一种无线充电方法和无线充电系统与流程

1.本技术实施例涉及无线充电领域，尤其涉及一种无线充电方法和无线充电系统。


背景技术：

2.目前，传感器(如烟雾传感器，温度/湿度传感器等)已经被广泛使用在智能家居等场景中。传感器一般为电子器件，其工作过程中需要耗费能量，因此需要为传感器进行供电以保证其正常工作。一般而言，可以通过有线供电的方式，通过与传感器连接的供电线缆为传感器供电。然而，随着传感器的小型化以及使用数量的急剧上升，使得为每个传感器进行有线供电的供电线缆的铺设成为难题。此外，还可以通过在传感器中设置内置的电池为其供电，但是电池会导致传感器的体积过大，并且存在电池电量不足时的更换维修问题。
3.为了应对上述问题，可以采用无线充电方案，对多个不同传感器进行供电，以支持传感器的正常工作。然而，目前的无线充电方案存在充电时间长，无法保证受电端设备快速进入工作状态的问题。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种无线充电方法和无线充电系统，解决了现有的无线充电方案的预充电时间和补电时间长，无法保证受电端设备快速进入工作状态的问题。
5.为了达到上述目的，本技术实施例采用如下技术方案：
6.第一方面，提供一种无线充电方法，应用于无线充电系统，无线充电系统包括受电端设备和供电端设备，供电端设备中设置有天线阵，该方法包括：供电端设备控制所述天线阵，使所述天线阵集中向第一区域发射电磁波。在一些实现中，该第一区域的电磁波可以使得受电端设备接收第一电磁波，并通过第一电磁波进行充电。受电端设备向供电端设备发送第一消息，第一消息用于指示受电端设备的在第一区域中的位置。在此示例中，供电端设备接收第一消息，并根据第一消息，在第二区域内发射第二电磁波，第二区域包括受电端设备的位置，第二区域小于第一区域。
7.基于该方案，供电端设备可以通过在较大的第一区域内发射第一电磁波，实现对较大范围内的受电端设备的无线充电，以便受电端设备能够快速地向供电端设备反馈能够用于指示各个受电端设备位置的第一消息。供电端设备进而能够根据不同受电端设备的位置，逐一向各个受电端设备进行无线充电，例如，可以通过定向波束通过全功率辐射，向多个受电端设备中的一个进行无线充电。由此可以使得被供电的受电端设备能够快速进行充电，进而快速进入正常工作状态，由此能够显著地降低该受电端设备的预充电时间以及补电时间。其中，在本示例中，预充电时间可以为受电端设备从准备开始工作到第一次开始正常工作的时长，补电时间可以为受电端设备相邻两次正常工作之间进行的补电的时间。应当理解的是，当供电端设备需要为多个受电端设备进行无线充电时，其他受电端设备的充电机制与上述举例中的受电端设备类似，因此能够达到类似的效果。也就是说，通过本示例提供的方案，能够减少所有受电端设备的预充电时间和补电时间，进而达到使得所有需要
进行无线充电的受电端设备都能够快速进入正常工作状态的目的。
8.在一种可能的设计中，第一区域为天线阵的最大覆盖区域。基于该方案，使得供电端设备能够在其最大能力范围内对所有受电端设备进行无线充电。需要说明的是，对于受电端设备，发送第一消息所需要的电能是很少的，因此，在本示例中，供电端设备不需要通过定向波束为受电端设备进行快速高效率的无线充电，而是采用具有较大范围的无线充电以便能够覆盖更多的受电端设备。由此使得在受电端设备为多个设备时，供电端设备获取各个受电端设备的位置的效率得到提升。
9.在一种可能的设计中，供电端设备控制天线阵在第一区域内发射第一电磁波，包括：供电端设备控制天线阵在第一区域内以满功率发射第一电磁波。基于该方案，使得供电端设备可以在覆盖更多的受电端设备的同时，能够更加快速地为各个受电端设备进行无线充电，以便各个受电端设备能够尽快地发送第一消息。
10.在一种可能的设计中，受电端设备向供电端设备发送第一消息，包括：在受电端设备充电后的电量能够满足发送第一消息的情况下，受电端设备向供电端设备发送第一消息。基于该方案，提供了一种受电端设备发送第一消息的机制，即受电端设备在其存储的电能能够满足发送第一消息的要求时，例如，存储的电能能够提供用于发送第一消息的要求的最小电压，立即进行第一消息的发送。由此也能够保证供电端设备可以以最快的速度获取各个受电端设备的位置。
11.在一种可能的设计中，供电端设备在第二区域内发射第二电磁波，包括：供电端设备向第二区域内，受电端设备所在位置发射定向波束承载的第二电磁波。基于该方案，提供了一种供电端设备为受电端设备进行无线充电的方案。即，在供电端设备知晓了各个受电端设备的位置之后，通过在具有较小覆盖范围的第二区域内辐射电磁波对受电端设备进行供电。可以理解的是，当供电端设备的输出功率一定时，对应发出的电磁波的覆盖区域越小，则电磁波覆盖区域的功率密度就越高，由此即可能够提高在该覆盖区域内的受电端设备的无线充电效率。作为一种可能的实现方式，该第二区域可以是只覆盖多个受电端设备中的一个的定向波束对应的最小区域，由此使得供电端设备可以以最快的速度对该第二区域内的受电端设备进行无线充电。
12.在一种可能的设计中，定向波束承载的第二电磁波是供电端设备以满功率发射的。基于该方案，提供了一种供电端设备通过第二电磁波进行无线充电的具体方案，即以满功率在第二区域内进行第二电磁波的辐射。由此可以使得供电端设备通过其最大能力向第二区域内的受电端设备进行无线充电。
13.在一种可能的设计中，该方法还包括：受电端设备接收第二电磁波，并根据第二电磁波进行充电。在受电端设备充电后的电量满足受电端设备的正常工作要求的情况下，受电端设备开始正常工作。基于该方案，使得受电端设备可以根据第二电磁波进行充电。示例性的，受电端设备可以通过其接收模块(如天线或天线阵)接收第二电磁波，并将该第二电磁波转换为电流，存储在其电源模块中。以便后续用于支持受电端设备的正常工作。
14.在一种可能的设计中，受电端设备充电后的电量满足受电端设备的正常工作要求，包括：受电端设备充电后的电压大于供电端设备的最小工作电压。基于该方案，使得当受电端设备的电源模块中的电能能够用于提供受电端设备的最小工作电压时，则受电端设备即可开始正常工作。由此提供了一种完整的受电端设备根据无线充电获取的电能进行工
作的机制。
15.在一种可能的设计中，该方法还包括：受电端设备向供电端设备发送第二消息，第二消息用于指示受电端设备的用电情况。供电端设备接收第二消息，并根据第二消息确定为受电端设备的补电时长。基于该方案，受电端设备可以通过第二消息，将与该受电端设备对应的用电情况发送给供电端设备。示例性的，该用电情况可以包括用电信息，该用电信息可以包括受电端设备当前的剩余电量，以及到下次工作结束所需要消耗的电量等用电相关信息。供电端设备在知晓了受电端设备的用电信息后，即可结合供电端设备向受电端设备的供电能力，如供电端设备的最大发射功率，为供电端设备供电的供电效率等，确定在受电端设备下次正常工作之前，需要向该供电端设备进行补电的最小时长。
16.在一种可能的设计中，该方法还包括：供电端设备根据补电时长，通过天线阵，向受电端设备进行补电。基于该方案，使得供电设备可以根据受电端的具体情况，确定各个受电端设备的补电时长，并在受电端设备进行下次工作之前为其进行对应补电时长的补电，以保证受电端设备后续的正常工作。
17.第二方面，提供一种供电端设备。供电端设备用于实现第一方面及其可能的设计中任一项可能的无线充电方法中供电端设备的功能。作为一种示例，该供电端设备中可以设置有天线阵。
18.第三方面，提供一种芯片系统，该芯片系统可以应用于供电端设备中。示例性的，该芯片系统包括接口电路和处理器；接口电路和处理器通过线路互联；接口电路用于从电子装置的存储器接收信号，并向处理器发送信号，信号包括存储器中存储的计算机指令；当处理器执行该计算机指令时，芯片系统用于实现第一方面及其可能的设计中任一项可能的无线充电方法中供电端设备的功能。
19.第四方面，提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括计算机指令，当该计算机指令运行时，执行如第一方面及其可能的设计中任一项可能的供电端设备对应的无线充电方法中的一个或多个步骤。
20.第五方面，提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品中包括指令，当该计算机程序产品在计算机上运行时，执行如第一方面及其可能的设计中任一项可能的供电端设备对应的无线充电方法中的一个或多个步骤。
21.第六方面，提供一种受电端设备。受电端设备用于实现第一方面及其可能的设计中任一项可能的无线充电方法中受电端设备的功能。
22.第七方面，提供一种芯片系统，该芯片系统可以应用于受电端设备中。示例性的，该芯片系统包括接口电路和处理器；接口电路和处理器通过线路互联；接口电路用于从电子装置的存储器接收信号，并向处理器发送信号，信号包括存储器中存储的计算机指令；当处理器执行该计算机指令时，芯片系统用于实现第一方面及其可能的设计中任一项可能的无线充电方法中受电端设备的功能。
23.第八方面，提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括计算机指令，当该计算机指令运行时，执行如第一方面及其可能的设计中任一项可能的受电端设备对应的无线充电方法中的一个或多个步骤。
24.第九方面，提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品中包括指令，当该计算机程序产品在计算机上运行时，执行如第一方面及其可能的设计中任一项可能的受电端设备
对应的无线充电方法中的一个或多个步骤。
25.第十方面，提供一种无线充电系统，无线充电系统包括受电端设备和供电端设备，供电端设备中设置有天线阵。供电端设备用于控制天线阵在第一区域内发射第一电磁波，受电端设备在第一区域内。受电端设备用于接收第一电磁波，并通过第一电磁波进行充电。受电端设备还用于向供电端设备发送第一消息，第一消息用于指示受电端设备的在第一区域中的位置。供电端设备还用于接收第一消息，并根据第一消息，在第二区域内发射第二电磁波，第二区域包括受电端设备的位置，第二区域小于第一区域。
26.在一种可能的设计中，第一区域为天线阵的最大覆盖区域。
27.在一种可能的设计中，供电端设备用于控制天线阵在第一区域内以满功率发射第一电磁波。
28.在一种可能的设计中，受电端设备用于在充电后的电量能够满足发送第一消息的情况下，向供电端设备发送第一消息。
29.在一种可能的设计中，供电端设备用于向第二区域内，受电端设备所在位置发射定向波束承载的第二电磁波。
30.在一种可能的设计中，定向波束承载的第二电磁波是供电端设备以满功率发射的。
31.在一种可能的设计中，受电端设备还用于接收第二电磁波，并根据第二电磁波进行充电。受电端设备还用于在充电后的电量满足受电端设备的正常工作要求的情况下，开始正常工作。
32.在一种可能的设计中，受电端设备充电后的电压大于供电端设备的最小工作电压。
33.在一种可能的设计中，受电端设备还用于向供电端设备发送第二消息，第二消息用于指示受电端设备的用电情况。供电端设备还用于接收第二消息，并根据第二消息确定为受电端设备的补电时长。
34.在一种可能的设计中，供电端设备还用于根据补电时长，通过天线阵，向受电端设备进行补电。
35.应当理解的是，上述第二方面，第三方面，第四方面，第五方面，第六方面，第七方面，第八方面，第九方面，以及第十方面提供的技术方案，其技术特征均可对应到第一方面及其可能的设计中提供的无线充电方法，因此能够达到的有益效果类似，此处不再赘述。
附图说明
36.图1为一种无线充电方案的示意图；
37.图2为本技术实施例提供的一种无线充电系统的组成示意图；
38.图3为本技术实施例提供的一种供电端设备的组成示意图；
39.图4为本技术实施例提供的一种受电端设备的组成示意图；
40.图5为本技术实施例提供的一种无线充电方法的流程示意图；
41.图6为本技术实施例提供的一种第一区域的示意图；
42.图7为本技术实施例提供的一种供电端设备为多个受电端设备进行预充电的示意图；
43.图8为本技术实施例提供的又一种无线充电方法的流程示意图；
44.图9为本技术实施例提供的一种无线充电方法的实验对比示意图；
45.图10为本技术实施例提供的一种供电端设备的组成示意图；
46.图11为本技术实施例提供的又一种供电端设备的组成示意图；
47.图12为本技术实施例提供的一种芯片系统的组成示意图；
48.图13为本技术实施例提供的一种受电端设备的组成示意图；
49.图14为本技术实施例提供的又一种受电端设备的组成示意图；
50.图15为本技术实施例提供的又一种芯片系统的组成示意图。
具体实施方式
51.目前，常见的无线充电方案为：供电端设备通过其中设置的天线发射电磁波，受电端设备可以通过其中设置的天线接收电磁波，并将电磁波转换为电能进行存储或直接使用。示例性的，图1为一种无线充电方案的示意图，其中以受电端设备包括4个设备(如传感器1，传感器2，传感器3以及传感器4)为例。供电端设备可以通过其中设置的天线，将馈入天线的电能通过电磁波的形式发射出去。在供电端设备的天线辐射范围内的各个传感器(如传感器1，传感器2，传感器3以及传感器4)都可以通过其中各自携带的天线，接收该电磁波，并将接收到的电磁波转换为电能以供使用。
52.需要说明的是，传感器等电子器件在开始工作时，都对供电电压等电参数有一定的要求。即当供电电压达到能够驱动传感器工作的最小工作电压时，传感器才能开始工作。因此，在如图1所示的无线充电场景中，在供电端设备开始对传感器1-传感器4进行无线充电之后，传感器1-传感器4中的每个传感器都需要在进行一段时间的充电后，才能开始工作。本技术实施例中，将供电端设备开始为传感器充电到传感器开始正常工作的时间成为预充电时间。可以理解的是，不同的传感器的最小工作电压不同，因此不同传感器对应的预充电时间也各不相同。
53.在采用如图1所示的无线充电方案对传感器进行无线充电时，会产生一些问题。示例性的，在一些场景中，以供电端设备同时为多个传感器进行无线充电为例。供电端设备在通过其天线进行无线充电时，距离该天线越近的传感器所在位置的磁场强度越大，因此能够较快地进行充电。而距离供电端设备的天线较远的传感器，所在位置的磁场强度较小，因此充电效率就较低。因此，距离供电端设备较远的传感器可能会由于充电效率较低，导致其预充电时间较长，由此影响到传感器的工作。另外，由于传感器的预充电时间与传感器的最小工作电压相关。例如，最小工作电压越高，预充电时间越长。而如果最小工作电压较高的传感器的位置距离供电端设备较远，那么会进一步延长对应传感器的预充电时间。
54.需要说明的是，在传感器开始正常工作后，由于需要持续地消耗电能，因此，供电端设备需要能够及时地为各个传感器进行补电。类似于上述在预充电过程中的说明，距离供电端设备越远，则对应的传感器被充电的速率就越低。这样就可能使得距离供电端设备较远的传感器的补电速率低下，由此影响对应设备的正常工作。
55.以上针对目前如图1所示的供电方案的问题说明，主要是从距离供电端设备的较远的传感器容易受到影响的角度进行说明的。应当理解的是，由于不同的传感器的最小工作电压不同，其补电过程中需要补充的电能大小也不同，因此，对于最小工作电压较高的传
感器，或者工作过程中耗电较大，需要补充的电能较大的传感器，即使距离供电端设备较近，也有可能会需要较长的预充电时间或补电时间，由此影响到传感器的正常工作。
56.为了解决上述问题，本技术实施例提供一种无线充电方法，通过调整对受电端设备的供电策略，能够有效地减小受电端设备的预充电时间以及补电时间，进而保证受电端设备的正常工作。
57.以下结合附图对本技术实施例提供的方案进行详细说明。
58.请参考图2，为本技术实施例提供的一种无线充电系统200的组成示意图。如图2所示，该无线充电系统200中可以包括供电端设备210，n个受电端设备(如图2所示的受电端设备1-受电端设备n)。需要说明的是，图2中是以一个供电端设备210为多个受电端设备进行无线充电为例进行说明的，在本技术的另一些实现方式中，该无线充电系统200中还可以同时包括多个供电端设备210，这多个供电端设备210可以同步/异步为一个或多个受电端设备进行无线充电。以下以无线充电系统200中包括一个供电端设备210为例进行说明。
59.作为一种示例，如图3所示，该供电端设备210中可以包括电源模块211，处理模块212，以及辐射模块213。
60.其中，该电源模块211可以包括电池，和/或具有储能功能的超级电容等部件。该电源模块211可以用于存储电能，以便在处理模块212的控制下，通过辐射模块213将存储的电能转换为电磁波为其他受电端设备(如受电端设备1-受电端设备n)进行无线充电。在另一些实施例中，该电源模块211也可以包括电源接口。在电源接口与外接电源连接时，可以为电源模块211中的储能部件进行充电。在电源接口与外接电源连接时，电源模块211也可以直接将来自外接电源和/或储能部件的电能通过辐射模块213辐射出去。
61.处理模块212可以包括中央处理器(central processing unit，cpu)，微控制单元(microcontroller unit，mcu)，基带处理器(baseband processor，bp)中的一个或多个。在其他的一些实现方式中，该处理模块212还可以为具备处理功能的其他部件或电路。该处理模块212可以用于控制电源模块211进行电能输出，并通过辐射模块213辐射出去。
62.辐射模块213可以为具有将电能转换为电磁波的部件。例如，该辐射模块213可以为包括多个天线振子的天线阵，又如该辐射模块213也可以为单个天线。
63.以辐射模块213为天线阵为例，在一些实现方式中，该辐射模块213可以在处理模块212的控制下，实现基于波束成形技术(beamforming)的定向辐射。示例性的，结合图2，辐射模块213可以在处理模块212的控制下，生成与受电端设备1所在位置对应的波束1，用于为该受电端设备1进行无线充电。类似的，辐射模块213可以在处理模块212的控制下，生成与受电端设备2所在位置对应的波束2，用于为该受电端设备2进行无线充电。以此类推，辐射模块213可以在处理模块212的控制下，向其他受电端设备进行无线充电。
64.在本技术实施例中，供电端设备210中还可设置有通信模块214。供电端设备210可以通过该通信模块214实现与其他设备之间的通信。例如，供电端设备210可以通过该通信模块214实现与各个受电端设备的通信。在一些实现场景中，供电端设备210可以通过与受电端设备的通信，知晓受电端设备所在位置。在另一些实现场景中，供电端设备210还可以通过与受电端设备的通信，知晓受电端设备220的用电信息。供电端设备210可以根据该用电信息，确定对该受电端设备的供电策略。
65.另外，供电端设备210可以通过其通信模块214直接与受电端设备220进行通信，也
可以通过其他设备简介地实现与受电端设备220的通信，例如，供电端设备210与受电端设备220在同一网络覆盖下时，可以通过其通信模块214与该网络中的接入设备进行通信，该接入设备220可以将该通信需求或相关信息传输给受电端设备220，以实现供电端设备210与受电端设备220的间接通信。其中，该网络覆盖可以包括无线局域网(wireless local area network，wlan)，或基于第三代移动通信技术(3rd-generation，3g)/第四代移动通信技术(4th-generation，4g)/第五代移动通信技术(5th-generation，5g)的移动通信网络，或其他能够实现上述功能的网络。
66.在图2所示的无线充电系统200中，受电端设备1-受电端设备n可以具有相同或不同的模块，用于实现各自功能。
67.请参考图4，为本技术实施例提供的一种受电端设备220的组成的示意图。如图2所示的受电端设备1-受电端设备n都可以为具有该组成的设备。如图4所示，该受电端设备220可以包括电源模块221，处理模块222，辐射模块223，以及通信模块224。
68.需要说明的是，受电端设备220中的电源模块221，处理模块222，辐射模块223以及通信模块224的组成与实现同如图3所示的供电端设备中的模块对应，其功能也类似，此处不再赘述。当然，该受电端设备220中还可以包括其他功能模块(图4中未示出)，这些功能模块可以在处理模块222的控制下，实现受电端设备220对应的功能。例如，受电端设备220中可以包括能够监测温度的部件，以实现作为温度传感器的功能。又如，受电端设备220中可以包括能够监测烟雾浓度的部件，以实现作为烟雾报警器的功能。
69.作为一种示例，受电端设备220中，辐射模块223可以接收空间中的电磁波，并将该电磁波转换为电流。以便于电源模块221存储该电流对应的电能，并提供给受电端设备220使用。上述辐射模块223对电磁波的转换，以及电源模块221的储能和供电的功能，都可以在处理模块222的指示下进行。处理模块222还可以用于控制通信模块224与供电端设备进行通信。例如，处理模块222可以在受电端设备220能中的电量足以支持与供电端设备的基础通信时，控制通信模块224与供电端设备进行通信，以便供电端设备能够知晓受电端设备220的方位。又如，处理模块222可以在受电端设备220需要补电时，控制通信模块224与供电端设备进行通信，以便供电端设备能够知晓受电端设备220的用电信息，并据此确定对该受电端设备220的补电策略。
70.需要说明的是，在一些实现方式中，供电端设备和/或受电端设备220中的通信模块224可以是独立于其他模块的部件，也可以通过辐射模块223(如天线阵)实现其通信功能。为了便于说明，以下以辐射模块223和通信模块224均为天线阵为例进行示例性说明。
71.在具体实现中，受电端设备220可以为具有不同功能的传感器。传感器可以具有间歇性工作的特性。示例性的，传感器可以在t1时刻到t2时刻处于工作状态，在t3时刻到t4时刻也处于工作状态，而在t2时刻与t3时刻可以处于休眠等非工作状态。供电端设备可以在传感器工作状态下同步为其进行补电，也可以在传感器在非工作状态下为其补电。本技术实施例对于供电端设备的供电时机不作限制。
72.以下结合附图对本技术实施例提供的无线充电方法进行详细说明。该方案能够使用在如图2所示的无线充电系统中。
73.请参考图5，为本技术实施例提供的一种无线充电方法的流程示意图。其中，以无线充电系统中包括1个供电端设备，1个受电端设备为例对预充电过程进行说明。应当理解
的是，当该无线充电系统中存在更多受电端设备时，其执行步骤类似，此处仅以无线充电系统中的1个受电端设备为例进行说明。如图5所示，该方法可以包括s501-s508。
74.s501、供电端设备控制天线阵在第一区域内进行辐射。
75.在本示例中，受电端设备需要开始工作时，可以控制其天线阵在第一区域内进行均匀辐射。即，在该第一区域内，各个角度的能量分布相近或相同。其中，在一些实现方式中，该第一区域可以为天线阵的最大辐射范围。应当理解的是，在供电端设备开始为受电端设备进行无线充电时，并不知晓受电端设备的位置，而在受电端设备需要开始工作时，如受电端设备第一次使用，或者受电端设备在长时间未使用后开始使用，受电端设备中的电源模块中存储的电能很少，无法支持受电端设备的正常工作。因此，在该示例中，供电端设备可以在较大的范围内进行均匀辐射，以便能够为所有需要无线充电的受电端设备进行供电。
76.作为一种示例，在本技术实施例中，如图6中的(a)所示，该第一区域可以为供电端设备的最大辐射范围。即，第一区域为供电端设备中的天线阵的最大辐射区域。由此，即可使得供电端设备能够在不知晓受电端设备的位置时对其进行供电。
77.在本技术的另一些实施例中，如图6中的(b)所示，该第一区域可以为供电端设备的最大辐射范围中的一个区域。应当理解的是，在供电端设备在第一区域内进行辐射时，该区域越小，空间中的功率密度就越大，对于该第一区域中的受电端设备的供电效率就越高。供电端设备可以在如图6中的(b)所示的第一区域进行预设时间的辐射之后，改变第一区域的覆盖角度，对最大辐射范围内的其他区域进行辐射，以便实现对于最大辐射范围内的受电端设备的无线充电。
78.需要说明的是，在本技术实施例中，供电端设备在该第一区域内的辐射，用于为受电端设备提供电能以便能够与其通信知晓受电端设备的位置(具体执行方法请参考如下说明)，而受电端设备只需要很少的电量即可实现与受电端设备的通信，因此该在第一区域内的辐射耗时很短。例如，以第一区域为供电端设备的最大辐射范围为例，该s501的执行时长一般为只需要秒级别的时长即可。
79.s502、受电端设备通过供电端设备辐射的电磁波1进行充电。
80.s503、受电端设备向供电端设备发送消息1。
81.结合前述说明，受电端设备中的天线可以接收供电端设备发射的电磁波，并将该电磁波转换为电流存储在受电端设备的电源模块中。本技术实施例中，在受电端设备的电源模块中存储的电能足以支持受电端设备发送消息1时，则受电端设备可以通过其天线向供电端设备发送消息1。该消息1可以用于供电端设备确定受电端设备的位置。
82.在不同实现方式中，该消息1可以通过不同的信号实现其功能。示例性的，在一些实现方式中，受电端设备能够知晓通过其中的定位部件确定其所在位置，并将该位置信息携带在消息1中发送给供电端设备。在另一些实现方式中，在受电端设备确定能够发送消息1后，可以向空间中辐射具有一定相位和/或幅度的电磁波，以便供电端设备可以根据收到的电磁波的相位和/或幅度确定该受电端设备的位置。在另一些实现方式中，受电端设备可以基于预配置的功率大小，向空间中辐射对应的响应电磁波，以便供电端设备可以接收该电磁波，并据此确定受电端设备的位置。
83.另外，在该消息1中，还可以携带有与供电端设备对应的标识，该标识可以用于指
示消息1是由该受电端设备发送的。本技术实施例对于消息1的内容和发送方式不作限定。
84.s504、供电端设备接收消息1。
85.s505、供电端设备根据消息1确定受电端设备的位置。
86.供电端设备可以通过其天线阵接收消息1。并根据该消息1确定受电端设备的位置。
87.示例性的，在一些实现方式中，消息1中包括受电端设备的位置信息，供电端设备可以根据该位置信息，确定发送该消息1的受电端设备的位置。
88.在另一些实现方式中，供电端设备可以通过接收到该消息1对应的相位和/或幅度信息，确定发送该消息1的受电端设备的位置。例如，供电端设备在接收到消息1对应的电磁波后，可以将该电磁波转换为具有对应幅度和/或相位的电信号。在供电端设备中可以配置有不同的相位和/或幅度的电信号与对应受电端设备的位置的对应关系。供电端设备可以根据该消息1对应的电信号的幅度和/或相位，确定受电端设备的位置。
89.在另一些实现方式中，供电端设备可以通过接收到受电端设备发射的响应电磁波，确定受电端设备的位置。示例性的，供电端设备中的天线阵可以包括多个天线振子，每个天线振子都可以接收空间中的电磁波。由于供电端设备可以通过其天线阵接收该响应电磁波，而来自不同位置的响应电磁波相对于天线阵的夹角不同，也就会导致天线阵中不同位置的天线振子接收到的响应电磁波的相位和幅度不同。供电端设备可以根据各个振子接收到的响应电磁波的相位和幅度的情况，确定发射对应响应电磁波的受电端设备的位置。
90.s506、供电端设备向第二区域发射电磁波2。
91.其中，受电端设备所在位置包括在第二区域内。第二区域小于第一区域。
92.在本技术实施例中，供电端设备可以在确定受电端设备的位置后，控制其天线阵向较小的区域(如第二区域)进行高功率辐射(如辐射功率接近或等于供电端设备的最大辐射功率)，以便对该第二区域内的受电端设备进行较高效率的无线充电。示例性的，供电端设备可以控制器天线阵，通过波束成形技术，形成指向该第二区域的定向波束。可以理解的是，由于供电端设备的最大输出功率一定，因此，在供电端设备对该第二区域进行最大辐射功率的辐射时，在该第二区域内的功率密度要明显大于供电端设备对第一区域进行辐射时的功率密度。由此，也就使得在该第二区域内的受电端设备能够以更高的效率进行充电。在一些实现方式中，该指向第二区域的定向波束可以为指向受电端设备的窄波束，由此能够使得为受电端设备进行无线充电的窄波束内的功率密度得到进一步提升，进而提升为受电端设备的供电效率。
93.s507、受电端设备接收电磁波2进行充电。
94.s508、受电端设备开始正常工作。
95.受电端设备可以通过其中设置的天线，接收定向波束(如指向该受电端设备的窄波束)的电磁波，并将该定向波束的电磁波转换为电流并存储在其电源模块中。当该电源模块中存储了足以支持受电端设备正常工作的电能时，受电端设备可以开始正常工作。示例性的，以受电端设备的最小工作电压为第一阈值为例，当受电端设备中存储的电能的电压超过第一阈值时，则受电端设备可以开始正常工作。
96.作为一种可能的实现方式，在受电端设备开始正常工作时，还可向供电端设备发送确认消息，以便供电端设备知晓该受电端设备已经可以开始正常工作，由此可以在适当
的时间后停止对该受电端设备的无线充电，得到绿色节能的目的。
97.基于该如图5所述的方案，供电端设备可以在开始为受电端设备供电时，通过较大范围的辐射，使得受电端设备能够快速地接收到足够的电能向供电端设备发送消息1，以便供电端设备知晓受电端设备的位置。由于供电端设备仅需要很少的电能即可实现消息1的发送，因此该过程耗时非常短暂。在知晓受电端设备的位置之后，供电端设备可以通过向该受电端设备所在位置发送定向波束，提高无线充电的电磁波在空间中的功率密度，由此使得受电端设备能够更加快速地进行充电。进而有效地缩短受电端设备从需要开始工作到获取充足的电能开始工作这段时间(即预充电时间)的时长，即可达到缩短预充电时间的目的。
98.需要说明的是，上述如图5所示的方案是以在无线充电系统中存在1个受电端设备为例进行说明的。在其他一些场景中，该无线充电系统中还可以包括更多的受电端设备。在供电端设备为多个受电端设备进行无线充电时，可以通过上述s501实现对所有需要进行无线充电的设备进行供电，以便多个受电端设备中的每个受电端设备可以分别执行s502-s503。由此，供电端设备可以接收到分别来自多个受电端设备的多个消息1。供电端设备可以根据每个消息1，确定发送该消息1对应的受电端设备的位置(如执行上述s504-s505)。由此，供电端设备可以确定这多个受电端设备中每个受电端设备的位置。供电端设备还可以分别向多个受电端设备中的一个受电端设备完成预充电后，向这多个受电端设备中的另一个受电端设备发射定向波束，对其进行预充电。基于本方案，由于供电端设备能够分别对多个受电端设备中的每个受电端设备进行较高效率的无线充电，能够有效地缩短对所有受电端设备的预充电时间。
99.作为一种示例，图7示出了一种供电端设备为多个受电端设备进行预充电的示意图。其中，以供电端设备为3个受电端设备(如受电端设备1，受电端设备2，和受电端设备3)为例。供电端设备可以根据上述方法分别确定受电端设备1的位置1，受电端设备2的位置2，受电端设备3的位置3。在一些实现方式中，受电端设备可以向位置1发射波束1，以便通过该波束1的电磁波为受电端设备1进行无线充电。当受电端设备1存储的电能对应的电压能够满足受电端设备1的最小工作电压时，受电端设备1可以向供电端设备发送确认消息1，以便供电端设备可以知晓受电端设备1已经能够开始工作。供电端设备可以继续通过波束1为该受电端设备1，在受电端设备1存储的电能能够支持其完成一次工作时，则受电端设备1可以再次向供电端设备发送确认消息1-1，以便供电端设备能够知晓暂时不需要为该受电端设备1进行供电。
100.需要说明的是，在一些实现方式中，当受电端设备1中存储的电能的电压能够满足其最小工作电压的要求时，受电端设备也可不向供电端设备反馈确认消息1。供电端设备可以继续以波束1向受电端设备1进行供电。受电端设备1可以在存储的电能能够支持其完成一次工作时，向供电端设备反馈确认消息1，以便供电端设备能够知晓暂时不需要为该受电端设备1进行供电。
101.以上示例是以受电端设备能够主动向供电端设备反馈其电能存储情况，以便供电端设备能够据此对各个受电端设备的预充电过程进行控制为例进行说明的。在另外一些实施例中，供电端设备还可以根据各个受电端设备的标识，控制对各个受电端设备的预充电过程。示例性的，结合上述说明，供电端设备可以根据受电端设备反馈的消息1中携带的标
识，确定该受电端设备的类型。根据受电端设备的类型，供电端设备就可根据预配置的受电端设备的类型与预充电时间的对应关系，确定对该受电端设备的预充电时间。据此，供电端设备可以在不需要受电端设备反馈其电能存储情况的情况下，主动确定各个受电端设备的预充电时间，并据此对各个受电端设备进行预充电。
102.类似于对受电端设备1的预充电，供电端设备可以在停止对受电端设备1的预充电之后，转而通过波束2为受电端设备2进行无线充电。类似的，在供电端设备确认暂时不需要为受电端设备2供电时，可以控制器天线阵生成波束3，为受电端设备3进行供电。
103.需要说明的是，在本技术的一些实现场景中，供电端设备可以根据预设的规则，分别为多个受电端设备进行预充电。根据该预设的规则，供电端设备可以确定为各个受电端设备进行预充电的顺序。示例性的，供电端设备可以通过消息1知晓对应的受电端设备的类型，由此，供电端设备可以根据该受电端设备的类型，确定该受电端设备的优先级。例如，以受电端设备为传感器为例。传感器类型为温度，烟雾，湿度等相关的传感器时，该传感器可以具有加高的优先级。传感器类型为其他传感器时，该传感器可以为较低优先级的传感器。供电端设备可以优先对优先级较高的传感器进行预充电，以便使得这些传感器能够快速进入工作状态。
104.结合上述说明，在各个受电端设备开始工作后，供电端设备需要为其补电，以便受电端设备在完成一次工作后，可以继续下一次工作。本技术实施例还提供一种无线充电方法，能够使得供电端设备根据不同受电端设备的实际用电情况，灵活确定为各个受电端设备补电时长等补电策略。并根据该补电策略通过与上述预充电过程中类似的波束分时为各个受电端设备进行补电。由此能够显著地减少对各个受电端设备的补电时间。
105.示例性的，请参考图8，为本技术实施例提供的又一种无线充电方法的流程示意图。其中，以1个供电端设备为3个受电端设备(如受电端设备1，受电端设备2，受电端设备3)进行补电为例。如图8所示，该方法可以包括s801-s804。
106.s801、受电端设备分别向供电端设备发送消息2。
107.其中，该消息2中至少包括受电端设备中的用电信息。示例性的，该用电信息可以用于指示对应受电端设备的用电情况。在一些实现方式中，该用电信息可以包括受电端设备当前的剩余电量，以及到下次工作结束所需要消耗的电量等信息。
108.需要说明的是，在本技术实施例中，受电端设备可以在供电端设备为其进行补电之前，向供电端设备发送消息2。例如，受电端设备可以在完成第一次工作后，向供电端设备发送该消息2。在另一些实现方式中，受电端设备可以在正常工作的过程中，向供电端设备发送该消息2。在该实现方式中，消息2中还可以包括时间标识，以便于供电端设备能够根据该时间标识，确定为对应供电端设备进行补电的时间。
109.s802、供电端设备接收该消息2。
110.s803、供电端设备根据消息2，确定对各个受电端设备的补电时间。
111.结合s801中的说明，供电端设备可以在接收到消息2后，根据该消息2，知晓发送该消息2对应的受电端设备在下次工作结束之前所需要的电能等信息。
112.示例性的，供电端设备可以接收到来自受电端设备1的消息2-1。则供电端设备可以根据该消息2-1确定受电端设备1在下次工作结束前，需要的电量。供电端设备可以根据其在通过高功率定向波束向供电端设备进行无线充电过程中的供电效率，确定在一次补电
过程中，需要为该受电端设备1补电的时间长短(如补电时间1)。类似的，供电端设备可以接收到来自受电端设备2的消息2-2。则供电端设备可以根据该消息2-2确定受电端设备2在下次工作结束前，需要的电量。供电端设备可以根据其在通过高功率定向波束向供电端设备进行无线充电过程中的供电效率，确定在一次补电过程中，需要为该受电端设备2补电的时间长短(如补电时间2)。供电端设备可以接收到来自受电端设备3的消息2-3。则供电端设备可以根据该消息2-3确定受电端设备3在下次工作结束前，需要的电量。供电端设备可以根据其在通过高功率定向波束向供电端设备进行无线充电过程中的供电效率，确定在一次补电过程中，需要为该受电端设备3补电的时间长短(如补电时间3)。由此，供电端设备即可知晓所有三个受电端设备所需的补电时间。进而使得供电端设备可以根据该补电时间，对各个受电端设备进行补电。即执行以下s804。
113.s804、供电端设备根据该补电时间，向各个受电端设备分别进行补电。
114.作为一种示例，供电端设备可以根据消息2中携带的时间标识，对各个受电端设备进行对应时长的补电。示例性的，供电端设备可以根据消息2-1中携带的时间标识，确定对受电端设备1的补电需要从该事件标识对应的时刻1开始。则供电端设备可以从该时刻1开始，在之后的补电时间1之内，向该受电端设备1发射定向波束为其进行补电。在完成对受电端设备1的补电之后，供电端设备可以根据消息2-2中携带的时间标识，确定对受电端设备2的补电需要从该事件标识对应的时刻2开始。则供电端设备可以从该时刻2开始，在之后的补电时间2之内，向该受电端设备2发射定向波束为其进行补电。在完成对受电端设备2的补电之后，供电端设备可以根据消息2-3中携带的时间标识，确定对受电端设备3的补电需要从该事件标识对应的时刻3开始。则供电端设备可以从该时刻3开始，在之后的补电时间3之内，向该受电端设备3发射定向波束为其进行补电。
115.需要说明的是，上述示例中，是以供电端设备根据消息2中携带的时间标识所对应的时刻为对应受电端设备进行补电为例进行说明的。在另一些实现方式中，供电端设备还可以根据各个受电端设备的类型，预估对应的补电时间和/或补电时长，或者，供电端设备还可以根据预先配置的对各个受电端设备的补电策略，确定对应的补电时间和/或补电时长。在具体的实现过程中，补电时间和/或补电时长的确定，可以灵活选择，本技术实施例对此不作限制。
116.另外，类似于上述图5中的说明，供电端设备对于各个受电端设备的补电顺序，也可以是根据各个受电端设备的优先级确定的，或者预先配置的。其确定方法类似，此处不再赘述。
117.这样，就实现了供电端设备分别为各个受电端设备进行快速补电的目的。可以理解的是，通过如图8所示的方案，供电端设备可以根据受电端设备对于电量的需求情况，适应性地调整对于受电端设备的补电时长以及开始补电的时间，因此能够达到提高为各个受电端设备进行补电的供电效率。
118.结合前述说明，目前，如果采用非定向波束的方案，向供电端设备覆盖范围内的所有受电端设备同时进行无线充电，由于空间中的功率密度低，各个受电端设备的充电效率低下。在此基础上，如果通过定向波束提高与各个供电端设备传输路径上的功率密度，则可以在一定程度上提升受电端设备的供电效率。该提升可以表现为预充电时间的缩短以及补电效率的提升。通过实验可以看到，本技术实施例提供的无线充电方案，由于能够自适应地
调整对于各个受电端设备的无线充电策略，因此相较于现有的采用定向波束同时向所有受电端设备进行无线充电的方案，预充电时间能够进一步缩短，同时补电效率得到显著的提升。由此能够显著地提升无线充电系统的供电效率。实验对比结果如图9所示。如图9所示，无论在预充电过程(即从供电端设备开始为受电端设备开始供电到受电端设备开始第一次正常工作的时间)，还是对一个受电端设备的一次补电过程所耗费的时间，相较于目前的现有固定波束充电方案，本技术实施例提供的无线充电方案均能达到显著降低耗时的效果，因此能够从系统层面提升对于受电端设备的供电效率。
119.上述主要从供电端设备以及受电端设备的交互的角度对本技术实施例提供的方案进行了介绍。为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本技术能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
120.本技术实施例可以根据上述方法示例对其中涉及的设备进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本技术实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
121.请参考图10，为本技术实施例提供的一种供电端设备1000的组成示意图。该供电端设备1000可以用于实现本技术实施例中任一种无线充电方法中供电端设备的功能。示例性的，该供电端设备1000可以为如图2所示的供电端设备210。需要说明的是，如图3所示的供电端设备210的组成与图10所示的供电端设备1000并不完全相同，但是在具体实现中，供电端设备1000与供电端设备210可以通过相同的实体设备实现。图10所示的组成与图3所示的组成仅为不同角度的功能模块的划分。当然，在不同的实现方式中，供电端设备还可以具有其他的功能划分，用于实现对应的功能。
122.示例性的，如图10所示，该供电端设备1000可以包括：发射单元1001，接收单元1002。在一些实现方式中，该发射单元1001和/或接收单元1002的功能可以通过供电端设备1000中的天线阵实现。
123.发射单元1001，用于在第一区域内发射第一电磁波，该第一区域内包括至少一个受电端设备。接收单元1002，用于接收第一消息。该第一消息用于指示受电端设备的位置。发射单元1001，还用于并根据第一消息，在第二区域内发射第二电磁波，第二区域包括受电端设备的位置，第二区域小于第一区域。
124.在一种可能的设计中，第一区域为供电端设备1000中设置的天线阵的最大覆盖区域。
125.在一种可能的设计中，发射单元1001，用于在在第一区域内以满功率发射第一电磁波。
126.在一种可能的设计中，发射单元1001，用于向第二区域内，受电端设备所在位置发射定向波束承载的第二电磁波。
127.在一种可能的设计中，定向波束承载的第二电磁波是供电端设备以满功率发射的。
128.在一种可能的设计中，接收单元1002，用于接收第二消息，第二消息用于指示受电端设备的用电情况。所述供电端设备1000还包括确定单元1003，用于根据第二消息确定为受电端设备的补电时长。
129.在一种可能的设计中，发射单元1001，还用于根据补电时长，通过天线阵，向受电端设备进行补电。示例性的，发射单元1001可以通过发射第二电磁波，向受电端设备进行补电。
130.需要说明的是，上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。
131.图11示出了的一种供电端设备1100的组成示意图。如图11所示，该供电端设备1100可以包括：处理器1101和存储器1102。该存储器1102用于存储计算机执行指令。示例性的，在一些实施例中，当该处理器1101执行该存储器1102存储的指令时，可以使得该供电端设备1100执行上述实施例中任一种所示的无线充电方法。
132.需要说明的是，上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。
133.图12示出了的一种芯片系统1200的组成示意图。该芯片系统1200可以应用于供电端设备中。示例性的，该芯片系统1200可以包括：处理器1201和通信接口1202，用于支持供电端设备实现上述实施例中所涉及的功能。在一种可能的设计中，芯片系统还包括存储器，用于保存终端必要的程序指令和数据。该芯片系统，可以由芯片构成，也可以包含芯片和其他分立器件。需要说明的是，在本技术的一些实现方式中，该通信接口1202也可称为接口电路。
134.需要说明的是，上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。
135.请参考图13，为本技术实施例提供的一种受电端设备1300的组成示意图。该受电端设备1300可以用于实现本技术实施例中任一种无线充电方法中受电端设备的功能。示例性的，该受电端设备1300可以为如图2所示的受电端设备220。需要说明的是，如图4所示的受电端设备220的组成与图13所示的受电端设备1300并不完全相同，但是在具体实现中，受电端设备1300与受电端设备220可以通过相同的实体设备实现。图13所示的组成与图4所示的组成仅为不同角度的功能模块的划分。当然，在不同的实现方式中，受电端设备还可以具有其他的功能划分，用于实现对应的功能。
136.示例性的，如图13所示，该受电端设备1300可以包括：接收单元1301，发送单元1302。在一些实现方式中，该发射单元和/或接收单元1301的功能可以通过受电端设备1300中的天线阵实现。
137.接收单元1301，用于接收第一电磁波，并通过第一电磁波进行充电。其中，该第一电磁波是供电端设备发射的。在一些实施例中，该第一电磁波的覆盖范围为第一区域，该第一区域可以为供电端设备的最大覆盖范围，受电端设备1300可以处于该第一区域内。
138.发送单元1302，用于向供电端设备发送第一消息，第一消息用于指示受电端设备的在第一区域中的位置。
139.在一种可能的设计中，发送单元1302，用于在充电后的电量能够满足发送第一消息的情况下，向供电端设备发送第一消息。
140.在一种可能的设计中，接收单元1301，用于接收第二电磁波，并根据第二电磁波进行充电。在一种实现方式中，该第二电磁波可以是供电端设备向受电端设备1300所在位置发射的定性波束所承载的电磁波。在受电端设备1300充电后的电量满足受电端设备1300的正常工作要求的情况下，受电端设备1300即可开始正常工作。
141.在一种可能的设计中，受电端设备1300充电后的电压大于供电端设备1300的最小工作电压时，则受电端设备1300开始正常工作。
142.在一种可能的设计中，发送单元1302，用于向供电端设备发送第二消息，第二消息用于指示受电端设备1300的用电情况。以便供电端设备根据该第二消息确定受电端设备1300的补电时间。
143.需要说明的是，上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。
144.图14示出了的一种受电端设备1400的组成示意图。如图14所示，该受电端设备1400可以包括：处理器1401和存储器1402。该存储器1402用于存储计算机执行指令。示例性的，在一些实施例中，当该处理器1401执行该存储器1402存储的指令时，可以使得该受电端设备1400执行上述实施例中任一种所示的无线充电方法。
145.需要说明的是，上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。
146.图15示出了的一种芯片系统1500的组成示意图。该芯片系统1500可以应用于受电端设备中。示例性的，该芯片系统1500可以包括：处理器1501和通信接口1502，用于支持受电端设备实现上述实施例中所涉及的功能。在一种可能的设计中，芯片系统还包括存储器，用于保存终端必要的程序指令和数据。该芯片系统，可以由芯片构成，也可以包含芯片和其他分立器件。需要说明的是，在本技术的一些实现方式中，该通信接口1502也可称为接口电路。
147.需要说明的是，上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。
148.在上述实施例中的功能或动作或操作或步骤等，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本技术实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包括一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)，光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，
ssd))等。
149.尽管结合具体特征及其实施例对本技术进行了描述，显而易见的，在不脱离本技术的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本技术的示例性说明，且视为已覆盖本技术范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包括这些改动和变型在内。