專利名稱：線圈耦合信號采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廚房用電器技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種用于家電的信號采集裝置。
背景技術(shù)：
目前家電產(chǎn)品中需要信號檢測裝置，通過對信號的精確檢測來實現(xiàn)精確控制，更
大程度上的實現(xiàn)產(chǎn)品的各種自動功能與安全性能。信號檢測方式一般有兩種，一種是檢測
裝置直接與主控板有線連接。另一種是檢測裝置通過無線方式與主控板連接。 在檢測裝置與主控板有線連接模式中，連接導線很大程度限制了產(chǎn)品的設計和性
能，例如敞開式、大型化、蓋體與主體可分離的設計。傳感器和檢測裝置不得不安裝在一些
并不能直接實時反應信號變化的地方，對產(chǎn)品的控制效果也就不理想。 在檢測裝置與主控板無線連接模式中，無線連接很好的解決了檢測裝置有線連接 模式中存在的問題，使得測量點布控上更加靈活。但是目前的家電產(chǎn)品上使用的檢測方式 一般都采用專用的無線通訊模塊，并使用電池對檢測模塊提供電源。例如中國實用新型專 利200420083296. X (發(fā)明名稱為"無線測溫型電熱鍋"，
公開日為2006年01月18日)、中國 發(fā)明專利200310121105. 4(發(fā)明名稱為"無線測溫鍋具"，
公開日為2004年11月17日)。 用戶不得不經(jīng)常更換電池，如果更換不及時，容易造成電池耗竭使產(chǎn)品或設備的失控，給用 戶帶來不便，電池的更換對于客戶來說也增加額外的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，其目的在于提供一種用于廚房電器的信號采集 裝置，采用線圈耦合的無接觸傳輸技術(shù)、測量點布控靈活、能實時反應信號變化并無需額外 電池供電而進行信號采集。 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下解決方案 —種線圈耦合信號采集裝置，其特征在于包括一個信號采集模塊和一個數(shù)據(jù)接 收模塊； 所述的信號采集模塊包含至少一個用于信號采集的傳感器、至少一個諧振電容、 一個信號處理的編碼電路， 一個線圈驅(qū)動電路和一個第一 電感線圈。 所述的數(shù)據(jù)接收模塊包含一個經(jīng)由耦合獲得第一電感線圈數(shù)據(jù)信號并經(jīng)該耦合 提供給信號采集模塊工作所需電能的第二電感線圈、至少一個諧振電容、一個第二線圈驅(qū) 動電路，一個解調(diào)電路、一個信號整形電路； 傳感器輸出端接編碼電路，編碼電路的輸出端與線圈驅(qū)動電路的輸入端連接，第 二電感線圈的輸出接解調(diào)電路，解調(diào)電路的輸出端接信號整形電路； 第一電感線圈至少并聯(lián)一個諧振電容，第二電感線圈至少串聯(lián)一個諧振電容；一 高頻交變信號通過第二線圈驅(qū)動電路驅(qū)動第二電感線圈，使第二電感線圈產(chǎn)生交變磁場。
本發(fā)明中所述的用于信號采集的傳感器將采集到的信號傳送給所述的編碼電路， 所述的編碼電路對信號進行編碼處理后，通過編碼電路的輸出端輸出到線圈驅(qū)動電路，驅(qū)
3動第一電感線圈將編碼信號發(fā)送出去。第二電感線圈通過線圈耦合獲得第一電感線圈的信 號，該信號傳遞給解調(diào)電路進行解調(diào)輸出到整形電路，把解調(diào)出來的信號恢復至可被計算 機或者微控制器識別的水準。 一個高頻交變信號通過第二線圈驅(qū)動電路驅(qū)動第二電感線 圈，使第二電感線圈產(chǎn)生交變磁場。所述的第一電感線圈通過電磁感應的方式獲得信號采 集模塊工作所需要的電能。 在本發(fā)明中，所述用于信號檢測傳感器可以根據(jù)檢測需求選擇，一般可選溫度傳 感器，壓力傳感器，或者是開關(guān)信號等信號。安裝到被測點的表面或伸入其內(nèi)部，真實的獲 取控制所需要的信號。 所述高頻交變信號頻率可在80kHz 5. 6GHz范圍內(nèi)選擇，電感線圈之間通過電磁 感應方式向信號采集模塊提供其正常工作所需電能。 在本發(fā)明中，所述第一電感線圈和第二電感線圈可為繞制線圈或PCB印刷線圈，
也可為微帶天線。并且兩個電感線圈保持在0 100cm有效距離之內(nèi)。 本發(fā)明與采用紅外無線收發(fā)模塊或者采用藍牙無線收發(fā)模塊做無線信號采集系
統(tǒng)相比，有益效果在于 (1)在紅外或者藍牙發(fā)送裝置中必須使用電池，在高頻信號通訊中，耗電量比較 大，這給產(chǎn)品用戶帶來很大的使用不便和額外使用成本。本發(fā)明利用線圈耦合的方式同時 實現(xiàn)電能和信號數(shù)據(jù)的傳遞，電路簡單，無需再增加額外的供電電池，控制更加精準化
(2)產(chǎn)品設計更為自由，本發(fā)明在家電產(chǎn)品設計時無需考慮信號檢測部分與主控 板之間的電氣連接問題，無需電池提供電能使得設計不用再考慮電源持久性以及電池更換 的問題，使得產(chǎn)品的設計更加多樣化。


圖l為本發(fā)明的原理框圖； 圖2為本發(fā)明其中一種簡單使用示意圖； 圖3為本發(fā)明的模塊框圖； 圖4為本發(fā)明信號采集模塊電路圖； 圖5為本發(fā)明數(shù)據(jù)接收模塊電路圖； 圖中，100為信號采集模塊；101為第一電感線圈；102為傳感器；103為編碼電路； 104為第一電感線圈驅(qū)動電路；105為產(chǎn)品上蓋；106為諧振電容； 200為數(shù)據(jù)接收模塊；201為第二電感線圈；202為解調(diào)電路；203為整形電路；204 為第二電感線圈驅(qū)動電路；205為主控板；206為產(chǎn)品主體；207為諧振電容。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步詳細描述 本發(fā)明是結(jié)合原理框圖和部件可分離產(chǎn)品或設備舉例，但并不局限于此。任何其 他對信號采集需要無線連接的都能適用。本發(fā)明的信號采集模塊可直接由電感線圈通過電 磁感應方式提供的電能工作，并且不需要附加電池作為供電電源。 本發(fā)明的線圈耦合信號采集裝置，包括一個信號采集模塊100和一個數(shù)據(jù)接收 模塊200。所述的信號采集模塊100包含一個第一電感線圈101、至少一個用于信號采集的傳感器102、至少一個諧振電容106、一個信號處理的編碼電路103和一個線圈驅(qū)動電路 104。所述的數(shù)據(jù)接收模塊200包含一個第二電感線圈201、至少一個諧振電容207、一個 解調(diào)電路202、一個信號整形電路203、一個線圈驅(qū)動電路204。
具體實施例1 參照圖1 、圖4和圖5所示，圖1為本發(fā)明線圈耦合信號采集裝置原理框圖；圖4為 本發(fā)明信號采集模塊電路圖；圖5為本發(fā)明數(shù)據(jù)接收模塊電路圖。所述的用于信號采集的 傳感器102將采集到的信號傳送給所述的編碼電路103，所述的編碼電路103對信號進行編 碼處理后得到一個編碼信號，編碼信號通過編碼器103的輸出端輸出到線圈驅(qū)動電路104， 驅(qū)動第一電感線圈101將編碼信號發(fā)送出去。第二電感線圈201通過線圈耦合獲得第一電 感線圈101的信號，該信號傳遞給解調(diào)電路202進行解調(diào)輸出到整形電路203，把解調(diào)出來
的信號恢復至可被計算機或者微控制器識別的水準。 一個高頻交變信號加載到線圈驅(qū)動電 路R2 —端，通過線圈驅(qū)動電路204驅(qū)動第二電感線圈201，使第二電感線圈201產(chǎn)生交變磁 場。所述的第一電感線圈101通過電磁感應的方式獲得信號采集模塊100工作所需要的電 能。其中第一電感線圈101至少并聯(lián)一個諧振電容106，第二電感線圈201至少串聯(lián)一個 諧振電容207，這樣可以匹配兩個電路的諧振頻率，使信號采集模塊100獲得足夠的工作電 能。 電磁波不僅能傳輸信號，它也能傳輸電能，基于電磁感應的基本原理，本發(fā)明以磁
耦合為信號采集模塊提供必要的工作電源，并傳輸數(shù)據(jù)信號。
具體實施例2 參照圖2所示，參照一種典型的家電產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖說明本發(fā)明的具體實施例。
產(chǎn)品上蓋105和產(chǎn)品主體206是可分離的，在產(chǎn)品上蓋105所需檢測點放置傳感 器102，傳感器102可以是溫度傳感器、壓力傳感器或者開關(guān)傳感器等，可根據(jù)檢測的需要 更換所需傳感器。 傳感器102安裝在產(chǎn)品上蓋105的表面或伸入其內(nèi)部，獲取實時有效的檢測信號； 傳感器102的檢測信號傳遞給數(shù)據(jù)編碼電路103，所述的編碼電路103對信號進行編碼處理 后，通過編碼器103的輸出端輸出到線圈驅(qū)動電路104，驅(qū)動第一電感線圈101將編碼信號 發(fā)送出去。第二電感線圈201通過線圈耦合獲得第一電感線圈101的信號，該信號傳遞給 解調(diào)電路202進行解調(diào)輸出到整形電路203，把解調(diào)出來的信號恢復至可被計算機或者微 控制器識別的水準。整個信號檢測裝置把處理好的檢測信號傳遞給主控板205。主控板接 收到信號后即可采取相應的控制。 線圈耦合信號采集裝置是一個無需額外電池提供電能的信號采集系統(tǒng)第一和第 二電感線圈通過電磁感應方式傳遞信號采集模塊正常工作所需電能。 一個高頻交變信號通 過線圈驅(qū)動電路204驅(qū)動第二電感線圈201，使第二電感線圈201產(chǎn)生交變磁場。所述的第 一電感線圈101通過電磁感應的方式獲得信號采集模塊100工作所需要的電能。所述的高 頻交變信號頻率可在80kHz 5. 6GHz范圍內(nèi)選擇。第一電感線圈和第二電感線圈可為繞 制線圈或PCB印刷線圈，也可為微帶天線。并且兩個電感線圈保持在O 100cm有效距離 之內(nèi)。 本發(fā)明提供一種線圈耦合信號采集裝置，圖1所示的結(jié)構(gòu)示意圖只是其中一種簡 單的施例。根據(jù)設計的需要可以更換或加裝傳感器實現(xiàn)單路或多路信號檢測。例如同時檢
5測溫度和壓力信號；更換開關(guān)信號后即可實現(xiàn)開關(guān)信號的無線檢測等。耦合線圈的安裝方 式和和安裝部位也不局限于圖1所示施例，可以根據(jù)設計的需要修改。 本發(fā)明利用線圈耦合的方式同時實現(xiàn)電能和信號數(shù)據(jù)的傳遞，電路簡單，無需再 增加額外的供電電池。
權(quán)利要求
一種線圈耦合信號采集裝置，其特征在于包括一個信號采集模塊和一個數(shù)據(jù)接收模塊；所述的信號采集模塊包含至少一個用于信號采集的傳感器、至少一個諧振電容、一個信號處理的編碼電路，一個線圈驅(qū)動電路和一個第一電感線圈。所述的數(shù)據(jù)接收模塊包含一個經(jīng)由耦合獲得第一電感線圈數(shù)據(jù)信號并經(jīng)該耦合提供給信號采集模塊工作所需電能的第二電感線圈、至少一個諧振電容、一個第二線圈驅(qū)動電路，一個解調(diào)電路、一個信號整形電路；傳感器輸出端接編碼電路，編碼電路的輸出端與線圈驅(qū)動電路的輸入端連接，第二電感線圈的輸出接解調(diào)電路，解調(diào)電路的輸出端接信號整形電路；第一電感線圈至少并聯(lián)一個諧振電容，第二電感線圈至少串聯(lián)一個諧振電容；一高頻交變信號通過第二線圈驅(qū)動電路驅(qū)動第二電感線圈，使第二電感線圈產(chǎn)生交變磁場。
2. 如權(quán)利要求1所述的線圈耦合信號采集裝置，其特征在于傳感器為溫度傳感器、壓 力傳感器、或開關(guān)信號。
3. 如權(quán)利要求2所述的線圈耦合信號采集裝置，其特征在于所述高頻交變信號頻率為 80kHz 5. 6GHz。
4. 如權(quán)利要求l-3之一所述的線圈耦合信號采集裝置，其特征在于所述第一電感線圈 和第二電感線圈為繞制線圈、PCB印刷線圈、微帶天線，且兩個電感線圈保持在0 100cm距 離之內(nèi)。
5. 如權(quán)利要求4所述的線圈耦合信號采集裝置，其特征在于高頻交變信號通過第二線 圈驅(qū)動電路驅(qū)動第二電感線圈，使第二電感線圈產(chǎn)生交變磁場，第一電感線圈通過電磁感 應的方式產(chǎn)生感應交流電，為信號采集模塊工作所需要的電能，第一電感線圈和第二電感 線圈為一個或多個線圈。
全文摘要
一種線圈耦合信號采集裝置，包括信號采集模塊和數(shù)據(jù)接收模塊，信號采集模塊包含傳感器、諧振電容、編碼電路，線圈驅(qū)動電路和第一電感線圈。數(shù)據(jù)接收模塊包含第二電感線圈、諧振電容、線圈驅(qū)動電路，解調(diào)電路、信號整形電路。一個高頻交變信號加載在第二電感線圈產(chǎn)生交變磁場，線圈通過電磁感應方式傳遞電能為信號檢測模塊提供正常工作所需要的電能。信號檢測模塊在第二電感線圈提供電能后啟動工作，處理來自傳感器的檢測信號，進行編碼處理后通過驅(qū)動電路驅(qū)動電感線圈，將采集到的信號進行解碼、整形，完成信號采集。本發(fā)明提供了一種信號采集布控點靈活方便，電路簡單成本低，無需額外電池供電的信號采集裝置。
文檔編號H02J17/00GK101694953SQ20091015277
公開日2010年4月14日 申請日期2009年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月10日
發(fā)明者劉云, 李永強, 蔡才德 申請人:浙江蘇泊爾家電制造有限公司;