[发明专利]一种长距离无源无线传感器遥测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器遥测系统，特别涉及一种长距离无源无线传感器遥测系统。

背景技术

无源无线传感器不需要物理连接，也无需电源供应，在复杂工业环境监测中的应用前景非常广泛，对促进我国物联网的发展有巨大作用。无线遥测目前有以下方式：一种是射频信号通过天线收发，其利用电磁波在空间中的收发来传输信号，其传输距离较长；但全方向的天线辐射效率较低，而单方向的辐射需要不间断的传输视线和复杂的追踪设备；此外，在无源应用中，由于其必须携带电源，发展受到限制。另一种是电感近场耦合，这种方法通常利用LC并联谐振回路：在应变作用下，平面电感或电容的大小如果发生变化，谐振回路的谐振频率也将改变；通过检测回路的谐振频率的变化就可以获得应变的大小。相比第一种方法，其不需要电源，但是由于尺寸限制，电感线圈尺寸很小，其有效耦合的距离非常短，因此具有检测距离短的缺陷。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提供一种长距离无源无线传感器遥测系统，提高无源无线传感器信号的传输距离。

技术方案：一种长距离无源无线传感器遥测系统，包括无源无线传感器、传输线圈组和主电路；所述传输线圈组包括至少两个电感线圈，每个电感线圈之间通过谐振式强磁耦合；所述无源无线传感器与主电路分别与所述传输线圈组通过耦合电感连接；

所述主电路用于通过传输线圈组发送激励信号至所述无源无线传感器，并根据所述无源无线传感器反馈的调幅信号解析出被测量的变化；

所述无源无线传感器用于根据传感器检测值的变化，反馈调幅信号至所述主电路；

所述主电路的激励信号频率、无源无线传感器反馈的调幅信号频率和传输线圈组的每个线圈自谐振频率相同。

作为本发明的优选方案，所述无源无线传感器包括无源传感电路和第一耦合电感；所述无源传感电路包括传感器及其接口电路、能量管理电路和调制电路；所述第一耦合电感、能量管理电路、传感器及其接口电路以及调制电路依次连接构成串联回路；

所述传输线圈组包括通过谐振式强磁耦合的第一电感线圈、第二电感线圈；

所述主电路包括第二耦合电感和信号处理电路；所述信号处理电路包括分别与所述第二耦合电感连接的载波产生电路和信号调制电路；

所述第一电感线圈与第一耦合电感耦合连接，所述第二线电感圈与第二耦合电感耦合连接。

作为本发明的改进，所述第一电感线圈和第二电感线圈之间还包括若干个电感线圈，每个电感线圈通过谐振式强磁耦合，且每个电感线圈的自谐振频率均相同。

有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

1.本发明完全利用磁场耦合的方式进行信号的传输，周围环境对磁场的影响较小，对信号的干扰程度可忽略，磁场本身对人体的伤害也很小。

2.本发明利用了电感线圈的谐振电感强磁耦合原理，相比普通无源无线传感器信号传输的距离有了极大的提高。

3.传输线圈组中若干个相同的电感线圈平行并列放置，极大地延长了传输距离。

附图说明

图1是本发明的结构框图；

图2是本发明实施例1的结构示意图；

图3是本发明实施例2的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

实施例1：如图1所示，一种长距离无源无线传感器遥测系统，包括无源无线传感器1、传输线圈组2和主电路3；传输线圈组2包括两个电感线圈，两个电感线圈之间通过谐振式强磁耦合；无源无线传感器1与主电路3分别与传输线圈组2通过耦合电感连接。

主电路通3过传输线圈组2发送激励信号至无源无线传感器1，并根据无源无线传感器1反馈的调幅信号解析出被测量的变化；无源无线传感器1根据传感器检测值的变化，反馈调幅信号至主电路3；主电路3的激励信号频率、无源无线传感器1反馈的调幅信号频率和传输线圈组2的每个电感线圈的自谐振频率均相同。

如图2所述，无源无线传感器1包括无源传感电路11和第一耦合电感12；无源传感电路11包括传感器及其接口电路111、整流电路112和调制电路113；第一耦合电感12、整流电路112、传感器及其接口电路111以及调制电路113依次连接构成串联回路。

传输线圈组2包括通过谐振式强磁耦合的第一电感线圈21、第二电感线圈22。

主电路3包括第二耦合电感31和信号处理电路32；信号处理电路32包括分别与第二耦合电感31连接的载波产生电路321和信号调制电路322。