CN115173524A - 一种应用于mesh网络的无线电能传输系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于MESH网络的无线电能传输系统和方法，其涉及无线电能传输技术领域。该系统包括：设于MESH网络中每个节点内的内置Mesh通信模块和无线传能设备，及系统管理主机；内置Mesh通信模块用于获取对应节点的电池组的剩余电量、ID号和距离簇首节点的距离信息，并通过层数大的节点向层数小的节点发送自身节点采集的数据；系统管理主机用于确定与需要充电节点距离最近的剩余电量允许的节点；无线传能设备用于根据接收的充放电控制信号对相应节点内电池组进行充放电的电能传输。本发明通过对设备间进行能量传递，能够避免传统Mesh网络中处理数据较多的设备因电量问题关闭而导致整个系统瘫痪的问题，从而提高了续航性能。

Description

一种应用于MESH网络的无线电能传输系统及方法

技术领域

本发明涉及无线电能传输技术领域，特别涉及一种应用于MESH网络的无线电能传输系统及方法。

背景技术

无线MESH网络具有自组网和自愈合能力，能够单独控制各节点，其能够定期检测网络中各节点的信号强度，在信号强度变弱时，自动进行重新组网，自动维护网络层级及其与边缘设备之间的信号稳定，同时由于Mesh网络中的各个节点均可以作为子节点和父节点，整个网络中仅有一个节点与边缘设备相连，其余设备仅需要连接已组好网的相邻设备以及Mesh网络具有一定的自愈能力，能够在根节点或者任意父节点离线的情况下进行自行组网，但是会导致重新组网前产生的数据堆积，虽然在新网络重新上线后会将之前产生的数据进行发送，但是对于数据实时性要求较高的场合，例如监控电缆通道火情、煤矿应急指挥系统、矿工心电信号检测系统等等，在这些应用中，数据反馈不及时，显然会导致一定程度上危险的发生，甚者导致灾难的发生。

由于无线Mesh网络较传统WiFi无线网络形式或者有线形式的各种优良特性，其越来越多的应用于火灾、故障等高实时性监控环境中，都需要其视频信号或者温度信号的可靠传递，同时其优良的传输性能及可靠性，其应用领域由小范围向大范围拓展，应用于狭长的电缆通道或者矿洞中，因此需要更多的网络节点，网络中的根节点或者父节点较子节点需要传输更多的数据，但是这样会导致其耗电较子节点要快，进而会导致根节点或者父节点因电量不足而导致Mesh网络进行重新组网、数据发送不及时，且严重影响节点之间的信息传输，大大降低了网络的性能。

发明内容

基于此，针对上述背景技术中提出的传统Mesh网络中因根节点或者父节点电量不足而影响数据传输实时性的技术问题，本发明实施例提供了如下的技术方案：

一种应用于MESH网络的无线电能传输系统，包括：所述Mesh网络包括：系统管理主机，与系统管理主机连接的中继路由设备，以及与所述中继路由设备连接的各级节点；

所述系统包括：设于所有节点中的内置Mesh通信模块和无线传能设备；

所述内置Mesh通信模块，用于传输对应节点的电池组剩余电量、ID号和距离簇首节点的距离信息；

所述系统管理主机，用于对各节点对应的电池组剩余电量进行比较判断，记录需要充电的节点ID号和剩余电量比阈值电量多的节点ID号；根据距离优先原则，判断出与需要充电节点距离最近的剩余电量允许的节点；及通过Mesh网络对相应节点发送充放电控制信号启动无线传能设备；

所述无线传能设备，当无线传能设备启动后，其用于通过无线电能传输方式对相应节点内电池组进行充放电。

进一步地，所述MESH网络包括：

将中继路由设备称为MESH网络的根节点，将上一层节点定义为簇首节点，及将传输给簇首节点数据信息的下层节点定义为簇。

较佳地，本发明实施例提供的所述系统还包括：传感器设备，其设于MESH网络中每个节点内；且所述传感器设备包括：温度传感器采集终端和摄像头终端。

进一步地，所述无线传能设备包括：发射部分和接收部分；

所述发射部分包括：依次电连接的DC-DC模块、逆变电路、及由绕制线圈构成的发射机构；

所述接收部分包括：依次电连接的由绕制线圈构成的接收机构、整流滤波模块、及调制信号模块，且接收机构与发射机构近距离平行设置；其中，所述调制信号模块与节点内的电池组连接。

较佳地，本发明实施例提供的所述系统还包括：还包括：电池管理设备，其设于MESH网络中每个节点内；且所述电池管理设备包括：

电流检测模块，其输入端与电池组连接，用于采集电池组的输出电流；

剩余电量估算模块，用于根据输出电流，采用安时积分法结合开路电压法，计算电池的电池荷电状态SOC；其中，所述电池荷电状态SOC为电池剩余电量与电池在相同放电条件下测量的实际容量之比；

均衡模块，其输入端与所述调制信号模块输出端连接、输出端与电池组连接；用于采用集中式非能量耗散型均衡电路拓扑结构，即在电池组的各单体电池上同时接入一个绕组，当检测到电池组中单体电池的电压差超过单体电压的1％时，将高电压的单体电池的能量通过线圈耦合传递给低电压的电池，直到各个单体电池的实际电压值稳定在平均值上以完成电池组的均衡管理。

一种应用于MESH网络的无线电能传输方法，包括：

构建Mesh网络；

在Mesh网络内，各节点内的Mesh通信模块通过层数大的节点向层数小的节点发送自身节点的电池组剩余电量、ID号和距离簇首节点的距离信息直至系统管理主机；

系统管理主机对各节点对应的电池组剩余电量进行比较判断，记录需要充电的节点ID号和剩余电量比阈值电量多的节点ID号；根据距离优先原则，判断出与需要充电节点距离最近的剩余电量允许的节点；及通过Mesh网络对相应节点发送充放电控制信号启动无线传能设备；

相应节点内的无线传能设备启动后，无线传能设备通过无线电能传输方式对电池组进行充放电。

进一步地，所述构建MESH网络，其具体包括：

系统管理主机开机，发送命令到最近的中继路由设备，最近的中继路由设备作为根节点，开始自组网；

根节点连接信号可达范围内的其它中继路由设备，形成第二层；

第二层中继路由设备发送信标帧给信号可达范围内的中继路由设备，中继路由设备收到请求连接的信标帧后按以下原则连接：优先连接子节点数量比较少的中继路由设备；若子节点数量相同，则连接信号比较强的中继路由设备，若信号强度相同的话，则会随机连接一个，形成第三层；

第三层形成后根据相同组网原则形成其它层，完成中继路由设备的组网。

较佳地，本发明实施例提供的所述方法还包括：

Mesh网络内层数最大的中继路由设备发送信标帧给可达范围内的温度传感器采集终端和摄像头终端，并根据相同的组网原则完成后续层数的组网；

其中，对于温度传感器采集终端和摄像头终端获取的监测数据，通过mesh网络传输至系统管理主机。

进一步地，所述电池剩余电量的确定，其具体包括：

实时获取电池组的输出电流；

根据输出电流，采用安时积分法结合开路电压法，计算电池的电池荷电状态SOC；其中，所述电池荷电状态SOC为电池剩余电量与电池在相同放电条件下测量的实际容量之比；

根据电池荷电状态SOC，确定电池剩余电量

较佳地，本发明实施例提供的方法还包括：

当检测到电池组中单体电池的电压差超过单体电压的1％时，将高电压的单体电池的能量通过线圈耦合传递给低电压的电池，直到各个单体电池的实际电压值稳定在平均值上以完成电池组的均衡管理。

本发明实施例提供的上述应用于MESH网络的无线电能传输系统和方法，与现有技术相比，其有益效果如下：

本发明实施例通过采用Mesh网络实现网络各节点互联，通过采用磁耦合谐振式的无线传能方法解决节点电量不足问题，通过实时反馈数据的同时携带有各节点的电量信息，分析判断需要进行充电的节点附近符合条件的电量充足的节点，对其进行电能传输，延长整个系统的续航性能，增加被监控对象的安全性以及实时性。即由于Mesh网络具有优良的动态性能，能在信号较弱的情况下，自行组网，能够保证数据传输的稳定性，所以通过Mesh网络对设备间进行能量传递，能够避免传统Mesh在处理数据较多的设备因电量问题关闭而导致整个系统瘫痪的问题，能够提高设备的续航性能；同时采用电量管理模块能够有效避免其中单体电池存在过充、过放状态以及一些电池处于欠冲状态等问题。

附图说明

图1为一个实施例中提供的一种应用于MESH网络的无线电能传输系统结构示意图；

图2为一个实施例中提供的无线电能传输示意图；

图3为一个实施例中提供的Mesh节点内部示意图；

图4为一个实施例中提供的一种应用于MESH网络的无线电能传输方法流程示意图；

图5为一个实施例中提供的Mesh组网流程图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

实施例1：

参见图1～3，本发明实施例提供的一种应用于MESH网络的无线电能传输系统，该系统包括：

系统管理主机、中继路由设备、传感器设备、内置Mesh通信模块、无线传能设备、电池管理设备；且无线传能设备与电池管理设备相连接，无线传能设备与内置Mesh通信模块相连接，系统管理主机、中继路由设备与内置Mesh通信模块通过Mesh网络互相连接，传感器设备用于检测被监控对象的信息，电池管理模块用于检测电池组的电压信号以及在充电时均衡电池组各单体电池的电压；监控系统管理主机通过4G网络与中继路由设备连接，监控系统管理主机用于接收传感器设备检测的信息，综合信息进行判断分析被检测对象的工作状态。

电池管理设备包括：SOC估算模块以及均衡模块，其中SOC估算模块用于计算电池组实时的电量信息；均衡模块用于均衡充电过程中各单体电池的电压，避免出现某个或某些电池的过充、过放状态。

内置Mesh通信模块，用于采集电池的剩余电量信息、该节点的ID号以及距离簇首节点的距离信息，打包成数据包与传感器采集的信息一起发送给上一层中继路由设备，并根据簇首节点控制模块综合处理信息发送的数据给自身以及适合节点，控制其无线传能设备，控制节点的充放电工作；所述的系统管理主机通过4G网络与中继路由设备连接，接受传感器设备传输的采集信息，综合信息进行判断所监控对象的工作状态。

无线传能设备，在各个节点内均有布置，其主要由发射部分以及接收部分构成，发射部分包括整流滤波、逆变电路、发射机构构成，发射机构由一个绕制线圈组成，接收部分包括接受机构和用电设备，其中接受机构由绕制线圈组成，其与发射端近距离平行放置。无线电能传输设备包括：用于将电池电压调节到一个固定值的DC-DC模块、用于将直流电压变换为交流电压的逆变模块、用于传输能量的发射机构及用于接受能量的接受机构、将接收到的电能进行能量变换，即整流滤波模块、输入调制信号的模块、用于保护的金属外壳。其中控制无线电能装置启动装置与DC-DC模块连接、DC-DC模块与逆变模块连接，逆变模块与发射机构连接，接受机构与整流滤波模块连接，整流滤波模块与调制信号模块连接，调制信号模块与电池组连接。

电池管理模块，同样在各个节点均有布置，其主要目的是为了获得电池组的实时电量信息以及解决各个电池组中各个单体电池充电效率不一致的问题，由于本发明中电池组中单体电池数量居多，因此采用集中式非能量耗散型均衡电路拓扑结构，即在电池组的电池同时接入一个绕组，在此方式下，系统无线充电模块的接收端需要分为若干部分接于电池组两端，其数量需要与电池组电池个数相等。

具体地，参见图2和图3，本发明实施例提供的一种应用于MESH网络的无线电能传输系统，该系统包括：无线电能传输设备1、Mesh终端节点2、中继路由设备17、系统管理主机18。

Mesh节点16中包括无线传能装置1、无线电能传输装置的发射机构4及接受机构5、控制无线传能系统启动模块8、无线传能的负载模块9、内置电池组10、电池管理模块11、Mesh通信模块12、传感器设备13和传感器设备14、用于保护的金属外壳15。内置Mesh通信模块12与电池组10及电池组电压检测模块17连接，电池组10与电池管理模块11、无线电能传输的负载模块9连接，无线电能传输装置的发射机构4、无线传能装置1及无线电能传输装置接受机构5依次连接，内置Mesh通信模块12与无线传能系统的启动装置8连接，传感器设备13与传感器设备14均与内置Mesh通信模块12连接。

无线传感器1包括：用于将电池电压调节到一个固定值的DC-DC模块2、用于将直流电压变换为交流电压的逆变模块3、用于传输能量的发射机构4及用于接受能量的接受机构5、将接收到的电能进行能量变换，即整流滤波模块6、输入调制信号的模块7、用于保护的金属外壳10。其中控制无线电能装置启动装置8与DC-DC模块2连接、DC-DC模块2与逆变模块3连接，逆变模块3与发射机构4连接，接受机构5与整流滤波模块6连接，整流滤波模块6与调制信号模块7连接，调制信号模块7与电池组10连接。

实施例2

本发明实施例提供的一种应用于MESH网络的无线电能传输方法，该方法包括：

电池组电压检测模块定时采集电池组的电压，反馈至内置Mesh通信模块，经计算得出电池组的SOC，与传感器设备及传感器设备定时采集的信息、节点距离父节点的距离与子节点的ID号一同发送给上层节点。

上层节点接收到子节点发来的信息后，先判断自身节点是否需要进行充电，若需要充电则根据节点反馈的距离信息，并且结合节点的电池组SOC，选取合适的子节点对其进行充电，对选中的子节点与自身的无线电能传输装置启动模块发送控制信息，启动无线电能传输装置，启动选中子节点对父节点的充电工作，至充电节点或放电节点的电池SOC阈值，停止充电工作；若父节点不需要充电，则分析判断簇内是否存在电量较低的节点，综合距离信息及剩余电量信息，选取合适的子节点对其进行充电。

具体地，传感器设备采集被检测对象的相关信息，发送给内置Mesh通信模块，转化数据信息，通过Mesh网络发送给上一层节点，在这里将上一层节点定义为簇首节点，将其与传输给其数据信息的下层节点定义为簇，同时与监测信息的数据一同发送的还有该节点的ID号、剩余电量信息以及该节点与簇首节点的距离，在簇首节点处分析判断簇内是否有节点处于欠电状态，并根据距离信息判断合适的节点对其进行充电工作，至充电节点达到规定电量或放电节点至最低工作电量，簇首节点将节点电量以及距离信息进行抹除，电量信息以此类推。被检测数据信息传输至系统管理主机，经分析判断，发送控制信号，通过中继路由设备调控终端执行设备，进行相应的工作。

进一步地，应用于无线MESH网络的无线电能传输方法，Mesh网络组网的具体过程包括：

监控系统管理主机开机，发送命令到最近的中继路由设备，最近的中继路由设备作为根节点，开始自组网。

根节点连接信号可达范围内的其它中继路由设备，形成第二层，第二层的中继路由设备发送信标帧给信号可达范围内的中继路由设备，中继路由设备收到请求连接的信标帧后按以下原则连接：优先连接子节点数量比较少的中继路由设备；若子节点数量相同，则连接信号比较强的中继路由设备，若信号强度相同的话，则会随机连接一个。第三层形成后将根据相同原则形成其它层，最终完成中继路由设备的组网。

层数最大的中继路由设备发送信标帧给可达范围内的温度传感器采集终端和摄像头终端，同样根据与中继路由设备相同的组网原则完成后续层数的组网。

进一步地，应用于无线MESH网络的无线电能传输方法，Mesh网络节点充放电管理的具体过程包括：

在Mesh网络内，层数大的中继路由设备向层数小的中继路由设备发送数据包时，要同时携带有自身设备的电池剩余电量以及设备的ID，这些数据在系统管理主机处经过比较判断，记录下需要充电设备的ID以及剩余电量较多的设备ID，根据距离优先原则，判断出与需要充电设备距离最近的剩余电量允许的设备，通过Mesh网络对相应设备发送信号，在设备接到响应信号后，启动自身的无线充电模块，进行电池的充放电工作。

进一步地，应用于无线MESH的无限电能传输方法，电池管理设备的SOC估算模块的具体过程包括：

SOC即电池的荷电状态，其表示为电池剩余电量(即电池在给定放电倍率和环境温度下可放出的电量)与电池在相同放电条件下测量的实际容量之比，由于当节点处于非工作的静置状态时，需要计算出SOC值，因此通过测量电池的电流参数信息，然后采用安时积分法结合开路电压法，计算得到电池组的SOC。

进一步地，应用于无线MESH的无限电能传输方法，电池管理设备的均衡处理模块的具体过程包括：

系统检测到某个单体电池电源过低时(单体电池的电压差超过单体电压的1％)，将过高电压的单体电池的能量通过线圈耦合传递给较弱的电池，但单元板采集到电池组数据时，将其发送到电池管理系统的主控模块中，电池均衡系统即开始作用，直到各个单体电池的实际电压值稳定在平均值附近，从而完成均衡管理，同时在系统作用时可以达成不间断的均衡效果。

进一步地，Mesh网络组网的具体过程包括：

管理主机开机，发送命令到最近的中继路由设备，最近的中继路由设备作为根节点，开始自组网。

根节点连接信号可达范围内的其它中继路由设备，形成第二层，第二层的中继路由设备发送信标帧给信号可达范围内的中继路由设备，中继路由设备收到请求连接的信标帧后按以下原则连接：优先连接子节点数量比较少的中继路由设备；若子节点数量相同，则连接信号比较强的中继路由设备，若信号强度相同的话，则会随机连接一个。第三层形成后将根据相同原则形成其它层，最终完成中继路由设备的组网。

层数最大的中继路由设备发送信标帧给可达范围内的温度传感器采集终端和摄像头终端，同样，根据与中继路由设备相同的组网原则完成后续层数的组网。

进一步地，电池管理模块的具体过程包括：

电池管理模块定时检测电池组的电流，并计算得到电池组实时的SOC值，并通过Mesh网络发送信息给簇首节点，簇首节点接收到信息后，首先判断自身电池组是否需要充电，如果电池组处于亏电状态，则根据各节点发送的距离信息及电量信息，选择合适的子节点对其进行充电；若簇首节点不需要充电，则根据节点发送的电量信息，判断哪个节点需要充电，并选择合适的临近节点对其进行充电，发送信息给两个子节点的内置Mesh通信模块，启动各自的无线电能传输设备进行充放电工作。

参见图4～5，本发明实施例提供的一种应用于Mesh网络的无线电能传输方法，包括以下步骤：

电池组电流检测模块17定时采集电池组10的电流，反馈至内置Mesh通信模块12，经计算得出电池组10的SOC，与传感器设备13及传感器设备14定时采集的信息、节点距离父节点的距离与子节点的ID号一同发送给上层节点。

上层节点接收到子节点发来的信息后，先判断自身节点是否需要进行充电，若需要充电则根据节点反馈的距离信息，并且结合节点的电池组SOC，选取合适的子节点对其进行充电，对选中的子节点与自身的无线电能传输装置启动模块8发送控制信息，启动无线电能传输装置1，启动选中子节点对父节点的充电工作，至充电节点或放电节点的电池SOC阈值，停止充电工作；若父节点不需要充电，则分析判断簇内是否存在电量较低的节点，综合距离信息及剩余电量信息，选取合适的子节点对其进行充电。

进一步地，应用于Mesh网络的无限电能传输系统及其方法，无线电能传输设备1的处理具体步骤包括：

根据内置Mesh通信模块12的控制信息，控制无限电能传输装置的启动模块8启动。

无线电能传输装置1启动后，电池组10电压经DC-DC模块2调节到一个固定的电压值供给逆变模块3，然后逆变模块3将固定值的直流电变换为一定频率的交流电，供给发射机构4，接收机构5在发射端产生的交变磁场中获得能量，转换为交流电，该电能经过能量变换(整流滤波)模块6，然后经调制信号模块7调制后，供给电池组10。

电池管理模块11在无线电能传输装置1对电池组10充电时，解决各个单体电池充电效率不一致的问题，无线传能装置1的负载模块9分成若干部分接与电池组10两端，其数量与电池组个数相等，当内置Mesh通信系统12检测到某个单体电池的电压过低时，将过高电压的单体电池的能量通过线圈耦合传递给能量较低的电池。

进一步地，应用于Mesh网络的无线电能传输系统及其方法，Mesh网络组网的具体过程包括：

监控系统管理主机开机，发送命令到最近的中继路由设备，最近的中继路由设备作为根节点，开始自组网。

根节点连接信号可达范围内的其它中继路由设备，形成第二层，第二层的中继路由设备发送信标帧给信号可达范围内的中继路由设备，中继路由设备收到请求连接的信标帧后按以下原则连接：优先连接子节点数量比较少的中继路由设备；若子节点数量相同，则连接信号比较强的中继路由设备，若信号强度相同的话，则会随机连接一个。第三层形成后将根据相同原则形成其它层，最终完成中继路由设备的组网。

层数最大的中继路由设备发送信标帧给可达范围内的传感器设别13和传感器设备14，同样根据与中继路由设备相同的组网原则完成后续层数的组网。

进一步地，应用于电缆接头监控的基于Mesh网络的边缘计算网络系统监控方法，Mesh网络自恢复的具体过程包括：

若根节点断开，则需要监控系统管理主机重新发送命令选择根节点；若中继路由设备3、传感器设备13或传感器设别14断开，则所在层数大于断开设备所在层数的所有设备断开，并重新按照组网规则进行组网。

综上所述，本发明实施例提供的一种应用于Mesh网络的无线电能传输系统和方法，其包括系统管理主机、中继路由设备、传感器设备、内置Mesh通信模块、无线传能设备、电池管理设备；所述的无线传能设备包括DC-DC模块、发射与接受机构、整流滤波模块；节点内还包括有电池组电流检测模块、电池管理模块；电池组电流检测模块检测到电池组的实时电流，经计算判断出电池组的电量百分比，传输给上层节点，判断是否需要其他节点对其进行充电，若需要，则通过Mesh通信模块启动内部无线传能装置，对电池组进行充电，经簇内节点电量调整后，能够实现节点内电池组电量的效率化，提高Mesh网络的续航性能。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种应用于MESH网络的无线电能传输系统，所述Mesh网络包括：系统管理主机，与系统管理主机连接的中继路由设备，以及与所述中继路由设备连接的各级节点；其特征在于，

所述系统包括：设于所有节点中的内置Mesh通信模块和无线传能设备；

所述内置Mesh通信模块，用于传输对应节点的电池组剩余电量、ID号和距离簇首节点的距离信息；

所述系统管理主机，用于对各节点对应的电池组剩余电量进行比较判断，记录需要充电的节点ID号和剩余电量比阈值电量多的节点ID号；根据距离优先原则，判断出与需要充电节点距离最近的剩余电量允许的节点；及通过Mesh网络对相应节点发送充放电控制信号启动无线传能设备；

所述无线传能设备，当无线传能设备启动后，其用于通过无线电能传输方式对相应节点内电池组进行充放电。

2.如权利要求1所述的应用于MESH网络的无线电能传输系统，其特征在于，所述MESH网络包括：

将中继路由设备称为MESH网络的根节点，将上一层节点定义为簇首节点，及将传输给簇首节点数据信息的下层节点定义为簇。

3.如权利要求1所述的应用于MESH网络的无线电能传输系统，其特征在于，还包括：传感器设备，其设于MESH网络中每个节点内；且所述传感器设备包括：温度传感器采集终端和摄像头终端。

4.如权利要求1所述的应用于MESH网络的无线电能传输系统，其特征在于，所述无线传能设备包括：发射部分和接收部分；

所述发射部分包括：依次电连接的DC-DC模块、逆变电路、及由绕制线圈构成的发射机构；

所述接收部分包括：依次电连接的由绕制线圈构成的接收机构、整流滤波模块、及调制信号模块，且接收机构与发射机构近距离平行设置；其中，所述调制信号模块与节点内的电池组连接。

5.如权利要求4所述的应用于MESH网络的无线电能传输系统，其特征在于，还包括：电池管理设备，其设于MESH网络中每个节点内；且所述电池管理设备包括：

电流检测模块，其输入端与电池组连接，用于采集电池组的输出电流；

剩余电量估算模块，用于根据输出电流，采用安时积分法结合开路电压法，计算电池的电池荷电状态SOC；其中，所述电池荷电状态SOC为电池剩余电量与电池在相同放电条件下测量的实际容量之比；

均衡模块，其输入端与所述调制信号模块输出端连接、输出端与电池组连接；用于采用集中式非能量耗散型均衡电路拓扑结构，即在电池组的各单体电池上同时接入一个绕组，当检测到电池组中单体电池的电压差超过单体电压的1％时，将高电压的单体电池的能量通过线圈耦合传递给低电压的电池，直到各个单体电池的实际电压值稳定在平均值上以完成电池组的均衡管理。

6.一种应用于MESH网络的无线电能传输方法，其特征在于，包括：

构建Mesh网络；

在Mesh网络内，各节点内的Mesh通信模块通过层数大的节点向层数小的节点发送自身节点的电池组剩余电量、ID号和距离簇首节点的距离信息直至系统管理主机；

系统管理主机对各节点对应的电池组剩余电量进行比较判断，记录需要充电的节点ID号和剩余电量比阈值电量多的节点ID号；根据距离优先原则，判断出与需要充电节点距离最近的剩余电量允许的节点；及通过Mesh网络对相应节点发送充放电控制信号启动无线传能设备；

相应节点内的无线传能设备启动后，无线传能设备通过无线电能传输方式对电池组进行充放电。

7.如权利要求6所述的应用于MESH网络的无线电能传输方法，其特征在于，所述构建MESH网络，其具体包括：

系统管理主机开机，发送命令到最近的中继路由设备，最近的中继路由设备作为根节点，开始自组网；

根节点连接信号可达范围内的其它中继路由设备，形成第二层；

第二层中继路由设备发送信标帧给信号可达范围内的中继路由设备，中继路由设备收到请求连接的信标帧后按以下原则连接：优先连接子节点数量比较少的中继路由设备；若子节点数量相同，则连接信号比较强的中继路由设备，若信号强度相同的话，则会随机连接一个，形成第三层；

第三层形成后根据相同组网原则形成其它层，完成中继路由设备的组网。

8.如权利要求7所述的应用于MESH网络的无线电能传输方法，其特征在于，还包括：

Mesh网络内层数最大的中继路由设备发送信标帧给可达范围内的温度传感器采集终端和摄像头终端，并根据相同的组网原则完成后续层数的组网；

其中，对于温度传感器采集终端和摄像头终端获取的监测数据，通过mesh网络传输至系统管理主机。

9.如权利要求6所述的应用于MESH网络的无线电能传输方法，其特征在于，所述电池剩余电量的确定，其具体包括：

定时获取电池组的输出电流；

根据输出电流，采用安时积分法结合开路电压法，计算电池的电池荷电状态SOC；其中，所述电池荷电状态SOC为电池剩余电量与电池在相同放电条件下测量的实际容量之比；

根据电池荷电状态SOC，确定电池剩余电量。

10.如权利要求6所述的应用于MESH网络的无线电能传输方法，其特征在于，还包括：

当检测到电池组中单体电池的电压差超过单体电压的1％时，将高电压的单体电池的能量通过线圈耦合传递给低电压的电池，直到各个单体电池的实际电压值稳定在平均值上以完成电池组的均衡管理。

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