遠(yuǎn)程無線供電方法
【專利摘要】本發(fā)明適用充電領(lǐng)域，提供了一種遠(yuǎn)程無線供電方法，所述方法包括：無線充電板接收RFID標(biāo)簽發(fā)送的導(dǎo)航信號；無線充電板依據(jù)所述導(dǎo)航信號向該RFID標(biāo)簽位置發(fā)射聚焦波束以將功率傳送至所述RFID標(biāo)簽的充電電池上進(jìn)行無線充電。本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有遠(yuǎn)程充電的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】遠(yuǎn)程無線供電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于供電領(lǐng)域，尤其涉及一種遠(yuǎn)程無線供電方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無線充電是一個新的領(lǐng)域，市場上已有的無線充電產(chǎn)品不多。最廣為人知的是電動牙刷:當(dāng)電動牙刷被放置在基座上時，基座通過近場磁耦合的方式對電動牙刷充電。作為商業(yè)產(chǎn)品的充電板已經(jīng)問世很久；被充電的設(shè)備要擺放在充電板上才可以實(shí)現(xiàn)充電。戴爾有一款筆記本電腦，型號為Latitude Z，具有無線充電功能；這款筆記本電腦隨帶一個充電板，充電板通過近場磁耦合對電腦無線充電，充電板和電腦之間雖然有物理接觸但是沒有直接的導(dǎo)線接觸。2010年I月，海爾在第四十三屆國際消費(fèi)類電子產(chǎn)品展覽會上發(fā)布了一款可以被無線充電的“無尾電視”，它仍然是基于近場磁耦合技術(shù)。
[0003]絕大部分現(xiàn)有的無線充電產(chǎn)品基于近磁耦合技術(shù)，所以現(xiàn)有的無線充電的距離不能過長，一般情況為毫米級。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種遠(yuǎn)程無線供電方法，其解決現(xiàn)有技術(shù)的無線充電距離短的問題。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一方面，提供一種遠(yuǎn)程無線供電方法，所述方法包括:
[0006]無線充電板接收RFID標(biāo)簽發(fā)送的導(dǎo)航信號；
[0007]無線充電板依據(jù)所述導(dǎo)航信號向該RFID標(biāo)簽位置發(fā)射聚焦波束以將功率傳送至所述RFID標(biāo)簽的充電電池上進(jìn)行無線充電。
[0008]第二方面，提供一種無線充電板，所述無線充電板包括:
[0009]接收單元，用于接收RFID標(biāo)簽發(fā)送的導(dǎo)航信號；
[0010]發(fā)射單元，用于依據(jù)所述導(dǎo)航信號向該RFID標(biāo)簽位置發(fā)射聚焦波束以將功率傳送至所述RFID標(biāo)簽的充電電池上進(jìn)行無線充電。
[0011]第三方面，提供一種無線充電器，所述無線充電器包括多個無線充電板；所述多個充電板之間由電纜連接，并由一個基站統(tǒng)一控制。
[0012]在本發(fā)明實(shí)施例中，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有遠(yuǎn)程無線充電的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明提供的一種遠(yuǎn)程無線供電方法的流程圖；
[0014]圖2是本發(fā)明提供的整體方案示意圖；
[0015]圖3是本發(fā)明提供的為RFID標(biāo)簽無線充電的時序流圖；
[0016]圖4是本發(fā)明提供的系統(tǒng)框圖；
[0017]圖5是本發(fā)明提供的無線充電板的結(jié)構(gòu)圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0018]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0019]本發(fā)明【具體實(shí)施方式】提供一種遠(yuǎn)程無線供電方法，該方法由無線充電板完成，如圖1所示，包括:
[0020]SI 1、無線充電板接收RFID標(biāo)簽發(fā)送的導(dǎo)航信號；
[0021]S12、無線充電板依據(jù)所述導(dǎo)航信號向該RFID標(biāo)簽位置發(fā)射聚焦波束以將功率傳送至所述RFID標(biāo)簽的充電電池上進(jìn)行無線充電。
[0022]本發(fā)明提供的技術(shù)方案中RFID能夠發(fā)出導(dǎo)航信號，這樣無線充電板就能夠獲知該RFID的位置，這樣在發(fā)射聚焦的波束將功率傳送至該標(biāo)簽的充電電池時是有定向性的，所以其能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程充電。
[0023]可選的，實(shí)現(xiàn)S12的方法具體可以為:
[0024]無線充電板記錄所述導(dǎo)航信號的相位和幅度，將所述聚焦波束的幅度調(diào)整至所述導(dǎo)航信號的幅度，將所述聚焦波束的相位調(diào)整至傳輸相位后，發(fā)射調(diào)整后的聚焦波束，所述傳輸相位為所述導(dǎo)航信號的相位的共軛相位。
[0025]上述方式記錄導(dǎo)航信號的相位和幅度后，將聚焦波束的相位和幅度調(diào)整至該導(dǎo)航信號的共軛相位和幅度后發(fā)射，相位為共軛關(guān)系可以起到補(bǔ)償信道的效果。所以，發(fā)射波束可以沿著導(dǎo)航信號的路徑追溯回到RFID標(biāo)簽，形成聚焦的波束從而達(dá)到運(yùn)距離充電的目的。
[0026]可選的，在S12之后，還可以包括:
[0027]周期性的接收RFID標(biāo)簽發(fā)送的導(dǎo)航信號，如果RFID標(biāo)簽的位置發(fā)生變化，導(dǎo)航信號的相位和幅度會隨之發(fā)生變化，所述聚焦波束的幅度需要被調(diào)整至變化后的幅度，聚焦波束的相位需調(diào)整至變化后的相位的共軛相位后，發(fā)射調(diào)整后的聚焦波束。此種方式能夠在RFID的位置發(fā)生變化時，仍然追蹤RFID并維持對其高效率的充電。
[0028]可選的，上述S12的具體實(shí)現(xiàn)方法可以為:
[0029]無線充電板的多個天線接收所述導(dǎo)航信號，如多個天線接收的所述導(dǎo)航信號的相位為線性關(guān)系，則無線充電板將所述聚焦波束的幅度調(diào)整至所述導(dǎo)航信號的幅度，將所述聚焦波束的相位調(diào)整至傳輸相位后，發(fā)射調(diào)整后的聚焦波束，所述傳輸相位為所述導(dǎo)航信號的相位的共軛相位；
[0030]如該多個天線接收的所述導(dǎo)航信號的相位為非線性關(guān)系，則無線充電板不發(fā)射聚焦波束。
[0031]如果RFID與無線充電板之間如果沒有遮擋物，則無線充電板接收的導(dǎo)航信號的相位為線性關(guān)系，相反，如果無線充電板多個天線接收的導(dǎo)航信號的相位為非線性關(guān)系，則中間存在遮擋物，當(dāng)有遮擋物時，采用此種方式充電的效率將會大大的降低并且有可能產(chǎn)生有害的電磁干擾，所以本發(fā)明的無線充電板在有遮擋物的情況下停止遠(yuǎn)程充電。
[0032]本發(fā)明【具體實(shí)施方式】還提供一種無線充電板，所述無線充電板包括:
[0033]接收單元，用于接收RFID標(biāo)簽發(fā)送的導(dǎo)航信號；[0034]發(fā)射單元，用于依據(jù)所述導(dǎo)航信號向該RFID標(biāo)簽位置發(fā)射聚焦波束以將功率傳送至所述RFID標(biāo)簽的充電電池上進(jìn)行無線充電。
[0035]可選的，該無線充電板包括:
[0036]導(dǎo)航信號分析電路，用于分析記錄所述導(dǎo)航信號的相位和幅度；
[0037]功率發(fā)射電路，用于將所述聚焦波束的幅度調(diào)整至所述導(dǎo)航信號的幅度，將所述聚焦波束的相位調(diào)整至傳輸相位后，發(fā)射調(diào)整后的聚焦波束，所述傳輸相位為所述導(dǎo)航信號的相位的共軛相位。
[0038]可選的，所述無線充電板的接收單元還用于周期性的接收RFID標(biāo)簽發(fā)送的導(dǎo)航信號；所述發(fā)射單元，還用于在導(dǎo)航信號的相位和幅度發(fā)生變化時，將所述聚焦波束的幅度調(diào)整至變化后的幅度，聚焦波束的相位調(diào)整至變化后的相位的共軛相位，并發(fā)射調(diào)整后的聚焦波束以使得調(diào)整后的聚焦波束跟蹤RFID標(biāo)簽。
[0039]可選的，上述無線充電板有多個天線單元，
[0040]所述多個天線，用于接收所述導(dǎo)航信號；具體用于如多個天線接收的所述導(dǎo)航信號的相位為線性關(guān)系，則無線充電板將所述聚焦波束的幅度調(diào)整至所述導(dǎo)航信號的幅度，將所述聚焦波束的相位調(diào)整至傳輸相位后，發(fā)射調(diào)整后的聚焦波束，所述傳輸相位為所述導(dǎo)航信號的相位的共軛相位；
[0041]如該多個天線接收的所述導(dǎo)航信號的相位為非線性關(guān)系，則無線充電板不發(fā)射聚焦波束。
[0042]可選的，
[0043]本發(fā)明【具體實(shí)施方式】還提供一種無線充電器，所述無線充電器包括多個上述無線充電板，多個無線充電板由電纜連接，并且由一個基站統(tǒng)一控制。
[0044]圖2描述了本發(fā)明的整體方案。本發(fā)明中的技術(shù)可以遠(yuǎn)程為RFID標(biāo)簽無線充電。無線充電器由一個基站和多個充電板組成?；竞统潆姲逋ㄟ^電纜相互連接。在室內(nèi)應(yīng)用環(huán)境下，充電板可以被安裝于墻壁和天花板上。每個充電板由平面天線陣列和相關(guān)電路構(gòu)成。室內(nèi)的RFID標(biāo)簽通過以下兩個步驟從無線充電器獲取功率。
[0045]第一步:RFID標(biāo)簽向無線充電器發(fā)出導(dǎo)航信號
[0046]第二步:收到導(dǎo)航信號后，無線充電器的多個充電板協(xié)同發(fā)射聚焦波束將功率傳送至該標(biāo)簽的充電電池以進(jìn)行無線充電。
[0047]圖2中的無線充電器本質(zhì)上是一個雷達(dá)。它首先根據(jù)導(dǎo)航信號對RFID標(biāo)簽定位跟蹤，然后形成功率波束聚焦在RFID標(biāo)簽上。如果同時有多個RFID標(biāo)簽要求充電，無線充電器可以形成多個波束到各個標(biāo)簽。用技術(shù)語言講，無線充電器上面的天線陣列是一個回復(fù)反射(retro-reflective)陣列,這個陣列首先接收導(dǎo)航信號,然后按照回復(fù)反射的方式形成功率波束(也可以稱為聚焦波束)，功率波束沿著導(dǎo)航信號的傳播路徑反溯回RFID標(biāo)簽。如圖2所示，如果一個充電板與目標(biāo)標(biāo)簽之間的路徑被阻擋，該充電板不發(fā)射功率波束；也就是說，只有未被遮擋的充電板才會以直線方式發(fā)射功率波束。
[0048]本發(fā)明中的技術(shù)涵蓋了無線充電，雷達(dá)，和無線通信這三個領(lǐng)域。它利用主動式雷達(dá)尋址追蹤定位RFID標(biāo)簽，然后形成窄波束向RFID標(biāo)簽發(fā)射功率。無線充電和雷達(dá)尋址之間的協(xié)調(diào)工作是通過無線通信完成的，所以，本發(fā)明中的無線充電系統(tǒng)共有三個模式:充電模式，雷達(dá)模式，和通信模式。圖3中是本發(fā)明中的無線充電系統(tǒng)的時序流圖。系統(tǒng)最先處于通信模式，RFID標(biāo)簽向無線充電器發(fā)出充電請求信號(即一個通信信號)。當(dāng)無線充電器認(rèn)可了充電請求之后，系統(tǒng)進(jìn)入雷達(dá)模式，RFID標(biāo)簽向無線充電器發(fā)出導(dǎo)航信號，無線充電器接收并分析了導(dǎo)航信號后，向RFID標(biāo)簽返回一個就緒信號，然后，RFID標(biāo)簽和無線充電器雙方一起進(jìn)入充電模式:無線充電器通過聚焦的窄波束把射頻功率發(fā)射給標(biāo)簽。在充電過程中，RFID標(biāo)簽有可能改變位置，也有可能有另外的RFID標(biāo)簽提出充電申請。為了應(yīng)對這些可能發(fā)生的情況，系統(tǒng)會周期性的(比如，一秒一次)返回最初的通信模式，重新通過導(dǎo)航信號調(diào)整充電波束，直到RFID標(biāo)簽的電池被充滿。
[0049]本發(fā)明的系統(tǒng)組成框圖如圖4所示。無線充電器由一個基站和多個充電板組成，每個充電板上有多個天線單元，各天線單元和目標(biāo)RFID標(biāo)簽上通過開關(guān)確定三種工作模式，即通信模式，雷達(dá)模式，還有充電模式，在通信模式中，目標(biāo)RFID標(biāo)簽和無線充電器之間構(gòu)成一對脈沖信號收發(fā)系統(tǒng)。在雷達(dá)模式中，目標(biāo)RFID標(biāo)簽發(fā)射的窄脈沖作為導(dǎo)航信號被無線充電器接收并分析。在充電模式中，無線充電器各天線根據(jù)對導(dǎo)航信號的分析結(jié)果協(xié)調(diào)產(chǎn)生射頻功率,形成回復(fù)反射的波束聚焦。聚焦于目標(biāo)RFID標(biāo)簽上的射頻功率通過整流器轉(zhuǎn)換成直流功率對電池充電。
[0050]圖4中的模塊中，“導(dǎo)航信號接收器”與“功率發(fā)射器”是最為關(guān)鍵的兩個模塊，其它模塊均有多種已知的電路可以選用。圖5是“導(dǎo)航信號接收器”和“功率發(fā)射器”的具體實(shí)施電路。導(dǎo)航信號P(t)是一個周期為Ttl的脈沖序列?！皩?dǎo)航信號接收器”利用本地振蕩器和混頻器獲得頻譜A = / Ρα)θ_>Μ?，其中角頻率ω是可調(diào)的。另外，可以采用多個頻率來增加聚焦效果；如果采用多個頻率，只需要在多個頻率上重復(fù)圖5中的電路。通過數(shù)字信號處理(DSP)，對A進(jìn)行共軛操作獲得B。在“功率發(fā)射”模塊中，B調(diào)節(jié)放大器的增益和調(diào)節(jié)移相器改變發(fā)射功率的幅度和相位。發(fā)射功率的角頻率是ω-ω(ι/4，與ω相比存在ω/4的頻率差(Coci = 2 π /%)。這個頻率差可以很簡單的被補(bǔ)償:最直接的方法是使用低頻信號iBlcoMc^tA+ZB)進(jìn)行相位調(diào)制。圖4中的每個天線單元都有一個“導(dǎo)航信號接收器”和一個“功率發(fā)射器”，它們共用一個本地振蕩器以保證天線單元之間的同步。
[0051]值得注意的是，上述實(shí)施例中，所包括的各個單元只是按照功能邏輯進(jìn)行劃分的，但并不局限于上述的劃分，只要能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能即可；另外，各功能單元的具體名稱也只是為了便于相互區(qū)分，并不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0052]另外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述各實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，相應(yīng)的程序可以存儲于一計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中，所述的存儲介質(zhì)，如R0M/RAM、磁盤或光盤等。
[0053]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種遠(yuǎn)程無線供電方法，其特征在于，所述方法包括: 無線充電板接收RFID標(biāo)簽發(fā)送的導(dǎo)航信號； 無線充電板依據(jù)所述導(dǎo)航信號向該RFID標(biāo)簽位置發(fā)射聚焦波束以將功率傳送至所述RFID標(biāo)簽的充電電池上進(jìn)行無線充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述無線充電板依據(jù)所述導(dǎo)航信號向該RFID標(biāo)簽位置發(fā)射聚焦波束以將功率傳送至所述RFID標(biāo)簽的充電電池上進(jìn)行無線充電具體包括: 無線充電板記錄所述導(dǎo)航信號的相位和幅度，將所述聚焦波束的相位調(diào)整至傳輸相位后，發(fā)射調(diào)整后的聚焦波束，所述傳輸相位為所述導(dǎo)航信號的相位的共軛相位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在進(jìn)行無線充電之后，還包括: 周期性的接收RFID標(biāo)簽發(fā)送的導(dǎo)航信號，如果RFID標(biāo)簽位置移動，導(dǎo)航信號的相位和幅度會發(fā)生變化，將所述聚焦波束的幅度調(diào)整至變化后的幅度，將聚焦波束的相位調(diào)整至變化后的相位的共軛相位后，發(fā)射調(diào)整后的聚焦波束。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述無線充電板依據(jù)所述導(dǎo)航信號向該RFID標(biāo)簽位置發(fā)射聚焦波束以將功率傳送至所述RFID標(biāo)簽的充電電池上進(jìn)行無線充電具體包括: 無線充電板的多個天線接收所述導(dǎo)航信號，如多個天線接收的所述導(dǎo)航信號的相位為線性關(guān)系，則無線充電板將所述聚焦波束的幅度調(diào)整至所述導(dǎo)航信號的幅度，將所述聚焦波束的相位調(diào)整至傳輸相位后，發(fā)射調(diào)整后的聚焦波束，所述傳輸相位為所述導(dǎo)航信號的相位的共軛相位； 如該多個天線接收的所述導(dǎo)航信號的相位為非線性關(guān)系，則無線充電板不發(fā)射聚焦波束。
5.一種無線充電板，其特征在于，所述無線充電板包括: 接收單元，用于接收RFID標(biāo)簽發(fā)送的導(dǎo)航信號； 發(fā)射單元，用于依據(jù)所述導(dǎo)航信號向該RFID標(biāo)簽位置發(fā)射聚焦波束以將功率傳送至所述RFID標(biāo)簽的充電電池上進(jìn)行無線充電。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無線充電板，其特征在于，所述無線充電板包括: 導(dǎo)航信號分析電路，用 于分析記錄所述導(dǎo)航信號的相位和幅度； 功率發(fā)射電路，用于將所述聚焦波束的幅度調(diào)整至所述導(dǎo)航信號的幅度，將所述聚焦波束的相位調(diào)整至傳輸相位后，發(fā)射調(diào)整后的聚焦波束，所述傳輸相位為所述導(dǎo)航信號的相位的共軛相位。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無線充電板，其特征在于， 所述接收單元還用于周期性的接收RFID標(biāo)簽發(fā)送的導(dǎo)航信號； 所述發(fā)射單元，還用于當(dāng)所述導(dǎo)航信號分析電路分析記錄導(dǎo)航信號的相位和幅度發(fā)生變化時，將所述聚焦波束的幅度調(diào)整至變化后的幅度，將聚焦波束的相位調(diào)整至變化后的相位的共軛相位后，發(fā)射調(diào)整后的聚焦波束。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無線充電板，其特征在于，所述天線為多個， 所述多個天線，用于接收所述導(dǎo)航信號； 如所述多個天線接收的所述導(dǎo)航信號的相位為線性關(guān)系，則無線充電板將所述聚焦波束的幅度調(diào)整至所述導(dǎo)航信號的幅度，將所述聚焦波束的相位調(diào)整至傳輸相位后，發(fā)射調(diào)整后的聚焦波束，所述傳輸相位為所述導(dǎo)航信號的相位的共軛相位；如該多個天線接收的所述導(dǎo)航信號的相位為非線性關(guān)系，則無線充電板不發(fā)射聚焦波束。
9.一種無線充電器，其特征在于，所述無線充電器包括多個如權(quán)利要求5—8任意所述的無線充電板；所述多個充電板之間由電纜連接，并由一個基站統(tǒng)一控制。
【文檔編號】G06K19/067GK103915878SQ201310004130
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月6日
【發(fā)明者】王薪, 諶山, 陸明宇 申請人:王薪, 深圳市華穎泰科電子技術(shù)有限公司, 陸明宇