CN111799898A - 用于对电子设备无线充电的方法及充电装置 - Google Patents

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Abstract

描述了一种使用充电装置(10)对电子设备(20)无线充电的方法，所述充电装置(10)包括充电天线(15)、处理器(12)和存储常存可执行固件的存储器(11)。该方法包括以下步骤：‑从电子设备(20)向充电装置(10)传送相对于特定充电功率曲线的数据串；‑将所述数据串存储在充电装置(10)的存储器(11)中；‑通过执行常存可执行固件的指令并且通过使用所存储的数据串的至少一部分，通过充电过程对电子设备(20)充电。还描述了相应的充电装置(10)。

Description

用于对电子设备无线充电的方法及充电装置
技术领域
本发明涉及电子设备的无线充电。
更确切地说，本发明涉及一种用于对电子设备无线充电的方法以及相应的充电装置。
背景技术
已经提出使用包括充电天线的充电装置对电子设备(例如智能电话)无线充电。
一些电子设备要求根据特定充电曲线(也称为“功率曲线”)执行充电过程，特别是当涉及以增加的充电功率(比如高于5W)充电时。
因此，当使用非专门设计用于根据该给定设备特定的充电曲线执行充电过程的充电装置对给定设备充电时，无线充电可能使用标准功率曲线以低于由用户预期的功率来进行，从而导致延长充电时间。
发明内容
在本上下文中，本发明提供了一种使用充电装置对电子设备无线充电的方法，所述充电装置包括充电天线、处理器和存储常存可执行固件(resident executablefirmware)的存储器，所述方法包括以下步骤：
-从电子设备向充电装置传送相对于特定充电功率曲线的数据串；
-将所述数据串存储在充电装置的存储器中；
-通过执行常存可执行固件的指令并且通过使用所存储的数据串的至少一部分，通过充电过程对电子设备充电。
从电子设备传送到充电装置的数据串的数据使得充电装置能够使其自身适应电子设备特定的充电曲线。因此，充电装置可以在最佳条件下对电子设备充电。
根据可能的可选特征：
-所存储的数据串包括加密密钥；
-所述充电过程包括使用所述加密密钥由电子设备对充电装置进行认证的认证方法；
-所述认证方法包括充电装置和电子设备的相互认证；
-所存储的数据串包括用于配置所述充电装置的至少一个参数；
-所述参数是充电频率；
-所述充电过程包括在所述充电频率下产生交变磁场；
-所传送的数据串的一部分是适于由处理器执行的固件，以便根据特定充电功率曲线控制充电过程；
-所述存储器存储包含分别与多个电子设备或电子设备类型相关的多个功率曲线数据的表；
-所存储的数据串存储在所述表中；
-所述数据串经由无线通信从电子设备传送到充电装置；
-所述无线通信是近场通信；
-所述无线通信是通过与无线充电过程相关的无线充电协议的通信；
-所述无线通信是蓝牙通信；
-所述无线通信处于超宽带(UWB)范围内；
-所述数据串通过远程计算机从电子设备传送到充电装置；
-所述电子设备是智能电话。
本发明还提供一种充电装置，包括充电天线、处理器和存储常存可执行固件的存储器，所述处理器被编程为：
-从电子设备接收与特定充电功率曲线相关的数据串；
-将所述数据串存储在充电装置的存储器中；
-通过执行常存可执行固件的指令并通过使用所存储的数据串的至少一部分来控制充电过程。
通过参考附图阅读其优选实施例，将更好地理解本发明实施例的其他特征和优点。
附图说明
图1示出了可以实现本发明的示例性情况；
图2示出了根据本发明的可能实施例的使用充电装置对电子设备无线充电的方法的主要步骤；
图3示出了第一示例性充电过程的步骤；
图4示出了第二示例性充电过程的步骤；
图5示出了第三示例性充电过程的步骤。
具体实施方式
图1示出了可以使用本发明的可能情况。然而，本发明不限于这种可能的情况。
在这种情况下，充电装置10(也称为基站)配置为对诸如智能电话的电子设备20无线充电。
充电装置10包括充电天线15(例如感应天线)、驱动器14、处理器12、存储器11和通信电路16。
实际上，处理器12和存储器11可以分组在单个电子电路(比如微控制器)中。然而，在其他实施例中，处理器12和存储器11可以由分开的电子电路(比如分开的集成电路)形成。
存储器11存储常存可执行固件。常存可执行固件包括软件指令，当这些软件指令由处理器12执行时，所述软件指令适于控制充电装置10执行无线充电过程的至少一部分(如下面进一步描述，特别参考图2)。
驱动器14配置为将交流电注入到充电天线15中(在处理器12的控制下)，使得充电天线15产生用于对电子设备20充电的交变磁场，如下面进一步说明。
通信电路16适于与另一电子装置建立无线数据通信，例如下面描述的电子设备20。例如，无线数据通信实际上可以是蓝牙通信。根据另一实施例，无线数据通信可以处于超宽带(UWB)范围内。根据又一实施例，无线数据通信可以是近场通信，例如根据NFC协议。
如下面进一步描述，根据可能的变型，充电装置10和电子设备20之间的通信可以使用与无线充电过程相关的无线充电协议经由充电天线15来执行。
充电装置10还可以包括(或外部连接到)蜂窝网络模块18，用于通过蜂窝网络N与诸如电子设备20之类的其他设备交换数据，如下面进一步说明。
电子设备20包括处理器22、充电电路24、充电天线25和通信电路26。
当充电天线25经受变化的磁场(比如由充电装置10的充电天线15产生的交变磁场)时，充电电路24适于对电子设备20的电池(未示出)充电。
通信电路26适于与其他电子装置建立无线数据通信。具体地，电子设备20的通信电路26适于与充电装置10的通信电路16建立无线数据通信，使得充电装置10的处理器12和电子设备20的处理器22可以通过该无线数据通信交换数据，特别是如下所述。
如上所述，充电装置10的处理器12与电子设备20的处理器22之间的数据交换可以在可能的变型中使用与无线充电过程相关的无线充电协议通过充电天线15和充电天线25来执行。
电子设备20还可以包括(或作为可能的变型，外部连接到)蜂窝网络模块28，用于通过蜂窝网络N与诸如充电装置10之类的其他装置交换数据。
因此，根据可能的变型，可以经由蜂窝网络N来传送在充电装置10的处理器12与电子设备20的处理器22之间交换的数据。
图2示出了使用充电装置10对电子设备20无线充电的可能方法的主要步骤。
该方法开始于步骤S2，在充电装置10和电子设备20之间建立通信(例如如下所述的无线通信)，以便特别地使得能够在充电装置10的处理器12和电子设备20的处理器22之间交换数据。
如上所述，在步骤S2中建立的通信例如是在充电装置10的通信电路16与电子设备20的通信电路26之间建立的无线数据通信。
根据可能的变型，在步骤S2中建立的通信可以是使用与无线充电过程相关的无线充电协议经由充电装置的充电天线15和电子设备的充电天线25建立的无线通信。
根据另一可能的变型，在步骤S2中建立的通信使用充电装置10的蜂窝网络模块18和电子设备20的蜂窝网络模块28在蜂窝网络N上(并且可能在连接到蜂窝网络N的至少另一个网络上)来建立。在这种情况下，通常通过至少一个远程计算机30进行通信。
当如上所述建立充电装置10和电子设备20之间的通信时，电子设备20(在其处理器22的控制下)使用建立的通信将电子设备20的标识符ID发送到充电装置10(步骤S4)。在可能的实施例中，充电装置10还可以将其自己的标识符发送到电子设备20以进行相互识别。
在步骤S6中，充电装置10(确切地说：充电装置10的处理器12)接收电子设备20的标识符ID。
在步骤S8中，充电装置10的处理器12然后可以基于标识符ID确定充电装置10的当前配置是否适于使用根据与电子设备20相关的功率曲线的充电过程来对电子设备20充电。
该确定例如通过以下方式执行：
-基于标识符ID的相关部分确定电子设备20的类型(这里是一种智能电话)；和
-由于常存可执行固件和相对于当前存储在存储器11中的该功率曲线的数据，确定是否可以执行根据与这种类型的电子设备20相关的功率曲线的充电过程，如下面进一步说明。
例如，可以通过确定相对于与电子设备20的类型相关的功率曲线的数据是否先前已经存储在存储器11中来执行该最后的子步骤。
根据可能的变型，通过确定由标识符ID识别的电子设备20是否先前已经由充电装置10使用根据与该电子设备相关的功率曲线的充电过程充电来执行步骤S8的确定，例如通过解析先前由充电装置10充电的电子设备的标识符的日志。
如果充电装置10的处理器12在步骤S8中确定充电装置10的当前配置适于根据与电子设备20相关的功率曲线对电子设备20充电，则该方法继续进行到下面进一步描述的步骤S24(或者在其他实施例中，直接进行到步骤S26)。
如果充电装置10的处理器12在步骤S8中确定充电装置10的当前配置不适于根据与电子设备20相关的功率曲线对电子设备20充电，则充电装置10的处理器12在步骤S10中(使用在步骤S2中建立的通信)发送信息INFO，该信息INFO向电子设备20指示充电装置10当前不支持其功率曲线。例如，可以在充电装置10和电子设备20交换定义其各自能力的数据的协商阶段期间执行信息INFO的传输。例如，可以响应于电子设备20发送的专用请求来执行充电装置10对信息的传输。
电子设备20(确切地说是其处理器22)在步骤S12接收信息INFO。因此，如果根据电子设备20特有的功率曲线执行充电过程，则电子设备20知道应该将附加数据D发送到充电装置10(如下所述)。
然后，处理器22可以可选地请求来自电子设备20的用户的确认(步骤S14)，例如通过在电子设备20的用户界面(未示出)上显示相应的消息并在相同的用户界面上等待特定的用户反馈。
在请求用户确认但是电子设备20没有检测到来自用户的确认的情况下，相对于功率曲线的数据不被传送到充电装置10，因此不能实现根据该功率曲线的充电。然而例如，可以执行使用标准功率曲线以较低功率的充电(在步骤S16中)。
在电子设备检测到用户确认的情况下(或者在不需要用户确认的实施例中)，电子设备20的处理器22在步骤S18命令使用在步骤S2中建立的通信、将相对于与电子设备20相关的充电功率曲线的数据串D从电子设备20传送到充电装置10。
如下面进一步描述，数据串D可以包括例如加密密钥和/或用于配置充电装置的一个或多个参数(诸如在充电过程期间使用的充电频率)和/或适于由处理器执行的固件，以便根据与电子设备20相关的充电功率曲线来控制充电过程。
在步骤S20，充电装置10(确切地说是充电装置10的处理器12)接收数据串D。
因此，充电装置的处理器12可以将数据串D存储在充电装置10的存储器11中(步骤22)。
例如，数据串D与表示电子设备20的类型的数据(基于标识符ID确定)相关联地存储，可能在包含分别与多个电子设备类型相关的多个功率曲线数据的表中。
该方法然后进行到下面描述的步骤S26，其中使用所存储的数据串D。
当确定步骤S8如上所述分支到步骤S24时，处理器12在该步骤S24中读取相对于刚才提到的表中的功率曲线的数据串D。例如，处理器12基于标识符ID确定表示电子设备20的类型的数据，并且读取存储在表中的与表示该类型的这些数据相关联的数据串D。(例如，在该方法的先前执行期间，数据串D可能已经存储在表中，在此期间如上所述实现步骤S22)。
然后，充电装置10可以进行到通过充电过程对电子设备20充电的步骤S26。
由于处理器12执行常存可执行固件的指令并使用至少部分数据串D，执行该充电过程的至少一部分。
在这方面可以注意到，实际上，由于处理器12执行常存可执行固件的软件指令，也可以执行如上所述的充电装置10的处理器12执行的至少一些步骤(即步骤S2、S6、S8、S10、S20、S22、S24中的任何一个)。
图3示出了步骤26的充电过程的第一种可能的实施方式。
如下所述，在该第一种可能的实施方式中，数据串D是加密密钥，并且在额定功率下通过充电装置10有效地进行电子设备20的充电之前，需要进行充电装置10和电子设备20之间的相互认证。
以下描述的在充电装置10和电子设备20之间的至少一些数据交换可以通过在步骤S2中建立的通信来实现。
在步骤S50中，电子设备20的处理器22将挑战CH(例如随机数)发送到充电装置10的处理器12。
充电装置10的处理器12在步骤S52接收挑战CH并在步骤S54计算响应RSP，例如通过使用包括在数据串D中的加密密钥向挑战CH应用加密算法。
充电装置10的处理器12将响应RSP和另一挑战CH'发送到电子设备20的处理器22(步骤S56)。该另一挑战CH'例如是在步骤S56之前由充电装置10的处理器12选取的随机数。
在步骤S58，电子设备20的处理器22接收响应RSP和另一挑战CH'。
因此，电子设备20的处理器22可以基于响应RSP和挑战CH(在步骤S50发送的)在步骤S60中认证充电装置10。这例如在实践中通过以下方式来实现：向挑战CH应用与上述步骤S54中相同的加密算法，使用加密密钥，并将加密算法的这种新的实施方式提供的结果与在步骤S58接收的挑战响应RSP进行比较(充电装置10在相等的情况下被认证)。
如果充电装置10在步骤S60中未被认证，则不能执行在标称功率下的充电。然而例如，可以执行使用标准功率曲线在较低功率下的充电(在步骤S62中)。
如果在步骤S60中认证充电装置10，则可以在如下所述的步骤S70中执行在标称功率下的充电。在一些实施例中，如果充电装置10由电子设备20认证，则步骤S70将紧接在步骤S60之后。
然而在本实施例中，在步骤S60中由电子设备20认证充电装置10的情况下，电子设备20的处理器22还在步骤S63a中基于另一挑战CH'且例如使用存储在电子设备20中的秘密密钥计算响应RSP'。例如，通过使用该秘密密钥向另一挑战CH'应用加密算法来获得响应RSP'。
然后，电子设备20的处理器22将响应RSP'发送到充电装置10的处理器12(步骤S64)。
充电装置10的处理器12在步骤S65接收响应RSP'，因此可以基于响应RSP'认证电子设备20(步骤S66)。
例如，通过使用与电子设备20的秘密密钥相关的公共密钥将加密算法应用于接收的响应RSP'，并且通过将该加密算法的结果与在步骤S56中发送的挑战CH'进行比较来确定认证(电子设备20在相等的情况下被认证)。
如果电子设备20在步骤S66中未被认证，则不能执行在标称功率下的充电。然而例如，可以执行使用标准功率曲线在较低功率下的充电(在步骤S62中)。
如果在步骤S66中认证电子设备20，则在步骤S70执行在标称功率下的充电。
图4示出了步骤26的充电过程的第二种可能的实施方式。
在该第二种可能的实施方式中，数据串D是充电装置10的配置参数，这里是充电过程中使用的充电频率。
在步骤S80中，充电装置10的处理器12向驱动器14发送命令，该命令指定包括在数据串D中的充电频率。
在接收到该命令时，驱动器14在步骤S82向充电天线15注入具有在接收的命令中指定的频率的电流，即，对应于在数据串D中定义的充电频率。
因此，充电装置10产生以对应于电子设备20的功率曲线的充电频率交替的磁场(如在上述步骤S18中由电子设备20发送的数据串D中所定义的)。
图5示出了步骤26的充电过程的第三种可能的实施方式。
在该第三可能的实施方式中，数据串D包括固件，其由充电装置10的处理器12执行导致充电装置10执行步骤S26的充电过程的一部分。
在步骤S100，充电装置10的处理器12启动(通过执行常存可执行固件的特定指令)包括在数据串D中的固件的执行。
由于充电装置10的处理器12执行该固件，因此执行至少一些后续步骤(并且特别是下面描述的步骤S102、S106和S108)。
具体地，充电装置10的处理器12执行固件使得能够在充电装置10和电子设备20之间建立安全信道(步骤S102)。
该安全信道例如基于在步骤S2中建立的通信，但是另外通过由执行固件的充电装置10的处理器12和执行相应软件指令的电子设备20的处理器22的协作建立的密码方案来加密交换的数据交换。在这方面可以提醒的是，如上所述，固件在之前在数据串D中从电子设备20传送(参见步骤S18)。
然后，电子设备20的处理器22通过安全信道将加密密钥K发送到充电装置10的处理器12(步骤S104)。
因此，充电装置10的处理器12接收加密密钥K(步骤S106)，并且可以将该加密密钥K存储在充电装置10的存储器11中。
然后，可以在步骤S110中使用加密密钥K通过充电装置10对电子设备20执行充电，例如用于由电子设备20对充电装置10进行认证(通过使用加密密钥K)，可能根据上面参考图3描述的解决方案。
在一些实施例中，该步骤S100可以由充电装置10的处理器12执行包括在数据串D中的固件的指令来进行。然而在其他实施例中，该步骤S100可以由充电装置10的处理器12执行常存可执行固件的指令来进行。

Claims (16)

1.一种使用充电装置(10)对电子设备(20)无线充电的方法，所述充电装置(10)包括充电天线(15)、处理器(12)和存储常存可执行固件的存储器(11)，所述方法包括以下步骤：
-从电子设备(20)向充电装置(10)传送(S18)相对于特定充电功率曲线的数据串(D)；
-将所述数据串(D)存储(S22)在充电装置(10)的存储器(11)中；
-通过执行常存可执行固件的指令并且通过使用所存储的数据串(D)的至少一部分，通过充电过程对电子设备(20)充电(S26)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所存储的数据串(D)包括加密密钥。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述充电过程包括使用所述加密密钥由电子设备(20)对充电装置(10)进行认证的认证方法。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述认证方法包括充电装置(10)和电子设备(20)的相互认证。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所存储的数据串(D)包括用于配置所述充电装置的至少一个参数。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述参数是充电频率，并且其中，所述充电过程包括在所述充电频率下产生交变磁场。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所传送的数据串(D)的一部分是适于由处理器执行的固件，以便根据特定充电功率曲线控制充电过程。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述存储器(11)存储包含分别与多个电子设备类型相关的多个功率曲线数据的表，并且其中，所存储的数据串(D)存储在所述表中。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述数据串(D)经由无线通信从电子设备(20)传送到充电装置(10)。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述无线通信是近场通信。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述无线通信是经由与无线充电过程相关的无线充电协议的通信。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述无线通信是蓝牙通信。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述无线通信处于超宽带(UWB)范围内。
14.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述数据串(D)经由远程计算机(30)从电子设备(20)传送到充电装置(10)。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中，所述电子设备(20)是智能电话。
16.一种充电装置(10)，包括充电天线(15)、处理器(12)和存储常存可执行固件的存储器(11)，所述处理器(12)被编程为：
-从电子设备(20)接收与特定充电功率曲线相关的数据串(D)；
-将所述数据串(D)存储在充电装置(10)的存储器(11)中；
-通过执行常存可执行固件的指令并通过使用所存储的数据串(D)的至少一部分来控制充电过程。
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