基于阻抗耦合/調制用mrc的低廉無線(電阻)傳感器的制造方法
【專利說明】基于阻抗耦合/調制用MRC的低廉無線(電阻)傳感器
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2014年2月27日提交的標題為“Low Cost Wireless (Resistive)Sensor Based on Impedance Coupling/Modulat1n Using MRC”的美國臨時專利申請序號61/945，730的優先權日的權益。
技術領域
[0003]本發明一般涉及用于通過磁共振耦合(MRC)從傳感器發射數據信號的系統和方法，并且更具體而言，涉及用于通過MRC從車輛上的傳感器發射數據信號的系統和方法，其中，與所述傳感器相關聯的接收器電路中的可變復阻抗負載中的改變弓I起接收器電路中的接收器線圈和控制電路中的基線圈之間的磁耦合的改變，所述磁耦合的改變會改變控制電路中的控制負載。
【背景技術】
[0004]現代車輛采用了許多的傳感器、促動器、控制器、子系統、總線等，其需要電氣線路以操作這些裝置。隨著車輛系統的數量增加，支持那些系統所必要的線路也增加。然而，在車輛中設置線材，尤其是許多線材，存在很多缺點。例如，這些線材的電導體，例如銅，具有相當大的重量。隨著車輛的重量增加，燃料效率就會降低。此外，車輛中的線路易受損壞，這會增加車輛的保修成本。另外，要求線路遍及車輛降低了車輛的設計和制造中的靈活性。而且，車輛中線路的至少一部分通常需要定期維護。還有，線路增加了顯著的開支和成本。而且，在車輛的制造期間，線纜線束的組裝常常因破壞連接器銷或使連接器銷彎曲而引發問題。因此，將需要消除或減少車輛中的線路。
[0005]在本領域中已知的是，在車輛中采用無線技術，用于至少在受限情況下的通信目的。然而，無線信號的發射也遭受許多缺陷的影響，包括:與來自其它車輛的信號的干擾；與來自被帶到車輛中的用戶裝置的信號的潛在干擾；在車輛的乘客車廂內的非必要輻射；以及衰落問題，這會導致信號的丟失，從而需要更大的發射功率和大功率消耗。
【發明內容】
[0006]以下公開描述了用于通過磁共振耦合(MRC)從傳感器發射數據信號的系統和方法。在一個實施例中，所述系統位于車輛上。所述系統包括控制電路，所述控制電路具有基線圈、可變電流源、可變電容器和控制負載，其中，可變電流源和可變電容器被調諧成給基線圈提供預定的AC電流，以便在預定頻率下產生振蕩磁場。所述系統還包括與傳感器相關聯的接收器電路，其中，接收器電路包括接收器線圈、調諧電容器和可變電阻性負載。接收器線圈被調諧并且在預定頻率下磁耦合到基線圈。接收器電路中響應于傳感器測量的可變復負載的改變，引起給出了傳感器測量的指示的控制負載上電壓的改變。
[0007]本發明還包括以下解決方案:
[0008]1.一種磁共振耦合(MRC)電路，包括:
[0009]控制電路，其包括基線圈、可變電流源、可變調諧電容器以及控制負載，所述可變電流源選擇性地給所述基線圈提供預定的電流，以便在預定頻率下產生振蕩磁場；以及
[0010]至少一個接收器電路，其包括接收器線圈、調諧電容器和測量環境狀況的傳感器，所述接收器線圈被調諧至使它在所述預定頻率下被磁耦合到所述基線圈的共振頻率，其中，通過所述至少一個接收器電路中的傳感器提供的傳感器測量來引起所述基線圈和所述接收器線圈之間的磁耦合中的改變，所述磁耦合中的改變弓I起所述控制負載上的電壓的改變。
[0011]2.根據方案I所述的磁共振耦合電路，其特征在于，所述至少一個接收器電路是各自被調諧至單獨的共振頻率的多個接收器電路，所述控制電路改變相對于特定的接收器線圈進行調諧的所述預定頻率，以便與那個接收器電路通信。
[0012]3.根據方案I所述的磁共振耦合電路，其特征在于，所述至少一個接收器電路包括微控制器和包括多個復負載的復負載梯，所述傳感器給所述微控制器提供測量信號，并且所述微控制器按照通過所述測量信號所確定的那樣來選擇性地將所述復負載中的一個或多個接入到所述接收器電路中。
[0013]4.根據方案3所述的磁共振耦合電路，其特征在于，所述微控制器包括存儲了用于不同的測量信號的復負載值的表。
[0014]5.根據方案3所述的磁共振耦合電路，其特征在于，所述微控制器選擇性地接入所述復負載的預定序列作為參考負載。
[0015]6.根據方案I所述的磁共振耦合電路，其特征在于，所述傳感器是可變電阻性負載，并且其中，對所述環境狀況的測量直接引起所述磁耦合中的改變。
[0016]7.根據方案6所述的磁共振耦合電路，其特征在于，所述傳感器包括校準電阻器，所述校準電阻器具有為校準的目的設置的已知電阻，所述校準電阻器被選擇性地接入到所述接收器電路中。
[0017]8.根據方案I所述的磁共振耦合電路，其特征在于，所述控制電路和所述接收器電路都位于車輛上。
[0018]9.根據方案I所述的磁共振耦合電路，其特征在于，所述傳感器是壓力傳感器、溫度傳感器或應變傳感器。
[0019]10.一種用于從車輛上的傳感器給控制器提供數據傳輸的磁共振耦合(MRC)電路，所述磁共振耦合電路包括:
[0020]所述車輛上的控制電路，其包括所述控制器、基線圈、可變電流源、調諧電容器和控制負載，所述可變電流源給所述基線圈提供預定的電流，以便在預定頻率下產生振蕩磁場；以及
[0021]所述車輛上的至少一個接收器電路，其包括所述傳感器、接收器線圈、調諧電容器、包括多個復負載的復負載梯以及微控制器，所述接收器線圈被調諧至共振頻率，所述接收器線圈在所述預定頻率下被磁耦合到所述基線圈，所述傳感器給所述微控制器提供測量信號，并且所述微控制器按照通過所述測量信號所確定的那樣來選擇性地將所述復負載中的一個或多個接入到所述接收器電路中，其中，所述接收器電路中的復負載的改變引起所述基線圈和所述接收器線圈之間的磁耦合中的改變，所述磁耦合中的改變引起所述控制負載上的電壓的改變。
[0022]11.根據方案10所述的磁共振耦合電路，其特征在于，所述至少一個接收器電路是各自被調諧至單獨的共振頻率的多個接收器電路，所述控制電路改變相對于特定的接收器線圈進行調諧的所述預定頻率，以便與那個接收器電路通信。
[0023]12.根據方案10所述的磁共振耦合電路，其特征在于，所述微控制器包括存儲了用于不同的測量信號的復負載值的表。
[0024]13.根據方案10所述的磁共振耦合電路，其特征在于，所述微控制器選擇性地接入所述復負載的預定序列作為參考負載。
[0025]14.根據方案10所述的磁共振耦合電路，其特征在于，所述傳感器是電阻式傳感器，所述傳感器包括校準電阻器，所述校準電阻器具有為校準的目的設置的已知電阻，所述校準電阻器被選擇性地接入到所述接收器電路中。
[0026]15.根據方案10所述的磁共振耦合電路，其特征在于，所述傳感器是壓力傳感器、溫度傳感器或應變傳感器。
[0027]16.一種用于從車輛上的測量環境狀況的電阻式傳感器給控制器提供數據傳輸的磁共振耦合(MRC)電路，所述磁共振耦合電路包括:
[0028]所述車輛上的控制電路，其包括所述控制器、基線圈、可變電流源、調諧電容器和控制負載，所述可變電流源給所述基線圈提供預定的電流，以便在預定頻率下產生振蕩磁場；以及
[0029]所述車輛上的至少一個接收器電路，其包括所述傳感器、接收器線圈和調諧電容器，所述接收器線圈在所述預定頻率下被磁耦合到所述基線圈，所述傳感器包括所述可變電阻性負載，其中，對所述環境狀況的測量直接引起所述基線圈和所述接收器線圈之間的磁耦合中的改變，所述磁耦合中的改變弓I起所述控制負載上的電壓的改變，所述電壓的改變被所述控制器讀取。
[0030]17.根據方案16所述的磁共振耦合電路，其特征在于，所述至少一個接收器電路是各自被調諧至單獨的共振頻率的多個接收器電路，所述控制電路改變相對于特定的接收器線圈進行調諧的所述預定頻率，以便與那個接收器電路通信。
[0031]18.根據方案16所述的磁共振耦合電路，其特征在于，所述至少一個接收器電路包括微控制器和包括多個復負載的復負載梯，所述傳感器給所述微控制器提供測量信號，并且所述微控制器按照通過所述測量信號所確定的那樣來選擇性地將所述復負載中的一個或多個接入到所述接收器電路中。
[0032]19.根據方案16所述的磁共振耦合電路，其特征在于，所述傳感器包括校準電阻器，所述校準電阻器