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申请/专利权人：青岛众海汇智能源科技有限责任公司

摘要：本发明公开了一种智能家居无线供电系统及方法，该系统包括：多个无线供电装置，各无线供电装置至少与供电覆盖范围交叠的相邻无线供电装置连接，各无线供电装置包括：射频传输模块，其产生并发送微波信号，该射频传输模块包括射频信号发生装置和射频天线模块；通信模块，其接收来自无线充电接收端的充电请求信号以及无线充电接收端的位置信号；控制单元，其基于位置信号以及无线供电节点网络中无线供电装置的分布信息确定无线充电接收端是否处于与相邻无线供电装置的交叠供电覆盖范围，并在处于交叠供电覆盖范围的情况下确定是否由所属的无线供电装置为无线充电接收端充电。本发明可实现覆盖范围广、智能充电，定位跟踪，提高无线充电的效率。

主权项：1.一种无线供电系统，其特征在于，该系统包括形成无线供电节点网络的多个无线供电装置，每个无线供电装置至少与供电覆盖范围交叠的相邻无线供电装置有线或无线连接，其中，各无线供电装置包括：射频传输模块，其用于产生并发送微波信号，该射频传输模块包括射频信号发生装置和射频天线模块；通信模块，其接收来自无线充电接收端的充电请求信号以及无线充电接收端的位置信号；控制单元，其基于所述位置信号以及无线供电节点网络中无线供电装置的分布信息确定所述无线充电接收端是否处于与相邻无线供电装置的交叠供电覆盖范围，并在所述无线充电接收端处于交叠供电覆盖范围的情况下，基于所属的无线供电装置与所述交叠供电覆盖范围内相邻无线供电装置二者与所述无线充电接收端的距离确定是否由所属的无线供电装置为所述无线充电接收端充电；其中，所述控制单元在确定所属的无线供电装置为所述无线充电接收端充电时，控制射频通信单元辐射用于充电的微波信号；并且向所述无线供电装置充电的无线供电装置通过有线或无线方式向供电覆盖范围交叠的相邻无线供电装置发送待机指示或充电方指示。

全文数据：一种智能家居无线供电系统及方法技术领域[0001]本发明属于无线供电技术领域，具体涉及一种智能家居无线供电系统及方法。背景技术[0002]随着人们的生活水平的提高，生活的节奏加快，智能家居的理念越来越被人们所接受，智能化越来越便捷了我们的生活。无线供电技术由于将有线电力传输转换为无线电力传输，避免了繁杂的连接线、有效节省了电线电缆、方便移动和操作而正在受到越来越多地受到智能家居用户的青睐。采用无线供电技术的无线供电系统包括无线供电发射器和无线供电接收器，无线供电发射器对无线供电发射器进行无线供电。[0003]现有的无线供电系统的无线充电方法包括以下几种：（1电磁感应方式；（2磁共振的方式；以及3微波输能的方式。依赖于目前的技术水平，前两种方式只能近距离不超过1米，甚至需要接触充电。第三种方式是如上三种方式中无线充电距离最远的一种方式，也是目前唯一一种能够中远距离无线充电的方式，微波输能的一般过程是，利用射频信号源将直流电转换成微波信号，g卩DC-RF;经过功率放大器将微波功率放大后辐射至自由空间，再由整流天线接收微波能量并整流，为负载提供直流电能。尽管微波输能方式无线充电距离相对较远，但受微波源功率、成本等影响，无线充电的传输距离一般5米左右，不超过10米，并不是很远。因此，目前市场上应用在智能家居的无线充电方法和技术普遍存在的问题是：（1充电距离都很近且不方便移动；（2单一发射端覆盖范围小，充电效率不高。[0004]因此，现有的智能家居系统还缺乏一套完善的无线供电系统，来解决现有无线充电方式存在的问题。发明内容[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种智能家居无线供电系统及方法，来有效解决现有技术中存在的一个或更多个问题。[0006]本发明的技术方案如下：[0007]根据本发明一方面，提供一种无线供电系统，该系统包括形成无线供电节点网络的多个无线供电装置，每个无线供电装置至少与供电覆盖范围交叠的相邻无线供电装置有线或无线连接，其中，各无线供电装置包括：[0008]射频传输模块，其用于产生并发送微波信号，该射频传输模块包括射频信号发生装置和射频天线模块；[0009]通信模块，其接收来自无线充电接收端的充电请求信号以及无线充电接收端的位置信号；[0010]控制单元，其基于所述位置信号以及无线供电节点网络中无线供电装置的分布信息确定所述无线充电接收端是否处于与相邻无线供电装置的交叠供电覆盖范围，并在所述无线充电接收端处于交叠供电覆盖范围的情况下确定是否由所属的无线供电装置为所述无线充电接收端充电。[0011]优选地，所述控制单元在确定所属的无线供电装置为所述无线充电接收端充电时，控制所述射频通信单元辐射用于充电的微波信号；并且向所述无线供电装置充电的^线供电装置通过有线或无线方式向供电覆盖范围交叠的相邻无线供电装置发送待机指示或充电方指示。[0012]优选地，所述无线供电节点网络中的一个无线供电装置接收到来自相邻无线供电装置的待机指示或充电方指示进入充电状态，或者在当前充电任务完成后进入充电状态。[0013]优选地，各个无线供电装置安装在室内空间的不同位置。[0014]优选地，各个无线供电装置安装在室内空间的顶灯位置。[0015]优选地，所述顶灯的LED灯板与墙面之间的空间内安装无线供电装置。[0016]根据本发明另一方面，提供一种无线供电系统的无线供电方法，所述无线供电系统包括形成无线供电节点网络的多个无线供电装置，每个无线供电装置至少与供电覆盖范围交叠的相邻无线供电装置有线或无线连接，各无线供电装置执行的所述方法包括以下步骤：[0017]接收无线充电接收端发出的充电请求信号以及无线充电接收端的位置信号；[0018]基于接收的位置信号以及无线供电节点网络中无线供电装置的分布信息确定所述无线充电接收端是否处于与相邻无线供电装置交叠的供电覆盖范围，并在所述无线充电接收端处于交叠的供电覆盖范围的情况下确定是否由自身为所述无线充电接收端充电。[0019]优选地，所述方法还包括:在确定由自身为所述无线充电接收端充电时，控制所述射频通信单元辐射用于充电的微波信号，并且通过有线或无线方式向当前供电覆盖范围交叠的相邻无线供电装置发送待机指示或充电方指示。[0020]优选地，所述方法还包括:无线供电装置接收到来自相邻无线供电装置的待机指示或充电方指示进入充电状态，或者在当前充电任务完成后进入充电状态。[0021]优选地，所述方法还包括:无线供电装置在确定所述无线充电接收端不处于交叠的供电覆盖范围的情况下，为所述无线充电接收端进行充电。[0022]优选地，无线供电装置在所述无线充电接收端处于交叠的供电覆盖范围的情况下，基于该无线供电装置与相邻无线供电装置距所述无线充电接收端的距离确定是否由自身为所述无线充电接收端充电。[0023]优选地，在确定是否由自身为所述无线充电接收端充电的步骤之前，所述方法还包括：向相邻无线供电装置发送自身与无线供电装置的距离，并接收相邻无线供电装置发送的其与无线供电装置的距离。[0024]本发明的无线充电系统及方法不仅组网方便，而且可以实现覆盖范围广、智能充电和定位跟踪，大大提高了无线充电的效率。[0025]本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。附图说明[0026]参考附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，在附图中：[0027]图1为本发明一实施例中无线供电系统的示意图。LUU'BJ图2乃不友明—实施例中发射端和接收端的结构示意图。[0029]图3为本发明实施例中无线充电方法的流程示意图。[0030]图4为本发明一实施例中发射端安装位置的示意图。具体实施方式[0031]下面，结合附^对本发明的优选实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的，并且本发明的技术精神及其主要操作不限于这些实施方式。[^32]在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。[0033]下面以智能家居无线充电应用场景为例来描述本发明的无线充电系统及其无线充电方法，但本发明并不限于此，还可以应用于对智能家居电子设备以外的电子设备的充电场景。[0034]图1所示为本发明一实施例中智能家居无线供电系统的示意图。如图i所示，本发明的无线供电系统包括多个2个以上无线供电装置即发射微波信号的装置^图丨中示出了5个无线供电装置1-1至1-5,这些无线供电装置组网形成无线供电节点网络，每个无线供电装置至少与供电覆盖范围交叠的相邻无线供电装置有线或无线连接。下文中，为了便于描述，将无线供电装置简称为发射端。这些发射端可安装于建筑内的不同位置，用于分别对自己覆盖区域内的可无限充电的电子设备无线充电接收端进行充电，作为示例，图丨中的发射端1-1至1-5可分别安装于房屋的不同附加，如主卧、次卧、客卧、客厅、书房内。图丨中还不出了多个接收端2-1至2-f5。图1中不出的发射端和接收端的个数仅为示例，本发明并不限于此。[0035]本发明实施例中，各发射端的微波传输功率可以相同，也可以不同。[0036]如图2所示，发射端主要包括:电源管理模块、射频传输模块、通信模块以及控制模块，其中，射频传输模块还包括射频信号发生装置以及射频天线模块。[0037]电源管理模块通过电源管理芯片组成的电路把交流电压220V转换成发射端需要的电压值，电源管理模块例如是AC-DC或DC-DC转换电路等。[0038]射频信号发生装置通过射频芯片、功放等电路等产生微波能量信号并通过射频天线模块按照一定的信道辐射出去。射频天线模块可以采用常见的微带贴片阵列天线，但并不限于此。[0039]通信模块用于实现发射端之间以及发射端与接收端之间的信号传输，通信模块例如可为Wi-Fi通信模块、蓝牙通信模块或红外通信模块，但并不限于此。另选地，发射端之间也可以有线连接，进行信号的有线传输。[0040]控制模块例如为ARM、FPGA等芯片但不限于这些，用于实现信息处理和信号控制，还可对发射端的各部件的操作进行总体控制。[0041]继续参照图2，接收端例如包括:接收天线、彳目号控制換块、整流稳压电路以及充电电子设备。接收天线用于接收和发送微波信号，通常可为微带贴片阵列天线。信号控制模块用于产生请求充电的信号和定位充电设备的位置信息并发送给发射端，信号控制模块可包括ARM芯片和射频芯片等电路。整流稳压电路中的整流电路例如可以是二极管整流电路，稳压电路可以是常见的DC稳压电路。充电电子设备通常为低功耗的电子设备，例如，智能手环，PAD、助听器、智能扫地机、手机等电子设备，但并不限于此。[0042]发射纟而可女装在其覆盖区域的中心位置，如安装在家庭的各个房间内的固定位置。作为一个优选示例，发射端安装在各房间内吸顶灯或吊灯位置，例如安装在LED灯板和墙面之间的空间。当然也可以将发射端安装在其他固定而又不影响房间美观的位置。[0043]图4所示为本发明一实施例中发射端安装位置的分解示意图。如图4所示，顶灯的LED灯板C与墙面之间安装有开口向上的底盘B，发射端F置于底盘B内，即发射端安装在LED灯板和墙面之间并由底盘托住，电源线Al、A2从墙体中的电线引出，分别连接至LED灯板和发射，用于为LED灯和发射端提供电力。顶灯的灯罩、灯板和发射端的底盘等可通过固定柱如螺柱固定于墙面。图4的安装结构仅为示意，底盘的大小可以灵活根据实际情况来确定。由于被灯罩D或底盘B罩住，发射端即不影响美观，又能很好地对发射端防尘。[0044]本发明实施例中，发射端组网的数量多少，取决于室内面积大小，可充电的电子设备数量多少。发射端之间可以通过有线或无线通信方式进行联系。[0045]下面结合图3描述如上的无线供电系统实现的无线供电方法。如图3所示，该无线供电方法包括以下步骤：[0046]步骤S310,接收端向发射端发送位置信号和充电请求信号。[0047]假设图1中的接收端2_1需要充电而发出充电请求信号以及接收端2-1的位置信号。作为一示例，充电请求信号以及接收端2-1的位置信号可以携带在一条消息中进行发送，但并不限于此。[0048]如果接收端2-1仅位于发射端1-2的供电覆盖区域如接收端2-1在主卧），则仅发射端1-2接收到来自接收端的消息并进行后续处理步骤S321-步骤S327。如果接收端2-1位于发射端1-2和发射端1-3的交叠的供电覆盖范围内，则发射端1-2和1-3均接收到接收端的消息并进行后续处理步骤S321-步骤S327以及步骤S331-步骤S337。图3中示出的是发射端1-2和1-3均接收到接收端的充电请求消息的情形。[0049]步骤S：321和S331，发射端1-2和1-3各自接收并识别无线充电接收端发出的充电请求信号以及位置信号。[0050]步骤S323-S325以及步骤S333-S335,发射端1-2和1-3各自基于接收的位置信号以及组网中发射端的分布信息确定接收端是否处于与相邻发射端交叠的供电覆盖范围，并在接收端处于交叠的供电覆盖范围的情况下确定是否由自身为接收端充电。[0051]更具体地，对于发射端1-2,其在步骤S323可以基于接收端2-1的位置信息以及事先存储的组网中各发射端的分布信息来确定接收端是否处于与相邻发射端交叠的供电覆盖范围，如果确定接收端不处于交叠的供电覆盖范围（即仅处于发射端1-2的覆盖范围），则发射端1-2直接为无线充电接收端进行充电。[0052]在确定接收端处于发射端1-2和1-3交叠的供电覆盖范围的情况下，在步骤S325，发射端1-2可利用控制模块确定应该由谁发射端1-2或1-3进行充电。作为一个示例，基于接收端2-1的位置信息以及事先存储的组网中各发射端的分布信息，发射端1-2可计算出接收端距发射端1-2和1-3的距离，通过选择更短的距离，发射端1-2可以确定出该由自己还是发射端1-3来对接收端2-1充电。如果接收端距两发射端的距离相等，则可基于预定的优先级或随机选择发射端作为对接收端充电的发射端。作为另一示例，在确定接收端处于发射端1-2和1-3交叠的供电覆盖范围时，发射端1-2可通过通信模块或有线连接方式向发射端发送自己与接收端2-1的距离。[0053]在确定由自身为无线充电接收端充电时，在步骤S327发射端1-2控制射频通信单元辐射用于充电的微波信号，并且通过通信模块或有线方式向当前供电覆盖范围交叠的相邻无线供电装置发送待机指示或充电方指示。这样，发射端1-3在接收到来自相邻发射端1-2的待机指示或充电方指示后可进入充电状态，或者在当前有充电任务的情况下在完成充电任务后在进入充电状态。[0054]类似地，发射端1-3也独立地执行相同的处理步骤S333-S337。[0055]基于上述充电方法，当接收端移动到卧室、客厅两个发射端覆盖范围交叉范围内，卧室发射端距离接收端位置近，卧室发射端向客厅发射端发送待机的信号，客厅发射端优先执行正在充电任务后再进入待机模式。[0056]本发明的无线充电系统及方法不仅组网方便，而且可以实现覆盖范围广、智能充电和定位跟踪，大大提高了无线充电的效率。[0057]本发明实施例中，发射端没有充电的任务时，可自动进入待机模式，有充电任务时可自动唤醒工作模式。并且，当接收端移动到两个发射端覆盖范围交叉范围内，距离接收端位置近的发射端可作为充电的发射端，向另一发射端发送待机信号，另一发射端可在当前无任务的情况下直接待机，或在优先执行完正在充电任务后再进入待机模式。[0058]本发明的智能家居无线充电发射端组网可以实现室内无线供电全覆盖，移动充电电子设备在室内任何地方都可以随意的进行无线充电。优选地，发射端与顶灯完美结合，安装在室内顶灯位置，实现了微波能量传输路径无遮挡，提高了无线充电效率。并且，本发明中无需过大的微波源功率就能够实现大的无线供电覆盖范围，还实现了节能的目的。[0059]应当理解，本发明在此描述的装置中的两个或更多个模块可以合并为一个模块，各模块也可以更细分为多个子模块，都不影响本发明的实现。[0060]本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或者它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可以用本领域共知的下列技术中的任一项或者他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列PGA，现场可编程门阵列FPGA等。[0061]在流程图中表示或者在此以其它方式描述的逻辑和或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。[0062]如上针对一个实施例描述和或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，和或与其它实施例中的特征相结合或替代其它实施例中的特征使用。[0063]结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

权利要求：1.一种无线供电系统，其特征在于，该系统包括形成无线供电节点网络的多个无线供电装置，每个无线供电装置至少与供电覆盖范围交叠的相邻无线供电装置有线或无线连接，其中，各无线供电装置包括：射频传输模块，其用于产生并发送微波信号，该射频传输模块包括射频信号发生装置和射频天线模块；通信模块，其接收来自无线充电接收端的充电请求信号以及无线充电接收端的位置信号；控制单元，其基于所述位置信号以及无线供电节点网络中无线供电装置的分布信息确定所述无线充电接收端是否处于与相邻无线供电装置的交叠供电覆盖范围，并在所述无线充电接收端处于交叠供电覆盖范围的情况下确定是否由所属的无线供电装置为所述无线充电接收端充电。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制单元在确定所属的无线供电装置为所述无线充电接收端充电时，控制所述射频通信单元辐射用于充电的微波信号;并且向所述无线供电装置充电的无线供电装置通过有线或无线方式向供电覆盖范围交叠的相邻无线供电装置发送待机指示或充电方指示。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线供电节点网络中的一个无线供电装置接收到来自相邻无线供电装置的待机指示或充电方指示进入充电状态，或者在当前充电任务完成后进入充电状态。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，各个无线供电装置安装在室内空间的不同位置。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，各个无线供电装置安装在室内空间的顶灯位置。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，顶灯的LED灯板与墙面之间安装有开口向上的底盘，所述无线供电装置置于底盘内。7.—种无线供电系统的无线供电方法，其特征在于，所述无线供电系统包括形成无线供电节点网络的多个无线供电装置，每个无线供电装置至少与供电覆盖范围交叠的相邻无线供电装置有线或无线连接，各无线供电装置执行的所述方法包括以下步骤：接收无线充电接收端发出的充电请求信号以及无线充电接收端的位置信号；基于接收的位置信号以及无线供电节点网络中无线供电装置的分布信息确定所述无线充电接收端是否处于与相邻无线供电装置交叠的供电覆盖范围，并在所述无线充电接收端处于交叠的供电覆盖范围的情况下确定是否由自身为所述无线充电接收端充电。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在确定由自身为所述无线充电接收端充电时，控制所述射频通信单元辐射用于充电的微波信号，并且通过有线或无线方式向当前供电覆盖范围交叠的相邻无线供电装置发送待机指示或充电方指示。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：无线供电装置接收到来自相邻无线供电装置的待机指示或充电方指示进入充电状态，或者在当前充电任务完成后进入充电状态。10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：无线供电装置在确定所述无线充电接收端不处于交叠的供电覆盖犯围H、」Nw述无线充电接收端进行充电。11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：、无线供电装置在所述无线充电接收端处于交叠的供电覆盖范围的情况下，基于该无线供电装置与相邻无线供电装置距所述无线充电接收端的距离确定是否由自身为所述无线充电接收端充电。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在确定是否由自身为所述无线充电接收端充电的步骤之前，所述方法还包括：向相邻无线供电装置发送自身与无线供电装置的距离，并接收相邻无线供电装置发送的其与无线供电装置的距离。

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