خلاصة القول:

شحن لاسلكي مع شحن السلامة، ومزايا عالية الكفاءة، ونظام الحصول على البيانات المستخدمة في لاسلكية مشكلة طاقة الحياة قوة حل، وتمديد حياة العمل للنظام. ومع ذلك، فإن الشحن اللاسلكي نظام الحصول على البيانات الحالية استنادا إلى بيانات لاسلكية باستخدام كافة إضافي الإرسال حدة الاتصالات اللاسلكية التي تجمعها أجهزة الاستشعار، ويزيد من حجم العقد استشعار واستهلاك الطاقة في الجهاز الطبي للزرع، وحجم الحصول على البيانات يقتصر حاويات مختومة سوف التطبيقات سيكون بلا شك كارثية. وبالنظر إلى الطريقة التي الطاقة في إشارة الإرسال الهجينة في نظام الشحن اللاسلكي نفسها، من خلال تمديد بروتوكول تشى، يتم الانتهاء من نظام الشحن عن طريق البث اللاسلكي للبيانات التي جمعتها أجهزة الاستشعار. هذه الطريقة لا تتطلب إضافية حدة الاتصالات اللاسلكية، ويقلل من حجم واستهلاك الطاقة من عقدة استشعار، وتبسيط نظام الدوائر، وتقليل التكلفة.

شكل الاقتباس الصيني: Baiguang لى جيانغ هاو، شي Jiawen، وما إلى ذلك طريقة الحصول على البيانات على أساس بروتوكول لاسلكي موسع شحن تشى التكنولوجيا الالكترونية، 2018،44 (11): 76-80،85.

الإنجليزية شكل الاقتباس: باي قوانغ لى جيانغ هاو، شي Jiawen، وآخرون. طريقة لجمع البيانات على أساس اللاسلكية الموسعة شحن تشى القياسية . تطبيق تقنيات الالكترونية، 2018،44 (11): 76-80،85.

0 مقدمة

جهاز شحن شحن لاسلكي العرض التكنولوجيا الجهد، وأكثر أمانا الشحن، ولها مريحة، للماء والغبار خصائص تحت تطالب غاية الظروف للعمل بشكل صحيح . مع تطور الشحن اللاسلكي الناضجة، فقد تطبيق واسع النطاق في زرع الطبية نظام الاستشعار اللاسلكية معين أو جهاز أو ما شابه محكم للماء. تطبيق نظام الشحن لاسلكيا إلى أجهزة الاستشعار اللاسلكية، لا يحل المشكلة من طاقة الحياة . وثيقة تصميم جهاز استشعار البيومترية عدم الاتصال، عقدة استشعار استخدام القوة لاسلكية نظام الشحن، ونقل البيانات الفسيولوجية إلى الهواتف الذكية عبر تقنية واي فاي. كما يستخدم ثيقة وضعت التحفيز الكهربائي للزرع من الجهاز الهضمي قوة لاسلكية نظام الشحن، ومراقبة ردود الفعل التي أدخلت على الكائن الحي من خلال الاتصالات اللاسلكية رقاقة IA4420 إرسال واستقبال البيانات. تهمة ثيقة شبكات الاستشعار اللاسلكية عن طريق لاسلكي شحن إمدادات الطاقة اكتمال، وقبل وحدة الإرسال والاستقبال اللاسلكية CC2530 المعلومات إلى مركز إدارة ينظر. وثيقة هو نفسه باستخدام شبكة استشعار لاسلكية عقدة الشحن اللاسلكي لحل مشكلة الطاقة.

ويطلب من أنظمة الشحن اللاسلكية لاتخاذ استشعار إضافية من وحدة الاتصالات اللاسلكية لاستكمال نقل بيانات الاستشعار، فإنه سيتم زيادة استهلاك الطاقة وحجم العقد الاستشعار. في الجهاز الطبي للزرع، وحجم المساحة المحصورة، الكائنات المضمنة وتطبيقات القياس الأخرى، وحجم العقد استشعار تحدد مباشرة سهولة الاستخدام وجماليات جهاز تجسيد. ضخمة العقد استشعار وجود لا يمكن زرعها في الحيوانات، لا يمكن أن تنفذ الكائن المضمن ولا يمكن أن تؤثر على ظهور مشاكل مثل حجم المساحة المحصورة. إذا كانت دائرة الاستشعار العقدة يمكن تخفيض على أساس جمع البيانات، وسوف تقلل حجم العقد استشعار حل السيناريو أعلاه.

السنوات الأخيرة، أكثر من طريقة لنقل الطاقة والمعلومات من نظام الشحن اللاسلكي الدراسات المختلطة، سيطرة كاملة حلقة مغلقة من نظام الشحن اللاسلكي لتعزيز كفاءة الشحن اللاسلكي، نعومة، والسلامة . حيث ثيقة - تشى يشير إلى نظام الشحن اللاسلكي بروتوكول القائمة على جهاز إرسال وجهاز استقبال باستخدام تضمين التردد وتحميل التشكيل يمكن أن تمر من خلال لفائف الاتصالات. لكنهم ليسوا نقل البيانات الارتباط تحليل البيانات وطبقة التطبيقات الغيار دراسة متعمقة، للاستفادة من نقل المعلومات نظام الشحن اللاسلكي.

ورقة تشى نظام الشحن اللاسلكي التحليل القائمة على البروتوكول، صغيرة البيانات والمعلومات المعلمة السلطة، ومميزة وقت الإرسال متقطعة، وبالتالي، فإن عددا كبيرا من شاغرا عبر الارتباط الاتصالات، والذي ينص على احتمال انتقال البيانات التي جمعتها أجهزة الاستشعار الأسلوب. استطرادا بروتوكول تشى، وبيانات الاستشعار ترتيبات معقولة في وصلة اتصال نظام الشحن اللاسلكي، وتوفير الحجم واستهلاك الطاقة في وحدة الاتصالات اللاسلكية من عقدة استشعار، وتصميم انسيابي من الدائرة، وخفض التكاليف.

1 تصميم بروتوكول طريقة الحصول على البيانات استنادا تشى

1.1 تشى نظام الشحن اللاسلكي البروتوكول القائم

تشي بروتوكول الشحن اللاسلكي تكوين نظام يقوم على رسم بياني هو مبين في الشكل 1، والمتلقي نفسه نقل المعلمات القدرة على الارسال، وجهاز الإرسال إلى جعل استجابة تعديل انتقال السلطة، سيطرة كاملة الحلقة المغلقة لنقل السلطة.

1.2 تحليل الدورة

ينقسم إلى سبعة مراحل تشى نظام الشحن اللاسلكي على أساس حالة عملية بروتوكول: مرحلة الاختيار، مرحلة المصافحة، مرحلة تكوين الهوية، مرحلة التفاوض، مرحلة المعايرة، مرحلة إعادة التفاوض، مرحلة نقل السلطة، والوقت يتم التحكم بدقة في أي مرحلة ، كما هو مبين في الشكل.

كما يمكن أن يرى، وقوة نظام لاسلكي شحن في مرحلة انتقال السلطة انتقال مستقر، وفي مرحلة المصافحة، مرحلة تكوين الهوية، مرحلة التفاوض، مرحلة المعايرة، وإعادة التفاوض مرة ومرحلة إقامة قصيرة. إذا كان نظام شحن تستخدم لنقل البيانات اللاسلكية أجهزة الاستشعار، ويجب أن ينتقل بيانات الاستشعار في الجدول الزمني للتخلص نقل السلطة.

الدولة الخمول 1.3 تحليل البيانات وصله

في مرحلة نقل السلطة، يجب أن المتلقي يرسل حزمة التحكم في الأخطاء، وتلقى حزمة بيانات الطاقة، وضيق الوقت نقل راضية. المتلقي إلى المرسل من معدل الاتصال هو 2 ك / ث، نوعين من المتلقي يرسل حزم البيانات المهلة كما هو مبين في الجدول رقم 1.

كل علبة ينتقل tsend احتلت لفترة طويلة التواصل وصلة + tsil، إرسال الحزم التحكم في الأخطاء قد تستخدم وصلة الاتصالات 52 مللي ثانية، ينقل "تتلقى حزمة الطاقة" الاستحواذ على صلة اتصال 40 مللي ثانية. وإذا أخذنا على انتقال حزمة التحكم في الأخطاء tint1 الفاصلة هو 260 مللي ثانية، والطاقة تلقى البيانات الفاصلة إرسال الحزمة هو tint21 600 مللي ثانية، حزم البيانات اثنين النسبة المئوية التي تنتقل عن طريق تحتلها صلات الاتصالات:

بعد التحليل الوارد أعلاه، مرحلة نقل الطاقة، هناك حرية الاتصال واسع بين المرسل والمتلقي، ويوفر إمكانية لنقل بيانات الاستشعار.

1.4 تحليل تمديد حزم البيانات

ويحدد البروتوكول طريقة تشي المتلقي إلى حزم البيانات مرسل إلى حزم المعلومات الإرسال إلى جهاز الإرسال والاستقبال ردا على المعلومات شكل انتقال العدوى. في أنواع حزمة استجابة وأنواعها، وكان البعض منها اسم مجموعة ويعرف معنى كل حزم البيانات، هذه الحزم باستخدام فرض رقابة صارمة على انتقال السلطة خلال حالة التشغيل، لضمان سلامة عملية نقل السلطة؛ وزيادة لم يتم تعيين جزء من الاسم مع حزمة حصرية، إذا كان موجودا في جهاز الاستقبال نقل المعلومات وجهاز الإرسال قد تكون حرة في أن تقرر حزمة البيانات من قبل الحزمة أو تجاهلها.

وبالتالي، قد حزم البيانات يتفق التمتع بيانات المحتوى بين المرسل والمتلقي، وحزمة بيانات الاستشعار شغل في اتفاقية حصرية في. الجدولين 2 و 3، على التوالي، والمتلقي الإحصائي متاح للانتقال إلى المتلقي إلى المرسل والحزم ينقل الارسال الحصرية.

1.5 تحليل تجنب نقل حزم البيانات

يتضمن الحصري لبيانات الاستشعار المعلومات نقل الحزمة بين المرسل والمتلقي قد يسبب يتجاوز نقل المعلومات السيطرة على السلطة المهلة. لذلك، يجب اتخاذ بعض استراتيجيات نقل الحزمة.

جهاز استقبال البيانات يرسل إلى جهاز الإرسال، وهي المرة الحزم التحكم بالأخطاء وحزم البيانات الواردة حدود الطاقة هو مبين في الجدول رقم 1، الحزم السيطرة خطأ في الإرسال قد تستخدم وقت رابط الاتصال هي 52 مللي، وحزمة البيانات المرسلة والطاقة تلقى تحتل معظم الوقت الارتباط الاتصالات طول 40 مللي ثانية. تم تعيين التحكم في الأخطاء فترة انتقال الحزمة إلى 200 ~ 260 مللي ثانية (دورة انتقال من 252 ~ 312 مللي ثانية)، تم تعيين الفاصل الزمني نقل لتلقي حزمة بيانات الطاقة هو 1300 ~ 1600 مللي ثانية (وقت الإرسال فترة 1340-1640 مللي ثانية). بعد نقل يتم إرسال حزمة خطأ حصرية الحزمة السيطرة يمكن أن ينتقل عدد وافر من حزم البيانات الحصرية، ولكن انتقال الصامت، وطول العام لا تزيد عن 180 مللي ثانية، وتدفق كما هو مبين في الشكل.

إذا كان الخطأ تحكم في علبة نقل 200 مللي ثانية، ويبدأ بإرسال "تلقت حزم الطاقة" (المحتلة 40 مللي ثانية)، والخطأ في هذه الضوابط الوقت الفاصل الزمني انتقال السيدة حزم البيانات 240، الحد الأقصى لفترة زمنية أقل من 260 مللي ثانية.

إذا حزمة البيانات والحزمة الحصرية (الحد الأقصى الإشغال 52 + 180 = 232 مللي ثانية)، والطاقة الواردة في ذلك الوقت فاصل حزمة الإرسال لنقل 1532 مللي "تلقي حزمة بيانات الطاقة" بعد 1300 مللي ثانية، عنصر تحكم الخطأ يبدأ الإرسال ، أي أقل من الحد الأقصى للوقت الإرسال فاصل 1600 مللي ثانية.

منذ وقت تحفظ 180 مللي الحزم نقل الحصري، وينقل البايت الأول هو حزمة حصرية 0xE2 أطول طول 126.5 مللي ثانية، يلبي هذا البرنامج متطلبات وقد تجنب إرسال حزم البيانات والحزم التحكم في الأخطاء تتجاوز الطاقة تلقى وقت قيود. منذ سيطرة خطأ في الإرسال حزمة دورة تصل إلى 312 مللي ثانية، وبالتالي فإن البيانات المخصصة أقصى تأخير نقل هو 312 مللي، يمكنك إرسال حزم البيانات تتمتع كل 180 مللي ثانية في أقل من 312 مللي ثانية ل.

باعث يحصل على 24 بت حزمة البيانات الواردة الطاقة، يجب إرسال استجابة في 8 بت بين 3 ~ 10 مللي ثانية. وعندما يكون الارسال لا يمكن التنبؤ وصول حزم البيانات الواردة الطاقة، ومن المقرر أن تلقي تلقت الطاقة 24 حزمة قليلا في نقل الحزم حصري، حصريا على الفور وقف نقل حزم البيانات، وذلك استجابة لإعادة إرسال الحزمة الرد الحصري . منذ المرسل إلى أكبر مستقبل الاتصالات معدل من 195 ب / ث، وإرسالها البايت الأول هو أطول مدة أقل من 620.5 مللي ثانية عندما حزمة حصرية هي 0x8F، والمتلقي هو أقل بكثير من نقل الطاقة واستقبال فترة انتقال حزم البيانات 340-11 لن يتم تعليق 640 مللي ثانية، مرتين على التوالي، قد يكون نقل البيانات كاملة.

إذا الحزمة على وشك التمتع اكتمال عملية النقل، يتلقى الارسال "تلقي حزمة بيانات الطاقة"، وهذه المرة حصرية توقف فورا نقل الحزمة، بالرد استجابة حزم البيانات إعادة إرسال حصري، حصريا في هذه الحالة أقصى الحزمة نقل تأخير. يمكن اشتقاق وقت التأخير الأقصى الإرسال لمدة حصرية حزمة نقل البيانات والحد الأقصى لطول انتقال ردا TREP مبلغ (620.5 + 41 = 661.5 مللي ثانية)، والحد الأقصى لعدد مرات إعادة الإرسال هو 1.

تشى بروتوكول 1.6 بيانات نظام الحصول على مقرها

شنت المتلقي على واحد أو أكثر من أجهزة الاستشعار، التي تعمل بتقنية الشحن اللاسلكي، ونقل بيانات الاستشعار التي تم جمعها من خلال طريقة تصميم المذكورة أعلاه من المتلقي إلى المرسل، وخفيفة الوزن لا وحدة الاتصال إضافية، ويمكن الانتهاء من الحصول على البيانات . نظام الحصول على البيانات هو مبين في الشكل.

2 دراسة حالة

المواد الخام الكيميائية في مستودع، واثنين من الأنابيب الزجاجية التي يبلغ قطرها 30 ملم على التوالي في نقل سهلة لتوزيع الغازات السامة H2S وCO. إن لنقل الغاز سلامة، والحاجة إلى مراقبة تركيز من خلال نظام الحصول على البيانات لاسلكيا، كما هو مبين في الشكل. منذ قيود على حجم أنابيب النقل، يجب أن يكون حجم العقد استشعار صغيرة بما فيه الكفاية. وبالإضافة إلى ذلك، كمية صغيرة من العقدة استشعار هو أكثر ملاءمة للانتقال طبيعي من الغاز.

بيانات نظام الاستحواذ مع مختلطة قوة إشارة الإرسال على أساس وحدة الاتصالات اللاسلكية لا تحتاج يفضي إلى التصغير من العقد الاستشعار. وترد جزءا تشي من حزم البيانات بروتوكول لجعل تعريفات تمديد حصرية في الجدول (4).

FIG 6 هو إعداد المعلمة إقرار حزمة من قبل المتلقي إلى المرسل إلى إعدادات تأكيد المعلمة (بما في ذلك جمع البيانات حزم البيانات إعداد وضع، وإبلاغ البيانات تحديد الفترة في الحزمة إعداد المعلمة).

FIG 7 هو حزمة بيانات الاستشعار لنقل نوع الغاز، البيانات والمعلومات التركيز.

8 هو الحصول على البيانات إعداد وضع حزمة لتحديد وضع جمع البيانات، قد يتم تعيين النظام إلى الوضع النشط وطلب بيانات أنماط بيانات التقرير.

9 هو حزمة طلب البيانات. عندما يعمل النظام في وضع طلب البيانات وطلب حزم البيانات لطلب بيانات الاستشعار إلى المتلقي.

FIG 10 هو فترة محددة التقارير حزم البيانات. عندما يعمل النظام في بيانات التقرير الوضع النشط، البيانات إبلاغ البيانات حزمة إعداد الفترة المشمولة بالتقرير يمكن أن تكون مجموعة.

يتم وضع شحن لاسلكية الارسال قسطرة في منطقة محددة وواللاسلكية H2S استقبال الشحن استشعار يبدأ العمل؛ لاسلكية الارسال الشحن قسطرة توضع في مناطق محددة B، B واللاسلكية المتلقي الشحن يبدأ استشعار CO إلى العمل. على التوالي، ونسبة نجاح بيانات الاختبار اقتناء نظام في أوضاع مختلفة من العملية، كما أظهرت نتائج الاختبار في الجدولين 5 و 6.

ويبدو من بيانات الاختبار، وتركيز غاز مراقبة الطاقة نظام الحصول على بيانات كاملة بناء على إشارة الإرسال المختلطة، والمرونة لضبط وضع التشغيل للنظام.

المستخدمة حاليا وحدة الاتصالات اللاسلكية ذات حجم حوالي 15 مم 20 مم 4 مم، قوة حوالي 0.5 ميغاواط. نظام الحصول على البيانات مع قوة إشارة الإرسال المختلط على أساس المقارنة من الشحن على أساس نظام الحصول على البيانات اللاسلكية التقليدية، وتوفير وحدة الاتصالات اللاسلكية شأنه أن يقلل من حجم العقد الاستشعار. من خلال الحالات المذكورة أعلاه تثبت الجدوى العملية لهذه الطريقة.

3 الخاتمة

على أساس الطاقة إشارة لانتقال الهجين على نظام الشحن اللاسلكي، هنا في تعريف بروتوكول تمديد حزمة تشى، وتجنب معقول حزمة الإرسال، يتم الانتهاء من نقل بيانات الاستشعار. باستخدام تكنولوجيا مصممة لنظام الحصول على البيانات لاسلكيا، لا وحدة الاتصالات اللاسلكية إضافية، ويقلل من حجم واستهلاك الطاقة من عقدة الاستشعار، والدوائر مبسطة، ويقلل من التكلفة، ولها آفاق تطبيق واسع النطاق.

مراجع

تطبيق Xuhong شيا، فوائد الدفع عبر تقنية الشحن اللاسلكية التكنولوجيا الالكترونية وهندسة البرمجيات، 2017 (12): 112.

وانغ. لي البحوث وتصميم شاحن لاسلكي إنتاج الالكترونيات، 2016 (21): 15-17.

بطاريات أيون هو Xinfu الحث الكهرومغناطيسي شاحن لاسلكي تصميم وتنفيذ كلية شيتشانغ (العلوم الطبيعية)، 2014،28 (1): 61-65.

وانغ Guohui تكنولوجيا الشحن اللاسلكية ولها آفاق محددة التطبيق المنتجات الإلكترونية، 2014،21 (7): 21-24.

تطوير الاتصال غير مبنية جهاز الاستشعار البيولوجي الأجهزة النقالة الذكية Zhangfeng لينغ. نانجينغ: جامعة جنوب شرق، 2017.

الشحن اللاسلكي دراسة لي Baowei أساس زرع التحفيز الكهربائي من الجهاز الهضمي شنغهاي: جامعة جياوتونغ فى شانغهاى، 2013.

Songyi جي تشينغ تشاو يانغ كايون الاستشعار اللاسلكية الشبكات القائمة على معايير الشحن QI تصميم الهندسة الإلكترونية، 2014،22 (21): 121-123.

لي Guangxie، يي شي، HOU Y T، وآخرون al.Wireless نقل الطاقة والتطبيقات لشبكات الاستشعار .IEEE الاتصالات اللاسلكية، 2013،20 (4): 140-145.

هان Yantao. الرنين معلومات الشحن قد ينتقل تصميم نظام لاسلكي شيان: جامعة شيان للتكنولوجيا، عام 2016.

انغتشين تشن. نظام نقل الطاقة الكهربائية إلى جانب بالحث وإشارة خلط دراسة تشونغتشينغ: جامعة تشونغتشينغ، 2010.

دراسة آلية انتقال ثنائي الاتجاه ليو يانغ إشارة نظام .ICPT تشونغتشينغ: جامعة تشونغتشينغ، 2013.

ايجو دراسة . متزامنة الإشارة مع تقنية نقل الطاقة الكهربائية الاستقرائي و هاربين: معهد هاربين للتكنولوجيا، عام 2013.

هو Jianghao، وي تشانغ. QI نظام الاتصالات اللاسلكية القائمة على بروتوكول شحن الصين الاتصالات الجديدة، 2016،18 (3): 106.

تشاو وانغ Congying، شوون لي، وآخرون. 2FSK demodulating القائم QI مستوى الشحن اللاسلكي حزمة الإلكترونية، 2017،17 (12): 34-37،41.

الطاقة اللاسلكية Consortium.The تشى نقل السلطة لاسلكي السلطة من الدرجة نظام 0 مواصفات جزء 1 و 2: واجهة إصدار تعريف 1.2.2 (2016-04-XX) .https: //www.wirelesspowerconsortium.com/developers/specification.html.

WAGENINGEN D V، يحدق T.The تشى مستوى السلطة اللاسلكية .Proceedings من 14 الدولي للإلكترونيات الطاقة والحركة المؤتمر تحكم EPE-PEMC 2010،2010،15: S15-25-S15-32.

الكاتب المعلومات:

Baiguang لى جيانغ هاو، الشجاعية ون جيانغ وى، تشانغ تشى

(كلية المعلومات الإلكترونية، جامعة ووهان، ووهان 430072، الصين)