基于趋势判断的无线设备匹配通讯方法及系统与电子设备与流程

1.本发明涉及无线充电技术领域，具体涉及一种基于趋势判断的无线充电设备之间自动匹配和通讯控制方法及系统与电子设备。


背景技术：

2.无线充电系统是指无线发射线圈与无线接收线圈通过磁场传递能量，实现电能的非接触传输。
3.随着科技的发展，无线充电设备被广泛运用。无线充电系统一般分为发射端和接收端。因为双方工作时是非接触的，所以只能采用无线通信的方式交互数据。
4.目前，很多无线充电设备采用的是低成本的射频通信模块实现通信，如433mhz，2.4ghz的通信模块。通过mcu控制射频通信模块来实现发射端和接收端之间的通信。此种方案最大优点是成本低，技术实现容易。但是这种传统方法，绝大多数的设备仅仅可以实现特定的发射端和特定的接收端之间通信。当有多个相同无线充电设备在一个很近的场地时，就会产生干扰，导致通信错误。更无法解决多个发射端和多个接收端任意匹配的问题。
5.当任意一台无线充电发射端和一台无线接收端处于无线充电区域内时，怎样实现发射端和接收端之间的自动匹配通信，通常的解决方法是采用硬件加软件的解决方案。硬件上采用可以组网的无线通信模块，如4g、wifi等，组建一个无线网络。软件上，建立一个中央控制系统，所有的通信都是通过中央控制系统调度实现。这种方法的软件实现难度大，且增加了硬件成本。


技术实现要素：

6.有鉴于此，有必要提供一种以纯软件方式解决发射端与接收端之间自动匹配通信的基于趋势判断的无线充电设备之间自动匹配和通讯控制方法及系统与电子设备。
7.一种基于趋势判断的无线充电设备之间自动匹配和通讯控制方法，用于在一个设有多个相同无线充电设备的场地内，实现任意一台无线充电发射端与一台无线接收端连接，包括以下步骤：接收端上电启动后随机生成私有地址a1，并将自身的接收端标识号rx1和私有地址a1组成数据帧，以公有地址发送所述数据帧；发射端通过公有地址接收所述数据帧，解析所述数据帧得到接收端标识号rx1和所述私有地址a1，并将自身的通信地址设置为所述私有地址a1；所述发射端基于预设变化规律控制无线充电信号的电气参数的大小；所述接收端对来自所述发射端的无线充电信号进行采样，并通过所述私有地址a1将采样值反馈至所述发射端；所述发射端判断所述采样值的变化规律与所述预设变化规律是否一致；若为是，则所述接收端与所述发射端配对成功。
8.进一步地，还包括所述发射端判断所述采样值的变化规律与所述预设变化规律是
否一致时，若为否，则所述发射端将所述接收端加入黑名单，以及在预设时长内丢弃来自所述接收端的数据帧，将通信地址重置为所述公有地址。
9.进一步地，还包括所述发射端检测到充电过程中断时，将通信地址重置为所述公有地址。
10.进一步地，所述电气参数包括电压和/或电流。
11.进一步地，所述接收端的自动匹配和通讯控制方法包括：接收端上电启动后随机生成私有地址a1，并将自身的接收端标识号rx1和私有地址a1组成数据帧，以公有地址发送所述数据帧；所述接收端对来自发射端的无线充电信号进行电气参数的采样，并通过所述私有地址a1将采样值反馈至所述发射端；所述接收端接收来自所述发射端的配对成功消息时，成功与所述发射端配对。
12.进一步地，所述发射端的自动匹配和通讯控制方法包括：发射端通过公有地址接收所述数据帧，解析所述数据帧得到接收端标识号rx1和所述私有地址a1，并将自身的通信设置为所述私有地址a1；所述发射端基于预设变化规律控制无线充电信号的电气参数的大小；所述发射端接收来自所述接收对无线充电信号的采样值；所述发射端判断所述采样值的变化规律与所述预设变化规律是否一致；若为是，则所述发射端和所述接收端配对成功。
13.进一步地，所述发射端的自动匹配和通讯控制方法还包括：所述发射端判断所述采样值的变化规律与所述预设变化规律是否一致时，若为否，则所述发射端将所述接收端加入黑名单，以及在预设时长内丢弃来自所述接收端的数据帧，将通信地址重置为所述公有地址。
14.以及，一种基于趋势判断的无线充电设备之间自动匹配和通讯系统，包括发射端和接收端：其中，所述接收端，用于上电启动后随机生成私有地址a1，并将自身的接收端标识号rx1和私有地址a1组成数据帧，以公有地址发送所述数据帧；对来自发射端的无线充电信号进行电气参数的采样，并通过所述私有地址a1将采样值反馈至所述发射端；来自所述发射端的配对成功消息时，成功与所述发射端配对；所述发射端，用于通过公有地址接收所述数据帧，解析所述数据帧得到接收端标识号rx1和所述私有地址a1，并将自身的通信设置为所述私有地址a1；基于预设变化规律控制无线充电信号的电气参数的大小；接收来自所述接收对无线充电信号的采样值；判断所述采样值的变化规律与所述预设变化规律是否一致；若为是，则所述发射端和所述接收端配对成功；若为否，则所述发射端将所述接收端加入黑名单，以及在预设时长内丢弃来自所述接收端的数据帧，将通信地址重置为所述公有地址。
15.进一步地，所述接收端，还用于：检测到充电过程中断时，将通信地址重置为所述公有地址；所述发射端，还用于：检测到充电过程中断时，将通信地址重置为所述公有地址。
16.以及，一种电子设备，包括：处理器和存储器；其中，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序适用于由所述处理器加载
并执行如上任意一项所述的方法步骤。
17.上述基于趋势判断的无线充电设备之间自动匹配和通讯控制方法及系统与电子设备中，发射端根据预设变化规律发送变化的无线充电信号，接收端对接收到的无线充电信号进行采样，并将采样值发送至发射端，由发射端对接收端的采样信息与预设变化规律做比对，当发射端判定接收端接收到的无线充电信号与其预设变化规律一致时，确认接收端为无线通信中的匹配端，以纯软件方式实现发射端与接收端的自动匹配通信，无需添加硬件，既兼容现有的产品，又节约了成本，提高了产品的竞争力。本发明的方法简单，易于实现，成本低廉，便于推广。
附图说明
18.图1是本发明实施例的基于趋势判断的无线充电设备之间自动匹配和通讯控制方法的流程图。
19.图2是本发明实施例的基于趋势判断的无线充电设备之间自动匹配和通讯系统的结构示意图。
具体实施方式
20.本实施例以于一种基于趋势判断的无线充电设备之间自动匹配和通讯控制方法及系统与电子设备为例，以下将结合具体实施例和附图对本发明进行详细说明。
21.请参阅图1，示出本发明实施例提供的一种基于趋势判断的无线充电设备之间自动匹配和通讯控制方法，用于在一个设有多个相同无线充电设备的场地内，实现任意一台无线充电发射端与一台无线接收端连接，包括以下步骤：s10，接收端上电启动，并进行状态初始化，发射端和接收端的初始通信地址为公有地址。
22.具体地，发射端和接收端状态初始化后，发射端与接收端的通信地址均为公有地址。
23.具体地，各个所述发射端和所述接收端的射频通信模块的公有地址相同，所述发射端和所述接收端的公有地址为广播地址。
24.具体地，接收端进入充电区域后，接收端可以接收到发射端发射的射频信号，以实现发射端与接收端之间的无线通信。
25.s20，接收端上电启动后随机生成私有地址a1，并将自身的接收端标识号rx1和私有地址a1组成数据帧，以公有地址发送所述数据帧。
26.具体地，所述私有地址a1由所述接收端随机产生，且是在设有多个相同无线充电设备的场地内的唯一值。
27.s30，发射端通过公有地址接收所述数据帧，解析所述数据帧得到接收端标识号rx1和所述私有地址a1，并将自身的通信地址设置为所述私有地址a1。
28.具体地，在所述发射端和所述接收端进入一对一通信状态之前，所述接收端的通信地址为公有地址，所述发射端的通信地址为私有地址a1。
29.s40，所述发射端基于预设变化规律控制无线充电信号的电气参数的大小。
30.具体地，所述电气参数包括电压和/或电流。
31.具体地，所述发射端控制无线充电信号的输出电压值或者输出电流值变化时，发射端输出的无线充电信号的变化采用无规律变化或者预设变化规律的周期性变化。
32.具体地，所述发射端输出的无线充电信号的无规律变化值或者预设变化规律的周期性变化值为各个所述发射端所输出的无线充电信号中的唯一值。
33.s50，所述接收端对来自所述发射端的无线充电信号进行采样，并通过所述私有地址a1将采样值反馈至所述发射端。
34.s60，所述发射端判断所述采样值的变化规律与所述预设变化规律是否一致，若为是，则转向步骤s70；若为否，则转向步骤s80。不一致，则丢弃数据帧，并将自身的通信地址设置为公有地址，转向步骤s80；若在时长t2内均一致，则向接收端发送配对成功标识，转向步骤s90；s70，在持续时长t2内，所述发射端判断所述采样值的变化规律与所述预设变化规律一致，所述发射端向所述接收端发送配对成功标识位，转向步骤s90。
35.具体地，所述发射端判断所述采样值的变化规律与所述预设变化规律一致时，判断过程需要持续一个时间段t2，时间段t2依据设备的软件及硬件调测情况而定，包括设备的处理能力、无线信号的传输速率等。时长t2的设置与发射端发送的无线充电信号信号的变化趋势有关，当所述发射端输出的无线充电信号采用无规律变化时，时长t2通常设置为3
‑
5秒；当所述发射端输出的无线充电信号采用周期性变化时，时长t2设置为变化周期的3
‑
5个变化周期。
36.具体地，时长t2的设置，应使所述发射端能够判断所述接收端收到的无线充电信号为其发送的无线充电信号，以免误判，形成错误的通信连接。
37.具体地，当发射端判断接收到的数据帧中的采样值的变化趋势与自身发送的无线充电信号的输出电压值或者输出电流值的变化趋势相同，即发射端与接收端自动匹配成功，发射端与接收端通过私有地址a1进行通讯。
38.具体地，当发射端判断接收到的数据帧中的采样值的变化趋势与自身发送的无线充电信号的输出电压值或者输出电流值的变化趋势不同，即发射端与接收端自动匹配不成功，发射端丢弃该数据帧，再与其他的接收端继续匹配测试。
39.具体地，配对成功标识位为数据帧中的一个比特位，在发射端判断接收端的采样值的变化趋势与自身发送的无线充电信号的输出电压值或者输出电流值的变化趋势一致后，由发射端发送至接收端，表示接收端与发射端配对成功。
40.s80，所述发射端将所述接收端加入黑名单，并在预设时长内丢弃来自所述接收端的数据帧，将通信地址重置为所述公有地址，转向步骤s10。
41.具体地，将该接收端标识号rx1列入黑名单的时长为时长t1，在时长t1内，不与该接收端进行通信。
42.具体地，由于接收端标识号rx1是一个接收端的唯一标识，当发射端将一个接收端标识号rx1列入黑名单，在时长t1内，发射端都不再接收该接收端发送的消息，即使该接收端发起新的连接请求。
43.具体地，时长t1的设置依据设备的软件及硬件调测情况而定，包括设备的处理能力、无线信号的传输速率等。时长t1通常设置为3
‑
5秒。
44.s90，接收端接收到配对成功标识位后，将自身的通信地址设置为私有地址a1，并
以私有地址a1与发射端进行通信；具体地，所述接收端修改私有地址a1的时间晚于所述发射端修改私有地址a1的时间，在确认有所述发射端与其建立一对一连接后，修改为私有地址a1。
45.s100，充电完成后，发射端和接收端断开连接，并恢复公有地址。
46.进一步地，当所述发射端检测到充电过程中断时，将通信地址重置为所述公有地址。
47.进一步地，在基于趋势判断的无线充电设备之间自动匹配和通讯控制方法中，所述接收端一侧包括以下步骤：接收端上电启动后随机生成私有地址a1，并将自身的接收端标识号rx1和私有地址a1组成数据帧，以公有地址发送所述数据帧；所述接收端对来自发射端的无线充电信号进行电气参数的采样，并通过所述私有地址a1将采样值反馈至所述发射端；所述接收端接收来自所述发射端的配对成功消息时，成功与所述发射端配对。
48.进一步地，在基于趋势判断的无线充电设备之间自动匹配和通讯控制方法中，所述发射端一侧包括以下步骤：发射端通过公有地址接收所述数据帧，解析所述数据帧得到接收端标识号rx1和所述私有地址a1，并将自身的通信设置为所述私有地址a1；所述发射端基于预设变化规律控制无线充电信号的电气参数的大小；所述发射端接收来自所述接收对无线充电信号的采样值；所述发射端判断所述采样值的变化规律与所述预设变化规律是否一致；若为是，则所述发射端和所述接收端配对成功。
49.进一步地，所述发射端的自动匹配和通讯控制方法还包括：所述发射端判断所述采样值的变化规律与所述预设变化规律是否一致时，若为否，则所述发射端将所述接收端加入黑名单，以及在预设时长内丢弃来自所述接收端的数据帧，将通信地址重置为所述公有地址。
50.以及，请参阅图2，示出一种基于趋势判断的无线充电设备之间自动匹配和通讯系统，包括发射端和接收端：其中，所述接收端，用于上电启动后随机生成私有地址a1，并将自身的接收端标识号rx1和私有地址a1组成数据帧，以公有地址发送所述数据帧；对来自发射端的无线充电信号进行电气参数的采样，并通过所述私有地址a1将采样值反馈至所述发射端；来自所述发射端的配对成功消息时，成功与所述发射端配对；所述发射端，用于通过公有地址接收所述数据帧，解析所述数据帧得到接收端标识号rx1和所述私有地址a1，并将自身的通信设置为所述私有地址a1；基于预设变化规律控制无线充电信号的电气参数的大小；接收来自所述接收对无线充电信号的采样值；判断所述采样值的变化规律与所述预设变化规律是否一致；若为是，则所述发射端和所述接收端配对成功；若为否，则所述发射端将所述接收端加入黑名单，以及在预设时长内丢弃来自所述接收端的数据帧，将通信地址重置为所述公有地址。
51.进一步地，所述接收端，还用于：检测到充电过程中断时，将通信地址重置为所述公有地址；
所述发射端，还用于：检测到充电过程中断时，将通信地址重置为所述公有地址。
52.进一步地，所述发射端和所述接收端分别包括电路部分和控制部分，其中，所述电路部分，用于以磁场方式将电能从所述发射端传送至所述接收端；所述控制部分，用于实现所述发射端与所述接收端之间的无线通信。
53.进一步地，所述控制部分包括控制模块和射频通信模块：其中，所述射频通信模块，用于将数字化信息以射频信号的方式发送出去，并将接收到的射频信号转换为数字信号的，以实现设备间的无线通信；所述控制模块，用于完成所述电路部分与所述射频通信模块之间的信息交互，并控制所述电路部分工作。
54.具体地，系统中包括多台发射端设备和多台接收端设备，每一台发射端设备和每一台接收端设备均具有一个唯一的设备id，用于唯一地标识一台设备，以区分每一台设备。
55.具体地，所述发射端设备和所述接收端设备分别包括发射端射频通信模块和接收端射频通信模块，所述发射端射频通信模块和所述接收端射频通信模块用于所述无线充电反射端设备和所述接收端之间的数字通信，所述发射端射频通信模块用于将数字信号以射频信号的方式发送出去，所述接收端射频通信模块用于接收射频信号并转换为数字信号。
56.具体地，所述发射端射频通信模块和所述接收端射频通信模块分别具有不同的射频通信模块地址，只有地址相同的射频通信模块之间能够进行通信，地址不同的射频通信模块之间不能通信。
57.具体地，所述发射端射频通信模块和所述接收端射频通信模块出厂时具有一个相同的公有地址，该公有地址可以作为所述发射端和所述接收端之间通信的广播地址。
58.具体地，所述发射端射频通信模块和所述接收端射频通信模块之间以数据帧的方式进行通信，数据帧是以多个连续的字节组成的数据，由用户定义数据帧的格式。
59.以及，一种电子设备，包括：处理器和存储器；其中，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序适用于由所述处理器加载并执行如上任意一项所述的方法步骤。
60.上述基于趋势判断的无线充电设备之间自动匹配和通讯控制方法及系统与电子设备中，发射端根据预设变化规律发送变化的无线充电信号，接收端对接收到的无线充电信号进行采样，并将采样值发送至发射端，由发射端对接收端的采样信息与预设变化规律做比对，当发射端判定接收端接收到的无线充电信号与其预设变化规律一致时，确认接收端为无线通信中的匹配端，以纯软件方式实现发射端与接收端的自动匹配通信，无需添加硬件，既兼容现有的产品，又节约了成本，提高了产品的竞争力。本发明的方法简单，易于实现，成本低廉，便于推广。
61.需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本发明的创造精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。