基于無線能量傳輸的無線人體交互裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種無線人體交互裝置，尤其是涉及一種基于無線能量傳輸的無線人體交互裝置。
【背景技術】
[0002]傳統交互設備使用有線連接方式。其連接線在使用過程中給用戶帶來很多不便，靈活性很差，且外觀上很不美觀。
[0003]近期出現的一些無線輸入設備(如無線鍵盤等)通過藍牙等無線通信技術，避免了傳統有線輸入裝置的缺點。雖然其實現了信號的無線傳輸，但輸入裝置部分必須依賴電池供電。其在使用過程中需要定期更換電池，很不方便。另外，大量使用電池會導致重金屬污染的增加，危害環境。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種基于無線能量傳輸的無線人體交互裝置，采用無線能量傳輸技術，實現同時進行信號和能量無線傳輸功能，解決現有技術的交互裝置必須與被控制設備有線連接、依賴電池供電和功能單一的問題。
[0005]本發明的目的通過以下技術方案予以實現:
一種基于無線能量傳輸的無線人體交互裝置，包括本體1、接收器2;所述本體I包括顯示屏11、觸摸屏12、第一微處理單元13、第一調制解調器14、第一天線15、無線能量接收電路16 ;所述顯示屏11、觸摸屏12、第一調制解調器14分別與第一微處理單元13相連，第一調制解調器14還與第一天線15相連，所述無線能量接收電路16給顯示屏11、觸摸屏12、第一微處理單元13、第一調制解調器14供電；所述接收器2包括第二天線21、第二調制解調器22、第二微處理單元23、USB接口 24、無線能量發射電路25，所述USB接口 24和無線能量發射電路25、第二微處理單元23相連，第二微處理單元23和第二調制解調器22相連，第二調制解調器22和第二天線21相連。
[0006]本發明的目的還可以通過以下技術措施來進一步實現:
前述基于無線能量傳輸的無線人體交互裝置，其中接收器2中的無線能量發射電路25包括濾波電容251、起振電路252、功率放大電路253、第一 LC振蕩電路254 ;所述濾波電容251、起振電路252、功率放大電路253、第一 LC振蕩電路254共地；所述濾波電容251與起振電路252并聯，所述起振電路252與功率放大電路253串聯，所述第一 LC振蕩電路254與功率放大電路253并聯。
[0007]前述基于無線能量傳輸的無線人體交互裝置，其中無線能量接收電路16包括第二 LC振蕩電路161、橋式整流電路162和電容濾波穩壓電路163 ;所述第二 LC振蕩電路161與橋式整流電路162串聯，所述橋式整流電路162與電容濾波穩壓電路163串聯，電容濾波穩壓電路163兩端連接本體I的電源輸入端。
[0008]前述基于無線能量傳輸的無線人體交互裝置，其中第一調制解調器14和第二調制解調器22采用NRF24L01。
[0009]前述基于無線能量傳輸的無線人體交互裝置，其中第一微處理單元13和第二微處理單元23采用ATMEGA88。
[0010]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
本發明為交互裝置的能量及信號無線傳輸提供了一套硬件系統，無需連線和電池等儲能設備，使用靈活安全，適應性強，適用于商業、工業、家庭使用，甚至野外惡劣環境中。本發明無線人體交互裝置由于采用了觸摸屏，為實現根據所對應的儀器改變用戶界面的功能提供了硬件，操作方便直觀。同時此交互裝置可控制多臺設備而無需任何連線。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明的無線人體交互裝置系統結構框圖。
[0012]圖2是無線能量發射電路圖。
[0013]圖3是無線能量接收電路圖。
[0014]圖4是無線人體交互裝置匹配電腦后的屏幕示意圖。
[0015]圖5是無線人體交互裝置匹配儀表后的屏幕示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。如圖1所示，一種無線人體交互裝置包括無線人體交互裝置本體I和無線人體交互裝置接收器2 ;所述無線人體交互裝置本體I包含有顯示屏11、觸摸屏12、第一微處理單元13、第一調制解調器14、第一天線15和無線能量接收電路16，所述的顯示屏11、觸摸屏12和第一調制解調器14分別與第一微處理單元13相連，第一調制解調器14還和第一天線15相連，無線能量接收電路16與上述各模塊相連；所述無線人體交互裝置接收器包含第二天線21、第二調制解調器22、第二微處理單元23、USB接口 24和無線能量發射電路25，所述的USB接口 24和無線能量發射電路25及第二微處理單元23相連，第二微處理單元23和第二調制解調器22相連，第二調制解調器22和第二天線21相連；無線人體交互裝置接收器中的無線能量發射電路從USB 口取電，產生高頻交變磁場，無線人體交互裝置本體中的無線能量接收電路從高頻交變磁場中感應出電壓，向無線人體交互裝置本體中的其他各模塊提供能量；無線人體交互裝置本體I與無線人體交互裝置接收器2通過電磁耦合無線連接，無線人體交互裝置接收器2與各種儀器的輸出端(如計算機的USB 口)連接。其中第一調制解調器14和第二調制解調器22采用NRF24L01，第一微處理單元13和第二微處理單元23采用ATMEGA88。
[0017]如圖2所示，前述基于無線能量傳輸的無線人體交互裝置，其中接收器2中的無線能量發射電路25包括濾波電容251、起振電路252、功率放大電路253、第一 LC振蕩電路254 ;所述濾波電容251、起振電路252、功率放大電路253、第一 LC振蕩電路254共地；所述濾波電容251與起振電路252并聯，所述起振電路252與功率放大電路253串聯，所述第一LC振蕩電路254與功率放大電路253并聯；所述第一 LC振蕩電路254中的初級線圈纏繞在無線能量發射電路封裝的外側，其濾波電容251接在USB 口電源輸出兩個管腳上，同時濾波電容251與起振電路252并聯；經過與起振電路252串聯的功率放大電路253后，到并聯的第一 LC振蕩電路254，所述無線能量發射電路25通過USB接口取電，起振電路產生穩定高頻正弦電流后經過功率放大電路放大后，由第一 LC振蕩電路產生高頻交變磁場。
[0018]如圖3所示，所述的無線人體交互裝置本體的無線能量接收電路16包括第二 LC振蕩電路161、橋式整流電路162和電容濾波穩壓電路163，第二 LC振蕩電路161與第一 LC振蕩電路254通過電磁耦合方式無線連接，第二 LC振蕩電路161從高頻磁場中感應出的交流電壓經橋式整流電路162和電容濾波穩壓電路163后產生穩定的直流電壓，用于無線人體交互裝置本體的供電。
[0019]本發明的具體工作過程為:
在待控儀器上安裝無線人體交互裝置接收器2，無線人體交互裝置接收器2中的無線能量發射電路25不斷地向空間發射電磁波，當無線人體交互裝置本體I接近待控儀器時，無線人體交互裝置本體I中的無線能量接收電路16通過感應空間交變的電磁場獲得能量，給無線人體交互裝置本體I中的各模塊供電，此時，無線人體交互裝置本體I向無線人體交互裝置接收器2發出信號表示準備就緒，無線人體交互裝置接收器2接收到就緒信號后，發出身份標識符，無線人體交互裝置本體I的顯示屏11顯示出待控儀器相應的用戶界面，用戶手持無線人體交互裝置本體I通過點擊觸摸屏12產生感應信號交給第一微處理單元13處理，第一微處理單元13根據感應信號確定被選中的功能控制圖標，再發出相應功能的控制指令，經第一調制解調器14和第一天線15處理后轉化為無線電信號發送出去；無線人體交互裝置接收器2接收到控制信號后操作儀器做出相應的反應，并向無線人體交互裝置本體I發送待控儀器的狀態信息；通過以上步驟，無線人體交互裝置本體I與無線人體交互裝置接收器2不斷交換信息，直到輸出滿意的結果為止。
[0020]如圖4所示，當無線人體交互裝置接收器安裝在電腦等具有操作系統的設備上時，無線人體交互裝置本體的顯示屏上會出現標準全鍵盤和屏幕菜單和窗口顯示圖。如圖5所示，當無線人體交互裝置接收器安裝在無操作系統的測量儀表上時，無線人體交互裝置本體的顯示屏上會出現儀表的操作面板，和儀表測量結果的輸出顯示圖。
[0021]除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護范圍內。
【主權項】
1.一種基于無線能量傳輸的無線人體交互裝置，其特征在于:包括本體(1)、接收器(2);所述本體(I)包括顯示屏(11)、觸摸屏(12)、第一微處理單元(13)、第一調制解調器(14)、第一天線(15)、無線能量接收電路(16);所述顯示屏(11)、觸摸屏(12)、第一調制解調器(14)分別與第一微處理單元(13)相連，第一調制解調器(14)還與第一天線(15)相連，所述無線能量接收電路(16)給顯示屏(11)、觸摸屏(12)、第一微處理單元(13)、第一調制解調器(14)供電；所述接收器(2)包括第二天線(21)、第二調制解調器(22)、第二微處理單元(23)、USB接口(24)、無線能量發射電路(25)，所述USB接口(24)和無線能量發射電路(25)、第二微處理單元(23)相連，第二微處理單元(23)和第二調制解調器(22)相連，第二調制解調器(22)和第二天線(21)相連。
2.如權利要求1所述的基于無線能量傳輸的無線人體交互裝置，其特征在于:所述接收器(2)中的無線能量發射電路(25)包括濾波電容(251)、起振電路(252)、功率放大電路(253)、第一 LC振蕩電路(254);所述濾波電容(251)、起振電路(252)、功率放大電路(253)、第一 LC振蕩電路(254)共地；所述濾波電容(251)與起振電路(252)并聯，所述起振電路(252)與功率放大電路(253)串聯，所述第一 LC振蕩電路(254)與功率放大電路(253)并聯。
3.如權利要求1所述的基于無線能量傳輸的無線人體交互裝置，其特征在于:所述無線能量接收電路(16)包括第二 LC振蕩電路(161 )、橋式整流電路(162)和電容濾波穩壓電路(163);所述第二 LC振蕩電路(161)與橋式整流電路(162)串聯，所述橋式整流電路(162)與電容濾波穩壓電路(163)串聯，電容濾波穩壓電路(163)兩端連接本體(I)的電源輸入端。
4.如權利要求1所述的基于無線能量傳輸的無線人體交互裝置，其特征在于:所述第一調制解調器(14)和第二調制解調器(22)采用NRF24L01。
5.如權利要求1所述的基于無線能量傳輸的無線人體交互裝置，其特征在于:所述第一微處理單元(13 )和第二微處理單元(23 )采用ATMEGA88。
【專利摘要】本發明公開了一種基于無線能量傳輸的無線人體交互裝置，包括本體、接收器；所述本體包括顯示屏、觸摸屏、第一微處理單元、第一調制解調器、第一天線、無線能量接收電路；所述顯示屏、觸摸屏、第一調制解調器分別與第一微處理單元相連，第一調制解調器還與第一天線相連，所述無線能量接收電路給顯示屏、觸摸屏、第一微處理單元、第一調制解調器供電；所述接收器包括第二天線、第二調制解調器、第二微處理單元、USB接口、無線能量發射電路，所述USB接口和無線能量發射電路、第二微處理單元相連，第二微處理單元和第二調制解調器相連，第二調制解調器和第二天線相連。本發明實現交互裝置信號和能量無線傳輸功能。
【IPC分類】G06F3-041, G06F3-01
【公開號】CN104866090
【申請號】CN201510108190
【發明人】皇甫江濤, 董晶, 葉生晅, 鄧祥
【申請人】鎮江南方電子有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年3月12日