CN105656114B - 一种智能供电装置、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能供电装置、系统及方法。本发明通过在供电端和用电终端上，增加用于智能供电的专用软件，并通过各种通信手段（包括有线连接和无线连接，其中无线连接包括但不限于蜂窝移动网络、Wifi、蓝牙、NFC等，有线连接包括但不限于PoE、同轴电缆、光纤、USB数据连接等）进行软件程序间的通信，来协商和界定合理的供电模式，供电模式包括电气输出参数（供电电压、供电电流等）和供电时间、供电间隔等。通过供电端的电源控制模块，实现可控的电气输出，对用电终端完成基于用户使用场景或使用习惯的智能供电操作。

Description

一种智能供电装置、系统及方法

技术领域

本发明涉及一种供电技术，具体地说，是一种智能供电装置及方法。

背景技术

当前，电能的使用已经普及到了各个领域，几乎任何产品都离不开电。因此，人类社会对电力的消耗是巨大的。在节能环保理念的倡导下，如何节省用电器对电能的消耗是人们一直追求的目标。

一般情况下，用电器在不同的工作场景下，其用电量是变化的。以电动汽车为例，在停车状态，只有防盗等最基本的系统功能在运行，其电力消耗非常低。而在行车准备状态下，其除了基本的系统功能外，其它一些辅助系统也开始运行，例如电动车窗、空调系统、仪表、各种传感器，以及娱乐系统等。而在汽车行驶过程中，还在为发动机提供电能。并且每个状态下的用电量也是随时变化的。例如空调出风温度的高低、娱乐系统所播放的内容等都会影响行车准备状态时的用电量，而车速则是影响汽车行驶过程中用电量的主要因素。再例如电脑，人们在利用电脑做不同工作时，例如网页浏览、办公处理、观看视频或者玩大型游戏时，电脑的用电量也有着巨大的差别。

然而，现有技术中对用电器的供电一般是恒定的。也就是说，电源（包括电池）向用电器的供电量是以用电器所需要的最大电量供应的。如此，势必有一部分电量会被浪费掉。即使有部分用电器具备节能效果，例如电视机在待机状态下消耗的电量比开机状态下小得多。但是，现有技术的供电技术仍然存在以下问题：1）现有技术中的节能处理一般都是在用电器侧来完成的。例如在电视机中，由市电向电视机的供电的就是一根简单的电源线，而节能用的电路、芯片等是仅仅设计在电视机的电路板上的，以在不同的状态获取不同的电能供电视机使用。这无法从源头上实现按需供电，达到最佳的节能效果。2）现有技术中的节能一般仅仅是简单分级。例如在电视机中，仅仅是为开机状态和待机状态设定两种功率输出，不能根据各状态下具体的电力消耗随时调整功率输出，同样无法达到最佳的节能效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种智能供电装置及方法，可以考虑到用电设备的使用场景随时调整供电量，减少无用电能的损失，达到最优的节能效果。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于用电终端的智能供电装置，包括终端核心层、终端通信层和终端物理层，其中，所述终端核心层用于收集用电终端的使用情况，并根据所述使用情况判断出所述用电终端的使用场景，将所述用电终端的使用场景通过所述终端通信层发送给供电端，由所述供电端选择相应的供电模式为所述用电终端供电；所述终端物理层与所述供电端连接，用于从所供电端获取电能。

进一步地，所述终端通信层还用于实现所述用电终端与所述供电端的协商，并由所述供电端根据所述协商结果选择供电模式。

进一步地，所述终端核心层包括：

终端使用情况采集模块，用于监听和采集用电终端的使用情况；

终端供电逻辑模块，用于对终端使用情况采集模块采集到的用电终端使用情况进行汇总、整理、分析和形成逻辑判断，得到用电终端的使用场景和用户使用习惯；

所述终端通信层包括：

终端通信模块，用于将终端供电逻辑模块所得到的使用场景发送到所述供电端，以通知所述供电端根据用电终端的使用场景对用电终端供电。

进一步地，所述用电终端使用情况包括CPU运行状态、系统运行状态、输入输出设备使用状态、用电终端上的硬件外设使用状态、用电终端上的软件应用使用状态之一或任意组合。

进一步地，所述终端通信模块采用有线数据连接或无线数据连接。

进一步地，所述供电模式包括供电电流和供电电压的组合。

进一步地，所述供电模式还包括供电时间、供电间隔与所述供电电流、供电电压的组合。

本发明还提供了一种包含有上述的智能供电装置的用电终端。

本发明还提供了一种用于供电端的智能供电装置，包括供电端通信层和供电端物理层，所述供电端物理层包括供电模块、供电控制模块和电源输出模块，其中，所述供电端通信层用于从用电终端接收用电终端的使用场景；所述供电模块连接交流电或直流电输入，并为所述电源输出模块提供交流电或直流电；所述供电控制模块用于根据所述供电端通信层接收到的用电终端的使用场景选择相应的供电模式，并控制所述电源输出模块为所述用电终端供电。

进一步地，还包括供电端核心层，所述供电端核心层用于采集供电端的使用状态参数；所述供电控制模块还根据所述供电端核心层采集到的供电端的使用状态参数选择相应的供电模式，并控制所述电源输出模块为所述用电终端供电。

进一步地，所述供电端核心层还将所述供电端的使用状态参数通过供电端通信层发送给所述用电终端，与用电终端进行协商，并将协商结果发送给所述供电控制模块，所述供电控制模块根据协商结果选择供电模式，控制所述电源输出模块为所述用电终端供电。

进一步地，所述供电端通信层包括：

供电端通信模块，用于接收用电终端发送来的使用场景；

所述供电端核心层包括电器使用状态采集模块和供电端供电逻辑模块，其中：

所述供电端使用状态采集模块，用于采集和监控供电端的使用状态参数，并将采集到的使用状态参数输出到所述供电端供电逻辑模块；

供电端供电逻辑模块，用于根据所述供电端通信模块接收到的用电终端的使用场景及所述供电端使用状态采集模块采集到的供电端的使用状态参数选择相应的供电模式，并通知所述供电控制模块，由所述供电控制模块根据供电模式控制电源输出模块为用电终端供电。

进一步地，所述供电端使用状态参数包括供电端温度、供电端的系统运行状态、供电时间、供电间隔、供电日志、传感器信息和供电端应用程序信息其中之一或任意组合。

进一步地，所述供电端通信模块通过有线数据连接或无线数据连接通信。

进一步地，所述供电模式包括供电电流和供电电压的组合。

进一步地，所述供电模式还包括供电时间、供电间隔与所述供电电流、供电电压的组合。

本发明还提供了一种包含有上述的用于供电端的智能供电装置的电源。

本发明还提供了一种包含有上述的用于用电终端的智能供电装置和用于供电端的智能供电装置的智能供电系统。

本发明还提供了一种智能供电方法，包括：

收集用电终端的使用情况，并根据所述使用情况判断出所述用电终端的使用场景；

将所述用电终端的使用场景发送给供电端；

供电端从用电终端接收用电终端的使用场景；

供电端根据收到的用电终端的使用场景选择相应的供电模式，为所述用电终端供电。

进一步地，所述用电终端使用情况包括CPU运行状态、系统运行状态、输入输出设备使用状态、用电终端上的硬件外设使用状态、用电终端上的软件应用使用状态之一或任意组合。

进一步地，还包括：

采集供电端的使用状态参数；

根据供电端的使用状态参数选择相应的供电模式，为所述用电终端供电。

进一步地，还包括：

将所述供电端的使用状态参数发送给用电终端，与用电终端进行协商，并根据协商结果选择供电模式，为所述用电终端供电。

进一步地，所述供电端使用状态参数包括供电端温度、供电端的系统运行状态、供电时间、供电间隔、供电日志、传感器信息和供电端应用程序信息其中之一或任意组合。

进一步地，所述供电模式包括供电电流和供电电压的组合。

进一步地，所述供电模式还包括供电时间、供电间隔与所述供电电流、供电电压的组合。

本发明解决了目前供电端和用电终端设备之间，只能通过传统的供电电路本身进行基本的供电操作的问题，根据消费者在用电终端上的实时或习惯性的使用场景，进行合理判断和分析，继而由供电端进行配合，提供合理的供电电流和电压等电气特性，随时调整供电量，减少无用电能的损失，达到最优的节能效果，以实现安全、绿色环保并且方便消费者使用。

附图说明

图1是本发明中用电终端及供电端的整体构架图。

图2是本发明的具有智能供电的用电终端及供电端的一实施例的模块架构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本发明通过在供电端和用电终端上，增加用于智能供电的专用软件，并通过各种通信手段（有线连接或无线连接，其中无线连接包括但不限于蜂窝移动网络、Wifi、蓝牙、NFC等，有线连接包括但不限于PoE、同轴电缆、光纤、USB数据连接等）进行软件程序间的通信，来协商和界定合理的供电模式，供电模式包括电气输出参数（供电电压、供电电流等）和供电时间等。而供电端和用电终端之间既可以通过上述通信手段直接相互通信，也可以通过网络服务器等间接相互通信。通过供电端的电源控制模块，实现可控的电气输出，对用电终端完成基于用户使用场景或使用习惯的智能供电操作。

如图1所示，本发明的用于用电终端的智能供电装置，为设置在用电终端上的硬件装置或虚拟装置，包括终端核心层、终端通信层和终端物理层，其中，所述终端核心层用于收集用电终端的使用情况，并根据所述使用情况判断出所述用电终端的使用场景，将所述用电终端的使用场景通过所述终端通信层发送给供电端，由所述供电端选择相应的供电模式为所述用电终端供电；所述终端物理层与所述供电端连接，用于从所供电端获取电能。所述终端通信层还用于实现所述用电终端与所述供电端的协商，并由所述供电端根据所述协商结果选择供电模式。

另外，所述终端核心层包括：

终端使用情况采集模块，用于监听和采集用电终端的使用情况；

终端供电逻辑模块，用于对终端使用情况采集模块采集到的用电终端使用情况进行汇总、整理、分析和形成逻辑判断，得到用电终端的使用场景；

所述终端通信层包括：

终端通信模块，用于将终端供电逻辑模块所得到的使用场景发送到所述供电端，以通知所述供电端根据用电终端的使用场景对用电终端供电。

所述用电终端使用情况包括CPU运行状态、系统运行状态、输入输出设备使用状态、用电终端上的硬件外设使用状态、用电终端上的软件应用使用状态等之一或任意组合。所述终端通信模块采用有线连接或无线连接，其中无线连接包括但不限于蜂窝移动网络、Wifi、蓝牙或NFC通信，有线连接包括但不限于PoE、同轴电缆、光纤、USB数据连接。所述供电模式包括供电电流和供电电压的组合。所述供电模式还包括供电时间、供电间隔与所述供电电流、供电电压的组合。其中，供电间隔是指采用多次供电模式时，两次供电之间的间隔时间。也即供电时采用每供电一段时间，暂停供电一段时间，然后再次供电一段时间，依此循环。两次供电之间的暂停时间即为供电间隔。此种场景例如会出现在仅为一盏闪烁的灯供电的情况下。

本发明的用于用电终端的智能供电方法包括：

收集用电终端的使用情况，并根据所述使用情况判断出所述用电终端的使用场景；

将所述用电终端的使用场景发送给供电端，由所述供电端选择相应的供电模式为所述用电终端供电。

本发明的用于用电终端的智能供电方法还包括：

所述用电终端与所述供电端进行协商，并由所述供电端根据所述协商结果选择供电模式。

所述用电终端使用情况包括CPU运行状态、输入输出设备使用状态、用电终端上的硬件外设使用状态、用电终端上的软件应用使用状态之一或任意组合。所述供电模式包括供电电流和供电电压的组合。所述供电模式还包括供电时间、供电间隔与所述供电电流、供电电压的组合。

如图1所示，本发明的供电端，包括供电端通信层和供电端物理层，所述供电端物理层包括供电模块、供电控制模块和电源输出模块，其中，所述供电端通信层用于从用电终端接收用电终端的使用场景；所述供电模块连接交流电或直流电输入，并为所述电源输出模块提供交流电或直流电；所述供电控制模块用于根据所述供电端通信层接收到的用电终端的使用场景选择相应的供电模式，并控制所述电源输出模块为所述用电终端供电。

本发明的供电端还包括供电端核心层，所述供电端核心层用于采集供电端的使用状态参数；所述供电控制模块还根据所述供电端核心层采集到的供电端的使用状态参数选择相应的供电模式，并控制所述电源输出模块为所述用电终端供电。

所述供电端核心层还将所述供电端的使用状态参数通过供电端通信层发送给所述用电终端，与用电终端进行协商，并将协商结果发送给所述供电控制模块，所述供电控制模块根据协商结果选择供电模式，控制所述电源输出模块为所述用电终端供电。

所述供电端通信层包括：

供电端通信模块，用于接收用电终端发送来的使用场景；

所述供电端核心层包括电器使用状态采集模块和供电端供电逻辑模块，其中：

所述供电端使用状态采集模块，用于采集和监控供电端的使用状态参数，并采集到的使用状态参数输出到所述供电端供电逻辑模块；

供电端供电逻辑模块，用于根据所述供电端通信模块接收到的用电终端的使用场景及所述供电端使用状态采集模块采集到的供电端的使用状态参数选择相应的供电模式，并通知所述供电控制模块，由所述供电控制模块根据供电模式控制电源输出模块为用电终端供电。

所述供电端使用状态参数包括供电端温度、供电端的系统运行状态、供电时间、供电间隔、供电日志、传感器信息和供电端应用程序信息其中之一或任意组合。所述供电端通信模块采用有线连接或无线连接，其中无线连接包括但不限于蜂窝移动网络、Wifi、蓝牙或NFC通信，有线连接包括但不限于PoE、同轴电缆、光纤、USB数据连接。所述供电模式包括供电电流和供电电压的组合。所述供电模式还包括供电时间、供电间隔与所述供电电流、供电电压的组合。

本发明的供电端可以单独根据用电终端的使用场景选择供电模式，也可以单独根据供电端的使用状态选择供电模式，也可以同时根据用电终端的使用场景和供电端的使用状态协商来选择供电模式。

本发明的供电端的智能供电方法包括：

从用电终端接收用电终端的使用场景；

根据收到的用电终端的使用场景选择相应的供电模式，为所述用电终端供电。

本发明的供电端的智能供电方法还包括：

采集供电端的使用状态参数；

根据供电端的使用状态参数选择相应的供电模式，为所述用电终端供电。

本发明的供电端的智能供电方法还包括：

将所述供电端的使用状态参数发送给用电终端，与用电终端进行协商，并根据协商结果选择供电模式，为所述用电终端供电。

所述供电端使用状态参数包括供电端温度、供电端的系统运行状态、供电时间、供电间隔、供电日志、传感器信息和供电端应用程序信息其中之一或任意组合。所述供电模式包括供电电流和供电电压的组合。所述供电模式还包括供电时间、供电间隔与所述供电电流、供电电压的组合。

本发明的供电系统，包括两个部分，一部分为设置在用电终端上的智能供电装置，该智能供电装置可以是硬件装置，也可以是虚拟装置（即应用软件）。本发明的供电系统的另一部分为设置在供电端的智能供电装置。

本发明的智能供电方法可以单独根据用电终端的使用场景选择供电模式，也可以单独根据供电端的使用状态选择供电模式，也可以同时根据用电终端的使用场景和供电端的使用状态协商来选择供电模式。

本发明的智能供电方法包括：

收集用电终端的使用情况，并根据所述使用情况判断出所述用电终端的使用场景；

将所述用电终端的使用场景发送给供电端；

供电端从用电终端接收用电终端的使用场景；

供电端根据收到的用电终端的使用场景选择相应的供电模式，为所述用电终端供电。

所述用电终端使用情况包括CPU运行状态、系统运行状态、输入输出设备使用状态、用电终端上的硬件外设使用状态、用电终端上的软件应用使用状态等之一或任意组合。

本发明的智能供电方法还包括：

采集供电端的使用状态参数；

根据供电端的使用状态参数选择相应的供电模式，为所述用电终端供电。

本发明的智能供电方法还包括：

将所述供电端的使用状态参数发送给用电终端，与用电终端进行协商，并根据协商结果选择供电模式，为所述用电终端供电。

所述供电端使用状态参数包括供电端温度、供电端的微处理器运行状态、供电时间、传感器信息和供电端应用程序信息其中之一或任意组合。所述供电模式包括供电电流和供电电压的组合。所述供电模式还包括供电时间、供电间隔与所述供电电流、供电电压的组合。

下面结合图2所示的一具体实施例对本发明作进一步详细地说明。

首先对图2中各方框进行解释说明：

用电终端100，即需要供电的设备，包括但不限于电动汽车、各种家用电器、电脑等。

用电终端的核心系统110，归属于用电终端100。比如使用单芯片集成方案（System-On-Chip）的核心系统，连接有多个子系统。该核心系统的硬件包括中央处理器、存储器和外部设备等；软件是用电终端的运行程序和相应的文档。核心系统具有接收和存储信息、按程序快速计算和判断并输出处理结果等功能。

供电接口112，归属于用电终端100。即向用电终端进行外部供电的接口，包括但不限于USB接口、无线供电接口和各种专用接口等等。

用电终端的其他子系统113，归属于用电终端100。即和供电操作和应用没有直接关系的、归属于用电终端的其他子系统。

智能供电装置核心层120（本实施例采用智能供电专用的应用程序实现），安装或嵌入在用电终端100的软硬件系统中，专门用于采集和分析用户使用场景，进行相应的逻辑处理，并负责和供电端进行通信，协商供电控制指令的系统。该系统可以是驻留在用户终端上的软件，也可以专用硬件或者芯片的形式，连接到用电终端系统中。

终端使用情况采集模块121，归属于智能供电装置核心层120。用于监听和采集用电终端使用情况，包括但不限于CPU运行状态、输入输出设备（如显示屏）使用状态、用电终端上的硬件外设（如卫星定位模块和Wifi通信模块等）、以及用电终端上的软件应用（如浏览器、游戏、视频播发等）的实时信息与非实时信息进行采集。

终端供电逻辑模块122，归属于智能供电装置核心层120。用于对终端使用情况采集模块121采集到的终端使用场景进行汇总、整理、分析和形成逻辑判断，终端供电逻辑模块122也可以和网络服务器300以及供电端的供电逻辑模块222进行配合和协商，以确定合理的供电逻辑。

用电终端通信应用程序123，归属于智能供电装置核心层120。用于在逻辑层面和供电端的通信模块建立通信，实现安全、可靠的数据通信和数据传输，承载供电逻辑的协商和互相发送指令等等。考虑到用户个人隐私和系统可靠性，用电终端通信应用程序123和供电端通信模块214本身和建立的通信有可能要进行加密。

终端通信模块130，用于在物理层面建立用电终端100和供电端200的数据通信，可以直接使用用电终端和供电端已经具备的物理连接能力，也可以通过增加其他通信设备来实现，可以是有线连接或无线连接，其中无线连接包括但不限于蜂窝移动网络、Wifi、蓝牙或NFC通信，有线连接包括但不限于PoE、同轴电缆、光纤、USB数据连接，承载用电终端通信应用程序123和供电端通信应用程序223之间的通信。

供电端200，即对用电终端提供智能供电能力的设备。

供电模块201，归属于供电端200。即连接交流电或直流电输入，提供交流电或直流电输出的电源输入模块。

供电控制模块202，归属于供电端200。即根据微处理器210提供的控制，输出合理的电气参数至电源输出模块203。

电源输出模块203，归属于供电端200。输出合理的电气参数到用电终端的供电接口112。

微处理器210，即一片或少数几片大规模集成电路组成的中央处理器，负责执行控制部件和算术逻辑部件的功能。

存储器211，为在没有电流供应的条件下也能够长久地保持数据的不挥发性内存。

内存储器212，其作用是用于暂时存放微处理器中的运算数据，以及与其他外部存储器交换的数据。微处理器会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后微处理器再将结果传送出来。

供电端的其他子系统213，归属于供电端200。即和供电操作和应用没有直接关系的，归属于供电端的其他子系统。

供电端通信模块214。用于建立用电终端100和供电端200的数据通信，可以直接使用用电终端和供电端已经具备的物理连接能力，也可以通过增加其他通信设备来实现，包括但不限于蜂窝移动网络、Wifi、PoE、同轴电缆、光纤、USB数据连接、蓝牙、NFC等等，承载用电终端通信应用程序123和供电端通信应用程序223之间的通信。

操作系统215，操作系统是计算机硬件和其他软件的接口。操作系统的功能包括管理计算机系统的硬件、软件及数据资源，控制程序运行，为其它应用软件提供支持等，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，提供了各种形式的用户界面，使用户有一个好的工作环境，为其它软件的开发提供必要的服务和相应的接口。操作系统存储在存储器中，启动时加载到内存储器。

软件应用程序216，即运行在操作系统215之上的各类软件应用程序。软件应用程序存储在存储器中，启动时加载到内存储器。

供电端核心层220（本实施例中以供电专用应用系统的方式实现），即安装或嵌入在供电端的软硬件系统中，专门用于采集和分析用户使用场景，进行相应的逻辑处理，并负责和安装在用户终端中的供电专用应用系统进行通信，协商供电控制指令的系统。

供电端使用状态采集模块221，归属于供电端核心层220。用于采集和监控供电端的使用情况，包括但不限于供电模块温度、微处理器运行状态、供电时间、以及供电端上的其他相关参数、传感器信息和应用程序信息的实时信息与非实时信息进行采集。

供电端供电逻辑模块222，归属于供电端核心层220。用于对供电端使用状态采集模块221采集到的终端使用场景进行汇总、整理、分析和形成逻辑判断，该供电端供电逻辑模块222也可以和网络服务器300以及用电终端的供电逻辑模块122进行配合和协商，以确定合理的供电逻辑。

供电端通信应用程序223，归属于供电端核心层220。用于在逻辑层面和用电终端的通信应用程序123建立数据通信，实现安全、可靠的数据通信和数据传输，承载供电逻辑的协商和互相发送指令等等。考虑到用户个人隐私和系统可靠性，用电终端的通信应用程序123和供电端通信模块214本身和建立的通信有可能要进行加密。

网络服务器300，指通过局域网、广域网或者互联网，对智能供电装置核心层120提供网络服务的服务器，其提供的服务包括但不限于数据支持、设备适配、算法更新、软件更新等在内的网络服务。

图中标号400为用电终端100和网络服务器300之间的数据通信；图中标呈500为用电终端100和供电端200之间的数据通信；图中标号600为用电终端100和供电端200之间的供电物理连接，该连接可以采用有线连接，也可以采用无线连接，既可支持有线供电，也可支持无线供电。

本发明的智能供电方法包括：

1）用电终端供电时和非供电时的信息采集。在用电终端100的核心系统110上安装或附着智能供电专用的应用程序，智能供电专用的应用程序包括三个主要模块，即终端使用情况采集模块121、终端供电逻辑模块122和用电终端通信应用程序123。终端使用情况采集模块121将采取实时或非实时的方式，监听和采集用电终端使用情况，包括但不限于CPU运行状态、系统运行状态、输入输出设备（如显示屏）使用状态、用电终端上的硬件外设（如卫星定位模块和Wifi通信模块等）、以及用电终端上的软件应用（如浏览器、游戏、视频播发等）的使用情况。终端使用情况采集模块121将其采集到的信息，提供给终端供电逻辑模块122，也可以根据终端供电逻辑模块122要求采集的内容，更新其采集的信息。

2）建立用电终端和供电端的通信。用电终端的通信模块130和供电端的通信模块214，利用用电终端和供电端已经具备的物理连接能力（如USB连接），也可以借助其他通信环境或通信设备来建立连接，包括有线连接或无线连接，其中无线连接包括但不限于蜂窝移动网络、Wifi、蓝牙或NFC通信，有线连接包括但不限于PoE、同轴电缆、光纤、USB数据连接。在用电终端的通信模块130和供电端的通信模块214之间建立消息机制、命令机制、或建立通信协议等方式，实现用电终端和供电端的通信能力。

3）制定和协商合理的智能供电规则。终端供电逻辑模块122对来自终端使用情况采集模块121采集到的终端使用场景进行汇总、整理、分析和形成逻辑判断，同时也可以根据需求，和网络服务器300以及供电端上的供电逻辑模块222进行共同分析、配合与协商；针对用户不同使用场景，制定合理的智能供电规则。

4）智能供电规则的生效。由终端供电逻辑模块122制定或由终端供电逻辑模块122与智能供电逻辑模块222或网络服务器300共同制定的智能供电规则，通过用电终端的通信模块130和供电端的通信模块214已经建立起的通信机制，将智能供电规则同步或发送到供电端的供电端供电逻辑模块222。供电端的供电逻辑模块222通过将智能供电规则转化为电气参数的实时指令或计划，通过微处理器210发送给供电控制模块202，由供电控制模块202在供电电路上进行控制，确保供电端的供电输出模块203按照制定的电气参数输出到用电终端的供电接口112。

5）智能供电规则生效后的监控，在智能供电规则生效后，终端使用情况采集模块121将监控供电规则的执行情况，收集供电效果，持续监听和采集用电终端使用情况，重新进入1）的操作，形成持续的闭环操作。

本发明由供电端向用电终端的供电操作，可以达到根据消费者在用电终端上的实时或习惯性的使用场景，进行合理判断和分析，继而由供电端进行配合，提供合理的供电电流和电压等电气特性，以实现安全、绿色环保并且方便消费者使用的智能供电。

下面以电动汽车作为一个应用实例予以说明。在本实施例中，电动汽车的蓄电池作为供电端，而电动汽车中所有消耗电能的系统作为用电终端。在汽车停车状态，只有防盗等基本系统运行，此时设置在汽车中的终端使用情况采集模块121将汽车的使用情况上报给终端供电逻辑模块122，在完成逻辑处理和分析后，即可通知供电端，由供电端将蓄电池的电能以低电压、低电流的形式提供给汽车，且供电量恰好能满足基本系统的使用。并且，在该状态下，如果使用场景发生变化，例如有人触动汽车需要鸣笛和使车灯闪烁以报警，这时终端使用情况采集模块121将该变化的情况上报给终端供电逻辑模块122，由终端供电逻辑模块122进一步处理和分析后，通知供电端增加合适的供电量，并且还可以根据鸣笛和车灯闪烁的周期频率实施脉冲式供电，以在最大程度上提高供电效率，减少损失。

在汽车行驶准备状态下，由于用户接通了ACC电源，这时车载空调、车窗、雨刷、娱乐系统等可以工作，汽车中的终端使用情况采集模块121将汽车此时的使用情况上报给终端供电逻辑模块122，上报的信息中除了汽车处于ACC接通外信息外，还可以包括更为详细的信息，例如：空调是否开启、若开启风机的送风量、是否正在开关车窗、雨刷是否启动以及摆速度、娱乐系统是否启动、娱乐系统所播放的内容（收音机、音乐、视频等）、汽车大灯是否开启以及大灯亮度等，在由终端供电逻辑模块122完成逻辑处理和分析后，即可通知供电端，由供电端将蓄电池的电能以低电压、中大电流的形式提供给汽车，且供电量恰好能满足汽车系统运行的使用。并且，在该状态下，如果使用场景发生变化，例如关闭了娱乐系统、开启了空调、大灯由近光切换为远光等，这时终端使用情况采集模块121将该变化的情况上报给终端供电逻辑模块122，由终端供电逻辑模块122进一步处理和分析后，通知供电端增加或减少合适的供电量。

在汽车行驶状态下，汽车中的终端使用情况采集模块121除了采集上述各种信息外，还采集和汽车行驶有关的各种参数（例如车速）并上报给终端供电逻辑模块122，终端供电逻辑模块122在完成逻辑处理和分析后，即可通知供电端，由供电端将蓄电池的电能以合适的电压及电流提供给汽车，且供电量恰好能满足整个系统的使用。同时，终端使用情况采集模块121可实时监测整个系统的运行，在运行状态发生变化时，例如车速变化时，终端使用情况采集模块121将变化的情况上报给终端供电逻辑模块122，终端供电逻辑模块122在进一步处理和分析后，通知供电端改变供电最以适应车速的变化。

另外，还可以同时采集供电端的各种参数，例如蓄电池的剩余电量、温度等，确定供电端的使用场景，并将该使用场景与用电终端的使用场景进行综合分析，协商后确定供电模式。

当然，上述实施例是以电动汽车作为实施例说明的，本领域技术人员可以得知的，普通的燃油汽车以及油电混合动车的汽车同样可以应用上述技术以达到节能的目的。

下面再以电脑作为一个应用实例予以说明。在本实施例中，电脑主机以及其外设作为用电终端，而供电端可以设置在插座上，也可以设置在电脑的电源插头上。首先，电脑的运行状态包括待机、开机等，并且在开关状态下还包括各种使用场景，例如网页浏览、办公、播放视频、运行游戏等，设置在电脑主机中的终端使用情况采集模块121采集电脑的运行状态以及使用场景，上报给终端供电逻辑模块122，终端供电逻辑模块122在完成逻辑处理和分析后，即可通知供电端，由供电端从城市电网上获取电能，并根据使用场景以合适的电压和电流提供给电脑。并且，在电脑的运行状态及使用场景发生变化时，终端使用情况采集模块121随时将变化的情况上报给终端供电逻辑模块122，终端供电逻辑模块122通知供电端，由供电端根据电脑运行状态及使用场景的变化及时调整供电量，以达到节能的目的。

由上述实施例可知，本发明不仅适用于自身不带电池的用电器的供电，也可以适用于自身带电池的用电器的供电。在自身带电池的用电器中，由电池向供电器供电，电池即为供电端。

此外，终端通信模块130，可以直接使用用电终端和供电端已经具备的物理连接能力，也通过增加其他通信设备来实现，包括有线连接或无线连接，其中无线连接包括但不限于蜂窝移动网络、Wifi、蓝牙或NFC通信，有线连接包括但不限于PoE、同轴电缆、光纤、USB数据连接。

微处理器210也可以是集成度更低的中央处理器，或集成度更高的微处理单元。

存储器211除了可以由FLASH内存来完成外，也可以用其它具备不挥发特性，即没有电流供应的情况下也能够长久保持数据的元器件来替代，如软盘、硬盘、可读写光盘、磁带、可移动存储器等。

供电端通信模块214，可以直接使用用电终端和供电端已经具备的物理连接能力，也通过增加其他的模拟或数字通信设备来实现，包括但不限于蜂窝移动网络、Wifi、PoE、同轴电缆、光纤、USB数据连接、蓝牙、NFC、卫星通信、FM载波等等。

操作系统215可以是智能卡操作系统、实时操作系统、传感器节点操作系统、嵌入式操作系统、个人计算机操作系统、多处理器操作系统、网络操作系统和大型机操作系统等。

供电端核心层220，可以是运行在操作系统上的软件，也可以采用专用硬件或者芯片的形式，存在于供电端系统中。

网络服务器300，即可以与用电终端进行连接，也可以于供电端通过网络进行连接和提供服务，也可以同时连接和支持用电终端与供电端。

本发明将传统的电气设备供电端改造为具有处理能力的计算机系统，可以根据计算机系统的消息、命令和信号，控制电气系统的输出。在用电终端上，对用电终端的使用情况进行监控、对不同的使用场景进行分析，制定出个性化的智能供电规则。在用电终端和供电端之间建立通信机制，将用电终端上采集的信息和制定的供电规则反馈给供电端。

本发明的智能供电装置可以以硬件形式集成于用电终端内，也可以作为虚拟装置以软件形式集成于用电终端内。本发明所说的用电终端包括但不限于手机、平板电脑、智能手表、运动手环、便携式计算机、电动车辆（电动汽车、电动自行车等）、电动船舶、数码相机、数码摄像机、无人机、其它电动飞行器等。本发明的智能供电方法可以单独为一台用电终端供电，也可以同时为多台用电终端供电。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (22)

1.一种用于用电终端的智能供电装置，其特征在于，包括终端核心层、终端通信层和终端物理层，其中，所述终端核心层用于收集用电终端的使用情况，并根据所述使用情况判断出所述用电终端的使用场景，将所述用电终端的使用场景通过所述终端通信层发送给供电端，由所述供电端选择相应的供电模式为所述用电终端供电；所述终端物理层与所述供电端连接，用于从所供电端获取电能，所述终端通信层还用于实现所述用电终端与所述供电端的协商，并由所述供电端根据所述协商结果选择供电模式。

2.根据权利要求1所述的用于用电终端的智能供电装置，其特征在于，所述终端核心层包括：

终端使用情况采集模块，用于监听和采集用电终端的使用情况；

终端供电逻辑模块，用于对终端使用情况采集模块采集到的用电终端使用情况进行汇总、整理、分析和形成逻辑判断，得到用电终端的使用场景和用户使用习惯；

所述终端通信层包括：

终端通信模块，用于将终端供电逻辑模块所得到的使用场景发送到所述供电端，以通知所述供电端根据用电终端的使用场景对用电终端供电。

3.根据权利要求2所述的用于用电终端的智能供电装置，其特征在于，所述用电终端使用情况包括CPU运行状态、系统运行状态、输入输出设备使用状态、用电终端上的硬件外设使用状态、用电终端上的软件应用使用状态之一或任意组合。

4.根据权利要求2所述的用于用电终端的智能供电装置，其特征在于，所述终端通信模块采用有线数据连接或无线数据连接。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的用于用电终端的智能供电装置，其特征在于，所述供电模式包括供电电流和供电电压的组合。

6.根据权利要求5所述的用于用电终端的智能供电装置，其特征在于，所述供电模式还包括供电时间、供电间隔与所述供电电流、供电电压的组合。

7.一种包含有权利要求1-6中任意一项所述的智能供电装置的用电终端。

8.一种用于供电端的智能供电装置，其特征在于，包括供电端通信层和供电端物理层，所述供电端物理层包括供电模块、供电控制模块和电源输出模块，其中，所述供电端通信层用于从用电终端接收用电终端的使用场景；所述供电模块连接交流电或直流电输入，并为所述电源输出模块提供交流电或直流电；还包括供电端核心层，所述供电端核心层用于采集供电端的使用状态参数，通过供电端通信层发送给所述用电终端，与用电终端进行协商，并将协商结果发送给所述供电控制模块，所述供电控制模块根据协商结果选择供电模式，并控制所述电源输出模块为所述用电终端供电。

9.根据权利要求8所述的用于供电端的智能供电装置，其特征在于，所述供电端通信层包括：

供电端通信模块，用于接收用电终端发送来的使用场景；

所述供电端核心层包括电器使用状态采集模块和供电端供电逻辑模块，其中：

所述供电端使用状态采集模块，用于采集和监控供电端的使用状态参数，并将采集到的使用状态参数输出到所述供电端供电逻辑模块；

供电端供电逻辑模块，用于根据所述供电端通信模块接收到的用电终端的使用场景及所述供电端使用状态采集模块采集到的供电端的使用状态参数选择相应的供电模式，并通知所述供电控制模块，由所述供电控制模块根据供电模式控制电源输出模块为用电终端供电。

10.根据权利要求8所述的用于供电端的智能供电装置，其特征在于，所述供电端使用状态参数包括供电端温度、供电端的系统运行状态、供电时间、供电间隔、供电日志、传感器信息和供电端应用程序信息其中之一或任意组合。

11.根据权利要求9所述的用于供电端的智能供电装置，其特征在于，所述供电端通信模块通过有线数据连接或无线数据连接通信。

12.根据权利要求8-11中任意一项所述的用于供电端的智能供电装置，其特征在于，所述供电模式包括供电电流和供电电压的组合。

13.根据权利要求12所述的用于供电端的智能供电装置，其特征在于，所述供电模式还包括供电时间、供电间隔与所述供电电流、供电电压的组合。

14.一种包含有权利要求8-13中任意一项所述的用于供电端的智能供电装置的电源。

15.一种包含有权利要求1-6中任意一项所述的用于用电终端的智能供电装置和权利要求8-13中任意一项所述的用于供电端的智能供电装置的智能供电系统。

16.一种智能供电方法，其特征在于，包括：

由用电终端的智能供电装置收集用电终端的使用情况，并根据所述使用情况判断出所述用电终端的使用场景；

将所述用电终端的使用场景发送给供电端；

供电端从用电终端接收用电终端的使用场景；

供电端根据收到的用电终端的使用场景与用电终端协商选择相应的供电模式，为所述用电终端供电。

17.根据权利要求16所述的智能供电方法，其特征在于，所述用电终端使用情况包括CPU运行状态、系统运行状态、输入输出设备使用状态、用电终端上的硬件外设使用状态、用电终端上的软件应用使用状态之一或任意组合。

18.根据权利要求17所述的智能供电方法，其特征在于，还包括：

采集供电端的使用状态参数；

根据供电端的使用状态参数选择相应的供电模式，为所述用电终端供电。

19.根据权利要求18所述的智能供电方法，其特征在于，还包括：

将所述供电端的使用状态参数发送给用电终端，与用电终端进行协商，并根据协商结果选择供电模式，为所述用电终端供电。

20.根据权利要求18所述的智能供电方法，其特征在于，所述供电端使用状态参数包括供电端温度、供电端的系统运行状态、供电时间、供电间隔、供电日志、传感器信息和供电端应用程序信息其中之一或任意组合。

21.根据权利要求16-20中任意一项所述的智能供电方法，其特征在于，所述供电模式包括供电电流和供电电压的组合。

22.根据权利要求21所述的智能供电方法，其特征在于，所述供电模式还包括供电时间、供电间隔与所述供电电流、供电电压的组合。