【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及能量传输，尤其涉及一种基于单模光纤的能量供给方法和系统。
技术介绍
1、光纤传能技术自20世纪70年代诞生以来，随着光纤制造技术和材料科学的飞速发展，逐渐从实验室走向实际应用，展现出显著的优势。它基于光的物理特性，通过全反射现象沿光纤传输光信号，实现了高效、长距离、稳定且安全的能量传输。与传统电线传能技术相比，光纤传能不仅衰减和损耗极小，能量损失低，还不受电磁场和射频干扰的影响，表现出极强的抗干扰能力。光纤的传输距离可达数十公里甚至更远，远超电线的传输范围，使其在长距离能量传输方面独具优势。同时，光纤传输数据的安全性高，难以被非法窃听或干扰，适用于对保密和安全要求极高的场景。在节能环保方面，光纤制造和维护过程中的能源消耗较少，且不产生电磁辐射，对环境十分友好。此外，光纤传输的光导纤维体积小、重量轻，便于灵活安装和布局。因此，光纤传能技术以其独特的优势，在现代通信和能源领域得到了广泛应用，为技术进步和应用拓展做出了重要贡献，并将继续在未来发挥重要作用，推动人类社会的持续创新与发展。
2、现有的光纤传能技术多集中于短距离上对光纤传输能量进行突破。因光纤传能的非线性效应导致长距离情况下传输能量很低。
技术实现思路
1、鉴于此，本专利技术实施例提供了一种基于单模光纤的能量供给方法和系统，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。
2、本专利技术的一个方面提供了一种基于单模光纤的能量供给方法，该方法包括以下步骤：
3、利用激光器按照预置参
4、利用所述分光器对激光能量进行分束处理得到分束激光能量，将所述分束激光能量分配到光缆包含的各个单模光纤中，由所述单模光纤将分束激光能量传输到预设距离外的远端系统；其中，所述单模光纤的有效面积不低于130μm2；
5、利用远端系统包含的光电池模块将接收到的分束激光能量转化为电能，转化后的电能被存储到远端系统包含的储能单元。
6、在本专利技术的一些实施例中，所述方法还包括：利用上位机调控激光器产生激光能量的预置参数。
7、在本专利技术的一些实施例中，上位机调控激光器产生激光能量的预置波长范围在1000nm～2000nm之间。
8、在本专利技术的一些实施例中，所述利用上位机调控激光器产生激光能量的预置参数的步骤，包括：利用上位机调控激光器产生激光能量的包含频率、振幅和相位在内的预置参数；所述方法还包括：利用光缆包含的各个单模光纤以激光的形式传递激光信号到所述远端系统包含的光电转化模块，将激光信号转换为电信号，实现基于单模光纤的通信。
9、在本专利技术的一些实施例中，所述转化后的电能被存储到储能单元的步骤，包括：将转化后的电能传输到电源管理模块，电源管理模块首先将电能分配到所述光电转化模块以保障通信的稳定，再将电能存储到储能单元。
10、在本专利技术的一些实施例中，所述方法还包括：利用储能单元为监测模块供电，利用监测模块包含的各个传感器监测远端系统周围的环境中温度、湿度、磁信号等传感数据，所述检测模块将所述传感数据传输到微控制器，微控制器利用基于单模光纤的通信将所述传感数据回传。
11、在本专利技术的一些实施例中，利用单模光纤传递的激光信号包含用于调控各个传感器工作的第一类控制信号和用于控制所述远端系统的工作休眠时间的第二类控制信号，由所述微控制器执行所述第一类控制信号和第二类控制信号。
12、在本专利技术的一些实施例中，所述方法还包括中光电池进行欠压监测的步骤，该步骤包括：
13、使用所述微控制器监测光电池两端的电压；当光电池两端的电压低于预设阈值电压，所述微控制器调控光电池的电压向开路电压升高，直至监测到的光电池两端的电压上升到所述预设阈值电压。
14、相应地，本专利技术另一方面提供了一种基于单模光纤的能量供给系统，所述系统包括：激光器，用于按照预置参数产生激光能量；分光器，用于对所述激光能量进行分束处理得到分束激光能量；光缆，包含各个单模光纤，所述单模光纤用于传输所述分束激光能量；所述远端系统，位于预设距离外，包含光电池模块和储能单元，所述光电池模块用于将接收到的分束激光能量转化为电能，所述储能单元用于存储转化后的电能。
15、在本专利技术的一些实施例中，所述系统还包括：上位机，用于调控激光器产生激光能量的预置参数；光电转化模块，用于接收各个单模光纤以激光的形式传递的激光信号，将激光信号转换为电信号，实现基于单模光纤的通信；监测模块，监测远端系统周围的环境中温度、湿度、磁信号等传感数据；微控制器，用于执行用于调控各个传感器工作的第一类控制信号和用于控制所述远端系统的工作休眠时间的第二类控制信号，以及基于单模光纤的通信将所述传感数据回传。
16、本专利技术的基于单模光纤的能量供给方法和系统，相比于一些传统的依赖电缆供电的系统，使用体积更小、重量更轻的光纤光缆作为电缆的替代，可以降低整个能量供应系统的运输和维护的难度，减少成本，从而保障了整个系统的稳定性。本专利技术所提出的方法和系统能够通过仅一根光缆，实现长距离高功率的能量与信息的同步传输，极大地简化了传统能源与通信的复杂线路，实现了传输的轻量化。
17、本专利技术的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本专利技术的实践而获知。本专利技术的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
18、本领域技术人员将会理解的是，能够用本专利技术实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本专利技术能够实现的上述和其他目的。
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1.一种基于单模光纤的能量供给方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，上位机调控激光器产生激光能量的预置波长范围在1000nm～2000nm之间。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用上位机调控激光器产生激光能量的预置参数的步骤，包括：利用上位机调控激光器产生激光能量的包含频率、振幅和相位在内的预置参数；
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述转化后的电能被存储到储能单元的步骤，包括：
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：利用储能单元为监测模块供电，利用监测模块包含的各个传感器监测远端系统周围的环境中温度、湿度、磁信号等传感数据，所述检测模块将所述传感数据传输到微控制器，微控制器利用基于单模光纤的通信将所述传感数据回传。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，利用单模光纤传递的激光信号包含用于调控各个传感器工作的第一类控制信号和用于控制所述远端系统的工作休眠时间的第二
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述方法还包括中光电池进行欠压监测的步骤，该步骤包括：
9.一种基于单模光纤的能量供给系统，其特征在于，所述系统包括：
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于单模光纤的能量供给方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，上位机调控激光器产生激光能量的预置波长范围在1000nm～2000nm之间。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用上位机调控激光器产生激光能量的预置参数的步骤，包括：利用上位机调控激光器产生激光能量的包含频率、振幅和相位在内的预置参数；
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述转化后的电能被存储到储能单元的步骤，包括：
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：利用储能单元为监测模块供电，利用监...
【专利技术属性】
技术研发人员：边防，张安博，王胤凯，
申请(专利权)人：北京精诚恒创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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