[發明專利]一種基于無人飛行器的無線充電系統及方法

有效

• 申請號: 201510168752.3
• 申請日: 2015-04-09
• 公開（公告）號: CN104795861B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 劉迎澍
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J50/10;B64D27/24
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種基于無人飛行器的無線充電系統，包括無人飛行器(1)，與無人飛行器(1)無線通信連接的遠程控制中心(3)，其特征在于，所述的無人飛行器(1)上設置有用于向處在被監測區域中的無線傳感器網絡進行充電的無線充電控制裝置(2)，所述的無線傳感器網絡是由用于采集數據的多數個普通節點(5)和在采集數據的同時還接收普通節點(5)所采集的數據，并將自身采集的數據和普通節點(5)采集的數據發送給遠程控制中心(3)的多數個核心節點(4)構成，所述的無線充電控制裝置(2)是用于向所述的核心節點(4)進行充電。

2.根據權利要求1所述的一種基于無人飛行器的無線充電系統，其特征在于，所述的無線充電控制裝置(2)包括有：機載控制單元(21)，所述的機載控制單元(21)分別連接用于向機載控制單元(21)提供無人飛行器(1)的位置信息的機載定位模塊(25)、用于向核心節點(4)提供無線充電的電能并向無人飛行器(1)供電的高能電池(22)、用于對電量不足的核心節點(4)進行無線充電的無線充電模塊(23)以及用于分別與遠程控制中心(3)和被充電的核心節點(4)進行通信的機載通信模塊(24)，所述的機載控制單元(21)還連接無人飛行器(1)中的能夠根據接收到的機載控制單元(21)所發出的飛行指令來控制無人飛行器(1)飛行的飛行控制模塊(11)。

3.根據權利要求1所述的一種基于無人飛行器的無線充電系統，其特征在于，所述的被監測區域包括有若干個監測子區域，每一個核心節點(4)是以拋撒的方式設置在被監測區域內的一個監測子區域的中心地帶，每個子區域配置至少一個核心節點(4)，所述的多個普通節點(5)是以隨機拋撒的方式拋撒在各監測子區域中，在一個監測子區域中所述的普通節點(5)的數量大于所述核心節點(4)的數量。

4.根據權利要求1或2所述的一種基于無人飛行器的無線充電系統，其特征在于，所述的核心節點(4)包括有傳感器，用于對傳感器所采集的信號進行預處理和A/D轉換的信號處理電路(41)，用于分別與無線充電控制裝置(2)中的機載通信模塊(24)、子區域內的普通節點(5)和其他子區域的核心節點進行通信，以及在核心節點(4)和遠程控制中心(3)之間進行遠程數據傳輸的傳感器控制器(42)，所述傳感器控制器(42)分別連接信號處理電路(41)、用于給核心節點(4)提供電源的可充電電池(43)和無線充電接收裝置(44)。

5.根據權利要求4所述的一種基于無人飛行器的無線充電系統，其特征在于，所述的傳感器控制器(42)包括有與所述的信號處理電路(41)相連用于接收信號處理電路(41)的輸出數據的控制單元(421)，所述的控制單元(421)分別連接用于接收無線充電接收裝置(44)的輸出信號的位置檢測模塊(422)，連接通過無線充電接收裝置(44)接收無線充電控制裝置(2)中的無線充電模塊(23)的電能給可充電電池(43)充電的充電器主電路(423)，連接用于檢測可充電電池(43)電壓量的電壓檢測模塊(425)，以及連接用于接收來自普通節點(5)的數據，采用與遠程控制中心(3)直接通信或通過其他核心節點間接與遠程控制中心(3)通信的方式來傳輸數據，并向遠程監控中心(3)發送充電請求信息和向無線充電控制裝置(2)中的機載通信模塊(24)發送充電結束請求信息的通信模塊(424)。

6.根據權利要求4所述的一種基于無人飛行器的無線充電系統，其特征在于，所述的無線充電接收裝置(44)包括有用于接收無線充電控制裝置(2)中的無線充電模塊(23)的電能并將所述的電能輸出給充電器主電路(423)的接收線圈(441)，以及若干個圍繞接收線圈(441)均勻分布用于檢查無線充電模塊(23)的發射線圈與所述的接收線圈(441)是否對準的位置檢測線圈(442)，所述位置檢測線圈(442)的信號輸出端連接傳感器控制器(42)中的位置檢測模塊(422)。