TWI596929B - Wireless power transmission authentication system and method - Google Patents

Description

無線電力傳輸的認證系統及方法

本發明有關於一種無線電力傳輸的認證系統及方法，特別是關於一種由伺服器控管充電裝置使複數使用者之複數行動裝置可同時使用充電板無線電力傳輸的認證系統及方法。

時至今日，行動裝置已成為電子產業的重要市場類別。這些裝置的關鍵需求之一就是便利性，不僅須要於使用者移動時能存取資料，更要確保裝置具有足夠的電池續航力得以運作。

傳統有數種提供此類裝置足夠電力之方法，常見的充電方法即使用符合規格的電線及變壓裝置，將電源供應座的電力藉由實體線路傳遞至行動裝置中，但若有複數裝置之充電需求，須各別提供一完整之充電迴路才能進行，亦即在電源供應座上插入連接著實體線路的變壓裝置並連接至行動裝置。

而先前技術中，已有將電能轉換為磁能並藉由電磁波傳遞的技術，如此可取消電源供應座與行動裝置的實體充電迴路，此種技術概括統稱為無線電力傳輸。無線電力傳輸能以更便利的方式為行動裝置充電，例如提供無線電力傳 輸之的充電板，若經過妥善設計，理應能使一充電板為多個行動裝置充電，然而，上述技術面臨著諸多問題。

在技術領堿中，無線充電聯盟(Wireless Power Consortium)制定了無線電力傳輸標準Qi，以將此技術的實現方法分為四階段，依序為「selection」、「ping」、「identification & configuration」以及「power transfer」。其詳細流程分別對應電力供應端偵測電力接收端是否存在，並獲得其置放於充電面板之位置資訊；電力供應端發出封包至電力接收端，電力接收端收到封包後，則需回覆以表示確定要求供電；電力接收端傳送封包給電力供應端，讓電力供應端獲得電力接收端相關的裝置識別碼與電力設定參數；最後開始供電。

先前技術中，經過授權後進行無線充電的方法為，行動裝置提供正確的帳號資訊至認證系統，滿足預定之認證條件後，認證系統回應一組認證資訊，則此行動裝置可依照此認證資訊驅動無線供電系統；惟此技術中，行動裝置僅只與認證系統作認證，而行動裝置與無線供電系統間則依賴一固定的參數資訊作為驅動條件，一旦該參數資訊外洩被未經授權的行動裝置利用，則此種無線充電方法並無法判斷，故有被非法使用之疑慮。

又有一種先前技術亦提出行動裝置與無線供電系統間的認證方式，但其伺服器僅只是蒐集個別可攜式電子裝置的狀態資訊以提供認證失敗時的障礙排除能力，並未對該些行動裝置提供足夠之控管機制；或是另一先前技術中的中控伺服器僅以識別代號及充電板位置控管行動裝置，一旦複數使用者共用充電板，各自使用數種行動裝置進行充電，伺服器將完全無法控管。

由此可見，上述之先前無線充電技術仍有諸多缺失，須加以改良。本案發明人鑑於上述先前技術的缺點加以改良創新，終於成功研發完成本發明之無線電力傳輸的認證系統與方法。

本發明提供一種無線電力傳輸的認證系統與方法，其主要目的係為設計一種搭配無線電力傳輸技術與註冊暨認證機制，由供應商控制供電與否以及供電時間之長短，讓使用者可持行動裝置進行單一使用者多裝置的充電行為，同時保護此一機制不會因使用者之惡意使用方式而致使損失。

根據本發明所揭露應用於無線電力傳輸的認證系統與方法，提供一讓使用者可安全、便利地至無線電力服務供應站付費為其行動裝置進行充電的方法。本發明所提之方法至少包含以下步驟：由使用者攜帶其已安裝特定應用程式模組之行動裝置至供應站，透過中央控管之註冊暨開通系統進行註冊動作，將此註冊資訊上傳至認證暨控制伺服器，並於付費後更新註冊資訊之狀態；使用者持行動裝置接近供應站中任一無線充電板時，行動裝置傳送具備獨一性之會員編號及裝置識別碼至無線充電板以作為認證之用；無線充電板取得該具備獨一性之會員編號及裝置識別碼後，將具備獨一性之會員編號及裝置識別碼透過內網傳送至認證暨控制伺服器；認證暨控制伺服器經與註冊資訊進行比對後，依據比對結果決定是否進行供電，並控制供電時間之長短，於此系統架構下，除了提供更安全有效的認證方式，還能支援多個使用者各自持用複數個行動裝置的情況，增加了使用者的便 利性，亦能適用於大型的使用場域。

本發明之無線電力傳輸的認證系統包含了一應用程式模組，該應用程式模組安裝於一行動裝置上並根據該行動裝置產生獨特的一行動裝置識別資訊；一無線充電板，該無線充電板係於該行動裝置進入範圍內時，接收該應用程式元件傳輸來的該行動裝置識別資訊，並對感應範圍內的該行動裝置進行無線充電；一註冊暨開通伺服器，該註冊暨開通伺服器根據該行動裝置識別資訊產生一行動裝置帳戶資料，並根據一開通資訊更新該行動裝置帳戶資料；以及一認證暨控制伺服器，該認證暨控制伺服器和該註冊暨開通伺服器以及該無線充電板連結，該認證暨控制伺服器接收由該註冊暨開通伺服器傳輸而來的該行動裝置帳戶資料，並通過該無線充電板接收該行動裝置識別資訊，該認證暨控制伺服器根據該行動裝置帳戶資料中的該開通資訊判斷並傳輸一指令訊號至該無線充電板。

而本發明中該無線充電板於接收該指令訊號後對該行動裝置進行充電，若該無線充電板無法對該行動裝置充電，該無充電板即傳輸一反饋訊號至該註冊暨開通伺服器，而該行動裝置識別資訊係為會員編號、裝置識別碼、衍生會員編號、衍生裝置識別碼或兩者以上之組合，然後該指令訊號係為開始充電指令或停止充電指令。

101‧‧‧使用者

102‧‧‧行動裝置

103‧‧‧註冊暨開通伺服器

104‧‧‧認證暨控制伺服器

106‧‧‧無線充電板

201‧‧‧行動裝置

202‧‧‧無線充電板

204‧‧‧認證暨控制伺服器

310‧‧‧行動裝置

311‧‧‧應用程式模組

312‧‧‧電力接收控制模組

320‧‧‧無線充電板

321‧‧‧網路傳輸模組

330‧‧‧認證暨控制伺服器

圖1為本發明之無線電力傳輸認證系統的架構圖。

圖2為本發明之電力傳輸認證操作之流程圖。

圖3為本發明之電力傳輸認證系統方塊圖。

圖4為本發明之Qi標準所定義之Identification封包結構示意圖。

圖5為本發明之Qi標準定義的Extended Identification封包結構示意圖。

以下結合圖式對本發明之一較佳實施例進行說明，請參閱圖1，為本發明一種無線電力傳輸的認證系統的架構圖。此一系統架構係行動裝置之使用者101攜帶其行動裝置102至無線電力服務供應站，向註冊暨開通伺服器103進行註冊，註冊流程中，使用者101須先行於行動裝置102上安裝應用程式模組，註冊暨開通伺服器103透過NFC技術讀取行動裝置102，取得具備獨一性之會員編號及裝置識別碼之組合，若使用者101有複數行動裝置需進行充電，如圖中行動裝置105，則需讓每一行動裝置皆進行前述註冊動作，意即行動裝置105也需要使用相同方式註冊。待註冊動作完成後，註冊暨開通伺服器103便將行動裝置102和行動裝置105的會員編號及裝置識別碼之組合等相關資訊產生一行動裝置帳戶資料並傳輸至認證暨控制伺服器104儲存，供後續之認證流程時使用。

當使用者101付費購買充電時間後，註冊暨開通系統103即根據使用者101購買之充電時間將該行動裝置帳戶資料以一開通資訊更新，再連線至認證暨控制伺服器104，將使用者101的行動裝置帳戶資料更新並開通使用者101註冊之行動裝置102，開通後若此行動裝置102進入無線充電板 106之感應範圍內，即通過該無線充電板106以內網傳輸具備獨一性之會員編號及裝置識別碼之組合至認證暨控制伺服器104以認證，認證暨控制伺服器104認證後亦通過內網傳輸開始充電指令至該無線充電板106，則行動裝置102可開始充電；若行動裝置102為非開通狀態，縱使此行動裝置102的行動裝置帳戶資料已存在認證暨控制伺服器104中，認證暨控制伺服器104會通過內網回傳一認證失敗指令，行動裝置102將無法進行充電，而行動裝置105亦同。

於完成開通後，使用者101將行動裝置102接近無線電力服務供應站中之無線充電板106，無線充電板106透過網路與認證暨控制伺服器104進行連線並受到認證暨控制伺服器104之控制。因為行動裝置102已經開通，認證暨控制伺服器104認證後傳輸開始充電指令至該無線充電板106，則行動裝置102開始充電，至所購買之充電時間結束後，證暨控制伺服器104傳輸停止充電指令至無線充電板106使無線充電板106停止繼續供電。若使用者101持複數行動裝置進行充電，亦即圖上所示之行動裝置105，所需完成之流程亦相同，故本發明通過此方法提供了複數使用者可同時對複數行動裝置充電之便利性，且因為供電與否以及供電時間長短之控制皆由認證暨控制伺服器104進行控管，得以避免因使用者的惡意攻擊使無線充電供應商損失的問題，故本發明可應用於大型場域。

如圖2所示，係為本發明之電力傳輸認證操作之流程圖。首先行動裝置201通過Qi電力傳輸協定將作為認證資料之裝置識別碼(DevID)傳輸至無線充電板202，而無線充電板202則將裝置識別碼回傳至認證暨控制伺服器204進 行驗證；認證暨控制伺服器204驗證完成後，將傳輸一指令訊號(驗證失敗指令、開始充電指令或停止充電指令)至無線充電板202，之後無線充電板202即依據所接收之指令訊號決定是否對行動裝置201供電。

圖3則為本發明之電力傳輸認證系統方塊圖，本發明依循之Qi標準支援同時對複數個行動裝置進行充電，以下僅就單一行動裝置與充電板之間的資料傳輸進行說明，在Qi標準所定義之無線電力傳輸系統控制流程下，於identification & configuration階段時，行動裝置310上的應用程式模組311將與電力接收控制模組312進行溝通，並填寫需送出的Identification封包內容，關於Qi標準所定義之Identification封包結構，請參照圖4。將Identification封包中的Ext欄位設定為1，並且依據Qi標準之規範，若前一Identification封包中的Ext欄位設為1時，隨後必須附帶傳送Qi標準另外定義的Extended Identification封包，該封包結構請參照圖5。該Extended Identification封包內容則是應用程式模組311於取得該行動裝置310之裝置識別碼後直接填入，裝置識別碼可為國際移動用戶識別碼(International Mobile Subscriber Identity,IMSI)或媒體存取控制位址(Media Access Control,MAC)等硬體類型之資訊，或是由應用程式模組運算而得出之獨一值。

無線充電板320收到行動裝置310所發出的Extended Identification封包後，先取出該裝置識別碼，並且將透過網路傳輸模組321送回認證暨控制伺服器330進行驗證。而認證暨控制伺服器330收到裝置識別碼之後，則至資料庫中搜尋是否存有該行動裝置310相對應之註冊紀錄。若 搜尋到該行動裝置310之註冊紀錄且其狀態為開通時，則驗證成功，此時傳輸開始充電指令以賦予該行動裝置310使用所購買之充電時間，並啟動時間計數機制；若無法搜尋到該行動裝置310之註冊紀錄，或是搜尋到該行動裝置310之註冊紀錄但該行動裝置之狀態為未開通時，則驗證失敗，此時傳輸驗證失敗指令。

認證暨控制伺服器330完成驗證程序之後，即將指令訊號傳輸至無線充電板320中的網路傳輸模組321，此時網路傳輸模組321便將指令訊號傳輸至電力供應控制模組322。若指令訊號為開始充電指令，則電力供應控制模組322將告知無線充電板320進入或維持power transfer階段，正常進行供電；若指令訊號為停止充電指令，則電力供應控制模組322將通知無線充電板320該停止供電指令，無線充電板320收到該指令訊息後，則停止供電給行動裝置310。另外，當充電時間計數結束時，認證暨控制伺服器330亦發出停止充電指令給無線充電板320中的網路傳輸模組321，此時網路傳輸模組321告知電力供應控制模組322停止供電，電力供應控制模組322即告知無線充電板320停止供電，隨後無線充電板320停止供電給行動裝置310。

與先前技術比較時，本發明提供複數使用者同時對複數行動裝置充電，且供電與否以及供電時間長短由伺服器進行控管，可應用於大型場域。

與先前技術比較時，本發明之系統於行動裝置與無線充電板間並非依賴一固定的參數資訊來作認證，因此不會有資訊外洩被未經授權的行動裝置非法使用之疑慮。

上列詳細說明乃針對本發明之最佳實施例進行 具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

綜上所述，本發明於技術思想上實屬創新，也具備先前技術不及的多種功效，已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出專利申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案以勵發明，至感德便。

101‧‧‧使用者

102‧‧‧行動裝置

103‧‧‧註冊暨開通伺服器

104‧‧‧認證暨控制伺服器

106‧‧‧無線充電板

Claims (4)

1. 一種無線電力傳輸的認證系統，其包含：一應用程式模組，該應用程式模組係安裝於一行動裝置上並產生一行動裝置識別資訊；一無線充電板，該無線充電板係接收該應用程式元件傳輸來的該行動裝置識別資訊，並對感應範圍內的該行動裝置進行無線充電；一註冊暨開通伺服器，該註冊暨開通伺服器通過根據該行動裝置識別資訊產生一行動裝置帳戶資料，並根據一開通資訊更新該行動裝置帳戶資料；以及一認證暨控制伺服器，該認證暨控制伺服器和該註冊暨開通伺服器以及該無線充電板通過內網連結，該認證暨控制伺服器接收由該註冊暨開通伺服器傳輸而來的該行動裝置帳戶資料，並通過該無線充電板接收該行動裝置識別資訊，該認證暨控制伺服器根據該行動裝置帳戶資料中的該開通資訊判斷並傳輸一指令訊號至該無線充電板；其中該無線充電板於接收該指令訊號後對該行動裝置進行充電，當該無線充電板無法對該行動裝置充電時，傳輸一反饋訊號至該認證暨控制伺服器，該認證暨控制伺服器根據該反饋訊號更新該行動裝置帳戶資料資訊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之無線電力傳輸的認證系統，其中該行動裝置識別資訊係為會員編號、裝置識別碼、衍生會員編號、衍生裝置識別碼或兩者以上之組合。
3. 如申請專利範圍第2項所述之無線電力傳輸的認證系統，其中該指令訊號係為驗證失敗指令、開始充電指令或停止 充電指令。
4. 一種無線電力傳輸的認證方法，其包含以下步驟：使用者安裝於一行動裝置上的一應用程式模組，並藉由會員編號、裝置識別碼、衍生會員編號、衍生裝置識別碼或兩者以上之組合，產生一行動裝置識別資訊；一註冊暨開通伺服器，該註冊暨開通伺服器通過根據該行動裝置識別資訊產生一行動裝置帳戶資料，並根據一開通資訊更新該行動裝置帳戶資料；該行動裝置進入一無線充電板的感應範圍內；該無線充電板接收該行動裝置識別資訊並傳輸該行動裝置識別資訊至一認證暨控制伺服器；若該行動裝置識別資訊於該認證暨控制伺服器中並無對應之該行動裝置帳戶資料，則該認證暨控制伺服器通過該無線充電板對該應用程式模組發送認證失敗訊息；若該行動裝置識別資訊於該認證暨控制伺服器中存在對應之該行動裝置帳戶資料，該認證暨控制伺服器根據該行動裝置帳戶資料內之該開通資料以判斷是否傳輸一指令訊號至該無線充電板；其中：該指令訊號係為驗證失敗指令、開始充電指令或停止充電指令；若為驗證失敗指令，該無線充電板通過該應用程式模組傳達驗證失敗資訊；若為開始充電指令，該無線充電板開始對該行動裝置充電；以及若為停止充電指令，該無線充電板中斷對該行動裝置的充 電；其中該無線充電板無法對該行動裝置充電時，傳輸一反饋訊號至該認證暨控制伺服器，該認證暨控制伺服器根據該反饋訊號更新該行動裝置帳戶資料資訊。