无线充电方法及装置与流程

本说明书实施例涉及信息技术领域，尤其涉及无线充电方法及装置。

背景技术：

当前可移动设备的应用已经非常广泛，除了常见的手机、平板电脑被动移动的智能设备之外，在工业、服务、探索等大量领域还存在可按规则主动移动的机器人。例如，在室内活动的智能扫地机、迎宾机器人等等，在室外工作的割草机、涂胶机器人等等。

这些种类的机器人在运转过程中消耗能量大，需要使用较大能量的电池对其进行供电，现有无线充电技术普遍存在功率小，单位时间传输能量少的问题，对机器人进行充电时会存在充电时间过长、无法充满电的问题，不能满足机器人的正常运转需求。

基于此，需要一种更有效的无线充电方案。

技术实现要素：

针对现有无线充电技术中存在的问题，为实现能够满足设备正常使用需求的无线充电方案，本说明书实施例提供一种无线充电方法及装置，具体包括：

第一方面，本说明书实施例提供一种无线充电方法，包括：

供电端产生并广播供电数据，其中，所述供电数据包含供电握手数据；

供电端接收并解析用电端所反馈的用电数据，其中，所述用电数据至少包括表征需要供电的握手响应数据和表征用电端所需能量大小的能量值数据；

确定可充能的第一信号，其中，所述能量值数据越大，所述可充能的第一信号的充能功率越大；

所述供电端发送所述可充能的第一信号，以便所述用电端接收所述可充能的第一信号进行充电。

第二方面，本说明书实施例提供另一种无线充电方法，用于可移动设备中，包括：

接收供电端所广播的供电数据，其中，所述供电数据包含供电握手数据；

用电端所述根据所述可移动设备中的电池剩余容量，判断是否需要充电，若是，生成用电数据，其中，所述用电数据至少包括表征需要供电的握手响应数据和表征用电端所需能量大小的能量值数据；

所述用电端发送所述用电数据至供电端；

接收供电端所发送的可充能的第一信号，为所述可移动设备中的电池充电。

第三方面，本说明书实施例提供一种无线充电的供电装置，包括：发射模块、能量发送模块、供电端数据调制模块、供电端数据解析模块和供电端控制模块；

所述供电端控制模块，控制供电端数据调制模块生成供电广播数据；

所述供电端数据解析模块，接收并解析用电端所反馈的用电数据，其中，所述用电数据至少包括表征需要供电的握手响应数据和表征用电端所需能量大小的能量值数据，确定可充能的第一信号，其中，所述能量值数据越大，所述可充能的第一信号的充能功率越大；

能量发送模块向发射模块输出能量，发射模块输出可充能的第一信号。

第四方面，本说明书实施例提供一种无线充电的用电装置，用于可移动设备中，包括：接收模块、用电端数据解析模块、用电端数据调制模块、充电模块和用电端控制模块；

所述接收模块接收供电端所广播的供电数据，其中，所述供电数据包含供电握手数据；

用电端控制模块通过用电端数据解析模块解析供电广播数据，根据所述可移动设备中的电池剩余容量，判断是否需要充电，若需要进行充电，则通过用电端数据调制模块调制握手响应数据，其中，所述用电数据至少包括表征需要供电的握手响应数据和表征用电端所需能量大小的能量值数据，发送所述用电数据至供电端；

接收模块接收供电端所发送的可充能的第一信号，获取其中所包含的能量，充电模块为所述可移动设备中的电池充电。

第五方面，本说明书还实施例提供一种无线充电系统，包括所述第三方面的无线充电的供电装置，以及，所述第四方面的无线充电的用电装置。

通过供电端向周围广播信号，而用电端在接收到广播信息号时则进行判断本身是否需要进行充电，如果有需要，则根据自身的耗电情形，返回相应的用电数据至供电端，从而供电端可以根据实际情形对用电端进行动态的无线充电，当用电端耗电多时，则充电的功率大，本说明书实施例所提供的方案，提升了无线充电的功率，缩短了设备的充电时间，提高了设备的有效使用时间。此外，本说明书实施例提供了一种供电装置和用电装置之间的通信方式，便于用电端和供电端在充电过程中的动态交互，数据的调制解调对软件编程的依赖性较低，节省了软件开销，只需要简单的硬件电路配合市面上普遍使用的mcu即可实现。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书实施例。

此外，本说明书实施例中的任一实施例并不需要达到上述的全部效果。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本说明书一实施例所涉及的一种场景应用的示例性示意图；

图2是本说明书一实施例提供的供电端的无线充电方法的流程示意图；

图3为本说明书一实施例所提供的生成供电数据的示意图；

图4是本说明书一实施例提供的用电端的无线充电方法的流程示意图；

图5为本说明书一实施例所提供的用电端对于供电数据的解析示意图；

图6为本说明书一实施例所提供的一种无线充电的供电装置的结构示意图；

图7为本说明书一实施例所提供的一种无线充电的用电装置的结构示意图；

图8示出了本说明书一实施例所提供的一种更为具体的设备硬件结构示意图；

图9为本说明书一实施例中能量发送模块的电路图；

图10为本说明书一实施例中供电端数据解析模块的电路图；

图11为本说明书一实施例中用电端数据调制模块的电路图；

图12为本说明书一实施例中充电模块的电路图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本说明书实施例中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于保护的范围。

在无线供电时，供电设备端与用电设备端之间以近场感应方式传输能量，因而两者之间无需使用电线等物理接触点进行连接，可以做到无导电接触点外露，因此已经被广泛运用于设备充电，尤其是一些智能设备。

当前的智能设备已经被广泛应用于各种领域。智能设备在工作时，经常需要主动或者被动式的进行移动。对于需要进行移动的智能设备而言，其可以进行移动的范围通常都是可以预期的，例如，扫地机器人的移动范围通常就是某个房间；一些工业机器人的移动范围则是在某个固定车间内。在这种情形下，而很多设备的耗电都比较高，如果采用无线充电时，等到快没有电了再去充电，经常会发生存在功率小，无法充满电的问题，不能满足正常需求。

基于此，本说明书实施例提供一种无线充电方案，可以根据设备的耗电量进行动态充电，如图1所示，图1为本说明书实施例所涉及的一种场景应用的示例性示意图。在该示意图中的可移动设备其移动方式可以是主动的，例如，扫地机器人按照指定的规则在一定范围内进行主动的移动；也可以是被动的，例如，智能手机被用户携带着在房间内移动。在该示意图中的供电端可以是本身就有储能功能的蓄电池，也可以是通过有线接入市电进行供电等等。而用电端(图1中未示出)则固定于可移动设备上，并随之移动。此外，该示意图中的可移动设备可以是诸如机器人、智能手机等等智能设备，也可以一般常规的非智能设备。

以下结合附图，详细说明本说明书各实施例提供的技术方案，如图2所示，图2是本说明书实施例提供的供电端的无线充电方法的流程示意图，该流程具体包括如下步骤：

s201，供电端产生并广播供电数据，其中，所述供电数据包含供电握手数据。

在供电端广播供电数据时，其本身可以是处于正常工作状态。更多的，其本身还可以处于休眠的工作状态。发出的供电数据只需包含让用电端可以响应的供电握手数据即可，供电数据和其包含的供电握手数据的格式和相关内容无需固定，具体由用户根据环境和设备的实际情形进行设定。供电数据的广播范围通常不超过可无线充电的信号范围。

s203，供电端接收并解析用电端所反馈的用电数据，其中，所述用电数据至少包括表征需要供电的握手响应数据和表征用电端所需能量大小的能量值数据。

所述的握手响应数据是针对供电握手数据而言，当供电端接收到握手响应数据时，则表明周围环境中有一个设备需要进行充电。而能量值数据则表征了用电端的所需能量大小，用于作为供电端进行充电的相关依据。则此时，供电端开始启动对该设备的充电。

s205，确定可充能的第一信号，其中，所述能量值数据越大，所述可充能的第一信号的充能功率越大。

所述可充能的第一信号可以是在无线充电中满足各种标准的电磁波信号，包括但不限于qi标准、pma(powermattersalliance)标准和a4wp(allianceforwirelesspower)标准，也可以是自定义的方式所得到的电磁信号。用电端可以接收该第一信号并充能，此时，第一信号的充能功率应由供电端根据能量值数据进行确定，在能量值数据越大时，可充能的第一信号的充能功率越大，从而实现根据用电端的需求进行能量输送。

s207，所述供电端发送所述可充能的第一信号，以便所述用电端接收所述可充能的第一信号进行充电。具体而言，供电端可对周围的环境进行探测，定位用电端的具体位置，而后调整所述可充能的第一信号的发送方向有，以便用电端充能，也可以广播式的发送能量信号，开启能量输送。

在实际应用中，供电端产生并广播供电数据，还可以是供电端在休眠的工作状态下，定时(例如，每隔30分钟)产生一个供电数据，同时，还产生一个可被用电端充能的第二信号，并且，通过加载所述供电数据至可充能的第二信号中，生成携带所述供电数据的可充能的第二信号，并广播携带所述供电数据的可充能的第二信号。在这种方式下，第二信号所携带的能量可以是很微弱的能量，供电端可以在休眠的状态进行定时广播，节省能源。

作为一种具体的实施方式，在供电端进行供电时，其发出的供电数据的波形可通过如下方式进行，如图3所示，图3为本说明书实施例所提供的生成供电数据的示意图。在供电端由串行数据输出产生数据流，产生的数据流进入i/o中断采集模块，当数据流由0翻转到1或者由1翻转到0时，将由i/o中断采集模块捕获到，在捕获程序中，更新定时器频率，两个不同的定时器频率会对应两个不同的波形，分别为波形1和波形2，更新定时器频率后，定时器的输出端将会根据频率值输出相应的波形，该波形即为调制后的数据流信号，可以加载到能量上通过发射线圈发射出去。

此外，在供电端接收到某个用电端的反馈时，还可以暂停广播供电数据，当不再接收到用电端所反馈的用电数据时恢复广播。避免多个设备同时进入充电进程，避免第一信号的输出紊乱。

对于本说明书实施例所提供的用电端的技术方案。如图4所示，图4是本说明书实施例提供的用电端的无线充电方法的流程示意图，该流程具体包括如下步骤：

s401，接收供电端所广播的供电数据，其中，所述供电数据包含供电握手数据。

s403，用电端所述根据所述可移动设备中的电池剩余容量，判断是否需要充电，若是，生成用电数据，其中，所述用电数据至少包括表征需要供电的握手响应数据和表征用电端所需能量大小的能量值数据。

能量值数据是一个与可移动设备中的电池剩余容量中相关的数据，其可以是一个绝对值(例如，耗电量1000mah)，也可以是一个相对值(例如，耗电比例70％)。随着用电端的工作进行，以及充电端的充能，电池的可用电量可以是动态变化的。基于此，用电端所反馈给供电端的能量值数据，也可以基于电池的当前电池剩余容量，进行动态的变化，生成包含所述当前的能量值数据的用电数据。以便供电端可以据解析得到的能量值改变输出的能量大小，使供电端输出的能量和用电端使用的能量达到动态平衡。

当然，如果无需充电，可以发送包括表征不需要供电的握手响应数据至供电端，或者，不发送用电数据至供电端。

s405，所述用电端发送所述用电数据至供电端。

s407，接收供电端所发送的可充能的第一信号，为所述可移动设备中的电池充电。

在实际应用中，用电端并不一定直接处于供电端的范围内，供电端也并不一定一开始就直接处于正常工作状态，例如，在供电端处于休眠状态下，而间隔的发送携带供电数据的微弱能量信号时(即可充能的第二信号)，此时，所述用电端可以在不停的移动过程中，接收供电端广播的携带供电数据的可充能的第二信号，进而提取所述可充能的第二信号中所携带的供电数据，从而进行反馈以开启充电进程。

在一种具体的实施方式下，用电端在接收到供电端所广播的供电数据并进行解析时，可以对数据流信号进行处理，如图5所示，图5为本说明书实施例所提供的用电端对于供电数据的解析示意图。首先可以得到如波形4所示方波。将波形4所示波形送入硬件定时器1，波形的上升沿信号作为硬件定时器1的复位信号，设置硬件定时器1的比较值介于图3中所述的波形1和波形2的频率之间，将产生如波形5所示的波形，将波形5所示波形送入硬件定时器2，波形的上升沿作为硬件定时器2的复位信号，设置硬件定时器2的比较值大于波形1和波形2两者频率的较大值，将产生如波形6所示的数字信号，该数字信号是对供电端串行数据的还原，将该数据送入用电端的串行数据输入口，即可解析得到供电端发出的数据。

通过供电端向周围广播信号，而用电端在接收到广播信息号时则进行判断本身是否需要进行充电，如果有需要，则根据自身的耗电情形，返回相应的用电数据至供电端，从而供电端可以根据实际情形对用电端进行动态的无线充电，当用电端耗电多时，则充电的功率大，本说明书实施例所提供的方案，提升了无线充电的功率，缩短了设备的充电时间，提高了设备的有效使用时间。此外，本说明书实施例提供了一种供电装置和用电装置之间的通信方式，便于用电端和供电端在充电过程中的动态交互，数据的调制解调对软件编程的依赖性较低，节省了软件开销，只需要简单的硬件电路配合市面上普遍使用的mcu即可实现。

对应的，本说明书实施例还提供一种无线充电的供电装置，如图6所示，图6为本说明书实施例所提供的一种无线充电的供电装置的结构示意图，包括：发射模块601、能量发送模块603、供电端数据调制模块605、供电端数据解析模块607和供电端控制模块609；

所述供电端控制模块609，控制供电端数据调制模块605生成供电广播数据；

所述供电端数据解析模块607，接收并解析用电端所反馈的用电数据，其中，所述用电数据至少包括表征需要供电的握手响应数据和表征用电端所需能量大小的能量值数据，确定可充能的第一信号，其中，所述能量值数据越大，所述可充能的第一信号的充能功率越大；

能量发送模块603向发射模块输出能量，发射模块601输出可充能的第一信号；

其中，发射模块即无线充电的发射线圈，是一种按照特定尺寸、长度、圈数等参数绕制的线圈，用于将能量发送出去；

能量发送模块可采用如图9所示的电路，其中l4为发射模块，即无线充电的发射线圈，它与其他电路共同组成了无线充电供电端的能量发送模块；

供电端数据调制模块可由微处理器(mcu)实现，微处理器调制数据，生成相应的对称互补的四路pwm信号，输出到能量发送模块的pwm1h/pwm1l/pwm2h/pwm2l端口，由能量发送模块将能量和数据发送出去；

供电端数据解析模块可采用如图10所示的电路，其中l4为发射模块，即无线充电的发射线圈，它与其他电路共同组成了无线充电供电端的数据解析模块。线圈两端的数据信号经过全桥整形并隔直后进入比较器，比较器比较两端输出值，会输出数字信号，改数字信号可以直接进入微控制器(mcu)的串口进行数据解析；

供电端控制模块为普通的微控制器(mcu)；

进一步地，所述能量发送模块603定时发送向发射模块输出能量，供电端数据调制模块605调制供电广播数据并加载至所述能量中，生成携带所述供电数据的可充能的第二信号，发射模块601发射携带所述供电数据的可充能的第二信号。

进一步地，所述供电端数据调制模块607，由串行数据输出产生包含0或者1两个状态值的数据流；当检测到数据流由0翻转到1或者由1翻转到0时，更新定时器频率，不同的定时器频率对应不同的波形，根据定时器频率输出相应的波形；将所述所述输出的波形确定为所述供电数据。

对应的，本说明书实施例还提供一种无线充电的用电装置，用于可移动设备中，如图7所示，图7为本说明书实施例所提供的一种无线充电的用电装置的结构示意图，包括：接收模块701、用电端数据解析模块703、用电端数据调制模块705、充电模块707和用电端控制模块709；

所述接收模块701接收供电端所广播的供电数据，其中，所述供电数据包含供电握手数据；

用电端控制模块709通过用电端数据解析模块703解析供电广播数据，根据所述可移动设备中的电池剩余容量，判断是否需要充电，若需要进行充电，则通过用电端数据调制模块705调制握手响应数据，其中，所述用电数据至少包括表征需要供电的握手响应数据和表征用电端所需能量大小的能量值数据，发送所述用电数据至供电端；

接收模块701接收供电端所发送的可充能的第一信号，获取其中所包含的能量，充电模块707为所述可移动设备中的电池充电。

接收模块即无线充电的接收线圈，是一种按照特定尺寸、长度、圈数等参数绕制的线圈，用于将能量从发射线圈中接收进来；如图11所示，用电端数据调制模块可由微处理器(mcu)实现，微处理器调制数据，并产生一路pwm信号输出到图11所示的pwm_in端口，该数据信号将改变l4(接收模块)上的负载大小，从而实现数据的调制。充电模块可选用市面上已有的充电芯片，只要输入电压后即可完成对所接电池的充电功能，基本电路如图12所示。

进一步地，所述接收模块701，接收供电端广播的携带供电数据的可充能的第二信号，获取其中所包含的能量，启动用电端控制模块709；启动后的用电端控制模块709通过用电端数据解析模块703，提取所述可充能的第二信号中所携带的供电数据。

进一步地，用电端数据调制模块705，基于所述可移动设备中的电池的当前电池剩余容量，确定当前的能量值数据，生成包含所述当前的能量值数据的用电数据。

进一步地，所述供电端数据解析模块703，确定所述供电数据所对应的多个连续方波；将所述多个连续方波的上升沿信号作为复位信号；根据预设的硬件定时器的比较参数和所述复位信号还原所述方波所对应的串行数据流，其中，所述预设的硬件定时器的比较参数与生成所述供电数据的波形的频率相关。

说明书实施例提供一种无线充电系统，包括包含上述任一特征的无线充电的供电装置，以及，包含上述任一特征的无线充电的用电装置。

本说明书实施例还提供一种计算机设备，其至少包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，处理器执行所述程序时实现图2或者图4所示的无线充电方法。

图8示出了本说明书实施例所提供的一种更为具体的计算设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。

处理器1010可以采用通用的cpu(centralprocessingunit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。

存储器1020可以采用rom(readonlymemory，只读存储器)、ram(randomaccessmemory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。

输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。

通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如usb、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、wifi、蓝牙等)实现通信。

总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。

需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。

本说明书实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现图2或者图4所示的无线充电方法。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitorymedia)，如调制的数据信号和载波。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本说明书实施例可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本说明书实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本说明书实施例各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

上述实施例阐明的系统、方法、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机，计算机的具体形式可以是个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件收发设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任意几种设备的组合。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的方法实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，在实施本说明书实施例方案时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。也可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅是本说明书实施例的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本说明书实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本说明书实施例的保护范围。