[發明專利]無電池無線通信系統及方法

在審

• 申請號: 202211634962.3
• 申請日: 2022-12-19
• 公開（公告）號: CN116032328A
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 請求不公布姓名
• 申請（專利權）人: 陜西億星遠能科技有限公司
• 主分類號: H04B5/00
• 分類號: H04B5/00;H04W52/02;H02J50/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種無電池無線通信系統，其特征在于，包括：無電池無線信息模塊和基站模塊；其中，

所述無電池無線信息模塊包括能量收集模塊及與所述能量收集模塊相連的第一控制模塊和第一無線通信模塊，所述第一無線通信模塊與所述第一控制模塊相連，所述第一無線通信模塊和所述第一控制模塊的功耗為微瓦級或納瓦級，所述第一無線通信模塊為非反向散射通信模塊；

所述基站模塊包括第二無線通信模塊、第二控制模塊和通訊供能模塊，所述通訊供能模塊、所述第二無線通信模塊和所述第二控制模塊兩兩相連；

所述能量收集模塊獲取到微瓦級或納瓦級的能量后供給所述第一控制模塊和所述第一無線通信模塊，所述第一控制模塊用于控制所述第一無線通信模塊向所述第二無線通信模塊發送相關信息。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述第一無線通信模塊包括：至少一個射頻振蕩器；其中，

所述射頻振蕩器包括電源模塊、三極管、選頻模塊和信號發送模塊；

所述電源模塊包括直流電源、第一電感和第二電感，所述直流電源通過所述第一電感與所述三極管的集電極相連，所述直流電源通過所述第二電感與所述三極管的基極相連，用于在預設電壓下控制所述三極管產生微瓦級或納瓦級的射頻振蕩信號；

所述選頻模塊與所述三極管的發射極相連，用于對所述射頻振蕩信號的輸出頻率進行選定；

所述信號發送模塊與所述三極管的集電極相連，用于將選定輸出頻率的所述射頻振蕩信號發送至所述第二無線通信模塊。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述選頻模塊包括：第三電感、電阻和第一電容；其中，

所述第三電感和所述電阻串聯形成串聯電路后，所述串聯電路的一端連接所述三極管的發射極，所述串聯電路的另一端接地；

所述第一電容的一端連接所述三極管的發射極，所述第一電容的另一端接地。

4.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述信號發送模塊包括：第二電容和天線；其中，

所述第二電容的一端連接所述三極管的集電極，所述第二電容的另一端與所述天線相連。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述基站模塊還包括：能量發射模塊；其中，

所述能量發射模塊用于向所述能量收集模塊發送微波能量，所述能量發射模塊發送的微波能量的頻率和所述第一無線通信模塊發送的信號頻率相差至少100MHz。

6.根據權利要求5所述的系統，其特征在于，所述第一無線通信模塊還用于向所述第二無線通信模塊周期性發送ID信息，并發送接收到的所述微波能量的強度；

所述能量發射模塊用于根據所述ID信息和所述微波能量的強度，調整發送的所述微波能量的參數，以使所述能量收集模塊接收到的能量達到最大值。

7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述能量發射模塊為單天線模塊；

在所述無電池無線信息模塊的所述ID信息驗證通過后，所述能量發射模塊向所述能量收集模塊進行定向持續供能，以使所述能量收集模塊接收到的能量達到最大值。

8.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述能量發射模塊為具有相控陣列的多天線模塊；

在初始階段，所述能量發射模塊通過一個天線向外發射微波能量；待所述無電池無線信息模塊的所述ID信息驗證通過后，所述能量發射模塊調整所述相控陣列的各路相位進入多天線供能狀態，以使所述能量收集模塊接收到的能量達到最大值。

9.根據權利要求1-8中任一項所述的系統，其特征在于，所述無電池無線信息模塊包括傳感器；其中，

所述傳感器與所述第一控制模塊及所述能量收集模塊相連，所述傳感器的功耗為微瓦級或納瓦級；

所述傳感器用于獲取環境信息并提供給所述第一控制模塊，所述第一控制模塊用于控制所述第一無線通信模塊向所述第二無線通信模塊發送所述環境信息。

10.一種無電池無線通信方法，應用于如權利要求1-9中任一項所述的無電池無線通信系統，所述無電池無線通信系統包括無電池無線信息模塊和基站模塊，其特征在于，所述方法包括：

在所述無電池無線信息模塊的能量收集模塊獲取到微瓦級或納瓦級的能量后，供給給所述無電池無線信息模塊的第一控制模塊和第一無線通信模塊，通過所述第一控制模塊控制所述第一無線通信模塊向所述基站模塊的第二無線通信模塊發送相關信息；

其中，所述第一無線通信模塊通過非反向散射的通信方式向所述第二無線通信模塊發送所述相關信息，且所述第一無線通信模塊和所述第一控制模塊的功耗為微瓦級或納瓦級。