CN108377020B - 一种激光无线充电的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光无线充电的系统，所述系统包括：激光发射端集群、激光接收端和控制中心，所述激光发射端集群包括多个激光发射端，多个所述激光发射端分布在不同位置；其中，所述激光接收端向所述激光发射端发送充电请求信息以及所述激光接收端与所述激光发射端之间的传输路径上的环境参数信息；所述激光发射端将所述环境参数信息和所述充电请求信息发送至所述控制中心；所述控制中心依据所述充电请求信息和所述环境参数信息控制所述激光发射端的工作状态。该系统提升了激光无线充电的效率、灵活性、安全性及用户体验。

Description

一种激光无线充电的系统

技术领域

本发明涉及激光无线充电技术领域，更具体地说，尤其涉及一种激光无线充电的系统。

背景技术

随着科学技术的不断发展，无线充电技术已广泛应用于人们的日常生活以及工作中，为人们的生活带来了极大的便利。

目前，远程无线充电技术主要分为：微波远程无线充电和激光远程无线充电。其中，微波远程无线充电是通过将电力能量转化为微波能量，通过传输和接收微波能量后再次转换为电力的方式进行无线充电。但是，微波远程无线充电存在损耗大和污染电磁环境的缺点。激光远程无线充电是通过将电力能量转化为激光能量，通过传输和接收激光能量后再次转化为电力的方式进行无线充电。该激光远程无线充电效率高且没有电磁污染。

但是，当利用激光进行无线充电时，中间传输路径上必然不能存在遮挡物，否则将无法进行充电。在有移动物体存在的环境中和目前的激光无线充电技术水平，激光无线充电的发射端和接收端之间存在障碍物的概率极大(例如，客厅环境下，在人的走动过程中不可避免的会中断激光无线充电的发射端和接收端之间传输路径)，以影响充电效率，并且，每次中断后，发射端和接收端需要进行重新配对，由于激光无线充电的发射端和接收端之间的匹配配对较慢，进一步影响用户的充电体验和充电效率。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种激光无线充电的系统，该系统提升了激光无线充电的效率、灵活性、安全性及用户体验。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种激光无线充电的系统，所述系统包括：激光发射端集群、激光接收端和控制中心，所述激光发射端集群包括多个激光发射端，多个所述激光发射端分布在不同位置；

其中，所述激光接收端向所述激光发射端发送充电请求信息以及所述激光接收端与所述激光发射端之间的传输路径上的环境参数信息；

所述激光发射端将所述环境参数信息和所述充电请求信息发送至所述控制中心；

所述控制中心依据所述充电请求信息和所述环境参数信息控制所述激光发射端的工作状态。

优选的，在上述系统中，所述充电请求信息包括：所述激光接收端的电量信息和所述激光接收端基于所述激光发射端的位置信息。

优选的，在上述系统中，所述激光发射端包括：激光发射器、信号接收装置和第一通信装置；

其中，所述激光发射器用于发射出激光，所述信号接收装置用于接收所述充电请求信息和所述环境参数信息，所述第一通信装置用于将所述环境参数信息和所述充电请求信息发送至所述控制中心。

优选的，在上述系统中，所述激光接收端包括：多个光伏装置、电压转换电路和信号发射装置；

其中，所述光伏装置用于将接收的激光转换为电信号，所述电压转换电路用于将所述电信号转换为直接供电的电压信号，所述信号发射装置用于向所述信号接收装置发送所述充电请求信息和所述环境参数信息。

优选的，在上述系统中，所述控制中心包括：中央处理单元和第二通信装置；

其中，所述第二通信装置用于接收所述充电请求信息和所述环境参数信息，所述中央处理单元用于依据所述充电请求信息和所述环境参数信息控制所述激光发射端的工作状态。

优选的，在上述系统中，所述控制中心依据所述充电请求信息和所述环境参数信息控制所述激光发射端的工作状态包括：

当任一所述激光发射端与所述激光接收端之间的传输路径上均没有障碍物时，判断所述激光接收端的激光能量密度是否满足预设要求；

当所述激光接收端的激光能量密度满足预设要求时，所述控制中心控制全部的所述激光发射端发射激光；

当所述激光接收端的激光能量密度不满足预设要求时，所述控制中心控制全部的所述激光发射端中预设数量的所述激光发射端发射激光。

优选的，在上述系统中，所述控制中心依据所述充电请求信息和所述环境参数信息控制所述激光发射端的工作状态包括：

当部分所述激光发射端与所述激光接收端之间的传输路径上有障碍物时，判断所述激光接收端的激光能量密度是否满足预设要求；

当所述激光接收端的激光能量密度满足预设要求时，所述控制中心控制其余的所述激光发射端发射激光；

当所述激光接收端的激光能量密度不满足预设要求时，所述控制中心控制其余的所述激光发射端中预设数量的所述激光发射端发射激光。

优选的，在上述系统中，所述控制中心依据所述充电请求信息和所述环境参数信息控制所述激光发射端的工作状态包括：

当任一所述激光发射端与所述激光接收端之间的传输路径上均有障碍物时，所述控制中心控制全部的所述激光发射端停止工作。

通过上述描述可知，本发明提供的一种激光无线充电的系统包括：激光发射端集群、激光接收端和控制中心，所述激光发射端集群包括多个激光发射端，多个所述激光发射端分布在不同位置；其中，所述激光接收端向所述激光发射端发送充电请求信息以及所述激光接收端与所述激光发射端之间的传输路径上的环境参数信息；所述激光发射端将所述环境参数信息和所述充电请求信息发送至所述控制中心；所述控制中心依据所述充电请求信息和所述环境参数信息控制所述激光发射端的工作状态。

由此可知，通过在不同位置分布激光发射端，当部分激光发射端与激光接收端之间存在障碍物时，可以通过其它激光发射端或增大其它激光发射端的功率继续给激光接收端发射激光。

并且，全部的激光发射端均与激光接收端匹配，当正在发射激光的激光发射端与激光接收端存在障碍物后，其它激光发射端无需与激光接收端匹配，即可直接向激光接收端发射激光进行无线充电。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种激光无线充电的系统的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种激光无线充电的系统的工作状态示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参考图1，图1为本发明实施例提供的一种激光无线充电的系统的示意图。

所述系统包括：激光发射端集群11、激光接收端12和控制中心13，所述激光发射端集群11包括多个激光发射端，多个所述激光发射端分布在不同位置。

其中，所述激光接收端12向所述激光发射端发送充电请求信息以及所述激光接收端12与所述激光发射端之间的传输路径上的环境参数信息；所述激光发射端将所述环境参数信息和所述充电请求信息发送至所述控制中心13；所述控制中心13依据所述充电请求信息和所述环境参数信息控制所述激光发射端的工作状态。

需要说明的是，图1中激光发射端集群11仅仅以示例的形式体现出三个激光发射端，在本发明实施例中对激光发射端的数量并不作限定。

可选的，所述充电请求信息包括：所述激光接收端12的电量信息和所述激光接收端12相对于所述激光发射端的位置信息，所述位置信息为激光接收端12相对于激光发射端的距离和角度等信息。

通过上述描述可知，在激光无线充电的使用环境中，首先，将多个激光发射端分布在不同的位置上，之后，在系统开始运行后，所有激光发射端均与激光接收端进行匹配连接，当匹配完成后，激光接收端向所有激光发射端均发送充电请求信息以及所述激光接收端与所述激光发射端之间的传输路径上的环境参数信息，例如，激光接收端向激光发射端A发送充电请求信息以及激光接收端和激光发射端A之间的传输路径上的环境参数信息，激光接收端向激光发射端B发送充电请求信息以及激光接收端和激光发射端B之间的传输路径上的环境参数信息，其中，环境参数信息主要为激光接收端和激光发射端之间是否存在障碍物，然后，每一个激光发射端将接收的充电请求信息和相对应的环境参数信息发送至控制中心，之后，控制中心根据接收到的信息判断是否驱动激光发射端工作向激光接收端发射激光，且决定出激光发射端的数量和功率。

当控制中心控制激光发射端发射出激光后，激光接收端接收激光并转化为电能，且激光接收端实时发送充电请求信息和环境参数信息，控制中心实时依据充电请求信息和环境参数信息，控制激光发射端的工作状态，例如，在激光发射端A与激光接收端进行无线充电的过程中，二者中间的传输路径上出现障碍物，此时，控制中心控制所述激光发射端A停止发射激光；或在激光无线充电的过程中，由于激光发射端B与激光接收端之间存在障碍物，控制中心控制激光发射端B停止发射激光，但是当该障碍物离开后，控制中心控制激光发射端B开始发射激光，进行无线充电；或当激光接收端的电量充满后，控制中心控制所有的激光发射端停止工作。

并且，如图2所示，该激光无线充电系统可实现不间断充电，极大程度的提高了充电效率，例如，该激光无线充电系统包括激光发射端A和激光发射端B和激光发射端C，激光发射端A、激光发射端B和激光发射端C与激光接收端匹配完成后，均开始进行无线充电，当激光发射端A与激光接收端之间存在障碍物后，控制中心控制激光发射端A停止发射激光，但是，激光发射端B与激光发射端C还在持续进行无线充电，并且可以适当提升激光发射端B和激光发射端C的功率以弥补激光发射端A无法进行充电的损失。

基于本发明上述实施，在本发明另一实施例中，所述激光发射端包括：激光发射器、信号接收装置和第一通信装置。

其中，所述激光发射器用于发射出激光，所述激光发射器包括但不限定于高功率的半导体激光器，可生成并发射出供激光接收端进行光电转换的激光能量信号。

所述信号接收装置用于接收所述充电请求信息和所述环境参数信息，包括但不限定于弱激光接收器或无线通信接收器等。该信号接收装置与激光接收端配合使用。

所述第一通信装置用于将所述环境参数信息和所述充电请求信息发送至所述控制中心，即所述第一通信装置是与控制中心配合使用的通信器，包括但不限定于有线通信如网线等，或无线通信如wifi或蓝牙等。

需要说明的是，所述激光发射器、所述信号接收装置和所述第一通信装置集一体化设置。

具体的，所述激光发射端用于实时接收激光接收端发送的所述充电请求信息和所述环境参数信息，通过发射激光能量供激光接收端进行无线充电。

其具体工作流程如下：

激光发射端集群中所有的激光发射端分别接收到激光接收端发送的充电请求信息，和基于每一个激光发射端的环境参数信息，并将接收到的全部信息传输至控制中心，然后依据控制中心发送的控制指令执行相应的操作，例如，打开激光发射器开始发射激光，或关闭激光发射器且持续接收激光接收端发送的信号等操作。

基于本发明上述实施，在本发明另一实施例中，所述激光接收端包括：多个光伏装置、电压转换电路和信号发射装置。

其中，所述光伏装置用于将接收的激光转换为电信号，该光伏装置的数量可选的符合发射激光能量密度，根据待充电的电子设备的大小布置数量合适的光伏装置，即光伏装置的数量越多，则可以尽可能多的接收激光能量，进而提升激光无线充电的效率和安全性。

所述电压转换电路用于将所述电信号转换为直接供电的电压信号，包括但不限定于整流电路和电压变换电路等。

所述信号发射装置用于向所述信号接收装置发送所述充电请求信息和所述环境参数信息，所述信号发射装置与所述信号接收装置需匹配使用，包括但不限定于弱激光发射器或无线通信发射器等。

具体的，所述激光接收端用于接收激光能量信号，并将激光能量信号转换成电信号，在将转换得来的电信号转换成可为电子设备直接供电的电压信号，且实时向激光发射端发送充电请求信息，和基于每一个激光发射端的环境参数信息。

其具体工作流程如下：

首先，向激光发射端发送充电请求信息，和基于每一个激光发射端的环境参数信息，其次，在接收到激光发射端发射的激光后，将接收到的激光能量信号转换成电信号，在将转换得来的电信号转换成可为电子设备直接供电的电压信号，最后，实时或在一定的时间周期内持续向激光发射端发送充电请求信息，和基于每一个激光发射端的环境参数信息，直至充电完成。

基于本发明上述实施，在本发明另一实施例中，所述控制中心包括：中央处理单元和第二通信装置。

其中，所述第二通信装置用于接收所述充电请求信息和所述环境参数信息，即所述第二通信装置是与第一通信装置配合使用的通信器，包括但不限定于有线通信如网线等，或无线通信如wifi或蓝牙等。

所述中央处理单元用于依据所述充电请求信息和所述环境参数信息控制所述激光发射端的工作状态，所述中央处理单元包括但不限定于中央处理器或单片机等。

具体的，所述控制中心用于接收并处理由激光发射端集群传输的关于激光接收端的充电请求信息和环境参数信息，分析全部的数据，依次优化选择待工作的激光发射端的数量和发射功率，并根据优化结果控制相应的激光发射端按照发射功率发射激光。

其具体工作流程如下：

接收并处理由激光发射端集群传输的关于激光接收端的充电请求信息和环境参数信息，将全部的数据信息汇总分析后：

当任一所述激光发射端与所述激光接收端之间的传输路径上均没有障碍物时，判断所述激光接收端的激光能量密度是否满足预设要求。当所述激光接收端的激光能量密度满足预设要求时，所述控制中心控制全部的所述激光发射端发射激光，并且根据每个激光发射器与激光接收端的距离和角度，优化分配每个激光发射器的发射功率。当所述激光接收端的激光能量密度不满足预设要求时，所述控制中心控制全部的所述激光发射端中预设数量的所述激光发射端发射激光，并且根据待工作的激光发射器与激光接收端的距离和角度，优化分配每个激光发射器的发射功率。

当部分所述激光发射端与所述激光接收端之间的传输路径上有障碍物时，判断所述激光接收端的激光能量密度是否满足预设要求。当所述激光接收端的激光能量密度满足预设要求时，所述控制中心控制其余的所述激光发射端发射激光，并且根据每个激光发射器与激光接收端的距离和角度，优化分配每个激光发射器的发射功率。当所述激光接收端的激光能量密度不满足预设要求时，所述控制中心控制其余的所述激光发射端中预设数量的所述激光发射端发射激光，并且根据待工作的激光发射器与激光接收端的距离和角度，优化分配每个激光发射器的发射功率。

当任一所述激光发射端与所述激光接收端之间的传输路径上均有障碍物时，所述控制中心控制全部的所述激光发射端停止工作。

通过上述描述可知，本发明提供的一种激光无线充电的系统，首先通过设置激光发射端集群，在不同位置分布多个激光发射端，在部分激光发射端和激光接收端之间出现阻隔时，可控制其他激光发射端和激光接收端持续进行无线充电，或可以增加其他激光发射端的发射功率持续进行无线充电。

并且，所有的激光发射端和激光接收端可以实现激光传输的激光发射端，除去正在发射激光的激光发射端，其余的激光发射端也会实时根据激光接收端发送的信息，保持着与激光接收端之间的匹配，若正在发射激光的激光发射端与激光接收端之间有阻隔，控制中心就会控制其他激光发射端开始向激光接收端发射激光或增大激光功率，以继续无线充电，实现了一种无间断的激光无线充电。

其次，通过根据不同的电子设备集成设置不同数量的光伏装置，极大程度的提成了激光无线充电的效率和安全性。

最后，控制中心根据激光发射端和激光接收端之间的环境参数信息、距离和角度等信息，优化分配激光发射端的数量和输出功率，以提高激光无线充电的效率。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种激光无线充电的系统，其特征在于，所述系统包括：激光发射端集群、激光接收端和控制中心，所述激光发射端集群包括多个激光发射端，多个所述激光发射端分布在不同位置；

其中，所述激光接收端用于向所述激光发射端发送充电请求信息以及所述激光接收端与所述激光发射端之间的传输路径上的环境参数信息；

所述激光发射端用于将所述环境参数信息和所述充电请求信息发送至所述控制中心；

所述控制中心用于依据所述充电请求信息和所述环境参数信息控制所述激光发射端的工作状态；

具体的，所述控制中心用于依据所述充电请求信息和所述环境参数信息控制所述激光发射端的工作状态，包括：

所述控制中心用于依据所述充电请求信息和所述环境参数信息控制处于工作状态的所述激光发射端的数量和每一个所述激光发射端的发射功率；

其中，所述环境参数信息表示所述激光发射端与所述激光接收端之间是否存在障碍物。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述充电请求信息包括：所述激光接收端的电量信息和所述激光接收端相对于所述激光发射端的位置信息。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述激光发射端包括：激光发射器、信号接收装置和第一通信装置；

其中，所述激光发射器用于发射出激光，所述信号接收装置用于接收所述充电请求信息和所述环境参数信息，所述第一通信装置用于将所述环境参数信息和所述充电请求信息发送至所述控制中心。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述激光接收端包括：多个光伏装置、电压转换电路和信号发射装置；

其中，所述光伏装置用于将接收的激光转换为电信号，所述电压转换电路用于将所述电信号转换为直接供电的电压信号，所述信号发射装置用于向所述信号接收装置发送所述充电请求信息和所述环境参数信息。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制中心包括：中央处理单元和第二通信装置；

其中，所述第二通信装置用于接收所述充电请求信息和所述环境参数信息，所述中央处理单元用于依据所述充电请求信息和所述环境参数信息控制所述激光发射端的工作状态。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制中心用于依据所述充电请求信息和所述环境参数信息控制所述激光发射端的工作状态包括：

当任一所述激光发射端与所述激光接收端之间的传输路径上均没有障碍物时，判断所述激光接收端的激光能量密度是否满足预设要求；

当所述激光接收端的激光能量密度满足预设要求时，所述控制中心控制全部的所述激光发射端发射激光；

当所述激光接收端的激光能量密度不满足预设要求时，所述控制中心控制全部的所述激光发射端中预设数量的所述激光发射端发射激光。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制中心用于依据所述充电请求信息和所述环境参数信息控制所述激光发射端的工作状态包括：

当部分所述激光发射端与所述激光接收端之间的传输路径上有障碍物时，判断所述激光接收端的激光能量密度是否满足预设要求；

当所述激光接收端的激光能量密度满足预设要求时，所述控制中心控制其余的所述激光发射端发射激光；

当所述激光接收端的激光能量密度不满足预设要求时，所述控制中心控制其余的所述激光发射端中预设数量的所述激光发射端发射激光。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制中心用于依据所述充电请求信息和所述环境参数信息控制所述激光发射端的工作状态包括：

当任一所述激光发射端与所述激光接收端之间的传输路径上均有障碍物时，所述控制中心控制全部的所述激光发射端停止工作。

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