(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210807282.0 (22)申请日 2022.07.11 (71)申请人 北京精诚 恒创科技有限公司 地址 100088 北京市海淀区北三环中路4 4 号4号楼1层125 (72)发明人 张伟　颜哲昊　王一帆　顾雪亮　 李月梅　翟桐　刘善明　 (74)专利代理 机构 北京金咨知识产权代理有限 公司 11612 专利代理师 薛海波 (51)Int.Cl. H04W 4/38(2018.01) H04B 10/25(2013.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种基于能信共传的传感系统及传感数据 采集方法 (57)摘要 本发明提供一种基于能信共传的传感系统 及传感数据采集方法， 通过一体化光缆布设复用 光纤， 同时传输传能光束和通信光束， 通过光电 池将复用光纤内的光信号转化为电能存储在能 量存储管理单元用于供电， 同时， 复用光纤还传 输通信光束实现能信供传， 一次部署就能同时建 立供能网络和通信网络。 一体式的结构能够有效 避免外部环 境产生的破坏， 保证供能和传感器数 据传输的稳定性。 通过无线供电的形式为外挂传 感器单元供电， 能够灵活设置外挂传感器单元的 安装位置适应环境检测需求。 权利要求书2页 说明书8页 附图1页 CN 115379407 A 2022.11.22 CN 115379407 A 1.一种基于能信共传的传感系统， 其特 征在于， 包括： 一体化光缆， 所述一体化光缆内包括多条复用光纤， 所述复用光纤用于传输第一波长 的传能光束和第二波长的通信光束； 多个节点组件， 所述节点组件按照指定位置设置在所述一体化光缆上， 所述节点组件 至少包括设置在所述一体化光缆内部的内嵌板级子系统和外挂在所述一体化光缆外侧的 外挂传感器单 元； 所述内嵌板级子系统包括： 第一波分复用器， 连接所述复用光纤， 并分离所述传能光束和所述 通信光束； 光电池， 连接所述第一波分复用器， 用于 接收所述传能光束并转 化为电能； 第一光通信单元， 连接所述第一波分复用器， 接收或发送所述 通信光束； 连接所述第一 光通信单元的第一无线通信单 元和第一无线传能单 元； 能量存储管理单元， 连接所述光电池， 用于存储电能并为所述第一波分复用器、 所述第 一光通信单元、 所述第一无线通信单 元和所述第一无线传能单 元供电； 所述外挂传感器单 元包括： 多种类型的传感器元件； 数据采集单 元， 连接各传感器元件以采集传感器数据； 第二无线通信单 元， 连接所述数据采集单 元， 并与所述第一无线通信单 元无线通信； 第二无线传能单元， 无线接收所述第 一无线传能单元提供的电能， 并向各传感器元件、 所述数据采集单 元和第二无线通信单 元供电。 2.根据权利要求1所述的基于能信共传的传感系统， 其特征在于， 所述第一波长为1500 ～1600nm， 所述第二波长为13 00～1350nm。 3.根据权利要求1所述的基于能信共传的传感系统， 其特征在于， 所述第 一无线通信单 元和所述第二无线通信单 元均包括蓝牙模块、 RFID模块、 NFC模块和/或W IFI模块。 4.根据权利要求1所述的基于能信共传的传感系统， 其特征在于， 所述节点组件还包 括： 定位模块， 所述定位模块由所述能量存储管 理单元供电并连接所述为控制单元， 所述定 位模块包括GP S模块和/或北斗 定位模块； 和/或， 设置在外挂传感器单 元上的节点组件电子标识。 5.根据权利要求1所述的基于能信共传的传感系统， 其特征在于， 所述 能量存储管理单 元包括储能电池组、 电池管理系统和储能变流器。 6.根据权利要求5所述的基于能信共传的传感系统， 其特征在于， 所述第 一无线传能单 元包括依次连接所述能量存储管理单元的逆变器和 第一电磁线圈； 所述第二无线传能单元 包括依次连接的第二电磁线圈和整流器。 7.根据权利要求1所述的基于能信共传的传感系统， 其特征在于， 所述基于能信共传的 传感系统， 还 包括： 站点组件， 设置在所述一体化光缆的起始端， 包括激光器、 第二光通信单元和第 二波分 复用器， 所述激光器产生所述传能光束， 所述第二光通信单元采用所述通信光束与所述第 一光通信单元建立通信连接， 所述第二波分 复用器用于将所述传能光束和所述通信光束导 入所述复用光纤。 8.根据权利要求1所述的基于能信共传的传感系统， 其特征在于， 所述光电池采用硅与权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115379407 A 2砷化镓异质集成得到， 或者所述 光电池采用硅与磷化铟 异质集成得到 。 9.一种基于能信共传的传感数据采集方法， 其特征在于， 所述方法在如权利要求1至7 任意一项所述基于能信共传的传感系统上 执行， 所述方法包括： 通过第一波分复用器分离第 一波长的传能光束 并导入光电池， 所述光电池将转化得到 的电能传输 至能量存 储管理单 元存储； 所述能量存储管理单元通过第 一无线传能单元向第 二无线传能单元供电， 所述第 二无 线传能单 元向外挂传感器单 元的各传感器元件和数据采集单 元供电； 所述数据采集单元采集各传感器元件获取的传感数据， 通过第 二无线通信单元无线传 输至第一无线通信单 元后， 转发至第一 光通信单元； 由所述第一光通信单元将所述传感数据转换为第 二波长的光信号， 并经所述第 一波分 复用器导入复用光纤传输 。 10.根据权利要求9所述的基于能信共传的传感数据采集方法， 其特征在于， 所述数据 采集单元采集各传感器元件获取的传感数据之前， 还 包括： 所述第一波分复用器分离第二波长的控制指令光信号并导入第一 光通信单元； 所述第一光通信单元将所述控制指令光信号转换为控制电信号， 通过所述第 一无线通 信单元无线传输至所述第二无线通信单元后， 转发至所述数据采集单元， 以指令发起传感 数据采集。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115379407 A 3