无线传能系统的设计

新型无线电能传输三维耦合机构的设计与优化李阳1，2，娄志刚1，胡涛成1，张博扬1，安张磊1（1.天津工业大学电气工程学院，天津300387；2.天津理工大学电气工程与自动化学院，天津300384）摘要：为了进一步提高无线电能传输系统（WPT ）的空间自由度，提出了一种新型类半球体状发射机构，从理论角度出发，利用互感叠加原理与等效电路模型分析了三维无线电能传输系统的特性；建立阵列式三维电能传输系统仿真模型，分析不同控制方式下的磁场分布规律，分别从距离特性与磁场分布研究系统传输性能，并搭建了无线电能三维传输实验系统，对该发射机构的传输性能进行验证。

结果表明：新型结构最远可在400mm 处实现效率为19.2%的能量传输；在相同距离下，处于同一水平面的负载线圈在各方向接收功率最大效率偏差仅为8%，具有高均匀度磁场；该新型三维耦合机构具有空间高自由度、无方向性等良好的传输性能。

关键词：无线电能传输（WPT ）；三维发射线圈；空间高自由度；传输特性中图分类号：TM724文献标志码：A文章编号：员远苑员原园圆源载（圆园24）园2原园园75原08收稿日期：2022-09-30基金项目：国家自然科学基金面上资助项目（51877151）通信作者：李阳（1979—），男，博士，教授，主要研究方向为无线电能传输、电力电子技术。

E-mail ：***************** Design and optimization of novel three-dimensional coupling mechanism forwireless power transferLI Yang 1，2，LOU Zhigang 1，HU Taocheng 1，ZHANG Boyang 1，AN Zhanglei 1（1.School of Electrical Engineering ，Tiangong University ，Tianjin 300387，China ；2.School of Electrical Engineering and Automation ，Tianjin University of Technology ，Tianjin 300384，China ）Abstract ：In order to further improve the space freedom of the wireless power transfer 渊WPT冤system袁a new semi-spheroidtransmitting mechanism is proposed.From the theoretical point of view袁the characteristics of three-dimensional 渊3D冤WPT system are analyzed using mutual inductance superposition principle and equivalent circuit model.The simulation model of array 3D power transmission system is established袁and the distribution of magnetic field under different control modes is analyzed.The transmission performance of the system was studied from the per鄄spective of distance characteristics and magnetic field distribution袁respectively.A three-dimensional wireless energy transmission experimental system is established to verify the transmission performance of the transmission mechanism.The results show that the new structure can achieve energy transfer with an efficiency of 19.2%up to 400mm.At the same distance袁the maximum efficiency deviation of the load coil receiving power in all direc鄄tions on the same horizontal plane is only 8%袁and it has a high uniformity magnetic field.The experimental re鄄sults show that the new type of 3D coupling mechanism has good transmission performance such as high spatialfreedom and directionless.Key words ：wireless power transfer （WPT ）曰three-dimensional transmitting coil曰spatial high degree of freedom曰transmis鄄sion characteristicsDOI ：10.3969/j.issn.1671-024x.2024.02.012第43卷第2期圆园24年4月Vol.43No.2April 2024天津工业大学学报允韵哉砸晕粤蕴韵云栽陨粤晕GONG 哉晕陨灾耘砸杂陨栽再无线电能传输（wireless power transfer ，WPT ）技术使用电设备摆脱了电线的束缚，其灵活、高效、便捷的特性令该技术逐渐成为传统输电方式的有力补充，在众多应用领域获得了广泛关注[1-5]。

无线wifi工程方案一、引言随着无线通信技术的不断发展，WiFi技术已经成为了现代生活中不可或缺的一部分。

无线WiFi技术在家庭、企业、公共场所等各种场合中都得到了广泛的应用，为人们的生活和工作带来了便利。

本文将从工程角度出发，对无线WiFi的基本原理、系统组成、规划设计、实施建设和运维管理等方面进行详细的介绍，希望能够为相关领域的从业人员提供一定的参考。

二、基本原理1. 信号传播原理无线WiFi信号是通过无线电波传播来进行通信的，在不同环境中的传播效果有很大的不同。

一般来说，WiFi信号的传播距离和穿透能力取决于传输频率、天线功率、环境障碍物及信号接收设备等多种因素。

2. 信道分配原理在无线WiFi系统中，信道是将可用的频谱划分为若干个频道，每个频道用于传输不同的数据。

合理的信道分配可以最大程度上避免频道之间的干扰，提高WiFi网络的稳定性和可靠性。

3. 数据传输原理无线WiFi系统的数据传输原理是通过发送端的调制和接收端的解调，将数字数据转换为无线电波进行传送，然后再由接收端将无线电波转换为数字数据。

在数据传输过程中，需要考虑信道利用率、传输速率、误码率等参数的选择，以提高数据传输的效率和质量。

三、系统组成1. 硬件设备无线WiFi系统的硬件设备主要包括AP（接入点）、路由器、天线、网卡、交换机、光纤等设备。

其中，AP是无线网络中的核心设备，用于将有线网络连接到无线网络，实现数据的无线传输。

2. 软件系统无线WiFi系统的软件系统包括网络管理软件、数据传输协议、安全认证系统等。

网络管理软件主要用于对无线网络的管理和配置，数据传输协议用于实现数据的传输和通信，安全认证系统用于保护无线网络的安全。

3. 网络连接无线WiFi系统的网络连接方式主要有ADSL、光纤、CATV、以太网等，根据不同的场合和需求选择不同的网络连接方式，以实现数据的高速传输和稳定连接。

四、规划设计1. 建筑环境分析在进行无线WiFi系统的规划设计之前，首先需要对建筑环境进行详细的分析。

毕业设计任务书
课题名称基于WIFI的无线数据传输系统的设计与应
用
课题来源生产、社会实际
二级学院（系）电气电子工程学院
专业
班级
姓名
学号
指导教师陈基伟,叶有勋
起讫时间：2014 年月日～ 2014 年月日（共8周）
1 、设计依据
电气自动化技术专业毕业设计大纲；
AT指令要求。

USR-WIFI232-G2数据手册
参考框图：
本课题采用51单片机，通过串口发送AT指令，完成对USR-WIFI232-G2模块的控制，实现无线数据的收发功能。

通过在现场设备安装本系统，采用手机为终端，远程通过TCP通讯方式，可以完成对现场设备的工作状态查询，及控制等功能。

2、任务要求
1)掌握无线数据传输电路USR-WIFI232-G2的使用，实现TCP链接。

2)实现计算机与USR-WIFI232-G2模块之间数据的无线传输。

3)完成相关软硬件设计，工作重点为系统软件的设计。

4)绘制硬件电路。

5)完成仪器软硬件调试。

编写设计说明书一份。

3、毕业设计进度计划
起讫日期工作内容备注
第一周第二周第三周第四周第五周第六周第七周第八周
查阅相关资料，撰写文献综述。

拟订设计方案撰写开题报告。

确定设计方案，硬件设计。

用PROTEL画电路板、设计PCB，元器件采购，组装电路。

硬件调试，软件设计与调试。

软件设计与调试，整机调试与硬软件调整。

整机调试与硬软件调整，整理资料，撰写毕业设计说明书。

撰写毕业设计说明书，准备答辩，答辩。

基于e类功放的谐振式无线电能传输控制设计绪论谐振式无线电能传输技术的发展，使得控制电机的方式发生了根本性的改变，e类功放技术成为更新换代的必要组件，其极高的无源控制精度是实现电机控制的重要前提。

本文针对使用e类功放技术的谐振式无线电能传输控制系统，结合该系统的特性，在其发射机、接收机端均采用MCLV02A型电机控制器。

通过合理的硬件电路设计，以及选用有效的控制算法，实现控制设计，最大限度的提高该系统的控制性能，从而满足控制的需要。

一、谐振式无线电能传输控制系统的整体结构谐振式无线电能传输控制系统，由发射机、接收机、无线电传输系统以及电机控制器四部分组成，无线电传输系统具有两块谐振电路，作为发射机及接收机之间无线电能传输的桥梁，控制系统的关键在于通用控制器的选择。

二、控制器的选择针对谐振式无线电能传输控制系统而言，考虑到测量精度和变换效率， MCLV02A型电机控制器是一种比较理想的选择。

MCLV02A电机控制器主要应用于电机控制和变频控制，其控制系统采用集成功放及电路芯片，兼顾控制性能与低功耗性能。

功放采用e类功放技术，噪声低，功率高，尤其能保证恒定负载输出信号。

三、谐振式无线电能传输控制电路的设计发射机的设计主要包括电机的控制电路，谐振器，电机控制器MCLV02A，以及无线电发射设备等部分。

其主要由三个部分组成，MCU，VCO，以及上述控制器共同构成。

对接收机来说，主要有电机控制器，谐振器，接收机，以及电机驱动器等部分。

其主要由接收机，解码器，以及上述控制易MCLV02A等三部分组成。

四、算法的选择对于无线控制系统，往往采用数字控制算法以实现需要的控制功能。

针对e类功放的谐振式无线电能传输控制装置，考虑到系统的实时性与稳定性，本文采用PID控制算法，以保证控制精度及控制稳定性，提高控制系统的稳定性及使用寿命，同时可以有效的抑制噪声干扰，提升系统的抗干扰能力。

实验报告1。

实验原理与无线通信技术一样摆脱有形介质的束缚,实现电能的无线传输是人类多年的一个美好追求.无线电能传输技术(Wireless Power Transfer， WPT）也称之为非接触电能传输技术（Contactless PowerTransmission, CPT),是一种借于空间无形软介质（如电场、磁场、微波等）实现将电能由电源端传递至用电设备的一种供电模式，该技术是集电磁场、电力电子、高频电子、电磁感应和耦合模理论等多学科交叉的基础研究与应用研究，是能源传输和接入的一次革命性进步。

无线电能传输技术解决了传统导线直接接触供电的缺陷，是一种有效、安全、便捷的电能传输方法，因而它被美国《技术评论》杂志评选为未来十大科研方向之一。

该技术不仅在军事、航空航天、油田、矿井、水下作业、工业机器人、电动汽车、无线传感器网络、医疗器械、家用电器、RFID识别等领域具有重要的应用价值，而且对电磁理论的发展亦具有重要科学研究价值和实际意义。

在中国科协成立五十周年的系列庆祝活动中，无线能量传输技术被列为“10 项引领未来的科学技术"之一。

到目前为止，根据电能传输原理,无线电能传输大致可以分为三类：感应耦合式、微波辐射式、磁耦合谐振式。

作为一个新的无线电能传输技术，磁耦合谐振式是基于近场强耦合的概念,基本原理是两个具有相同谐振频率的物体之间可以实现高效的能量交换,而非谐振物体之间能量交换却很微弱。

磁耦合谐振式无线电能传输的传输尺度介于前两者之间，因此也被称之为中尺度(mid-range）能量传输技术,其尺度为几倍的接收设备尺寸（可扩展到几米到几十米)。

除了较大的传输距离,还存在以下优势：由于利用了强耦合谐振技术，可以实现较高的功率（可达到kW）和效率；系统采用磁场耦合（而非电场，电场会发生危险）和非辐射技术，使其对人体没有伤害;良好的穿透性,不受非金属障碍物的影响。

因此该技术已经成为无线电能传输技术新的发展方向。

无线传输技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解无线传输技术的基本原理，掌握无线通信系统的组成和分类。

2. 使学生了解无线传输技术在生活中的应用，如Wi-Fi、蓝牙、移动通信等。

3. 帮助学生掌握无线传输技术中的关键参数，如信号强度、传输速率、频段等。

技能目标：1. 培养学生运用无线传输技术解决实际问题的能力，如进行简单的无线网络配置和优化。

2. 提高学生运用相关软件工具进行无线信号分析和测试的技能。

3. 培养学生团队合作能力，通过小组讨论和实验，共同解决无线传输技术中的问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对无线传输技术的兴趣，激发他们探索新技术的好奇心。

2. 引导学生认识到无线传输技术在我国经济社会发展中的重要作用，增强国家自豪感。

3. 培养学生遵守网络道德规范，关注网络安全，树立正确的网络使用观念。

本课程针对初中年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。

通过本课程的学习，学生能够：1. 解释无线传输技术的基本原理，并能举例说明其应用。

2. 独立完成无线网络的配置和优化，提高网络使用效率。

3. 运用所学知识解决生活中的无线通信问题，如信号干扰、传输距离限制等。

4. 树立正确的网络使用观念，关注网络安全，为构建和谐网络环境贡献力量。

二、教学内容1. 无线传输技术基本原理- 电磁波传播特性- 无线通信系统的组成与分类- 无线信号调制与解调2. 无线传输技术应用- Wi-Fi技术原理与应用- 蓝牙技术原理与应用- 移动通信技术原理与发展3. 无线传输技术关键参数- 信号强度与传输距离- 传输速率与频段选择- 网络覆盖与信号干扰4. 无线网络配置与优化- 无线路由器设置- 无线网络信号增强与优化- 网络安全防护措施5. 实践操作与案例分析- 无线信号分析与测试- 实际场景下的无线网络搭建与优化- 常见无线通信问题分析与解决教学内容按照教学大纲安排，结合教材章节进行组织。

无线电能传输系统传输效率研究一、引言无线电能传输作为一种新兴的能源传输方式，借助于软介质实现能量以无线形式传递，具有广泛的应用前景。

尤其在电动汽车、数码家电、工业吊装、石油钻探等领域，无线电能传输技术显示出了巨大的潜力。

然而，运行时的低效率问题仍然是该技术发展的瓶颈之一。

为了提高传输效率，研究人员提出了多种优化策略，但大部分仅针对单一目标进行优化，无法实现系统全局最优效率。

本文将针对多目标需求条件，探讨无线电能传输系统的传输效率问题。

二、无线电能传输系统概述无线电能传输系统主要包括发射端、传输端和接收端三部分。

其中，发射端通过电磁耦合将电能转化为磁能，传输端通过磁耦合实现磁能的传递，接收端则将磁能转化为电能供给负载。

在整个系统中，传输效率受到许多因素的影响，如耦合系数、工作频率、负载电阻等。

三、传输效率优化方法1. 双自由度最大效率跟踪控制方法针对无线电能传输系统的效率问题，本文提出了一种双自由度最大效率跟踪控制方法。

该方法基于对最优工作点的追踪，同时考虑了系统的动态特性和静态特性，实现了系统在动态过程中的高效运行。

2.磁耦合谐振式无线电能传输磁耦合谐振式无线电能传输系统在保持高效率的同时，具有较大的传输距离和较高的功率密度。

通过合理设计系统参数，可以进一步提高传输效率。

本文对磁耦合谐振式无线电能传输系统的耦合状态和传输特性进行了详细分析，为优化设计提供了理论依据。

3.负载电流补偿策略负载电流补偿策略是另一种提高无线电能传输系统传输效率的方法。

通过实时检测负载电流，对发射端电流进行相应调整，使系统工作在高效状态下。

本文对负载电流补偿策略进行了仿真分析，验证了其有效性。

四、结论无线电能传输系统传输效率研究是当前研究的热点问题。

本文对无线电能传输系统进行了简要概述，分析了影响传输效率的各种因素。

在此基础上，探讨了多种传输效率优化方法，包括双自由度最大效率跟踪控制方法、磁耦合谐振式无线电能传输以及负载电流补偿策略等。

无线射频能量传输系统设计与优化研究随着科技的不断发展，人们对无线能量传输的需求也越来越大。

无线射频能量传输系统作为一种高效、便捷的能量传输方式，被广泛应用于无线充电、传感器网络以及电子设备等领域。

本文将重点研究无线射频能量传输系统的设计与优化，以提高其传输效率和能量转化效率。

首先，针对无线射频能量传输系统的设计，我们需要考虑的关键因素包括传输距离、传输效率和传输功率。

在传输距离方面，我们可以通过优化天线选择、调整频率和增加功率器件等手段来实现。

合适的天线选择和调整频率可以减小传输中的信号衰减和路径损耗，从而提高传输距离。

此外，适当增加传输功率也能够提高传输距离，但需要平衡功率与电磁辐射对人体和其他无线设备的潜在影响。

其次，在优化无线射频能量传输系统的传输效率方面，我们需要考虑功率匹配和效率匹配。

功率匹配是指发送端和接收端之间功率匹配的优化。

传输系统通常由嵌入在发送器和接收器中的天线、匹配网络和功率放大器等组成。

在设计阶段，我们需要确保发送器和接收器之间的功率匹配，从而提高传输效率。

而效率匹配则是指在工作时通过改善电路效率来提高整个传输系统的能量转化效率。

常见的方法包括改进功率放大器的效率以及降低电阻、电感和电容的损耗等。

此外，为了进一步提高无线射频能量传输系统的效率和可靠性，需要考虑到传输过程中存在的的信号衰减、多径效应和其他噪声干扰。

针对信号衰减，我们可以通过增加传输功率和合理设计天线来补偿。

对于多径效应，可以通过调整发送信号的频率和极化来降低。

同时，我们还可以通过使用编码技术和误差检测纠正码等手段来抵抗传输过程中可能出现的误码。

最后，为了保障无线射频能量传输系统的安全性和可靠性，我们需要加强对系统的监控和管理。

监控包括对功率输出、工作状态和信号质量等进行实时监测，以确保系统正常运行。

管理则涉及到对系统的维护和故障处理，以及与其他无线设备的协调和干扰管理。

综上所述，无线射频能量传输系统的设计与优化是一个复杂且多方面的研究课题。

磁耦合谐振式无线电能传输系统的实验设计1 磁耦合谐振式无线电能传输系统的总体方案设计在对磁耦合谐振式无线电能传输系统的原理研究以及仿真分析的基础上，将搭建磁耦合谐振无线电能传输系统的实验平台。

通过理论研究，本章将在图4.1所示无线电能传输系统装置系统框图基础上设计的磁耦合谐振式无线电能传输系统的实验装置。

图4.1所示的系统框图主要包括四大核心部分。

第一部分是高频电路，其功能是将低压直流电逆变为高频低压交流电，然后经过高频变压器升压后，输入到发射线圈；第二部分是谐振补偿电路，其功能是把电容中的电场能与电感中的磁场能相互转换，此增彼减，完全补偿；第三部分整流滤波电路，其功能是把交流电能转换为直流电能，然后传递到整流电路；第四部分稳压电路，其功能是在整流滤波电路输入电压、负载、环境温度、电路等参数发生变化时仍能保持输出电压的恒定。

图4.1 无线电能传输系统装置的系统框图要形成高频交变磁场，就需要对驱动信号与电源频率进行调试，这样才能使发射线圈、接收线圈产生谐振。

在谐振状态下，发射线圈与接收线圈之间会出现高频磁场，使接收线圈能接收到发射线圈的能量。

最终，通过不断的能量传输，接收线圈具有足够能量提供给负载。

本次实验装置是通过线圈间的谐振耦合状态完成无线电能的传输，图4.2所示是线圈之间传输电能的机理的示意图。

图4.2 系统电能传输示意图2 系统的参数设计磁耦合谐振式无线电能系统的传输性能会受到多种因素的干扰，影响磁耦合谐振式无线电能传输系统的主要因素有：高频逆变过程、谐振耦合过程、整流滤波过程和线圈的布置与参数。

综上所述，磁耦合谐振式无线电能系统的实验装置的设置甚为重要。

2.1 高频逆变电路的选型此类电路可使直流电在导入后借助电路处理而以高频交流形式呈现。

这一过程效能直观地透过系统传输效率进行展现。

本章是在功率较低条件下进行磁耦合谐振式无线电能传输，因而其高频逆变电路应当满足两方面要求：系统工作期间，频率不能低于500 kHz；当尽可能维持效率在较高水平。

《基于Zynq的MIMO无线传输系统的设计与研究》篇一一、引言在现代无线通信技术中，多输入多输出（MIMO）技术因其能显著提高频谱效率和传输可靠性，已被广泛应用于各种无线通信系统。

与此同时，随着Zynq系列芯片的普及，其强大的处理能力和灵活的配置为MIMO无线传输系统的设计提供了新的可能性。

本文旨在探讨基于Zynq的MIMO无线传输系统的设计与研究，为无线通信技术的发展提供新的思路和方法。

二、系统设计概述本系统设计以Zynq系列芯片为核心，结合MIMO技术，实现无线传输的高效性和稳定性。

系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。

硬件部分主要包括Zynq芯片、MIMO天线阵列、射频模块等；软件部分则包括操作系统、驱动程序、MIMO算法等。

三、硬件设计1. Zynq芯片：作为系统的核心，Zynq芯片负责处理和传输数据。

其强大的处理能力和灵活的配置为MIMO无线传输提供了强大的支持。

2. MIMO天线阵列：采用多个天线组成MIMO天线阵列，通过空间复用技术提高频谱效率和传输速率。

3. 射频模块：负责将基带信号转换为射频信号，并发送和接收无线信号。

四、软件设计1. 操作系统：采用适用于Zynq芯片的操作系统，如Xilinx 的ZynqMP等。

2. 驱动程序：开发适用于Zynq芯片和MIMO天线的驱动程序，实现硬件与软件的连接。

3. MIMO算法：采用先进的MIMO算法，如贝尔实验室分层空时码（BLAST）等，以提高系统的传输性能和抗干扰能力。

五、系统实现与测试在完成硬件和软件设计后，进行系统实现与测试。

首先，将Zynq芯片、MIMO天线阵列、射频模块等硬件部分进行组装和调试，确保各部分正常工作。

然后，在操作系统上安装和配置驱动程序和MIMO算法，实现系统的整体功能。

最后，进行系统测试，包括性能测试、抗干扰能力测试等，确保系统达到设计要求。

六、结果与分析经过测试，本系统在传输速率、频谱效率和抗干扰能力等方面均表现出优异性能。

基于单片机控制的WIFI无线传输模块设计WIFI无线传输模块是一种可以实现无线通信的装置，通过无线网络与其他设备进行数据传输。

在基于单片机控制的设计方案中，我们可以利用单片机来实现对WIFI模块的控制和数据处理。

首先，我们需要选择合适的WIFI模块。

常见的WIFI模块有ESP8266、ESP32等，这些模块都具备较强的无线通信能力和低功耗特性。

我们可以根据项目需求选择合适的模块。

接下来，我们需要将WIFI模块与单片机进行连接。

一般情况下，WIFI模块通过串口与单片机进行通信。

我们可以通过将单片机的TX引脚连接到WIFI模块的RX引脚，并将单片机的RX引脚连接到WIFI模块的TX引脚，实现双向通信。

在单片机程序的设计中，我们需要编写相应的驱动程序来控制WIFI模块。

首先，我们需要初始化WIFI模块的串口通信设置，如波特率、数据位、停止位等。

然后，我们可以通过向WIFI模块发送特定的AT指令来进行控制和配置。

例如，可以通过AT指令连接到WIFI网络、获取本地IP地址、发送数据等。

在驱动程序中，我们还可以定义一些函数来简化AT指令的发送和接收，使控制更加方便。

另外，在设计中我们需要注意WIFI模块的电源供应。

一般情况下，WIFI模块需要3.3V的电压供应，而单片机输出的IO信号一般为5V。

因此，我们需要使用逻辑电平转换器将单片机的IO信号转换为3.3V，以兼容WIFI模块的工作电压。

在实际应用中，我们可以根据项目需求设计不同的功能。

例如，我们可以设计一个远程控制系统，通过WIFI无线传输模块将用户的控制指令发送到被控制的设备上。

我们可以通过配置WIFI模块为TCP服务器，在单片机程序中监听特定的端口，接收来自用户的控制指令，并执行相应的操作。

总结起来，基于单片机控制的WIFI无线传输模块设计涉及到WIFI模块的选择、与单片机的连接、驱动程序编写、逻辑电平转换等方面。

通过合理的设计和编程，可以实现WIFI模块与单片机的无线通信和数据传输。

无线电能传输磁耦合系统线圈匝数优化设计无线电能传输磁耦合系统是一种通过磁场来实现能量传输的技术。

这种技术通过将电能转换成磁场，并在接收端再次将磁场转换回电能，实现了电能的传输，避免了传统有线传输中需要使用电缆的缺点。

在这种系统中，线圈的匝数优化设计是一个非常重要的问题。

在本文中，我们将从多个角度探讨无线电能传输磁耦合系统线圈匝数优化设计的相关内容。

一、无线电能传输磁耦合系统的原理无线电能传输磁耦合系统是通过两个共振线圈之间的磁耦合来进行电能传输的。

当一个线圈上施加交流电流时，会在其周围产生一个交变磁场，而另一个线圈接收到这个交变磁场后，就会感应出交变电压，从而实现了电能的传输。

这种系统一般包括一个发送端线圈和一个接收端线圈，通过这两个线圈之间的磁耦合来实现电能传输。

为了实现高效的电能传输，需要对线圈的匝数进行优化设计，以保证系统的传输效率和传输距离。

而线圈的匝数优化设计又受多种因素的影响，接下来我们将分别从线圈的传输效率、传输距离和线圈尺寸等方面进行讨论。

二、线圈匝数对传输效率的影响线圈的匝数对系统的传输效率有着重要的影响。

传统的无线电能传输系统中，一般会采用与输入功率相匹配的线圈匝数，以达到最大功率传输。

然而，这种设计方法并不一定能够实现最高的传输效率。

在实际应用中，线圈的匝数需要根据系统的工作频率进行优化选择，以保证系统在特定频率下的传输效率最高。

一般来说，当线圈的匝数增加时，系统的传输效率会提高，但也会增加线圈的等效电阻，从而导致传输损耗增加。

在设计无线电能传输磁耦合系统时，需要综合考虑线圈的匝数和系统的工作频率，以实现最佳的传输效率。

线圈的匝数还会影响系统的功率因子。

当线圈的匝数增加时，系统的功率因子会变得更加接近1，这意味着系统的传输效率更高。

在设计线圈匝数时，还需要考虑系统的功率因子，以实现更高的传输效率。

三、线圈匝数对传输距离的影响除了影响传输效率外，线圈的匝数还会影响系统的传输距离。

课题5：无线信号传输系统设计一、任务设计制作一套混合信号无线传输装置。

该装置由发射机与接收机组成，其方框图参见图1。

接收机可以收到发射机送来的信号，并具有显示功能。

图1 无线信号传输系统方框图装置中调制方式自由选定。

可使用专用数据收发芯片，但不得使用现成的收发模块。

二、要求1．基本要求（1）点对点（发射机与接收机）无线传输方式。

（2）载波频率范围在40—50MHz 之间。

（3）传输距离达5米。

（4）发射功率小于20mW 。

（5）传输模拟信号：单一正弦电压信号1—4kHz 送达接收端，并能监听到相应声调。

（6）传输数字信号：采集30—60℃水温数据，误差±2℃，送达接收端，并显示水温数据。

2．发挥部分（1）能识别所接收的正弦信号频率并正确显示频率值。

（2）输入连续可调电压Vpp=1—3V 的正弦信号，接收端的信号波形不失真且幅度基本恒定。

（3）接收机与发射机距离15米以上。

（4）改变输入信号频率1—4kHz时，接收到的正弦信号波形无明显失真。

（5）其他。

三、说明1、允许手动切换模拟信号输入或数字信号输入模式。

2、接收及发射电路不能采用现成的专用无线模块。

3、设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。

完整的电路原理图、重要的源程序用附件给出。

基于PTR7660的无线信号传输系统设计[摘要] 采用ATmega16单片机作为主控制器,测量部分由数字传感器DS18B20实现温度采集,数据处理后通过PTR7660无线传输到到另一个接受模块上通过LCD1602进行显示。

[关键词] PTR7660 DS18B20 无线温度采集一：系统设计1.PTR7660简介PTR7660是以nRF905为核心的一款无线收发芯片,工作电压为1.9~3.6V,工作在433/868/915MHz的ISM(工业、科学、医疗)频段,由一个完全集成的频率调制器、一个带解调器的接收器、一个功率放大器、一个晶体振荡器和一个调节器组成。

无线传感器网络系统的设计和实现一、简介无线传感器网络系统是指利用无线通信技术和微型传感器技术，构建起一种能够感知、处理、传输、存储和控制信息的系统。

它由多个分布在空间中的传感器节点构成，节点间通过无线通信实现信息交换。

无线传感器网络系统广泛应用于环境监测、智能交通、工业自动化等领域。

二、系统设计无线传感器网络系统的设计需要经过以下几个步骤：1.需求分析在设计无线传感器网络系统时，首先需要明确系统应该实现的功能需求，例如监测温度、湿度、压力等环境指标或物体位置、速度等动态指标。

同时还需要考虑节点之间的通讯方式、协议标准、能耗限制等因素。

2.系统架构设计系统架构设计主要包括网络拓扑结构、节点类型、数据处理策略等。

网络拓扑结构包括树形结构、网格结构、环形结构等，选择不同的结构会对物理布局和节点之间的通讯产生影响。

节点类型分为传感器节点、数据收集节点、任务协调节点等，不同节点承担不同功能，需要考虑节点之间的协作。

数据处理策略根据具体需求选择不同的方法，如数据压缩、加密等。

3.硬件设计传感器节点硬件设计主要包括传感器模块、数据采集模块、无线通讯模块、能源管理模块等。

传感器模块负责感知环境信息，数据采集模块将感知到的数据进行采集和处理，无线通讯模块实现节点间的无线通信，能源管理模块则负责对能源进行管理以控制能耗。

4.软件设计软件设计主要包括协议栈设计、数据传输协议、路由协议等。

协议栈设计需要将不同的协议进行组合，构成完整的协议栈。

数据传输协议用于实现数据在节点之间的传输，具体传输方式视具体情况而定。

路由协议用于路由选择和节点之间通讯的转发，一个好的路由协议能够提高系统的通讯效率。

5.测试与优化在系统设计完成后，需要对系统进行测试与优化，发现存在的问题并及时解决，提高系统的性能和可靠性。

三、系统实现无线传感器网络系统的实现主要包括节点的布署、节点的配置、节点的联网等几个步骤。

1.节点的布署根据需求分析的结果，选择合适的节点类型和节点数量进行布署。

无线数据传输系统设计报告1.系统目的、用途、功能该系统目的是运用两个无线收发模块实现向计算机传输信息的功能。

在该系统中，用一块单片机来控制信号发送模块，另一块单片机来控制信号接收模块并将信息通过USART口传输给计算机。

该系统可方便的实现无线通信，功能扩展之后还可在计算机之间实现无线通信。

在该系统中，用两个NewMsg RF905C 模块实现无线通信，然后通过USART口将信息在计算机上显示。

2.软件设计思想、流程图模块采用了NRF2401芯片进行无线传输，一次传输的数据包的大小总共为28字节，由于加入了包的校验机制，占用了第1，2字节，故只有后26字节可用，其格式为：1字节的“标识字节”+25字节的“数据段”，标志字节用来表示数据段中的数据的有效数，数据段用来存放用户的数据。

注意：标识字节一定要正确表示后25字节数据的有效字节，否则在PC上的应用程序就不能正确标识出有效数据。

以下发送的原理示意图：以下是接收的示意图：3.详细软件功能以下是主机完成一次发送的步骤：（1）在主机发送一个包前，先在“序号字节”标识好该次包顺序n，再在“标志字节”中写入0X22标志DATA包，最后在后26字节中打包好数据，最终发送出去，等待Twait时间接收从机的ACK包（2）若在Twait时间内等待到了ACK包，并校验ACK包中的“标志字节”是0X11和“标志字节”是步骤（1）中写入的顺序号n，则说明从机已经正确接收到了本次数据；若在Twait时间内没接收到ACK包，则说明可能是从机没收到本次数据包或是ACK包丢失，则重新进行步骤（1），总共尝试10次。

（3）完成一次发送后，把“标志字节”自加1，为下一个包做准备以下是从机完成一次接收的步骤：（1）从机接收到一个数据包，检验“标志字节”中是0X22，说明是DATA包，则接收，否则丢弃该包。

（2）从机检验“序号字节”，并以该“序号字节”的值作为即将发送的ACK包的“序号字节”的值（3）从机制作ACK包，并发送。

井下无线电能传输系统设计陈福平;余厚全;唐桃波;陈强;郭帅【摘要】随着石油钻井行业的不断发展，方便、持久地井下仪器仪表的供电一直是个难题。

本文基于磁谐振耦合的机理，实现了无线电能传输系统的设计。

通过对谐振电路的反射阻抗对于发送端的影响的分析，以及谐振频率变化产生的影响的分析，设计了基于CD4046的频率跟踪式无线电能传输的电路。

实验证明，加入频率跟踪式电路之后，能够实现高效的无线电能传输。

%With the development of petroleum drilling industry, it is always a difficult problem to charge for the underground instrumentation conveniently and durably. This paper permits the design of wireless power transmission system based on the mechanism of magnetic resonant coupling. Through the analysis of the influence of the reflected impedance of the resonance circuit on the transmitter, and the influence of resonance frequency variation. The experiment designed a circuit of frequency tracking wireless power transmission based on CD4046. The experiment result shows that with the help of frequency tracking circuit, it can realize high efficient wireless power transmission.【期刊名称】《仪器仪表用户》【年(卷),期】2016(023)011【总页数】3页(P33-35)【关键词】磁谐振耦合;无线电能传输;反射阻抗;频率跟踪【作者】陈福平;余厚全;唐桃波;陈强;郭帅【作者单位】长江大学电子信息学院，湖北荆州 434023;长江大学电子信息学院，湖北荆州 434023;长江大学电子信息学院，湖北荆州 434023;中国石油集团测井有限公司，西安 710077;中国石油渤海钻探工程有限公司测井分公司，天津300280【正文语种】中文【中图分类】TN751.2在油田的开发过程中，要始终对油藏的动态进行监测。