一种用于电力现场锁具的无线充电方法及装置与流程

本发明涉及电力现场锁具技术领域，更具体地，涉及一种用于电力现场锁具的无线充电方法及装置。

背景技术：

磁耦合谐振方式进行无线电能传输的主要原理是通过设置发射端线圈和接收端线圈的电参数，使其具有相同的谐振频率，在发射端通入高频电流时，系统呈现电谐振状态，从而使两个发射端与接收端之间实现较高的能量交换。该技术已经在市场上得到广泛应用，世界无线充电联盟组织为此编制了qi标准，用于不同组织间的充电设备与通信方式的兼容，目前已发布1.2.3版本。qi标准规定的充电协议广泛地适用于多数民用设备，但其没有考虑到电力专用锁具设备尺寸小、要求充电时间短、充电效率高等问题，其通信协议不具有专用性，导致在电力现场使用其他民用充电设备时易对电力锁具的充电造成干扰。

技术实现要素：

为了解决背景技术存在的电力专用锁具的通信协议不具有专用性，导致在电力现场使用其他民用充电设备时易对电力锁具的充电造成干扰的问题，本发明提供了一种用于电力现场锁具的无线充电方法及装置，所述方法包括：

接收身份标识数据包，所述身份标识数据包由电能接收单元根据预设规则产生；

校验所述身份标识数据包中的信息；

确认所述身份标识数据包中的信息无误后，根据所述身份标识数据包中的信息对所述电能接收单元充电或断开充电；所述电能接收单元用于给电力锁具充电。

进一步的，所述身份标识数据包包括：

前导部分、报头部分、信息部分以及校验和部分；

所述前导部分由n个高电平组成，用于辅助检测到报头的起始位；所述n为大于1的正整数；

所述报头部分由一个或多个字节组成，用于定义所述身份标识数据包的类型；

所述信息部分由一个或多个字节组成，用于传递所述身份标识数据包要发送的信息；

所述校验和部分由一个或多个字节组成，用于检验传输是否出现差错。

进一步的，所述任意字节包括a个起始位、b个数据位、c个校验位以及d个截止位；所述a、b、c以及d为正整数；

所述起始位为低电平或高电平；

所述校验位由数据位中高电平的个数确定，如果数据位中包含偶数个高电平，则校验位为高电平；否则校验位为低电平；

所述截止位为与所述起始位相反的电平值。

进一步的，任意所述高低电平都与内部时钟的一个周期相对应；一个时钟周期内有跳变的为所述高电平，没有跳变的为所述低电平；所述内部时钟的频率为m赫兹，所述m为正常数。

进一步的，所述身份标识数据包的信息部分包括所述电能接收单元符合的无线充电标准的版本号、所述电能接收单元生产商代码以及设备代码；所述电能接收单元生产商代码与所述电能接收单元设备代码的组合唯一；所述身份标识数据包的信息部分还包括对所述电能接收单元充电、断开充电以及请求调节功率的指令的一种或多种。

进一步的，所述校验所述身份标识数据包中的信息包括：

检测到所述起始位之前，检测所述n个所述前导位；

检测所述身份标识数据包中任何字节的所述校验位；

检测所述校验和的所述截止位；

比对计算的所述身份标识数据包检验和与所述身份标识数据包携带的校验和。

进一步的，所述电能接收单元的整流电路直流侧包括一个可变电阻；所述可变电阻的阻值由调制信号控制；所述可变电阻用于改变功率发射单元的电流幅值。

进一步的，所述可变电阻包括采用固定阻值的电阻与开关管串联的方式；所述开关管的开关状态由所述调制信号控制。

所述一种用于电力现场锁具的无线充电装置，包括：

功率发射单元，所述功率发射单元一端与电能接收单元通过无线通信进行信息传递，另一端通过磁耦合谐振方式与所述功率发射单元进行电能传输；所述功率发射单元用于接收身份标识数据包，并校验所述身份标识数据包中的信息；

确认所述身份标识数据包中的信息无误后，根据所述身份标识数据包中的信息对所述电能接收单元充电或断开充电；所述身份标识数据包由所述电能接收单元根据预设规则产生；

电能接收单元，所述电能接收单元用于发送所述身份标识数据包至所述功率发射单元；所述电能接收单元用于接收所述功率发射单元发送的电能，并给电力锁具充电。

进一步的，所述功率发射单元包括：

发射通讯与控制模块，所述发射通讯与控制模块一端与所述电能接收单元通过无线通信进行信息传递，另一端与发送功率转换模块相连接；所述发射通讯与控制模块用于接收所述电能接收单元发送的身份标识数据包，校验所述身份标识数据包中的信息；所述发射通讯与控制模块用于确认所述身份标识数据包中的信息无误后，根据所述身份标识数据包中的信息发送充电、断开充电以及请求的调节功率的一种或多种信息至所述发射功率转换模块；

发射功率转换模块，所述发射功率转换模块一端与所述发射通讯与控制模块相连接，另一端通过磁耦合谐振方式与所述电能接收单元进行电能传输；所述功率发射模块用于接收所述发射通讯与控制模块发送的所述充电、所述断开充电以及所述请求的调节功率的一种或多种信息，并根据所述充电、所述断开充电以及所述请求的调节功率的一种或多种信息对所述电能接收单元进行相应的电能传输。

进一步的，所述电能接收单元包括：

接收电能拾取模块，所述接收电能拾取模块一端通过磁耦合谐振方式接收所述功率发射单元发送的电能，另一端与接收通讯与控制模块相连接；所述接收电能拾取模块用于接收所述功率发射单元传输的电能；所述接收电能拾取模块用于接收所述接收通讯与控制模块发送的控制信息，根据所述控制信息调节输出功率，并将调节功率后的所述电能发送至负载；

接收通讯与控制模块，所述接收通讯与控制模块一端与所述接收电能拾取模块相连接，另一端通过无线通信方式与所述功率发射单元传递信息。所述接收通讯与控制模块用发送所述身份标识数据包至所述功率发射单元；所述接收通讯与控制模块用于根据负载所需功率情况，发送所述控制信息至所述接收电能拾取模块。

进一步的，所述身份标识数据包包括：

前导部分、报头部分、信息部分以及校验和部分；

所述前导部分由n个高电平组成，用于辅助检测到报头的起始位；所述n为大于1的正整数；

所述报头部分由一个或多个字节组成，用于定义数据包的类型；

所述信息部分由一个或多个字节组成，用于传递数据包要发送的信息；

所述校验和部分由一个或多个字节组成，用于检验传输是否出现差错。

进一步的，所述字节包括a个起始位、b个数据位、c个校验位以及d个截止位；所述a、b、c以及d为正整数；

所述起始位为低电平或高电平；

所述校验位由数据位中高电平的个数确定，如果数据位中包含偶数个高电平，则校验位为高电平；否则校验位为低电平；

所述截止位为与所述起始位相反的高低电平。

进一步的，任意所述高低电平都与内部时钟的一个周期相对应；一个时钟周期内有跳变的为所述高电平，没有跳变的为所述低电平；所述内部时钟的频率为m赫兹，所述m为正常数。

进一步的，所述身份标识数据包的信息部分包括所述电能接收单元符合的无线充电标准的版本号、所述电能接收单元生产商代码以及设备代码；所述电能接收单元生产商代码与所述电能接收单元设备代码的组合唯一；所述身份标识数据包的信息部分还包括对所述电能接收单元充电、断开充电以及请求调节功率的指令的一种或多种。

进一步的，所述校验所述身份标识数据包中的信息包括：

检测到所述起始位之前，检测所述n个所述前导位；

检测所述身份标识数据包中任何字节的所述校验位；

检测所述校验和的所述截止位；

比对计算的所述身份标识数据包检验和与所述身份标识数据包携带的校验和。

进一步的，所述电能接收单元的整流电路直流侧包括一个可变电阻；所述可变电阻的阻值由调制信号控制；所述可变电阻用于改变所述功率发射单元的电流幅值。

进一步的，所述可变电阻包括采用固定阻值的电阻与开关管串联的方式；所述开关管的开关状态由所述调制信号控制。

本发明的有益效果为：本发明的技术方案，给出了一种用于电力现场锁具的无线充电方法及装置，所述方法通过接收身份标识数据包，校验所述身份标识数据包中的信息；确认所述身份标识数据包中的信息无误后，根据所述身份标识数据包中的信息对电力锁具充电或断开充电；所述方法通过使用串行通信协议控制电能传送的开启和结束，同时进行了身份验证，既满足了电力现场锁具设备尺寸小、要求充电时间短、充电效率高的工作需要，也实现了在电力现场不受其他民用充电设备干扰的目的。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为本发明具体实施方式的一种用于电力现场锁具的无线充电方法流程图；

图2为本发明具体实施方式的一种用于电力现场锁具的无线充电装置结构图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为本发明具体实施方式的一种用于电力现场锁具的无线充电方法流程图。如图1所述，所述方法包括：

执行步骤s10，接收身份标识数据包；所述身份标识数据包由电能接收单元产生，所述身份标识数据包包括前导部分、报头部分、信息部分以及校验和部分；

所述前导部分由11～25个高电平组成，用于辅助检测到报头的起始位；

所述报头部分由1个字节组成，用于定义所述身份标识数据包的类型；

所述信息部分由一个或多个字节组成，在所述报头部分后面的字节序列依次为b0、b1…bn用于传递所述身份标识数据包要发送的信息；

所述校验和部分由1个字节组成，用于检验传输是否出现差错，如果算得的校验和与数据包携带的校验和不一致，则说明传输出现错误；

校验和的计算方法公式如下：

c代表计算得的校验和，b0b1…bn代表信息字节；

进一步的，所述身份标识数据包的信息部分包括所述电能接收单元符合的无线充电标准的版本号b0、所述电能接收单元生产商代码b1和b2以及设备代码b3-b7；所述电能接收单元生产商代码与所述电能接收单元设备代码的组合唯一；所述身份标识数据包的信息部分还包括对所述电能接收单元充电、断开充电以及请求调节功率的指令的一种或多种；

进一步的，所述任意字节包括1个起始位、8个数据位、1个校验位以及1个截止位；所述起始位为低电平；所述校验位由数据位中高电平的个数确定，如果数据位中包含偶数个高电平，则校验位为高电平；否则校验位为低电平；所述截止位为低电平；

进一步的，任意所述高低电平都与内部时钟的一个周期相对应，即每一高低电平的起始时刻都与内部时钟的一个上升沿相对应；一个时钟周期内有跳变的为所述高电平，没有跳变的为所述低电平；所述内部时钟的频率为5k赫兹。

执执行步骤s20，校验所述身份标识数据包中的信息；所述校验所述身份标识数据包中的信息包括：

检测到所述起始位之前，检测所述4个所述前导位；

检测所述身份标识数据包以及所述功能数据包中任何字节的所述校验位；

检测所述校验和的所述截止位；

比对计算的所述身份标识数据包检验和与所述身份标识数据包携带的校验和；

如果检测到以上4条中有任何一条不符，就应该立即丢弃该数据包，且不能使用里面携带的任何信息。

执行步骤s30，确认所述身份标识数据包中的信息无误后，根据所述身份标识数据包中的信息对所述电能接收单元充电或断开充电。

进一步的，所述电能接收单元的整流电路直流侧包括一个可变电阻所述可变电阻包括采用固定阻值的电阻与开关管串联的方式，所述开关管的开关状态由所述调制信号控制；所述可变电阻用于改变功率发射单元的电流幅值。

图2为本发明具体实施方式的一种用于电力现场锁具的无线充电装置结构图。如图2所示，所述装置包括：

功率发射单元1，所述功率发射单元1一端与电能接收单元2通过无线通信进行信息传递，另一端通过磁耦合谐振方式与所述功率发射单元2进行电能传输；所述功率发射单元1用于接收身份标识数据包，并校验所述身份标识数据包中的信息；所述身份标识数据包由所述电能接收单元根据预设规则产生；

确认所述身份标识数据包中的信息无误后，根据所述身份标识数据包中的信息对所述电能接收单元2充电或断开充电；

电能接收单元2，所述电能接收单元2用于发送所述身份标识数据包至所述功率发射单元1；所述电能接收单元2用于接收所述功率发射单元1发送的电能，并给电力锁具充电。

进一步的，所述功率发射单元1包括：

发射通讯与控制模块11，所述发射通讯与控制模块11一端与所述电能接收单元2通过无线通信进行信息传递，另一端与发送功率转换模块12相连接；所述发射通讯与控制模块11用于接收所述电能接收单元2发送的身份标识数据包，校验所述身份标识数据包中的信息；所述发射通讯与控制模块11用于确认所述身份标识数据包中的信息无误后，根据所述身份标识数据包中的信息发送充电、断开充电以及请求的调节功率的一种或多种信息至所述发射功率转换模块12；

发射功率转换模块12，所述发射功率转换模块12一端与所述发射通讯与控制模块11相连接，另一端通过磁耦合谐振方式与所述电能接收单元2进行电能传输；所述功率发射模块12用于接收所述发射通讯与控制模块11发送的所述充电、所述断开充电以及所述请求的调节功率的一种或多种信息，并根据所述充电、所述断开充电以及所述请求的调节功率的一种或多种信息对所述电能接收单元2进行相应的电能传输。

进一步的，所述电能接收单元2包括：

接收电能拾取模块21，所述接收电能拾取模块21一端通过磁耦合谐振方式接收所述功率发射单元1发送的电能，另一端与接收通讯与控制模22块相连接；所述接收电能拾取模块21用于接收所述功率发射单元1传输的电能；所述接收电能拾取模块21用于接收所述接收通讯与控制模块11发送的控制信息，根据所述控制信息调节输出功率，并将调节功率后的所述电能发送至负载；

接收通讯与控制模块22，所述接收通讯与控制模块22一端与所述接收电能拾取模块21相连接，另一端通过无线通信方式与所述功率发射单元1传递信息。所述接收通讯与控制模块22用发送所述身份标识数据包至所述功率发射单元1；所述接收通讯与控制模块22用于根据负载所需功率情况，发送所述控制信息至所述接收电能拾取模块21。

进一步的，所述身份标识数据包包括：

前导部分、报头部分、信息部分以及校验和部分；

所述前导部分由n个高电平组成，用于辅助检测到报头的起始位；所述n为大于1的正整数；

所述报头部分由一个或多个字节组成，用于定义数据包的类型；

所述信息部分由一个或多个字节组成，用于传递数据包要发送的信息；

所述校验和部分由一个或多个字节组成，用于检验传输是否出现差错。

进一步的，所述字节包括a个起始位、b个数据位、c个校验位以及d个截止位；所述a、b、c以及d为正整数；

所述起始位为低电平或高电平；

所述校验位由数据位中高电平的个数确定，如果数据位中包含偶数个高电平，则校验位为高电平；否则校验位为低电平；

所述截止位为与所述起始位相反的高低电平。

进一步的，任意所述高低电平都与内部时钟的一个周期相对应；一个时钟周期内有跳变的为所述高电平，没有跳变的为所述低电平；所述内部时钟的频率为m赫兹，所述m为正常数。

进一步的，所述身份标识数据包的信息部分包括所述电能接收单元2符合的无线充电标准的版本号、所述电能接收单元2生产商代码以及设备代码；所述电能接收单元2生产商代码与所述电能接收单元2设备代码的组合唯一；所述身份标识数据包的信息部分还包括对所述电能接收单元2充电、断开充电以及请求调节功率的指令的一种或多种。

进一步的，所述校验所述身份标识数据包中的信息包括：

检测到所述起始位之前，检测所述n个所述前导位；

检测所述身份标识数据包中任何字节的所述校验位；

检测所述校验和的所述截止位；

比对计算的所述身份标识数据包检验和与所述身份标识数据包携带的校验和。

进一步的，所述电能接收单元2的整流电路直流侧包括一个可变电阻；所述可变电阻的阻值由调制信号控制；所述可变电阻用于改变所述功率发射单元的电流幅值。

进一步的，所述可变电阻包括采用固定阻值的电阻与开关管串联的方式；所述开关管的开关状态由所述调制信号控制。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本公开的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。本说明书中涉及到的步骤编号仅用于区别各步骤，而并不用于限制各步骤之间的时间或逻辑的关系，除非文中有明确的限定，否则各个步骤之间的关系包括各种可能的情况。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本公开的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本公开的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本公开还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者系统程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本公开的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本公开进行说明而不是对本公开进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本公开可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干系统的单元权利要求中，这些系统中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开精神的前提下，可以作出若干改进、修改、和变形，这些改进、修改、和变形都应视为落在本申请的保护范围内。