CN107294219B - 无线电器系统及无线电器系统工作区域指示方法 - Google Patents

无线电器系统及无线电器系统工作区域指示方法 Download PDF

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Abstract

无线电器系统,包括主体电器和无线供电发射系统,在无线供电发射系统供电台面上设置有指示状态可变化的,用以指示无线供电区域的供电区域指示标志,无线供电过程中,根据发射端控制处理模块获取的供电工作参数与供电参数阈值的比较结果,控制供电区域指示标志的状态,以指示用户调整主体电器的位置,实现发射线圈与接收线圈的对准,进而实现高效无线供电。

Description

无线电器系统及无线电器系统工作区域指示方法
技术领域
本发明属于无线电器领域,涉及一种无线电器系统及无线电器系统工作区域指示方法。
背景技术
随着生活水平的提高和科技的发展,人们已经将无线供电技术应用于生活的众多领域。区别于传统的有线供电,无线供电系统的电器端与无线供电端采用无线传输的方式进行电能和通信信号的传输。
以无线供电技术在厨房电器技术领域的应用为例,如ZL201220338889.0公开的电器供电装置,同时公开了一种无尾厨电。电器供电装置将电能转化为电磁能,利用电磁感应原理实现对厨房电器如电饭煲、搅拌机无线供电,使传统的厨房电器拜托电源线的束缚和漏电的安全威胁,且使用更方便。
现有技术中,无线电器供电系统存在以下问题:
考虑到当前无线供电系统大多采用电磁感应原理,电磁感应原理具有以下特点,系统能量传输效率受发射线圈与接收线圈耦合系数的影响,同等间距下,线圈间对的越准,耦合系数越大,传输效率越高,反之越低。所以无线电器系统中的接收线圈需要与发射线圈进行准确对准是确保系统传输效率的关键。
但,现有技术中,尚没有使无线供电系统的发射线圈与接收线圈的对准的直观的解决方法。操作者不清楚发射线圈的发射区域,不清楚发射线圈的中心位置所在,也不清楚将待供电电器防止在供电台面的哪一位置才可以实现高效率的供电。这一问题造成的直接后果是,无线电能传输效率低。
发明内容
本发明针对上述的无线供电电器系统存在的发射线圈和接收线圈难以对准造成无线电能传输效率低技术问题,提出一种可按指示位置放置待供电电器的无线供电系统,同时提供一种采用该无线供电系统进行无线供电的工作区域指示方法。
为了达到上述目的,本发明采用的技术方案为:
无线电器系统,包括主体电器和无线供电发射系统,主体电器包括接收线圈,无线供电发射系统包括发射线圈、发射端控制处理模块以及用于采集主体电器供电工作参数的数据传感单元,无线供电发射系统用以对主体电器进行无线供电;
所述无线供电系统包括供电台面,供电台面上设置有指示状态可变化的,用以指示供电区域的供电区域指示标志,发射线圈中心位于供电区域指示标志范围内;
所述发射端控制处理模块包括用于记录与主体电器无线供电参数阈值的存储单元,用于采集主体电器无线供电工作参数的数据采集单元,以及,用于将数据采集单元采集的工作参数值与无线供电参数阈值进行比较并生成状态指示信号的指示信号生成单元;
发射端控制处理模块还与供电区域指示标志电性连接,将状态指示信号传递至供电区域指示标志。
作为优选,所述发射端控制处理模块包括用以识别主体电器种类的电器识别模块,所述存储单元记录与每种主体电器对应的供电参数阈值。
作为优选,供电台面上进一步设置有与发射线圈中心对齐的中心指示标志;供电区域指示标志以中心指示标志为中心,环绕设置在中心指示标志外围。
作为优选,供电区域指示标志包括多个面积不等的供电区域指示标志;所述发射端控制处理模块进一步包括用以根据主体电器识别模块的识别结果对主体电器进行分类的主体电器分类单元;每一主体电器分类对应一供电区域指示标志。分类的标准为电器供电端底座面积的大小,按指定标准,将底座面积在一定范围内的主体电器归为一类。
无线电器系统工作区域指示方法,包括以下步骤:
无线供电发射系统待机,根据供电区域指示标志限定的范围将待供电主体电器放置在供电台面;
发射端控制处理模块获取主体电器的供电工作参数,与供电参数阈值进行比较;
判断供电工作参数与供电参数阈值的差是否在系统容差范围内,若是,则供电区域指示范围指示为正常工作状态,若否,则供电区域指示标志指示为警示工作状态,调整主体电器位置直至供电区域指示标志指示为正常工作状态。
作为优选,主体电器放置在供电台面后,识别主体电器种类,并调用相应的供电参数阈值,与供电工作参数进行比较。
作为优选,主体电器放置在供电台面后,对主体电器进行分类,并控制与主体电器分类对应的供电区域指示标志工作,指示供电位置防止是否准确。
作为优选,根据主体电器供电底座的面积对主体电器进行分类。
作为优选,进一步包括以下步骤:无线供电发射系统待机状态下,中心指示标志点亮,用户根据中心指示标志位置放置待供电主体电器。
作为优选,供电区域指示标志指示为正常工作状态后,解锁无线供电发射系统的高功率供电传输模式。
与现有技术相比,本发明的优点和积极效果在于:
1、通过设置供电区域指示标志,为用户指示待供电电器应放置的区域,通过供电区域指示标志状态的变化,直观引导用户使用,有利于快速准确的寻找发射线圈和接收线圈的对准位置。
2、可识别电器种类,同时,根据电器供电端底座的面积对电器进行分类,将众多的电器集中分为几类,将不同电器的差异化进行同化处理。均有利于精确判断每种电器匹配的最佳供电位置。
3、通过变化工作区域图案的显示方式来提醒用户厨房电器是否在正确的供电工作区域,并判断是否需要解锁高功率无线供电传输模式,可以保证无线供电模块工作在最优的状态,能量传输效率最大,节约能源。
附图说明
图1为无线供电发射系统供电台面结构示意图;
图2为本发明无线电器系统在搅拌机应用的结构示意图。
以上各图中:1、供电台面;2、中心指示标志;3、第一供电区域指示标志;4、第二供电区域指示标志。
具体实施方式
下面,通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解,在没有进一步叙述的情况下,一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述不同工作模式所需功率的不同,而不能理解为指示或暗指重要性。
无线电器系统,包括主体电器和无线供电发射系统,主体电器包括接收线圈,无线供电发射系统包括发射线圈、发射端控制处理模块以及用于采集主体电器无线供电工作参数的数据传感单元,无线供电发射系统用以对主体电器进行无线供电。主体电器可以为电水壶、榨汁机、料理机等厨房电器,或其他类型的无线供电电器。
无线供电系统包括供电台面1,主体电器包括供电底座,将供电底座置于供电台面1上,发射线圈与接收线圈匹配,从而完成对主体电器的供电。参考图1,供电台面1上设置有指示状态可变化的,用以指示供电区域的供电区域指示标志,发射线圈中心位于供电区域指示标志范围内。
供电区域指示标志在供电台面1上圈出一定范围的区域,该区域内被认为是为主体电器进行无线供电的最佳供电区域,即应将主体电器置于供电区域指示标志指示的范围内进行无线供电。
供电区域指示标志至少具有两个指示状态,以指示主体电器放置的位置是否准确,例如,若位置不准确,可以点亮警示图案,如红色、间隙点亮的方式;若位置准确,可以点亮正常颜色图案,如绿色。以上仅为一种供电区域指示标志具体的指示方式,不应作为对其指示方式的限定。实际应用过程中,也可采用其他类型的指示方式,例如LED阵列、投影等。
为了能够对主体电器所放置的位置是否可以实现较佳的无线供电做出判断,还需要配置发射端控制处理模块。
发射端控制处理模块包括用于记录与主体电器无线供电参数阈值的存储单元,用于采集主体电器无线供电工作参数的数据采集单元,以及,用于将数据采集单元采集的工作参数值与供电参数阈值进行比较并生成状态指示信号的指示信号生成单元。
发射端控制处理模块还与供电区域指示标志电性连接,将状态指示信号传递至供电区域。供电区域指示单元根据状态指示信号来调整指示方式,例如,是以警示方式点亮还是以正常颜色图案点亮。
由于待供电电器的种类众多,为了能够对待供电电器进行自动识别,发射端控制处理模块进一步包括用以识别主体电器种类的电器识别模块,存储单元记录与每种主体电器对应的无线供电参数阈值。此处所述的主体电器的种类是指主体电器具体为何种电器,例如:豆浆机、搅拌机等。待供电电器种类识别的方法有很多,例如NFC、RFID、2.4G通讯、载波通讯等方式,此处不做限定。识别出种类后,调用与电器种类对应的供电参数阈值,作为供电判断的标准。
供电台面1上进一步设置有与发射线圈中心对齐的中心指示标志2;供电区域指示标志以中心指示标志2为中心,环绕设置在中心指示标志2外围。由于供电电器位置调整的目的是实现发射线圈与接收线圈中心位置的对齐,中心指示标志2用于定位发射线圈中心,用户直观了解发射线圈的中心位置,有利于实现初步的定位。
由于待供电电器种类众多,而每种电器的供电底座的面积是不等的,而如果采用统一的标准来限定供电区域,则不能进行准确的定位。因此,进一步的,供电区域指示标志包括多个面积不等的供电区域指示标志;本实施例中,保留两个面积不等的供电区域指示标志,分别为供电区域指示标志一3和供电区域指示标志二4,二者均以中心指示标志2为中心。需要说明的是,附图所示,供电区域指示标志一3和供电区域指示标志二4均是圆形,实际应用过程中,并不限定其为圆形,可以根据主体电器供电底座的形状尺寸而设计。
为配合多供电区域指示标志的设计,发射端控制处理模块进一步包括用以根据主体电器识别模块的识别结果对主体电器进行分类的主体电器分类单元;每一主体电器分类对应一供电区域指示标志。此处所述的主体电器的分类不同于上文所述的主体电器的种类,主体电器的分类是指对满足一定标准范围内的主体电器均归为一类。例如,本实施例中分类的标准为电器供电端底座面积的大小,按指定标准,将底座面积在一定范围内的主体电器归为一类。例如,将底座面积在10-15cm2范围内的电器归为A类,对应供电区域指示标志一3;将底座面积在16-25cm2范围内的电器归为B类,对应供电区域指示标志二4。无线供电时,按此标准进行位置调整。
采用以上无线电器系统进行无线供电的工作区域指示方法,完整流程参考图2,具体的说,包括以下步骤:
没有主体电器进入无线供电发射系统范围内的情况下,无线供电发射系统处于待机状态。对于设置有中心指示标志的无线供电发射系统,中心指示标志点亮。
S1.根据供电区域指示标志限定的范围将待供电主体电器放置在供电台面;放置过程中,用户可参考中心指示标志位置放置待供电主体电器。需要说明的是,如果主体电器的放置位置与发射端线圈的中心位置偏移过大,无线供电端是不能实现与主体电器之间的电能传输的,因此用户首先需要根据中心指示标志的位置将主体电器放置在可执行供电工作的区域。
S2.发射端控制处理模块获取主体电器的供电工作参数,与供电参数阈值进行比较;此处不限定比较供电参数的类型,可以为功率、频率、相位、电压或电流等多种形式的参数,在最佳供电效率下,每种电能参数均会对应一个最佳的供电阈值。
在步骤S2执行的过程中,主体电器放置在供电台面后,先识别主体电器分类,并控制与主体电器分类对应的供电区域指示标志工作,指示供电位置放置是否准确。即先要识别主体电器为A类电器还是B类电器,若为A类电器,则控制供电区域指示标志一3点亮工作;若为B类电器,则控制供电区域指示标志二4点亮工作。
同时,在步骤S2执行的过程中,发射端控制处理模块判断供电工作参数与供电参数阈值的差是否在系统容差范围内,若是,则供电区域指示范围指示为正常工作状态,例如,亮起绿灯;若否,则供电区域指示标志指示为警示工作状态,例如,亮起红灯,提示用户调整主体电器的位置,直至供电区域指示标志指示为正常工作状态。
S3.主体电器放置在供电台面后,识别主体电器种类,例如,是料理机或电水壶或其他类型的电器,并调用与电器种类相应的供电参数阈值,与供电工作参数进行比较。
供电区域指示标志指示为正常工作状态后,解锁无线供电发射系统的高功率传输模式。在高功率传输模式下,主体电器和无线电能发射系统之间可获得最佳的电能传输效率,实现高效供电。

Claims (10)

1.无线电器系统,包括主体电器和无线供电发射系统,主体电器包括接收线圈,无线供电发射系统包括发射线圈、发射端控制处理模块以及用于采集主体电器供电工作参数的数据传感单元,无线供电发射系统用以对主体电器进行无线供电;其特征在于,
所述无线电器系统包括供电台面,供电台面上设置有指示状态可变化的,用以指示无线供电区域的供电区域指示标志,发射线圈中心位于供电区域指示标志范围内;
所述发射端控制处理模块包括用于记录主体电器供电参数阈值的存储单元,用于采集主体电器供电工作参数的数据采集单元,以及,用于将数据采集单元采集的工作参数值与供电参数阈值进行比较并生成状态指示信号的指示信号生成单元;
发射端控制处理模块还与供电区域指示标志电性连接,将状态指示信号传递至供电区域指示标志。
2.如权利要求1所述的无线电器系统,其特征在于:所述发射端控制处理模块包括用以识别主体电器种类的电器识别模块,所述存储单元记录与每种主体电器对应的供电参数阈值。
3.如权利要求1所述的无线电器系统,其特征在于:供电台面上进一步设置有与发射线圈中心对齐的中心指示标志;供电区域指示标志以中心指示标志为中心,环绕设置在中心指示标志外围。
4.如权利要求2或3所述的无线电器系统,其特征在于:所述供电区域指示标志包括多个面积不等的供电区域指示标志;所述发射端控制处理模块进一步包括用以根据主体电器识别模块的识别结果对主体电器进行分类的主体电器分类单元;每一主体电器分类对应一供电区域指示标志。
5.无线电器系统工作区域指示方法,基于权利要求1至4中任意一项所述的无线电器系统而实现,其特征在于,包括以下步骤:
无线供电发射系统待机,根据供电区域指示标志限定的范围将待供电主体电器放置在供电台面;
发射端控制处理模块获取主体电器的供电工作参数,与供电参数阈值进行比较;
判断供电工作参数与供电参数阈值的差是否在系统容差范围内,若是,则供电区域指示范围指示为正常工作状态,若否,则供电区域指示标志指示为警示工作状态,调整主体电器位置直至供电区域指示标志指示为正常工作状态。
6.如权利要求5所述的无线电器系统工作区域指示方法,其特征在于:主体电器放置在供电台面后,识别主体电器种类,并调用相应的供电参数阈值,与供电工作参数进行比较。
7.如权利要求6所述的无线电器系统工作区域指示方法,其特征在于:主体电器放置在供电台面后,对主体电器进行分类,并控制与主体电器分类对应的供电区域指示标志工作。
8.如权利要求7所述的无线电器系统工作区域指示方法,其特征在于:根据主体电器供电底座的面积对主体电器进行分类。
9.如权利要求5所述的无线电器系统工作区域指示方法,其特征在于,进一步包括以下步骤:无线供电发射系统待机状态下,中心指示标志点亮,用户根据中心指示标志位置放置待供电主体电器。
10.如权利要求5所述的无线电器系统工作区域指示方法,其特征在于:供电区域指示标志指示为正常工作状态后,解锁无线供电发射系统的高功率供电传输模式。
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