[發明專利]一種基于激光無線能量傳輸系統實現攜能雙向通信的方法

有效

• 申請號: 202110653020.9
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113541805B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 周瑋陽;張寒;何瑋;金科
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;H04B10/516;H04B10/60;H02J50/30;H02J50/80
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 熊玉瑋

1.一種基于激光無線能量傳輸系統實現攜能雙向通信的方法，其特征在于，根據待傳輸的數據對發射端激光電源輸出電流進行脈沖激光頻移鍵控調制生成加載了待傳輸數據的控制指令，所述控制指令通過半導體激光器輸出的帶偏置的脈沖激光傳輸至接收端，捕捉帶偏置的脈沖激光照射接收端光伏陣列后光伏電源的電感電流，對光伏電源的電感電流進行電感電流紋波振幅鍵控解調獲得控制指令，對接收端光伏陣列接收到的部分離散脈沖激光進行信息回溯調制解調得到傳輸的數據，根據傳輸的數據以離散激光的形式反饋負載功率信息至發射端。

2.根據權利要求1所述一種基于激光無線能量傳輸系統實現攜能雙向通信的方法，其特征在于，根據待傳輸的數據對發射端激光電源輸出電流進行脈沖激光頻移鍵控調制的具體方法為：根據待傳輸的數據切換激光電源中開關管驅動信號的頻率，當待傳輸的數據為表征高頻脈沖電流的數據“0”時，切換激光電源中開關管的驅動信號為高頻驅動信號，當待傳輸的數據為表征低頻脈沖電流的數據“1”時，切換激光電源中開關管的驅動信號為低頻驅動信號。

3.根據權利要求1所述一種基于激光無線能量傳輸系統實現攜能雙向通信的方法，其特征在于，對光伏電源的電感電流進行電感電流紋波振幅鍵控解調的具體方法為：在光伏電源電感電流波紋幅值變大時解調出表征低頻脈沖電流的數據“1”，在光伏電源電感電流波紋幅值變小時解調出表征高頻脈沖電流的數據“0”。

4.根據權利要求1所述一種基于激光無線能量傳輸系統實現攜能雙向通信的方法，其特征在于，根據傳輸的數據以離散激光的形式反饋負載功率信息至發射端的具體方法為：當傳輸數據為“1”時，反射包含負載功率信息的激光信號至發射端，當傳輸數據為“0”時，停止反射激光信號至發射端。

5.實現權利要求1所述攜能雙向通信方法的系統，其特征在于，包括：

發射端控制模塊，接收待傳輸的數據和接收端反饋的負載功率信息，在待傳輸的數據為表征低頻脈沖電流的數據“1”時輸出高電平，在待傳輸的數據為表征高頻脈沖電流的數據“0”時輸出低電平；

脈沖激光頻移鍵控調制器，接收發射端控制模塊的輸出信號，在接收到高電平時輸出低頻驅動信號至激光電源中的開關管，在接收到低電平時輸出高頻驅動信號至激光電源中的開關管；

光電檢測器，在接收到調制回復反射器反射的回溯激光時，輸出接收端反饋的負載功率信息至發射端控制模塊；

電感電流紋波振幅鍵控解調器，接收光伏電源電感電流的采集信號，比較連續采樣周期內光伏電感電流的幅值，在光伏電源電感電流幅值變大時輸出表征低頻脈沖電流的數據“1”，在光伏電源電感電流波紋幅值變小時輸出表征高頻脈沖電流的數據“0”，表征低頻脈沖電流的數據“1”及表征高頻脈沖電流的數據“0”用于控制接收端負載的工作模式；

接收端控制器，接收接收端光伏陣列輸出電壓和負載電壓的采集信號，當傳輸數據“1”時輸出反射激光信號的控制指令至調制回復反射器，當傳輸數據“0”時輸出停止反射激光信號的控制指令至調制回復反射器；及，

調制回復反射器，接收接收端控制器輸出的控制指令，在接收到反射激光信號的控制指令時輸出回溯激光至發射端，在接收到停止反射激光信號的控制指令時停止輸出回溯激光。