一种智能无线充电的运作方式的制作方法

本发明涉及电子技术领域，为一种智能无线充电的技术领域。

背景技术：

随着电子、控制、机械、计算机以及人工智能的发展，越来越多的可移动智能设备走入我们的生活，随着可移动智能设备的使用越来越广泛，配置越来越高，电量消耗大，使人们对可移动充电宝的需求也在增大，但是现在最多的充电宝为有线充电方式，不易便携和美观。消费者强烈需求蓄电量大、体积小的智能无线充电宝。

现在市面上的充电宝多为有线充电方式，且不支持同时为多个设备充电的功能，且不具备语音控制和远程控制功能，因此智能无线充电宝具有广阔的市场前景和应用空间。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种解决或部分解决上述问题的一种智能无线充电的运作方式。

为达到上述技术方案的效果，本发明的技术方案为：步骤一：包括充电底座、可移动充电宝装置，远程客户端装置；充电底座包括底座电能发射装置、底座控制装置、语音装置、温度监测装置；充电底座接收远程客户端装置发送的指令信号，并由充电底座中的底座控制装置的第一控制电能发射装置的开关、调节发射功率，语音装置播报状态信息，并接收语音指令，对充电装置的工作状态进行调整，并实时监测温度变化，对温度进行预测，当温度过高时将自动开启高温防御机制，自动降低发射功率，并发出语音播报；

底座电能发射装置包括多个的发射线圈、中继线圈、移相控制电路；其中有两个发射线圈分别为主发射线圈和副发射线圈，两个中继线圈分别为主中继线圈和副中继线圈；发射线圈和中继线圈具有相同的谐振频率，主发射线圈和主中继线圈的大小固定不可调节，副发射线圈和副中继线圈有可移动滑片，底座电能发射装置接收底座控制装置的第二路控制单元r2的功率控制指令，控制滑片移动从而调整线圈大小，从而调整磁场的强度，控制磁场的作用范围及发射线圈的能量传输效率；移相控制电路由四个开关管、四个电感、四个反向二极管及四个电容并联组成，形成四个桥路，单个桥路的开关管互补导通，两个桥路的导通角相差一个移相角，底座控制装置通过第二路控制单元r2的功率控制指令，控制底座电能发射装置的移相角，实现对发射线圈的输出功率的控制；

步骤二：底座控制装置包括语音控制装置、电能发射控制装置；语音控制装置通过第三路控制单元r3向语音装置发送语音控制指令，语音装置对语音进行播报；语音控制装置也可以通过语音信号源s1接收语音装置采集的语音信息；

语音控制装置采用等分单元窗异步预测算法及多层反馈神经网络对语音信号进行识别；语音控制装置将语音信号源s1采集的语音信息经过等长时间窗δt，δt表示时间窗δt，δt以为间隔向后移动，将语音信息划分的若干等长帧的信号序列[a1,a2,a3,…,an]，n为自然数，表示信号序列的子集个数，a1,a2,a3,…,an表示被分成n个信号序列，然后将若干等长帧组成的信号序列[a1,a2,a3,…,an]依次计算每个信号序列对应的语音模型的加权后验概率，根据当前第i个信号序列ai之前的i-1个序列的语音模型的加权后验概率，预测第i个信号序列ai的语音模型的加权后验概率；对语音信号进行等分单元窗异步预测算法的处理：由于语音信号具有连续性且单元窗具有一定的重合性，此处采用异步预测算法，将信号序列按单元窗长度δu分为单元组，δu表示单元窗，δu以为间隔向后移动，其中δu为偶数；则每个单元窗内最后一个信号序列的后验概率为前三个单元窗的信号序列后验概率的加权平均值，从而在减少计算量的情况下保证预测算法的精度；然后将语音信号序列及对应的后验概率序列输入到多层反馈神经网络中进行语音识别，每个单元窗被分为4个音节，识别过程中，每个音节对应的特征值和后验概率在语音模型路径中从前往后传递，根据当前的信号序列的后验概率值，每个音节特征值被分配到下一个相邻状态或者停留在当前状态；在多层反馈神经网络的多层反馈搜索树中添加跨状态特征搜索路径会略微增加特征值传递的计算开销，在n个状态的逐状态多层反馈搜索树中，对每个音节有2n+1条特征搜索路径，对4状态多层反馈搜索树而言，即9条特征搜索路径。加入跨状态窗转移之后，每个音节有3n+1条特征搜索路径，对4状态多层反馈搜索树来说，有13条特征搜索路径；虽然增加特征搜素路径，但是由于等分单元窗异步预测算法具有较高的效率优势且特征搜素增加的比重较小，所以解码效率高，另外为获取单元窗内音节的有效信息，需要保证每个单元窗内至少一个观测音节，即对n状态的多层反馈搜索树，最多只能允许跨过n-3个状态的转移；

步骤三：电能发射控制装置，接收语音信号源s1、温度信号源s2和远程客户端信号源s3的信号，综合三路信号源的信息，通过第一路控制单元r1发出功率指令、通过第二路控制单元r2发出语音播报指令，通过第三路控制单元r3向远程客户端返回状态信息；当电能发射控制装置的语音信号源s1和远程客户端信号源s3处于零信号输入状态时，电能发射控制装置开启自动控制模式，电能发射控制装置检测0.5m半径内匹配的待充电设备，包括：匹配的可移动充电宝装置以及其他匹配的具有无线充电功能的设备；电能发射控制装置根据当前接入设备的数量，自动调节充电功率，当检测到待充电设备多时，通过第一路控制单元r1发出功率提高指令，当检测到的待充电设备减少时，通过第一路控制单元r1降低功率；当电能发射控制装置接收到语音信号源s1和远程客户端信号源s3的控制指令时，根据指令设定值通过第一路控制单元r1发出功率指令；功率控制指令流由二十路控制信号构成，分别传输至底座电能发射装置的两个发射线圈信号接收引脚[a1,a2]、两个中继线圈信号接收引脚[b1,b2]和移相控制电路的四个开关管[q1,q2,q3,q4]、四个电感[l1,l2,l3,l4]、四个反向二极管[w1,w2,w3,w4]以及四个电容[c1,c2,c3,c4]；当功率控制指令仅向第一反向二极管w1和第二开关管q2发送导通指令时，电感电流处于导流状态；当功率控制指令向第二开关管q2发送闭合指令时，第二电容c2处于充电状态，电压升高至波峰值，第四电容c4处于放电状态，电压降至波谷0，第四反向二极管自然导通；当功率控制指令向第四开关管q4发送导通指令时，第一反向二极管w1闭合，电流流过第一开关管q1，第一电感l1饱和；当功率控制指令向第四开关管q4和第一开关管q1发送导通指令时，第二电容c2处于充电状态，电压升高至波峰值，第二电感l2和第三电容c3及和第四电容c4发生谐振；通过功率控制指令流的二十路控制信号控制发射线圈[a1,a2]、中继线圈信[b1,b2]、四个开关管[q1,q2,q3,q4]、四个电感[l1,l2,l3,l4]、四个反向二极管[w1,w2,w3,w4]以及四个电容[c1,c2,c3,c4]的状态，从而控制底座电能发射装置的移相角，实现对发射线圈的输出功率的控制；

步骤四：温度监测装置有2个温度传感器，实时采集充电底座内的温度，每个传感器内部包括一个电阻式感温元件，并与一个高性能的16位单片机相连，将温度信号通过单片机内的温度校准程序后转换为二进制数字信号，传输至电能发射控制装置；

语音装置，通过64位串口通信接收语音控制装置传输的语音文本，通过反向放大器、整压电路及数模转换模块，将数字信号转换为模拟信号，驱动扬声器进行语音播报，实现语音交互；

可移动充电宝装置包括充电宝电能接收装置、充电宝电能发射装置、蓄电装置、可移动充电宝控制单元；可移动充电宝装置可以通过充电底座充电，在可移动充电宝装置蓄有电量的情况下可以同时为多个待充电设备进行充电，同时可移动充电宝装置与远程客户端装置进行通信，接收远程客户端装置的控制指令，并将可移动充电宝装置的状态信息发送至远程客户端装置；

充电宝电能接收装置，由第一方形线圈、第二方形线圈以及两个i型磁芯组成，由于无线充电效率与耦合系数呈正相关，即耦合系数越大，效率越高；为提高充电效率，充电宝电能接收装置在第一方形线圈和第二方形线圈内加入i型磁芯，以减少自耦合磁阻，同时i型结构磁芯减少第一方形线圈和第二方形线圈的互耦合区的磁阻，使得当接收线圈位置偏移时，依然能保证较高的充电效率；

充电宝电能发射装置，由第三方形线圈、第四方形线圈以及两个i型磁芯，以及移相控制电路组成；移相控制电路由四个开关管、四个电感、四个反向二极管及四个电容并联组成，形成四个桥路，单个桥路的开关管互补导通，两个桥路的导通角相差一个移相角，可移动充电宝控制单元通过功率控制指令，控制底座电能发射装置的移相角，调节输出功率；

可移动充电宝控制单元，接收远程客户端装置的控制指令，包括充电状态指令和功率控制指令，功率控制指令流由十八路控制信号构成，分别传输至充电宝电能发射装置的第三方形线圈、第四方形线圈、移相控制电路的四个开关管[q5,q6,q7,q8]、四个电感[l5,l6,l7,l8]、四个反向二极管[w5,w6,w7,w8]以及四个电容[c5,c6,c7,c8]，通过控制两个方形线圈以及移相控制电路，能够控制可移动充电宝装置的输出功率；

蓄电装置，由蓄电池和电量监测电路构成，实时监测当前可移动充电宝装置的蓄电量，并将电量转换为两路信号，第一路信号为电源灯控制信号，控制四个电源灯的状态；第二路信号作用为：当电量信号发送至远程客户端装置时，用于显示蓄电装置的电量；

远程客户端装置接收蓄电装置发出的第二路信号，可安装于智能移动设备，并通过无线网络与充电底座、可移动充电宝装置进行配对；远程客户端装置可通过事先设定为友好状态的人机交互界面查看充电底座和可移动充电宝装置的工作状态，包括：当前工作模式、电量、设备温度、环境温度、预计充放电时间、充放电功率；远程客户端可远程控制与远程客户端装置配对的充电底座和可移动充电宝装置，包括充电底座和可移动充电宝装置的工作模式、充放电功率；远程控制端也具有语音识别功能，可将语音指令传输至充电底座的语音控制装置，经语音控制装置处理后，输出功率控制指令和语音控制指令；远程客户端装置接收底座控制装置发送的状态信息，当前工作异常或者完成时，远程客户端发出状态提示信息，并通过语音装置播报提示信息。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，能实现同样功能的产品属于等同替换和改进，均包含在本发明的保护范围之内。具体方法如下：

实施例1：下面将对一种智能无线充电的运作方式的应用场景举例如下：

一种智能无线充电的运作方式，方法包含以下步骤：

一种智能无线充电的运作方式，包括充电底座、可移动充电宝装置，远程客户端装置；

充电底座包括底座电能发射装置、底座控制装置、语音装置、温度监测装置；所述充电底座接收远程客户端装置发送的指令信号，发送至底座控制装置，第一控制电能发射装置的开关、调节发射功率，语音装置播报状态信息，并能接收语音指令，对充电装置的工作状态进行调整，并实时监测温度变化，对温度进行预测，当温度过高时将自动开启高温防御机制，自动降低发射功率，并发出语音播报；

底座电能发射装置包括发射线圈、中继线圈、移相控制电路；两个发射线圈分别为主发射线圈和副发射线圈，两个中继线圈分别为主中继线圈和副中继线圈；发射线圈和中继线圈具有相同的谐振频率，主发射线圈和主中继线圈的大小固定不可调节，副发射线圈和副中继线圈有可移动滑片，所述底座电能发射装置接收所述底座控制装置的第二路控制单元r2的功率控制指令，控制滑片移动从而调整线圈大小，从而调整磁场的强度，控制磁场的作用范围及发射线圈的能量传输效率；所述移相控制电路由四个开关管、四个电感、四个反向二极管及四个电容并联组成，形成四个桥路，单个桥路的开关管互补导通，两个桥路的导通角相差一个移相角，所述底座控制装置通过第二路控制单元r2的功率控制指令，控制所述底座电能发射装置的移相角，实现对发射线圈的输出功率的控制；

底座控制装置包括语音控制装置、电能发射控制装置；所述语音控制装置通过第三路控制单元r3向所述语音装置发送语音控制指令，所述语音装置对语音进行播报；所述语音控制装置也可以通过语音信号源s1接收所述语音装置采集的语音信息；

语音控制装置采用等分单元窗异步预测算法及多层反馈神经网络对语音信号进行识别；所述语音控制装置将语音信号源s1采集的语音信息经过等长时间窗δt，时间窗δt以为间隔向后移动，将语音信息划分的若干等长帧的信号序列[a1,a2,a3,…,an]，然后将若干等长帧组成的信号序列[a1,a2,a3,…,an]依次计算每个信号序列对应的语音模型的加权后验概率，根据当前第i个信号序列ai之前的i-1个序列的语音模型的加权后验概率，预测第i个信号序列ai的语音模型的加权后验概率；对语音信息进行等分单元窗异步预测算法的处理：由于语音信号具有连续性且单元窗具有一定的重合性，此处采用异步预测算法，将信号序列按单元窗长度δu分为单元组，单元窗以为间隔向后移动，其中δu为偶数；则每个单元窗内最后一个信号序列的后验概率为前三个单元窗的信号序列后验概率的加权平均值，采用这种方法在减少计算量的情况下保证了预测算法的精度；然后将语音信号序列及对应的后验概率序列输入到多层反馈神经网络中进行语音识别，每个单元窗被分为4个音节，识别过程中，每个音节对应的特征值和后验概率在语音模型路径中从前往后传递，根据当前信号序列的后验概率值，每个音节特征值被分配到下一个相邻状态或者停留在当前状态；在神经网络的多层反馈搜索树中添加跨状态特征搜索路径会略微增加特征值传递的计算开销，在n个状态的逐状态多层反馈搜索树中，对每个音节有2n+1条特征搜索路径，对4状态多层反馈搜索树而言，即9条特征搜索路径。加入跨状态窗转移之后，每个音节有3n+1条特征搜索路径，对4状态多层反馈搜索树来说，有13条特征搜索路径；虽然特征搜素路径增加了，但是由于等分单元窗异步预测算法具有较高的效率优势且特征搜素增加的比重较小，所以解码效率较高，为了获取单元窗内音节的有效信息，需要保证每个单元窗内至少一个观测音节，即对n状态的多层反馈搜索树，最多只能允许跨过n-3个状态的转移；

电能发射控制装置，接收语音信号源s1、温度信号源s2和远程客户端信号源s3的信号，综合三路信号源的信息，通过第一路控制单元r1发出功率指令、通过第二路控制单元r2发出语音播报指令，通过第三路控制单元r3向远程客户端返回状态信息；当所述电能发射控制装置的语音信号源s1和远程客户端信号源s3处于零信号输入状态时，所述电能发射控制装置开启自动控制模式，所述电能发射控制装置检测0.5m半径内匹配的待充电设备，包括：所述匹配的可移动充电宝装置以及其他匹配的具有无线充电功能的设备；所述电能发射控制装置根据当前接入设备的数量，自动调节充电功率，当检测到待充电设备多时，通过第一路控制单元r1发出功率提高指令，当检测到的待充电设备减少时，通过第一路控制单元r1降低功率；当所述电能发射控制装置接收到语音信号源s1和远程客户端信号源s3的控制指令时，根据指令设定值通过第一路控制单元r1发出功率指令；功率控制指令流由二十路控制信号构成，分别传输至所述底座电能发射装置的两个发射线圈信号接收引脚[a1,a2]、两个中继线圈信号接收引脚[b1,b2]和移相控制电路的四个开关管[q1,q2,q3,q4]、四个电感[l1,l2,l3,l4]、四个反向二极管[w1,w2,w3,w4]以及四个电容[c1,c2,c3,c4]；当功率控制指令仅向第一反向二极管w1和第二开关管q2发送导通指令时，电感电流处于导流状态；当功率控制指令向第二开关管q2发送闭合指令时，第二电容c2处于充电状态，电压升高至波峰值，第四电容c4处于放电状态，电压降至波谷0，第四反向二极管自然导通；当功率控制指令向第四开关管q4发送导通指令时，第一反向二极管w1闭合，电流流过第一开关管q1，第一电感l1饱和；当功率控制指令向第四开关管q4和第一开关管q1发送导通指令时，第二电容c2处于充电状态，电压升高至波峰值，第二电感l2和第三电容c3及和第四电容c4发生谐振；通过功率控制指令流的二十路控制信号控制发射线圈[a1,a2]、中继线圈信[b1,b2]、四个开关管[q1,q2,q3,q4]、四个电感[l1,l2,l3,l4]、四个反向二极管[w1,w2,w3,w4]以及四个电容[c1,c2,c3,c4]的状态，从而控制所述底座电能发射装置的移相角，实现对发射线圈的输出功率的控制；

温度监测装置有2个温度传感器，实时采集所述充电底座内的温度，每个传感器内部包括一个电阻式感温元件和，并与一个高性能的16位单片机相连，将温度信号通过单片机内的温度校准程序后转换为二进制数字信号，传输至所述电能发射控制装置；

语音装置，通过64位串口通信接收所述语音控制装置传输的语音文本，通过反向放大器、整压电路及数模转换模块，将数字信号转换为模拟信号，驱动扬声器进行语音播报，实现语音交互；

可移动充电宝装置包括充电宝电能接收装置、充电宝电能发射装置、蓄电装置、可移动充电宝控制单元；所述可移动充电宝装置可以通过所述充电底座充电，在所述可移动充电宝装置蓄有电量的情况下可以同时为多个待充电设备进行充电，同时所述可移动充电宝装置与所述远程客户端装置进行通信，接收所述远程客户端装置的控制指令，并将所述可移动充电宝装置的状态信息发送至所述远程客户端装置；

充电宝电能接收装置，由第一方形线圈、第二方形线圈以及两个i型磁芯组成，由于无线充电效率与耦合系数呈正相关，即耦合系数越大，效率越高；为了提高充电效率，所述充电宝电能接收装置在第一方形线圈和第二方形线圈内加入i型磁芯，减少自耦合磁阻，同时i型结构磁芯，减少了第一方形线圈和第二方形线圈的互耦合区的磁阻，使得当接收线圈位置偏移时，依然能保证较高的充电效率；

充电宝电能发射装置，由第三方形线圈、第四方形线圈以及两个i型磁芯，以及移相控制电路组成；所述移相控制电路由四个开关管、四个电感、四个反向二极管及四个电容并联组成，形成四个桥路，单个桥路的开关管互补导通，两个桥路的导通角相差一个移相角，所述可移动充电宝控制单元通过功率控制指令，控制所述底座电能发射装置的移相角，调节输出功率；

可移动充电宝控制单元，接收所述远程客户端装置的控制指令，包括充电状态指令和功率控制指令，所述功率控制指令流由十八路控制信号构成，分别传输至所述充电宝电能发射装置的第三方形线圈、第四方形线圈、和移相控制电路的四个开关管[q5,q6,q7,q8]、四个电感[l5,l6,l7,l8]、四个反向二极管[w5,w6,w7,w8]以及四个电容[c5,c6,c7,c8]，通过控制两个方形线圈以及移相控制电路，控制可移动充电宝装置的输出功率；

蓄电装置，由蓄电池和电量监测电路构成，实时监测当前可移动充电宝装置的蓄电量，并将电量转换为两路信号，第一路为电源灯控制信号，控制四个电源灯的状态；第二路电源信号发送至所述远程客户端装置；

远程客户端装置，可安装于智能移动设备，并通过无线网络与所述充电底座、可移动充电宝装置进行配对；所述远程客户端装置可通过友好的人机交互界面查看所述充电底座和可移动充电宝装置的工作状态，包括：当前工作模式、电量、设备温度、环境温度、预计充放电时间、充放电功率；所述远程客户端可远程控制与所述远程客户端装置配对的所述充电底座和可移动充电宝装置，包括所述充电底座和可移动充电宝装置的工作模式、充放电功率；所述远程控制端也具有语音识别功能，可将语音指令传输至所述充电底座的所述语音控制装置，经所述语音控制装置处理后，输出功率控制指令和语音控制指令；所述远程客户端装置接收所述底座控制装置发送的状态信息，当前工作异常或者完成时，所述远程客户端发出状态提示信息，并通过所述语音装置播报提示信息；

本发明的有益成果为：本发明提供了一种智能无线充电的运作方式，包括充电底座、可移动充电宝装置，远程客户端装置；实现了同时为多设备进行无线充电的功能，并具有语音控制、温度控制和远程控制功能；

以上所述仅为本发明之较佳实施例，并非用以限定本发明的权利要求保护范围。同时以上说明，对于相关技术领域的技术人员应可以理解及实施，因此其他基于本发明所揭示内容所完成的等同改变，均应包含在本权利要求书的涵盖范围内。