CN107221997A - 无线电器系统及无线电器系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种无线电器系统，包括主体电器及用于为主体电器进行无线供电的无线供电系统；所述主体电器还包括用以控制其执行相应功能的功能单元，所述电器端控制处理模块控制功能单元与无线供电接收模块之间的电性连接是否接通；所述无线供电系统进一步包括与主体电器功能单元对应的供电端功能单元。本发明进一步提供了一种无线供电系统的控制方法，将主体电器的控制转移到无线供电发射系统，实现能量无线传输的被动控制转变为主动控制，增强了系统的稳定性，极大的简化厨房电器控制系统，降低成本，有利于无线厨房电器的推广和使用。

Description

无线电器系统及无线电器系统的控制方法

技术领域

本发明属于无线电器领域，涉及一种无线电器系统及无线电器系统的控制方法。

背景技术

随着生活水平的提高和科技的发展，人们已经将无线供电技术应用于生活的众多领域。区别于传统的有线供电，无线供电系统的电器端与无线供电端采用无线传输的方式进行电能和通信信号的传输。

以无线供电技术在厨房电器技术领域的应用为例，如ZL201220338889.0公开的电器供电装置，同时公开了一种无尾厨电。电器供电装置将电能转化为电磁能，利用电磁感应原理实现对厨房电器如电饭煲、搅拌机无线供电，使传统的厨房电器摆脱电源线的束缚和漏电的安全威胁，且实用更方便。

现有技术中，无线电器供电系统存在以下问题：

无线电器系统包括电器端和供电端，电器端的负载控制控制是通过电器端的功能单元实现的。具备无线供电功能的电器种类越多，越有利于无线供电电器的推广和应用。如果电器负载控制方式不进行优化设计，那么无线供电接收模块在设计时就需要考虑适应不同种类电器的负载形态和各种负载状态的变化，这样不利于无线供电电器品类扩展和功能升级。

发明内容

本发明针对无线供电电器系统存在的上述技术问题，提出一种可在无线供电端对待供电电器进行控制的新型无线电器系统以及无线电器系统的控制方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：无线电器系统，包括主体电器及用于为主体电器进行无线供电的无线供电系统；所述主体电器包括用以控制其工作的电器端控制处理模块，用于从无线供电系统获取电能的无线供电接收模块，以及，与无线供电系统进行数据通信的电器端通讯模块；无线供电系统包括用以控制其工作的供电端控制处理模块，用于为主体电器进行无线供电的无线供电发射模块，以及，用以与主体电器进行数据通信的供电端通讯模块；

所述主体电器还包括用以控制其执行相应功能的功能单元，所述电器端控制处理模块控制功能单元与无线供电接收模块之间的电性连接是否接通；

所述无线供电系统进一步包括与主体电器功能单元对应的供电端功能单元。

作为优选，无线供电系统进一步包括对主体电器进行电器种类信息识别的电器识别模块，所述供电端功能单元包括多个功能子单元，每个功能子单元对应一个种类主体电器的功能单元；供电端控制处理模块根据识别出的电器种类调用相应的功能子单元。

作为优选，主体电器的功能单元进一步包括功能选择模块和至少一个功能子模块，所述功能选择模块用以选择接通功能子模块的电连接，以使主体电器执行相应的功能。

作为优选，所述主体电器进一步包括电器端传感单元，用以获取主体电器的传感数据，并经主体电器通讯模块传递至供电端通讯模块。

作为优选，主体电器和/或无线供电系统包括人机交互界面，主体电器人机交互界面与电器端控制处理模块连接；供电系统人机交互界面与供电端功能单元连接。

作为优选，无线电器系统进一步包括第三方控制端；所述无线供电系统进一步包括用以和第三方控制端通信的无线通信模块；所述第三方控制端配置主体电器控制软件，包括与主体电器功能单元对应的第三方控制端功能单元。

无线电器系统的控制方法，包括以下步骤：通过供电端功能单元下达对主体电器的功能控制指令，供电端控制处理模块识别出指令后，控制无线供电发射模块为无线电能接收模块供电；该控制指令同时传递至电器端控制处理模块，电器端控制处理模块根据该指令控制无线电能接收模块为功能单元供电。

作为优选，进一步包括以下步骤：无线供电系统对电器种类进行识别，识别出电器种类后，调用出该种类电器对应的功能子单元，通过功能子单元下达对主体电器的控制指令。

作为优选，进一步包括以下步骤：供电端功能单元或功能子单元的功能选择模块选择主体电器功能子模块，该选择指令传递至主体电器后，电器端控制处理模块控制接通相应功能子模块与无线供电接收模块之间电性连接，主体电器执行相应的功能。

作为优选，若主体电器进入供电区域，未通过供电端功能单元下达对主体电器的功能指令时，无线供电发射模块工作在低功率供电模式，通过供电端功能单元下达对主体电器的功能指令后，无线供电发射模块工作在高功率供电模式。

作为优选，主体电器功能执行完成后，无线供电发射模块恢复到低功率供电模式。

作为优选，无线供电发射模块进一步包括准供电模式，所述准供电模式为在低功率供电模式与高功率供电模式间相互切换过程中的跳变供电模式，所述准供电模式控制主体电器端电压运行与最高电压与最低电压之间。

作为优选，进一步可以通过第三方控制端功能单元下达对主体电器的控制指令；该指令经无线供电系统转下达到主体电器。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、无线电器系统简化了原有电器的功能端，将功能和控制转移到无线供电发射系统，实现能量无线传输的被动控制转变为主动控制，增强的系统的稳定性，极大的简化厨房电器控制系统，降低成本，有利于无线厨房电器的推广和使用。

2、无线电器系统可配置与第三方控制端通信的无线通信模块，实现网络终端状态查看和远程控制，提升用户使用体验。

附图说明

图1为本发明无线电器系统结构示意图；

图2为本发明无线电器系统在破壁机应用的结构示意图；

图3为本发明无线供电系统结构示意图；

图4为无线供电系统控制流程图；

图5为无线供电系统控制流程图；

图6为无线供电系统控制流程图。

以上各图中：1-主体电器，11-电器端控制处理模块，12-无线供电接收模块，13-电器端通讯模块，14-功能单元，141-功能选择模块，142-功能子模块， 15-电器端传感单元，16-电器端显示/触摸模块，2-无线供电系统，21-供电端控制处理模块，22-无线供电发射模块，23-供电端通讯模块，24-供电端显示/ 触摸模块，25-无线通信模块，26-识别模块。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“高”、“低”仅用于描述不同工作模式所需功率的不同，而不能理解为指示或暗示某种特定的关系。

具体参考图1和图3。

无线电器系统，包括主体电器1及用于为主体电器1进行无线供电的无线供电系统2，主体电器1所需电能均来自于无线供电系统2。主体电器1为具有独立功能的电器，可以为搅拌机、料理机、电饭煲等多种类型的电器。

主体电器1包括用以控制其工作的电器端控制处理模块11，用于从无线供电系统获取电能的无线供电接收模块12，以及，与无线供电系统进行数据通信的电器端通讯模块3；无线供电系统2包括用以控制其工作的供电端控制处理模块21，用于为主体电器1进行无线供电的无线供电发射模块22，以及，用以与主体电器进行数据通信的供电端通讯模块23；两个通讯模块之间的通讯方式包括但不限于蓝牙通讯、载波通讯、ZigBee通讯等，主体电器与无线供电系统之间通过两个通讯模块传递运行状态数据、控制数据等。

主体电器均是具有独立功能的电器，所述主体电器还包括用以控制其执行相应功能的功能单元14，所述电器端控制处理模块11控制功能单元14与无线供电接收模块12之间的电性连接是否接通；工作时，无线供电接收模块12从无线供电发射模块22获取电能，并为功能单元供14电；当其与功能单元14之间的电性连接接通时，主体电器1可以运行执行相应的功能。此处所述的功能可以为搅拌、加热、煲饭等，以主体电器的种类来具体确定。

无线供电系统2进一步包括与主体电器功能单元14对应的供电端功能单元。此处所述的“对应的”应理解为与主体电器功能单元14的控制功能相同的功能单元，例如，主体电器功能单元14可以使主体电器执行加热功能，相应的，供电端功能单元也可以对主体电器1下达加热指令数据。

需要说明的是，供电端功能单元不用于进行具体的控制指令的计算，仅用于指令的下达。指令数据下达后，供电端控制处理模块21获取指令，并控制接通无线供电发射模块22与无线供电接收模块12之间的电能通信，同时，指令数据也将传递到主体电器的电器端控制处理模块11，控制无线供电接收模块 12接通与功能单元的电连接，为功能单元供电。供电端功能单元具有多种表现形式，本实施例中，供电端功能单元以功能界面的形式显示，将通过供电端显示/触摸模块24被调用。

基于以上结构，可以经供电端显示/触摸模块24调用供电端功能单元，对主体电器1下达控制指令，以控制其执行相应的功能，从而实现无线供电系统2 对主体电器1的控制。

实际应用中，每一种主体电器1通常功能也是多元化的。以破壁机为例，通常至少具有搅拌功能和加热功能。为了可以下达具体的功能指令以执行相应的功能，对主体电器功能单元14进一步进行如下设计。主体电器功能单元14 进一步包括功能选择模块141和至少一个功能子模块142，功能选择模块141用以选择接通功能子模块412与无线供电接收模块12之间的电连接，以控制主体电器1执行相应的功能。相应的，无线供电系统2的供电端功能单元相应的可下达与功能子模块142对应的功能指令。具体参考图2，以搅拌机为例，包括两个功能子模块142，分别为搅拌功能模块和加热功能模块。

实际应用中，为了降低成本，通常一个无线供电系统2是用来为多种主体电器1进行供电的。为了能够实现一个无线供电系统2对种种主体电器1进行控制的目的，进一步对无线电器系统2的结构进行如下的设计。

无线供电系统2进一步包括对主体电器进行电器种类信息识别的电器识别模块26，本文所述的电器种类理解为电器的具体名称，例如破壁机、搅拌机、豆浆机、料理机、电水壶等厨房电器，或其他可以进行无线供电的电器。识别模块26的识别方法有很多种，例如可以采用NFC、RFID等识别方法，或采用通讯识别方法。其中，通讯识别的方式是根据供电端通信模块23从电器端通信模块13获取的主体电器信息进行电器种类信息识别的电器。所述供电端功能单元包括多个功能子单元，每个功能子单元对应一个种类主体电器的功能单元；供电端控制处理模块根据识别出的电器种类调用相应的功能子单元。由于每种主体电器1具体功能是不同的，因此每种主体电器1均对应一套独立的功能单元，相应的，也就需要无线供电系统2具有与每种主体电器1功能单元对应的子功能单元，才能完成对不同类型主体电器1的控制。例如，破壁机和搅拌机的功能单元必然是不同的，而为了能够实现无线供电系统2可以对破壁机和搅拌机均进行控制，供电端的功能单元是具有破壁机功能子单元和搅拌机功能子单元的，控制破壁机时，经供电端显示/触摸模块24调用调用破壁机功能子单元即可。

为了获取主体电器1的工作参数或性能参数，主体电器1进一步包括电器端传感单元15，用以获取主体电器的传感数据，传感单元15获得的传感数据首先经电器端控制处理模块11筛选处理，再经主体电器通讯模块13传递至供电端通讯模块23。传感单元15包括但不限于温度传感器、湿度传感器、开关传感器、压力传感器等。

为了更便于主体电器和无线供电系统的控制，增强交互性，主体电器和/或无线供电系统进一步包括人机交互界面，主体电器人机交互界面(电器端显示/ 触摸模块16)与电器端控制处理模块11连接；无线供电系统人机交互界面与供电端显示/触摸模块24连接。操作者可通过供电系统人机交互界面下达对主体电器1的控制指令，该控制指令也可以传达至主体电器1端。

为了可以实现远程控制，进一步对无线电器系统进行如下设计。无线电器系统2进一步包括第三方控制端；无线供电系统2进一步包括用以和第三方控制端通信的无线通信模块25；第三方控制端配置主体电器控制软件，包括与主体电器1功能单元对应的第三方控制端功能单元；还包括主体电器1信息获取单元，以获取主体电器1的状态信息，以在第三方控制端查看。第三方控制端可以为手机、掌上电脑等移动终端。

采用本实施例提供的无线电器系统，可以实现在无线供电系统或第三方控制端实现对主体电器的控制。

在描述具体的控制方法之前提前说明，无线供电发射模块可以工作在低功率无线供电模式和高功率无线供电模式。低功率无线供电模式可以理解为主体电器待机、或进行传感数据采集、或与无线供电系统进行通讯等低耗能工作时的供电控制，此时无线供电发射模块建立能量低的电磁场，通过无线供电接收模块拾取的电能仅能维持主体电器系统正常的待机工作；在无线供电系统判断主体电器位于无线供电系统的发射区域且无线供电系统未对主体电器下达功能控制指令的情况下，无线供电发射模块工作在低功率供电模式。高功率无线供电模式可以理解为主体电器执行具体的功能指令情况下的供电模式，此时无线供电发射模块与主体电器之间建立正常的电磁场，能够给主体电器的无线供电接收模块提供稳定的能量，以确保其执行正常的工作，通过供电端功能单元下达对主体电器的功能指令后，无线供电发射模块工作在高功率供电模式。主体电器功能执行完成后，无线供电发射模块恢复到低功率供电模式。

除了低功率供电模式和高功率供电模式之外，无线供电发射模块还具有准供电模式。准供电模式是在低功率供电模式和高功率供电模式之间相互切换过程中的过渡供电工作模式。准供电模式的目的是控制主体电器端电压运行与最高电压与最低电压之间，无线供电发射模块在准供电模式下，在低功率供电模式和高功率供电模式之间切换时，不会引起无线供电接收模块瞬间拾取能量过大(如过压，则会引起系统保护或与器件的损坏)或过小(如欠压，会引起主体电器控制模块工作不稳定)。举例说明，由低功率供电模式转到高功率供电模式时，准功率供电模式设定在接入功能模块前，主体电器接收端的电压适当提高，但低于限定最高电压，如310V，保证接入功能模块后电压高于限定的最低电压，如100V；这样，既可以保证主体电器端不过因过压造成器件损坏，又可以保证主体电器端部会因为欠压而不能正常执行功能。反之，当功能执行完成，断开功能模块前，主体电器接收端电压适当降低但高于限定的最低电压，如

100V，保证其在接入断开功能模块后的电压低于限定的最高电压，如310V；这样，可以避免主体电器电压瞬间降低。

供电端控制处理模块通过调整供电线圈的驱动脉冲信号的频率、相位或占空比等方式，以控制其在低功率供电模式、准功率供电模式和高功率供电模式间的切换，控制的核心目的是控制主体电器端工作电压工作在所需的范围。

以下将详述具体的控制方法，具体的控制流程具体参考图4。

S1：无线供电系统默认处于待机工作状态，并实时监测是否有合法的主体电器进入无线供电系统的供电区域。此处所述的合法的主体电器是指与无线供电系统相匹配的主体电器，也就是无线供电系统可以为其供电的主体电器。这一部分主体电器的信息存储在无线供电系统中，工作过程中，供电端通讯模块实时采集主体电器的信息，无线供电系统判断电器是否合法。

S2：一但检测到合法的主体电器进入无线供电系统的供电区域，无线供电系统首先进行低耗能相关配置工作，如：1.无线供电发射系统采用低功率为主体电器控制提供电能；2.与无线供电系统建立通讯；3.无线供电系统系统人机交互界面上上显示相应电器的控制界面等等。即，此时，无线供电发射模块开始采用低功率供电模式为无线供电接收模块供电，此时，主体电器运行在待接收指令状态。等待无线供电系统或第三方控制端下达对其的控制指令。

S3：通过供电端功能单元下达对主体电器的功能控制指令，供电端控制处理模块识别出指令后，控制无线供电发射模块为无线电能接收模块供电。供电端功能单元的控制指令同时传递至电器端控制处理模块，电器端控制处理模块根据该指令控制无线电能接收模块为功能单元供电。

在这一过程中，优选的方案为无线供电发射模块由低功率供电模式跳变到准功率供电模式，随后由准功率供电模式跳变到高功率供电模式。具体参考图5。

更具体的说，如果主体电器具有多个功能子模块，供电端功能单元或功能子单元的功能选择模块选择主体电器功能子模块，该选择指令传递至主体电器后，电器端控制处理模块控制接通相应功能子模块与无线供电接收模块之间电性连接，主体电器执行相应的功能。

S4：主体电器功能执行结束后，供电端控制处理模块控制无线供电发射模块恢复到低功率供电模式。在这一过程中，优选的方案为，无线供电发射模块由高功率供电模式跳变到准功率供电模式，随后由准功率供电模式跳变到低功率供电模式。

S5：当无线供电系统识别出主体电器运动到无线供电系统的供电区域以外后，无线供电系统恢复运行到待机状态。

若无线供电系统被配置为可以为多种不同的主体电器进行供电，在以上步骤S3中，在通过无线供电系统下达控制指令前，首先要对主体电器的种类进行识别。识别出电器种类后，调用出该种类电器对应的功能子单元，通过功能子单元下达对主体电器的控制指令。

以下，具体以破壁机的控制为例来说明在无线供电系统端对主体电器的控制方法，流程参考图6。

无线供电系统默认处于待机工作状态，并实时监测是否有合法的主体电器进入无线供电系统的供电区域。

一但检测到合法的主体电器进入无线供电系统的供电区域，无线供电发射模块采用低功耗供电模式为主体电器进行供电。

SS1：通过供电端人机界面(供电端显示/触摸模块)调用供电端功能单元下达对主体电器的控制指令，供电端控制处理模块和供电端通讯模块同时获取到该指令。

SS2：供电端控制处理模块获取指令后，控制无线供电发射模块以高功率无线供电模式与无线供电接收模块供电；同时，供电端通讯模块将该指令传递至电器端通讯模块，随后并经主体电器控制处理模块控制功能单元与无线供电接收模块接通电性连接，具体为通过功能选择模块接通功能子模块与无线供电接收模块之间的电性连接，无线供电接收模块将拾取的电能传递至相应的功能子模块。若无线供电端下达的为搅拌指令，则无线供电接收模块与搅拌功能子模块接通电性连接；若下达的为加热指令，则无线供电接收模块与加热功能子模块接通电性连接。

SS3：若搅拌或加热程序结束，则无线供电发射模块进入准供电模式，功能选择模块断开搅拌或加热程序与无线供电接收模块之间的电性连接。

SS4：若供电端功能单元又下达了新的功能指令，则重复上述SS1及SS3；若供电端功能单元不再下达新的功能指令，则判断程序执行结束，供电端控制处理模块控制无线供电发射模块进入低功率供电模式。

在以上流程中，除了采用无线供电系统对主体电器进行控制外，还可以通过第三方控制端功能单元下达对主体电器的控制指令；该指令经无线通讯模块25 传递至无线供电系统转下达到主体电器1。同时第三方控制端从无线供电系统获取主体电器1的信息，并通过第三方控制端显示。

本发明将无线电器控制显示系统转移到无线供电发射系统上，简化无线电器控制系统，降低成本；有利于无线电器的推广和应用；也可实现无线供电发射系统对无线电器的集中智能化控制，方便无线电器扩展和功能升级。

Claims (13)

1.无线电器系统，包括主体电器及用于为主体电器进行无线供电的无线供电系统；所述主体电器包括用以控制其工作的电器端控制处理模块，用于从无线供电系统获取电能的无线供电接收模块，以及，与无线供电系统进行数据通信的电器端通讯模块；无线供电系统包括用以控制其工作的供电端控制处理模块，用于为主体电器进行无线供电的无线供电发射模块，以及，用以与主体电器进行数据通信的供电端通讯模块；其特征在于，

所述主体电器还包括用以控制其执行相应功能的功能单元，所述电器端控制处理模块控制功能单元与无线供电接收模块之间的电性连接是否接通；

所述无线供电系统进一步包括与主体电器功能单元对应的供电端功能单元。

2.如权利要求1所述的无线电器系统，其特征在于，所述无线供电系统进一步包括对主体电器进行电器种类信息识别的电器识别模块，所述供电端功能单元包括多个功能子单元，每个功能子单元对应一个种类主体电器的功能单元；供电端控制处理模块根据识别出的电器种类调用相应的功能子单元。

3.如权利要求1或2所述的无线电器系统，其特征在于，所述主体电器的功能单元进一步包括功能选择模块和至少一个功能子模块，所述功能选择模块用以选择接通功能子模块的电连接，以使主体电器执行相应的功能。

4.如权利要求1所述的无线电器系统，其特征在于，所述主体电器进一步包括电器端传感单元，用以获取主体电器的传感数据，并经主体电器通讯模块传递至供电端通讯模块。

5.如权利要求1或2所述的无线电器系统，其特征在于，所述主体电器和/或无线供电系统包括人机交互界面，主体电器人机交互界面与电器端控制处理模块连接；供电系统人机交互界面与供电端功能单元连接。

6.如权利要求1所述的无线电器系统，其特征在于：所述无线电器系统进一步包括第三方控制端；所述无线供电系统进一步包括用以和第三方控制端通信的无线通信模块；所述第三方控制端配置主体电器控制软件，包括与主体电器功能单元对应的第三方控制端功能单元。

7.无线电器系统的控制方法，基于权利要求1至7中任意一项所述的无线电器系统，其特征在于，包括以下步骤：通过供电端功能单元下达对主体电器的功能控制指令，供电端控制处理模块识别出指令后，控制无线供电发射模块为无线电能接收模块供电；该控制指令同时传递至电器端控制处理模块，电器端控制处理模块根据该指令控制无线电能接收模块为功能单元供电。

8.如权利要7所述的无线电器系统的控制方法，其特征在于：进一步包括以下步骤：无线供电系统对电器种类进行识别，识别出电器种类后，调用出该种类电器对应的功能子单元，通过功能子单元下达对主体电器的控制指令。

9.如权利要7或8所述的无线电器系统的控制方法，其特征在于：进一步包括以下步骤：供电端功能单元或功能子单元的功能选择模块选择主体电器功能子模块，该选择指令传递至主体电器后，电器端控制处理模块控制接通相应功能子模块与无线供电接收模块之间电性连接，主体电器执行相应的功能。

10.如权利要7所述的无线电器系统的控制方法，其特征在于：若主体电器进入供电区域，未通过供电端功能单元下达对主体电器的功能指令时，无线供电发射模块工作在低功率供电模式，通过供电端功能单元下达对主体电器的功能指令后，无线供电发射模块工作在高功率供电模式。

11.如权利要求10所述的无线电器系统的控制方法，其特征在于：主体电器功能执行完成后，无线供电发射模块恢复到低功率供电模式。

12.如权利要求10或11所述的无线电器系统的控制方法，其特征在于：无线供电发射模块进一步包括准供电模式，所述准供电模式为在低功率供电模式与高功率供电模式间相互切换过程中的跳变供电模式，所述准供电模式控制主体电器端电压运行与最高电压与最低电压之间。

13.如权利要7所述的无线电器系统的控制方法，其特征在于：进一步可以通过第三方控制端功能单元下达对主体电器的控制指令；该指令经无线供电系统转下达到主体电器。