本發(fā)明屬于無線電器領(lǐng)域，涉及一種無線電器系統(tǒng)及多模式無線供電方法。

背景技術(shù)：

隨著生活水平的提高和科技的發(fā)展，人們已經(jīng)將無線供電技術(shù)應(yīng)用于生活的眾多領(lǐng)域。區(qū)別于傳統(tǒng)的有線供電，無線供電系統(tǒng)的電器端與無線供電端采用無線傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行電能和通信信號(hào)的傳輸。

以無線供電技術(shù)在廚房電器技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用為例，如zl201220338889.0公開的電器供電裝置，同時(shí)公開了一種無尾廚電。電器供電裝置將電能轉(zhuǎn)化為電磁能，利用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)對(duì)廚房電器如電飯煲、攪拌機(jī)無線供電，使傳統(tǒng)的廚房電器擺脫電源線的束縛和漏電的安全威脅，且實(shí)用更方便。

現(xiàn)有技術(shù)中，無線電器供電系統(tǒng)存在以下問題：

1、每臺(tái)待供電電器都需要配備無線供電接收模塊，無線供電系統(tǒng)需要根據(jù)主體電器的需求配置無線供電發(fā)射模塊，由于不同種類的主體電器需求差異明顯，這種配置方式這無疑會(huì)增加電器的成本，不利于市場(chǎng)推廣和消費(fèi)者接收。

2、無線供電接收模塊為電器提供電能，電器原有功能(例如攪拌、加熱等)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)需要無線供電發(fā)射模塊進(jìn)行被動(dòng)調(diào)整，以適應(yīng)不同電器功能對(duì)應(yīng)的不同的耗電功率，考慮到狀態(tài)檢測(cè)、信號(hào)傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)，這種模式無疑會(huì)增大系統(tǒng)不穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)無線供電電器系統(tǒng)存在的上述技術(shù)問題，提出一種具有不同供電模式的無線電器系統(tǒng)，以及多模式供電方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

無線電器系統(tǒng)，包括主體電器及用于為主體電器進(jìn)行無線供電的無線供電系統(tǒng)；所述主體電器包括控制單元和用以選擇主體電器執(zhí)行功能的功能單元，所述控制單元包括用以控制主體工作的電器端控制處理模塊，以及，與無線供電系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的電器端通訊模塊；無線供電系統(tǒng)包括用以控制其工作的供電端控制處理模塊，用以為主體電器提供電能的無線供電發(fā)射模塊，以及，用以與主體電器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的供電端通訊模塊；

所述主體電器還包括用以為控制單元供電的低功率無線供電接收模塊和用于為功能單元供電的高功率無線供電接收模塊；低功率無線供電接收模塊和高功率無線供電接收模塊均從無線供電發(fā)射模塊獲取電能，無線供電發(fā)射模塊接收供電端控制處理模塊的控制指令。

作為優(yōu)選，無線供電發(fā)射模塊進(jìn)一步包括用以與高功率無線供電接收模塊進(jìn)行電能傳輸?shù)母吖β薀o線供電發(fā)射模塊，以及，用于與低功率無線供電接收模塊進(jìn)行電能傳輸?shù)牡凸β薀o線供電發(fā)射模塊；高功率無線供電發(fā)射模塊和低功率無線供電發(fā)射模塊均接收供電端控制處理模塊的控制指令。

作為優(yōu)選，高功率無線供電模塊包括高功率供電線圈，所述低功率無線供電模塊包括低功率供電線圈。

作為優(yōu)選，高功率供電線圈與所述低功率供電線圈同心設(shè)置，且兩線圈互不重疊。

作為優(yōu)選，高功率無線供電發(fā)射模塊和低功率無線供電發(fā)射模塊工作在不同的工作頻段。

作為優(yōu)選，主體電器的功能單元進(jìn)一步包括功能選擇模塊和至少一個(gè)功能子模塊，所述功能選擇模塊用以選擇接通功能子模塊與高功率無線供電接收模塊的電連接，以使主體電器執(zhí)行相應(yīng)的功能。

作為優(yōu)選，無線供電系統(tǒng)進(jìn)一步包括對(duì)主體電器進(jìn)行電器種類信息識(shí)別的電器識(shí)別模塊。

無線電器系統(tǒng)多模式無線供電方法，主體電器位于無線供電系統(tǒng)的供電區(qū)域，在主體電器端功能模塊未下達(dá)功能指令時(shí)，為低功率無線供電接收模塊供電；在主體電器功能模塊下達(dá)功能指令后，同時(shí)為低功率無線供電接收模塊和高功率無線供電接收模塊供電。

作為優(yōu)選，通過低功率無線供電發(fā)射模塊為低功率無線供電接收模塊供電；通過高功率無線供電發(fā)射模塊為高功率無線供電接收模塊供電。

作為優(yōu)選，當(dāng)主體電器功能指令對(duì)應(yīng)的功能程序執(zhí)行結(jié)束后，停止為高功率無線供電接收模塊供電。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

1、無線供電系統(tǒng)由單一無線供電模塊變?yōu)楦吖β薀o線供電模塊和低功率無線供電模塊，在主體電器處于不同的工作模式下，采用不同的供電模式、不同的功率供電模塊為功能單元和控制單元提供能量(其中控制單元采用低功率供電模塊，功能單元采用高功率供電模塊)，避免功率單元接入或斷開對(duì)控制單元的影響，即簡(jiǎn)化了能量轉(zhuǎn)化控制，同時(shí)也能降低能量損耗，提高系統(tǒng)效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性。

2、采取了以下兩種手段避免兩個(gè)無線供電模塊相互影響甚至損壞：第一，無線供電系統(tǒng)高功率無線供電模塊和低功率無線供電模塊不能工作在相同或相近的頻段，而是采用不同的工作頻段；第二，將高功率無線供電線圈和低功率無線供電線圈設(shè)計(jì)為線圈面積互不重疊的結(jié)構(gòu)，避免工作干擾。

附圖說明

圖1為本發(fā)明無線電器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明無線電器系統(tǒng)在破壁機(jī)應(yīng)用的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明無線供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為一種實(shí)施方式高功率供電線圈與低功率供電線圈結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為另一種實(shí)施方式高功率供電線圈與低功率供電線圈結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為多模式無線供電流程圖；

圖7為低功率供電流程圖；

圖8為高功率供電流程圖。

以上各圖中：1-主體電器，11-控制單元，111-電器端控制處理模塊，112-電器端通訊模塊，113-傳感單元，12-功能單元，121-功能選擇模塊，122-功能子模塊，13-低功率無線供電接收模塊，14-高功率無線供電接收模塊，21-供電端控制處理模塊，22-供電端通訊模塊，23-高功率無線供電發(fā)射模塊，24-低功率無線供電發(fā)射模塊，25-電器識(shí)別模塊，3-高功率供電線圈，4-低功率供電線圈。

具體實(shí)施方式

下面，通過示例性的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述。然而應(yīng)當(dāng)理解，在沒有進(jìn)一步敘述的情況下，一個(gè)實(shí)施方式中的元件、結(jié)構(gòu)和特征也可以有益地結(jié)合到其他實(shí)施方式中。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“高”、“低”僅用于描述不同工作模式所需功率的不同，而不能理解為指示或暗示某種特定的關(guān)系。

具體參考圖1和圖3。

無線電器系統(tǒng)，包括主體電器1及用于為主體電器進(jìn)行無線供電的無線供電系統(tǒng)2；主體電器1所需電能均來自于無線供電系統(tǒng)2。主體電器1為具有獨(dú)立功能的電器，可以為攪拌機(jī)、料理機(jī)、電飯煲等多種類型的電器。

主體電器1包括控制單元11和用以選擇主體電器執(zhí)行功能的功能單元12，控制單元11包括用以控制主體工作的電器端控制處理模塊111，以及，與無線供電系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的電器端通訊模塊112。主體電器1均是具有獨(dú)立功能的電器，此處所述的功能可以為攪拌、加熱、煲飯等，以主體電器的種類來具體確定。

無線供電系統(tǒng)2包括用以控制其工作的供電端控制處理模塊21，用于為主體電器1提供電能的無線供電發(fā)射模塊，以及，用以與主體電器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的供電端通訊模塊22。電器端通訊模塊112與供電端通訊模塊22兩個(gè)通訊模塊之間的通訊方式包括但不限于藍(lán)牙通訊、載波通訊、zigbee通訊等。

當(dāng)主體電器1進(jìn)入無線供電系統(tǒng)2的供電區(qū)域后，二者會(huì)建立供電傳輸?shù)倪B接?，F(xiàn)有技術(shù)中，主體電器1僅具有一個(gè)無線供電接收模塊，通過無線供電接收模塊為主體電器1的各個(gè)功能單元供電；無線供電系統(tǒng)2僅具有一個(gè)無線供電發(fā)射模塊，一但主體電器1進(jìn)入無線供電系統(tǒng)2的供電區(qū)域，無線供電發(fā)射模塊便開始以固定的工作頻率為無線供電接收模塊供電。

本實(shí)施例提供的無線電器系統(tǒng)中，主體電器1還包括用以為控制單元11供電的低功率無線供電接收模塊13和用于為功能單元2供電的高功率無線供電接收模塊14；此處所述的“高”、“低”用以指示功率的不同。由于主體電器1的控制單元11是低耗能單元，功能單元2是高耗能單元，無線供電發(fā)射模塊根據(jù)二者的耗能特性的不同，采用不同的供電頻率。

為了配合更好的為低功率無線供電接收模塊13和高功率無線供電接收模塊14供電，無線供電系統(tǒng)2進(jìn)一步包括用以與高功率無線供電接收模塊13進(jìn)行電能傳輸?shù)母吖β薀o線供電發(fā)射模塊23，以及，用于與低功率無線供電接收模塊14進(jìn)行電能傳輸?shù)牡凸β薀o線供電發(fā)射模塊24；高功率無線供電發(fā)射模塊23和低功率無線供電發(fā)射模塊24均接收供電端控制處理模塊21的控制指令，供電端控制處理模塊21根據(jù)主體電器1是否執(zhí)行功能，控制高功率無線供電發(fā)射模塊23還是低功率無線供電發(fā)射模塊24為主體電器1供電。

更進(jìn)一步的，為了使高功率供電和低功率供電互不干擾，高功率無線供電模塊包括高功率供電線圈3，低功率無線供電模塊包括低功率供電線圈4。即采用互不相同的線圈分別進(jìn)行高功率供電和低功率供電。

高功率供電線圈3和低功率供電線圈4的具體結(jié)構(gòu)參考圖4和圖5。高功率供電線圈3與所述低功率供電線圈4同心設(shè)置，且兩線圈互不重疊。圖4為一種線圈設(shè)置形式的實(shí)施方式，在這種實(shí)施方式中，高功率供電線圈3位于低功率供電線圈4圍城的環(huán)形區(qū)域內(nèi)，二者同心，但互不重疊；圖5為另一種線圈設(shè)置形式的實(shí)施方式，在這種實(shí)施方式中，低功率供電線圈4位于高功率供電線圈3圍城的環(huán)形區(qū)域內(nèi)，二者同心，但互不重疊。

進(jìn)一步使兩個(gè)供電發(fā)射模塊互不干擾損壞，使高功率無線供電發(fā)射模塊和低功率無線供電發(fā)射模塊工作在不同的工作頻段，具體的說，為不能工作在相同或相近的頻段，例如，高功率無線供電模塊工作頻率為10khz～200khz,低功率無線供電模塊工作頻率應(yīng)選擇為1mhz～10ghz。

實(shí)際應(yīng)用中，每一種主體電器1通常功能也是多元化的。為了可以下達(dá)具體的功能指令以執(zhí)行相應(yīng)的功能，對(duì)主體電器的功能單元12進(jìn)一步進(jìn)行如下設(shè)計(jì)。主體電器的功能單元進(jìn)一步包括功能選擇模塊121和至少一個(gè)功能子模塊122，功能選擇模塊121用以選擇接通功能子模塊122與高功率無線供電接收模塊14的電連接，以控制主體電器1執(zhí)行相應(yīng)的功能具體參考圖2，以破壁機(jī)為例，包括兩個(gè)功能子模塊122，分別為攪拌功能模塊和加熱功能模塊。

實(shí)際應(yīng)用中，為了降低成本，通常一個(gè)無線供電系統(tǒng)2是用來為多種主體電器1進(jìn)行供電的。無線電器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括對(duì)主體電器1進(jìn)行電器種類信息識(shí)別的電器識(shí)別模塊25。本文所述的電器種類理解為電器的具體名稱，例如攪拌機(jī)、豆?jié){機(jī)、料理機(jī)、電水壺等廚房電器，或其他可以進(jìn)行無線供電的電器。識(shí)別模塊25的識(shí)別方法有很多種，例如可以采用nfc、rfid等識(shí)別方法，或采用通訊識(shí)別方法。其中，通訊識(shí)別的方式是根據(jù)供電端通信模塊22獲取的主體電器1信息進(jìn)行電器種類信息識(shí)別的電器。

作為一些輔助的設(shè)計(jì)，為了獲取主體電器的工作參數(shù)或性能參數(shù)，電器端控制單元進(jìn)一步包括傳感單元113，用以獲取主體電器的傳感數(shù)據(jù)，傳感單元113獲得的傳感數(shù)據(jù)首先經(jīng)電器端控制處理模塊篩選處理，再經(jīng)主體電器通訊模塊112傳遞至供電端通訊模塊22。傳感單元113包括但不限于溫度傳感器、濕度傳感器、開關(guān)傳感器、壓力傳感器等。

傳統(tǒng)的電器控制方式，在電器待機(jī)和執(zhí)行功能的情況下，均是通過一套供電系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行供電，未充分考慮系統(tǒng)的節(jié)能性。為解決這一問題，本實(shí)施方式進(jìn)一步設(shè)計(jì)了一種雙供電功率模塊、可實(shí)現(xiàn)為不同用電單元采用不同供電功率進(jìn)行供電方法。

采用本實(shí)施例提供的無線電器系統(tǒng)，可以在無線供電端實(shí)現(xiàn)對(duì)主體電器的控制，具體的無線電器系統(tǒng)的工作方法包括低功率無線供電控制和高功率無線供電控制。

低功率無線供電控制可以理解為主體電器待機(jī)、或進(jìn)行傳感數(shù)據(jù)采集、或與無線供電系統(tǒng)進(jìn)行通訊等低耗能工作時(shí)的供電控制，此時(shí)無限供電發(fā)射模塊建立能量低的電磁場(chǎng)，拾取的電能僅能維持主體電器系統(tǒng)正常的待機(jī)工作；在無線供電系統(tǒng)判斷主體電器位于無線供電系統(tǒng)的發(fā)射區(qū)域且無線供電系統(tǒng)未對(duì)主體電器下達(dá)功能控制指令的情況下，無線供電發(fā)射模塊工作在低功率供電模式。高功率無線供電模式可以理解為主體電器執(zhí)行具體的功能指令情況下的供電模式，此時(shí)無限供電發(fā)射模塊與主體電器之間建立正常的電磁場(chǎng)，能夠給主體電器的無線供電接收模塊提供穩(wěn)定的能量，以確保其執(zhí)行正常的工作，當(dāng)對(duì)主體電器的功能指令后，無線供電發(fā)射模塊工作在高功率供電模式。

完整的工作流程參考圖6。

s1：無線供電系統(tǒng)默認(rèn)處于待機(jī)工作狀態(tài)，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是否有合法的主體電器進(jìn)入無線供電系統(tǒng)的供電區(qū)域。此處所述的合法的主體電器是指與無線供電系統(tǒng)相匹配的主體電器，也就是無線供電系統(tǒng)可以為其供電的主體電器。這一部分主體電器的信息存儲(chǔ)在無線供電系統(tǒng)中，工作過程中，供電端通訊模塊實(shí)時(shí)采集主體電器的信息，無線供電系統(tǒng)判斷電器是否合法。

s2：一但檢測(cè)到合法的主體電器進(jìn)入無線供電系統(tǒng)的供電區(qū)域，無線供電系統(tǒng)首先進(jìn)行低耗能相關(guān)配置工作，如：1.無線供電發(fā)射系統(tǒng)采用低功率為主體電器控制提供電能；2.與無線供電系統(tǒng)建立通訊；3.無線供電系統(tǒng)系統(tǒng)人機(jī)交互界面上上顯示相應(yīng)電器的控制界面等等。即，此時(shí)，無線供電發(fā)射模塊開始為低功率無線供電接收模塊供電。此時(shí)，低功率無線供電發(fā)射模塊工作，高功率無線供電發(fā)射模塊不工作，主體電器運(yùn)行在待接收功能指令的階段，若收到功能指令，則順次執(zhí)行步驟s3、s4，否則，重復(fù)檢測(cè)是否收到功能指令。

s3：通過功能單元下達(dá)對(duì)主體電器的功能控制指令，電器端控制處理模塊識(shí)別出該指令后，經(jīng)電器端通訊模塊傳遞至供電端通訊模塊，供電端通訊模塊獲取指令后，經(jīng)供電端控制處理模塊控制無線供電發(fā)射模塊對(duì)高功率無線供電接收模塊供電；從而，高功率無線供電接收模塊為功能單元供電，主體電器執(zhí)行功能。此時(shí)，低功率無線供電發(fā)射模塊和高功率無線供電發(fā)射模塊均工作。

s4：若功能執(zhí)行結(jié)束，則無線供電發(fā)射模塊恢復(fù)為低功率無線供電模塊供電；此時(shí)，低功率無線供電發(fā)射模塊工作，高功率無線供電發(fā)射模塊停止工作。

s5：主體電器離開無線供電系統(tǒng)的供電區(qū)域后，無線供電發(fā)射模塊停止為主體電器供電，無線供電系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。

更具體的說，在上述步驟中，所有為低功率無線供電接收模塊供電的工作均由低功率無線供電發(fā)射模塊來完成，所有為高功率無線供電接收模塊供電的工作均由高功率無線供電發(fā)射模塊來完成。

上述步驟s2的具體流程參考圖7，這一過程為低功率供電模式流程，低功率無線供電模塊工作。無線供電系統(tǒng)在待機(jī)狀態(tài)下，始終檢測(cè)是否有合法的主體電器進(jìn)入其供電區(qū)域，一但檢測(cè)到有合法主體電器進(jìn)入后，則通過低功率供電的方式為主體電器供電，以使主體電器可啟動(dòng)工作，進(jìn)行相應(yīng)的配置、功能指令的下達(dá)等工作。一但主體電器離開發(fā)射系統(tǒng)的工作區(qū)域，則停止為主體電器供電。

上述步驟s3的具體流程參考圖8，這一過程為低功率供電模式高功率供電模式流程，無線發(fā)射端低功率無線供電模塊和高功率無線供電模塊均工作。以破壁機(jī)的控制為例，來說明這一工作流程。

通過破壁機(jī)的功能選擇模塊選擇下達(dá)對(duì)破壁機(jī)的功能指令，相應(yīng)的功能指令通過電器端通訊模塊傳遞至無線供電系統(tǒng)，無線供電系統(tǒng)獲取該信息后，關(guān)閉低功率無線供電模塊的工作，啟動(dòng)高功率無線供電模塊的工作，高功率無線供電模塊與高功率無線供電接收模塊之間建立電性連接，電器端控制處理模塊控制接通相應(yīng)的功能子模塊與高功率無線供電接收模塊的典型連接。例如，若選擇攪拌功能，則接通攪拌功能單元與高功率無線供電接收模塊的之間的電性連接；若選擇加熱功能，則接通加熱功能與高功率無線供電接收模塊之間的電性連接。當(dāng)程序功能結(jié)束后，高功率無線供電發(fā)射模塊停止工作，功能選擇模塊切斷功能子模塊與高功率無線供電接收模塊之間的電性連接。

本發(fā)明將無線電器控制顯示系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到無線供電發(fā)射系統(tǒng)上，設(shè)計(jì)了高功率和低功率兩種供電模式，以適應(yīng)主體電器處于不同的工作模式。這種方式即簡(jiǎn)化了能量轉(zhuǎn)化控制，同時(shí)也能降低能量損耗，有利于提高系統(tǒng)效率。