取模块525和第二矩阵编码处理模块526,所述第二接收耦合感应区521与第四高频丙类放大器522连接,所述第四高频丙类放大器522与第二载波分频模块523连接,所述第二载波分频模块523与第二数据调制波解模块524连接,所述第二数据调制波解模块524与第二矩阵编码处理模块526连接,所述第二矩阵编码处理模块526与汽车油管检测设备活动部3连接。 [0045] 如图13所示的,所述第二无线数据发送模块53包括第二数据分频压缩模块535、第二数据混频调制模块534、第二标准载波混频调制模块533、第五高频高功率丙类放大器532和第二发送耦合感应区531,所述汽车油管检测设备活动部3与第二数据分频压缩模块535连接,所述第二数据分频压缩模块534与第二数据混频调制模块533连接,所述第二数据混频调制模块534与第二标准载波混频调制模块533连接,所述第二标准载波混频调制模块533与第五高频高功率丙类放大器532连接,所述第五高频高功率丙类放大器532与第二发送耦合感应区531连接,还包括第二数据混频LC电路谐振器536,所述第二数据混频LC电路谐振器536连接在第二数据分频压缩模块535与第二数据混频调制模块534之间。 [0046] 本发明的工业电脑通过CC‑LINK总线连接汽车油管检测设备固定部上的第一无线传输站,而第二无线传输站设置在汽车油管检测设备活动部,当第二无线传输站靠近第一无线传输站时,第一无线传输站与第二无线传输站由于LC谐振回路频率相同,第二无线传输站通过同频LC回路接收高频高能电磁能量波,第二无线传输站再对高频高能电磁波进行整流,倍压和恒流,然后通过传送至汽车油管检测设备活动部的电源驱动系统,实现无接触式供电,同样工业电脑通过CC‑Link总线对数据进行编码压缩,与传送载波混频,再以LC电路形式谐振,通过第一无线传输站输送到第二无线传输站,第二无线传输站再对数据进行解压、分频、鉴频、译码,再以CC‑Link总线反馈给汽车油管检测设备活动部的检测装置上,当汽车油管检测设备活动部的检测装置上的数据需要回传时,同样第二无线传输站对数据进行编码、压缩与传送载波混频,以LC电路形式谐振输送到第一无线传输站上,综上所述本发明具有以下优点:(1)本发明通过第一无线传输站和第二无线传输站实现无线数据传输和无线供电;(2)消除了因电源线在对接时造成伸拉缠绕造成的断线松脱;(3)无需进行数据线和电源线的接线,从而消除了数据线和电源线的接线麻烦,从而提高检测效率,不需要数据先和电源线从而降低了硬件成本。 |