CN105071552B - 无线充电方法、系统、装置、能量发射设备及接收设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了无线充电方法、系统、装置、能量发射设备及接收设备，所述方法包括：实时检测能量接收设备与能量发射设备之间的距离；当能量发射设备检测到与能量接收设备之间的距离小于一预定值时，能量接收设备获取能量发射设备的标识信息，并根据所述标识信息向能量发射设备发送单播消息；当能量发射设备接收到单播消息后，与能量接收设备建立连接，开始给能量接收设备充电。本发明中能量接收设备通过带外机制获取能量发射设备的标识信息，实现以单播的形式发送能量接收设备信息，能量接收设备无需再做其他判断即可发送连接请求，减少等待时间，同时也避免出现了多个设备间的交叉连接，提高了能量接收设备和能量发射设备的安全性。

Description

无线充电方法、系统、装置、能量发射设备及接收设备

技术领域

本发明涉及消费性电子产品技术领域，尤其涉及无线充电方法、系统、装置、能量发射设备及接收设备。

背景技术

随着智能终端的普及，人们拥有越来越多的随身携带的智能设备，如智能手机，平板，可穿戴式设备等等。人们享受这些设备带来的便利的同时，也时常受到为这些设备充电的困扰。能否方便的在一些日常的工作生活的场所 随时随地的充电正在成为一种趋势。根据IHS的预测，到2018年具备无线充电的功能的设备将达到10亿个。无线充电技术目前主要有两种：WPC（Wireless Power Consortium）的感应式和A4WP（Alliance for WirelessPower）的共振式。其中，共振式的充电方法，因为其较大的充电距离，灵活的充电角度，正在成为未来无线充电的趋势。

在A4WP无线充电系统中，带内（6.78MHz）采用共振式充电，带外（2.4Ghz）采用蓝牙BLE（Bluetooth Low Energy）进行控制。

由于蓝牙的通讯距离大于共振线圈的耦合距离。如图1所示，两个能量发射单元（Power Transmitting Unit，PTU）和一个能量接收单元（Power Receiving Unit， PRU）。在一些有多个PTU存在，并且PTU之间距离较近的场合，如咖啡店，当顾客试图将自己的手机或平板放在某一张具备无线充电功能的桌子上充电的时候，会发生如图1所示的问题。

图1中，当顾客试图将能量接收单元3放在能量发射单元2上充电时，能量接收单元3错误的与能量发射单元1建立了蓝牙连接，并交换错误的充电参数，如PRU，PTU的充电级别（Category），从而引起PRU的过充(Overdrive)和PTU的过载（Overload）。严重时可能损毁充电设备。

PTU通过测量接收到蓝牙信号的强度（Receiving Signal Strength Indicator，RSSI）以及接收到PRU发送的蓝牙广播消息（Advertisement）中携带的发射功率信息来判断PRU离自己的距离。距离是根据功率衰减估算的。同时，PTU检测共振线圈范围内阻抗（Impedance）是否有变化。

如图2所示，该方案需要PTU同时检测接收PRU广播消息的信号衰减和PRU引起的PTU共振线圈输入阻抗的变化。但是由于环境影响，信号衰减可能突然变大。或者检测的输入阻抗并没有发生变化，由于设备的尺寸和相对位置。会产生错误判断的情况。现有标准中，针对这种情况，当其中一个条件满足后，采取的措施是PTU连续接收11次PRU的广播消息后或等待1700ms后， 向PRU发送连接请求。这样做的话，意味着需要等待长达1.7秒后才能开始建立连接，而开始充电的时间将会更长。用户更愿意尽快看到充电指示开始充电。

这种缺点对于穿戴式设备特别明显。因为穿戴式设备作为PRU引起的阻抗变化通常较小，甚至无变化。

因此，现有技术有待改进和提高。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明目的在于提供一种无线充电方法、系统、装置、能量发射设备及接收设备，旨在解决现有技术中当存在多个能量发射设备与能量接收设备会发生交叉充电的情形，而现有的技术中能量发射设备要等待一定时间后才能与能量接收设备连接，增加了充电时间的缺陷。

本发明的技术方案如下：

一种设备间快速握手的无线充电方法，其中，方法包括：

A、实时检测能量接收设备与能量发射设备之间的距离；

B、当能量发射设备检测到与能量接收设备之间的距离小于一预定值时，能量接收设备获取能量发射设备的标识信息，并根据所述标识信息向能量发射设备发送单播消息；

C、能量发射设备接收到单播消息后，与能量接收设备建立连接，开始给能量接收设备充电。

所述设备间快速握手的无线充电方法，其中，所述步骤B具体包括：

B11、当能量发射设备与检测到能量接收设备之间的距离小于一预定值时，接收用户指令改变能量发射设备的参数；

B12、当能量发射设备检测到参数发生变化，发送一条携带自身标识信息的消息；

B13、能量接收设备获取能量发射设备的标识消息；

B14、能量接收设备向上述标识信息对应的能量发射设备发送单播消息。

所述设备间快速握手的无线充电方法，其中，所述步骤B11中的参数是指能量发射单元的温度值和/或压力值。

一种设备间快速握手的无线充电系统，其中，系统包括：

检测模块，用于实时检测能量接收设备与能量发射设备之间的距离；

标识信息获取与发送模块，用于当能量发射设备检测到与能量接收设备之间的距离小于一预定值时，能量接收设备获取能量发射设备的标识信息，并根据所述标识信息向能量发射设备的蓝牙地址发送单播消息；

连接与充电模块，用于当能量发射设备接收到单播消息后，与能量接收设备建立连接，开始给能量接收设备充电。

所述设备间快速握手的无线充电系统，其中，所述标识信息获取与发送模块具体包括：

参数改变单元，用于当能量发射设备检测到与能量接收设备之间的距离小于一预定值时，接收用户指令改变能量发射设备的参数；

标识信息发送单元，用于当能量发射设备检测到参数发生变化，发送一条携带自身标识信息的消息；

标识信息获取单元，用于能量接收设备获取能量发射设备的标识信息；

第一消息发送单元，用于能量接收设备向上述标识信息对应的能量发射设备发送单播消息。

所述设备间快速握手的无线充电系统，其中，所述参数是指能量发射单元的温度值和/或压力值。

一种设备间快速握手的无线充电装置，其中，装置包括：能量发射设备和能量接收设备，能量发射设备上设置有用于检测能量发射设备和能量接收设备之间距离的距离检测装置。

所述的设备间快速握手的无线充电装置，其中，所述能量发射设备上还设置有为温度传感器和/或压力传感器。

一种能量发射设备，其中，在所述能量发射设备上设置有用于检测能量发射设备和能量接收设备之间距离的距离检测装置。

一种能量接收设备，其中，在所述能量接收设备上设置有用于向能量发射设备发送单播消息的消息发送装置。

有益效果：本发明提供了一种无线充电方法、系统、装置、能量发射设备及接收设备，所述方法包括：实时检测能量接收设备与能量发射设备之间的距离；当能量发射设备检测到与能量接收设备之间的距离小于一预定值时，能量接收设备获取能量发射设备的标识信息，并根据所述标识信息向能量发射设备发送单播消息；当能量发射设备接收到单播消息后，与能量接收设备建立连接，开始给能量接收设备充电。本发明中能量接收设备通过带外机制获取能量发射设备的蓝牙地址等标识信息，实现以单播的形式发送能量接收设备信息，能量接收设备无需再做其他判断即可发送连接请求，减少等待时间，同时也避免出现了多个设备间的交叉连接，提高了能量接收设备和能量发射设备的安全性。

附图说明

图1为现有技术中多个能量发射设备和多个能量接收设备中存在的交叉连接示意图；

图2为现有技术中能量发射设备和能量接收设备之间的握手协议示意图；

图3为本发明的本发明的一种设备间快速握手的无线充电方法的较佳实施例的流程图；

图4为本发明的一种设备间快速握手的无线充电方法的具体应用实施例一的能量发射设备和能量接收设备之间的握手示意图；

图5为本发明的一种设备间快速握手的无线充电方法的具体应用实施例二的能量发射设备和能量接收设备之间的握手示意图；

图6为本发明的一种设备间快速握手的无线充电系统的较佳实施例的功能原理框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种设备间快速握手的无线充电方法的较佳实施例的流程图，如图3所示，所述方法包括：

步骤S100、实时检测能量接收设备与能量发射设备之间的距离。

具体实施时，所述能量发射设备可以为一个能量发射单元（Power TransmittingUnit，PTU），以下实施例中，用PTU来代替能量发射设备。能量接收设备可以为一个能量接收单元（Power Receiving Unit， PRU），以下用PRU来代替能量接收设备。PTU通常固定在某个位置并拥有较大尺寸，如咖啡店里的桌子。目前已经有咖啡连锁店使用这样的具备无线充电功能的桌子，这样的桌子就是一个PTU。PRU通常尺寸较小，可以是具备无线充电功能的手提电脑，平板或手机，甚至是可穿戴式设备如智能手表等。

步骤S200、当能量发射设备检测到与能量接收设备之间的距离小于一预定值时，能量接收设备获取能量发射设备的标识信息，并根据所述标识信息向能量发射设备的蓝牙地址发送单播消息。

具体实施时，其中所述单播消息携带所述能量接收设备的充电等级等信息。但不是必须的。也可以在步骤S100中用于测量距离的广播消息中可能已经携带了充电等级等信息。当检测到PRU与PTU的之间的距离小于一预定值，PRU获取PTU的标识信息，该标识信息该标识信息可以是地址，或者其他唯一表示该设备的一串数字，可以为多种类的信息，不仅仅限定于蓝牙地址。本例子以蓝牙地址为例进行说明，PRU获取PTU的标识信息，并发送PRU单播消息到PTU的蓝牙地址。其中所述预定距离为PTU和PRU内部的共振线圈的耦合距离，当PRU与PTU之间距离大于该预定距离时，PTU无法为PRU进行充电。

进一步地，所述步骤S200能量接收设备获取能量发射设备的方法具体包括：

步骤S201、当能量发射设备检测到与能量接收设备之间的距离小于一预定值时，接收用户指令改变能量发射设备的参数；

步骤S202、当能量发射设备检测到参数发生变化，发送一条携带自身标识信息的消息；

步骤S203、能量接收设备获取能量发射设备的标识信息；

步骤S204、能量接收设备向上述标识信息对应的能量发射设备发送单播消息。

具体实施时，参数是指能量发射单元的温度值和/或压力值。如图4所示，本例中标识信息包括但不限于蓝牙，本实施例，以蓝牙地址为例进行说明。当PRU接近目标PTU时，用户可以通过用手或其他身体部位接触PTU表面，产生温度或者压力的变化，PTU中包含的温度传感器或者压力传感器检测到变化后，触发PTU的蓝牙发送一条携带自己蓝牙地址的消息。PRU接收PTU发送消息，并提取PTU的蓝牙地址，作为发送PRU Advertisement消息的目的地址。PTU收到该消息后，立即发送连接请求。

所述步骤S200还具体包括：

步骤S211、当能量发射设备检测到与能量接收设备之间的距离小于一预定值时，能量接收设备扫描能量发射设备上预先设置的二维码，获取能量发射设备的标识信息；

步骤S212、能量接收设备获取到的标识信息向对应的能量发射设备发送单播消息。具体实施时，如图5所示，如果PTU表面有包含其蓝牙地址的二维码，PRU设备包含摄像头单元。当PRU接近目标PTU时，PRU 通过拍摄二维码获取PTU的蓝牙地址。PRU直接向PTU发送携带自己信息的消息。PTU响应并发起连接请求。

步骤S300、当能量发射设备接收到单播消息后，与能量接收设备建立连接，开始给能量接收设备充电。

具体实施时，能量发射设备接收到能量接收设备的单播消息后，无需进行判断和等待即可与能量接收设备建立连接，此时能量发射设备开始为能量接收设备进行充电。实现了能量接收设备与能量发射设备间的信息单播，不用担心为其他能量接收设备发生交叉连接的形式，提高了能量发射设备和能量接收设备的使用安全性。

由以上方法实施例可知，本发明提供了一种设备间快速握手的无线充电方法，当检测到能量接收设备与能量发射设备间的距离在共振线圈耦合距离内，能量接收设备获取能量发射设备的蓝牙地址等标识信息，能量接收设备向能量发射设备发送单播消息，能量发射设备与能量接收建立连接，开始为能量接收设备充电。本发明缩短了能量发射设备为能量接收设备充电的等待时间，避免了交叉充电的情况发生，提高了设备的使用安全性。

在上述方法实施例的基础上，本发明还提供了一种设备间快速握手的无线充电系统的较佳实施例的功能原理框图，如图6所示，所述系统包括：

检测模块100，用于实时检测能量接收设备与能量发射设备之间的距离；具体如上所述。

标识信息获取与发送模块200，用于当能量发射设备检测到与能量接收设备之间的距离小于一预定值时，能量接收设备获取能量发射设备的标识信息，该标识信息可以为地址，或者其他唯一表示该设备的一串数字，可以为多种类的信息，不仅仅限定于蓝牙地址。根据所述标识信息向能量发射设备发送单播消息；具体如上所述。

连接与充电模块300，用于当能量发射设备接收到单播消息后，与能量接收设备建立连接，开始给能量接收设备充电；具体如上所述。

所述设备间快速握手的无线充电系统，其中，所述标识信息获取与发送模块具体包括：

参数改变单元，用于当能量发射设备检测到与能量接收设备之间的距离小于一预定值时，接收用户指令改变能量发射设备的参数；具体如上所述。

标识信息发送单元，用于当能量发射设备检测到参数发生变化，发送一条携带自身标识信息的消息；具体如上所述。

标识信息获取单元，用于能量接收设备获取能量发射设备的标识信息；具体如上所述。

第一消息发送单元，用于能量接收设备向上述标识信息对应的能量发射设备发送单播消息；具体如上所述。

所述设备间快速握手的无线充电系统，其中，所述标识信息获取与发送模块具体包括：

扫描与获取单元，用于当能量发射设备检测到与能量接收设备之间的距离小于一预定值时，能量接收设备扫描能量发射设备上预先设置的二维码，获取能量发射设备的标识信息；具体如上所述。

第二消息发送单元，用于能量接收设备获取到的标识信息向对应的能量发射设置发送单播消息；具体如上所述。

所述设备间快速握手的无线充电系统，其中，所述参数是指能量发射单元的温度值和/或压力值；具体如上所述。

一种设备间快速握手的无线充电装置，其中，装置包括：能量发射设备和能量接收设备，能量发射设备上设置有用于检测能量发射设备和能量接收设备之间距离的距离检测装置；具体如上所述。

所述的设备间快速握手的无线充电装置，其中，所述能量发射设备上还设置有温度传感器和/或压力传感器；具体如上所述。

一种能量发射设备，其中，在所述能量发射设备上设置有用于检测能量发射设备和能量接收设备之间距离的距离检测装置；具体如上所述。

一种能量接收设备，其中，在所述能量接收设备上设置有用于向能量发射设备发送单播消息的消息发送装置；具体如上所述。

综上所述，本发明提供了一种无线充电方法、系统、装置、能量发射设备及接收设备，所述方法包括：实时检测能量接收设备与能量发射设备之间的距离；当能量发射设备检测到与能量接收设备之间的距离小于一预定值时，能量接收设备获取能量发射设备的标识信息，并根据所述标识信息向能量发射设备发送单播消息；当能量发射设备接收到单播消息后，与能量接收设备建立连接，开始给能量接收设备充电。本发明中能量接收设备通过带外机制获取能量发射设备的蓝牙地址等标识信息，实现以单播的形式发送能量接收设备信息，能量接收设备无需再做其他判断即可发送连接请求，减少等待时间，同时也避免出现了多个设备间的交叉连接，提高了能量接收设备和能量发射设备的安全性。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种设备间快速握手的无线充电方法，其特征在于，所述方法包括：

A、实时检测能量接收设备与能量发射设备之间的距离；

B、当能量发射设备检测到与能量接收设备之间的距离小于一预定值时，能量接收设备获取能量发射设备的标识信息，并根据所述标识信息向能量发射设备发送单播消息；

C、当能量发射设备接收到单播消息后，与能量接收设备建立连接，开始给能量接收设备充电；

所述步骤B具体包括：

B11、当能量发射设备检测到与能量接收设备之间的距离小于一预定值时，接收用户指令改变能量发射设备的参数；

B12、当能量发射设备检测到参数发生变化，发送一条携带自身标识信息的消息；

B13、能量接收设备获取能量发射设备的标识信息；

B14、能量接收设备向上述标识信息对应的能量发射设备发送单播消息；

所述步骤B11中的参数是指能量发射单元的温度值和/或压力值。

2.一种设备间快速握手的无线充电系统，其特征在于，系统包括：

检测模块，用于实时检测能量接收设备与能量发射设备之间的距离；

标识信息获取与发送模块，用于当能量发射设备检测到与能量接收设备之间的距离小于一预定值时，能量接收设备获取能量发射设备的标识信息，并根据所述标识信息向能量发射设备发送单播消息；

连接与充电模块，用于当能量发射设备接收到单播消息后，与能量接收设备建立连接，开始给能量接收设备充电；

所述标识信息获取与发送模块具体包括：

参数改变单元，用于当能量发射设备检测到与能量接收设备之间的距离小于一预定值时，接收用户指令改变能量发射设备的参数；

标识信息发送单元，用于当能量发射设备检测到参数发生变化，发送一条携带自身标识信息的消息；

标识信息获取单元，用于能量接收设备获取能量发射设备的标识信息；

第一消息发送单元，用于能量接收设备向上述标识信息对应的能量发射设备发送单播消息；

所述参数是指能量发射单元的温度值和/或压力值。