CN109391042A - 带近场通信的车载无线充电器及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带近场通信的车载无线充电器及方法，包括无线充电模块、直流变换器、第一NFC模块、微控制模块、CAN收发器、TX线圈和感应模块，所述直流变换器分别与CAN收发器、微控制模块和无线充电模块电连接；所述微控制模块分别与第一NFC模块和CAN收发器电连接；所述感应模块与微控制模块电连接，所述TX线圈分别与无线充电模块和直流变换器电连接。本发明能够实现手机无线充电功能的同时，利用近场通信技术带宽高、能耗低、私密性强等特点使手机与车载控制器之间实现快速、安全、可靠的通讯。
Description
技术领域
本发明属于汽车电器技术领域，具体涉及一种带近场通信的车载无线充电器及方法。
背景技术
目前无线充电技术在智能手机、可穿戴市场得到了部分应用，但总体应用普及率不高。在汽车电子领域，无线充电器多以一个封闭***的形态存在，仅用于支持手机无线充电，与车辆的其它车载控制器之间无交互，功能单一、拓展性不足，性价比不高，使得无线充电技术在车载应用领域多被视为鸡肋，主机厂研发、搭载意愿不高，进一步制约了无线充电技术的普及以及市场发展前景。
近场通信技术（NFC）是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输、交换。和传统的蓝牙、红外等近距离通讯相比，NFC连接建立速度更快，安全性更高，目前广泛应用于门禁管理、交通信息卡、移动支付等领域。在汽车电子领域，数据传输更多的以物理电线束连接，线束状态繁多，布置局限性大，管理成本高，基于NFC通讯的应用基本处于空白。
因此，有必要开发一种带近场通信的车载无线充电器及方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种带近场通信的车载无线充电器及方法，使其在实现手机无线充电功能的同时，利用近场通信技术带宽高、能耗低、私密性强等特点使手机与车载控制器之间实现快速、安全、可靠的通讯。
本发明所述的一种带近场通信的车载无线充电器，包括无线充电模块、直流变换器、第一NFC模块、微控制模块、CAN收发器、TX线圈和感应模块，所述直流变换器分别与CAN收发器、微控制模块和无线充电模块电连接；所述微控制模块分别与第一NFC模块和CAN收发器电连接；所述感应模块与微控制模块电连接，所述TX线圈分别与无线充电模块和直流变换器电连接；
在点火开关处于ACC挡时，所述直流变换器将接入电源转换为各模块工作所需的电压，为各模块供电；
所述感应模块用于感应外部的RX负载是否进入到车载无线充电器的充电区域；
所述RX负载具有RX线圈和第二NFC模块；
所述无线充电模块用于在TX线圈与RX线圈建立电磁耦合连接时，根据RX负载的需要输出对应的PWM信号，调制所述直流变换器使其输出RX负载充电所需的电压；
所述CAN收发器用于与车上的CAN总线进行通信；
所述第一NFC模块用于与RX负载的第二NFC模块进行通信，以实现对RX负载的身份识别验证，和/或车机与RX负载的蓝牙配对连接，和/或车机与RX负载的WIFI配对连接。
本发明所述的控制带近场通信的车载无线充电器的方法，采用如本发明所述的带近场通信的车载无线充电器，其方法包括以下步骤：
在点火开关处于ACC挡时，对接入电源进行调整转换并输出各模块工作所需的电压，为各模块供电；
响应于车载无线充电器的TX线圈与RX负载的RX线圈建立电磁耦合连接时，所述无线充电模块根据RX负载的需要输出对应的PWM信号，调制所述直流变换器使其输出RX负载充电所需的电压，为RX负载充电；
响应于RX负载扫描到第一NFC模块时，通过所述第一NFC模块与RX负载进行通信，以实现对RX负载的身份识别验证，和/或车机与RX负载的蓝牙配对连接，和/或车机与RX负载的WIFI配对连接。
进一步，所述身份识别验证的步骤包括：
响应于车载无线充电器检测到RX负载，车载无线充电器通过与RX负载建立的近场通信获取RX负载所发出的密钥，并对该密钥进行解码处理后通过CAN收发器发给整车控制器，整车控制器将该密钥与预设密钥进行比对，若比对成功，则表示身份识别验证已通过，启动发动机；反之，则不启动发动机。
进一步，所述蓝牙配对连接的步骤包括：
车机通过CAN总线发送车机的蓝牙名称和MAC地址给车载无线充电器；
车载无线充电器中的微控制模块接收到蓝牙名称和MAC地址后，将蓝牙名称和MAC地址写入到第一NFC模块中；
在RX负载扫描到第一NFC模块时，RX负载从第一NFC模块中获取车机的蓝牙名称和MAC地址；
RX负载根据接收到的蓝牙名称和MAC地址发起对车机的蓝牙连接请求，并自动完成两者的蓝牙连接。
进一步，所述WIFI配对的步骤包括：
车机通过CAN总线发送车机WIFI的SSID和登录密码给车载无线充电器；
车载无线充电器中的微控制模块接收到SSID和登录密码后，将SSID和登录密码写入到第一NFC模块中；
在RX负载扫描到第一NFC模块时，RX负载从第一NFC模块中获取车机WIFI的SSID和登录密码；
RX负载根据接收到的车机WIFI的SSID和登录密码，发起对车机WIFI的连接请求，并自动完成两者的WIFI连接。
本发明具有以下优点：使其在实现手机无线充电功能的同时，利用近场通信技术带宽高、能耗低、私密性强等特点使手机与车载控制器（如BCM、EMS等）之间实现快速、安全、可靠的通讯，在一定距离内，不需实体电线束连接，就可实现车辆与手机之间的数据传输、交换，使无线充电器成为车辆与外接设备之间数据交互的中继站，进而实现更多的功能扩展与应用。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为本发明中身份识别验证-启动发动机的原理图；
图3为本发明中蓝牙配对的原理图；
图4为本发明中WIFI配对的原理图；
图中：1、CAN收发器，2、微控制模块，3、第一NFC模块，4、无线充电模块，5、RX负载，6、桥式电路，7、直流变换器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示的带近场通信的车载无线充电器，包括无线充电模块4、直流变换器7、第一NFC模块3、微控制模块2、CAN收发器1、TX线圈6和感应模块5，所述直流变换器7分别与CAN收发器1、微控制模块2和无线充电模块4电连接；所述微控制模块2分别与第一NFC模块3和CAN收发器1电连接；所述感应模块5与微控制模块2电连接，所述TX线圈6分别与无线充电模块4和直流变换器7电连接。
在点火开关处于ACC挡时，所述直流变换器7将接入电源转换为各模块工作所需的电压（5V电压），为各模块供电。此时，微控制模块2上电，车载无线充电器进入一个上电的正常工作状态。当点火开关切换到OFF挡时，微控制模块2检测ACC为低电平，表示汽车进入OFF挡状态，微控制模块2进行控制使整个车载无线充电器进入全部断电状态。
所述感应模块5用于感应外部的RX（接收）负载8是否进入到车载无线充电器的充电区域；其中：所述RX负载8具有RX线圈9和第二NFC模块10。
所述无线充电模块4用于在TX线圈6与RX线圈9建立电磁耦合连接时，根据RX负载8的需要输出对应的PWM信号，调制所述直流变换器7使其输出RX负载8充电所需的电压（比如：输出3V～12V可调整的电源）。本实施例中，无线充电模块4采用15W无线充电模块。15W无线充电模块与RX负载8(比如：支持无线充电的手机)之间利用电磁感应原理，以磁场传送能量，不用电线连接，即可为手机充电。
所述CAN收发器1用于与车上的CAN总线进行通信，充电状态可以经CAN 收发器1转换后发送给车辆对应的大屏显示。
所述第一NFC模块3用于与RX负载8的第二NFC模块10进行通信，以实现对RX负载8的身份识别验证，和/或车机与RX负载8的蓝牙配对连接，和/或车机与RX负载8的WIFI配对连接。本实施例中，第一NFC模块3包括NFC芯片和NFC天线等。
所述第一NFC模块3用于与RX负载8（比如：支持NFC功能的手机）进行通信，在RX负载进入到第一NFC模块3的有效距离时，就能够实现手机与车载无线充电器之间的数据传输和交换，再利用车载无线充电器原有的与车辆之间的物理连接，手机即可接入整车通讯网络，从而实现诸如RX负载的身份识别验证，和/或个性化配置信息保存及设置，和/或蓝牙配对，和/或WIFI配对等功能。
本发明所述的控制带近场通信的车载无线充电器的方法，采用如本发明的带近场通信的车载无线充电器，其方法包括以下步骤：
在点火开关处于ACC挡时，对接入电源进行调整转换并输出各模块工作所需的电压，为各模块供电；
响应于车载无线充电器的TX线圈6与RX负载8的RX线圈9建立电磁耦合连接时，所述无线充电模块4根据RX负载8的需要输出对应的PWM信号，调制所述直流变换器7使其输出RX负载8充电所需的电压，为RX负载8充电；
响应于RX负载8扫描到第一NFC模块3时，通过所述第一NFC模块3与RX负载8进行通信，以实现对RX负载8的身份识别验证，和/或车机与RX负载8的蓝牙配对连接，和/或车机与RX负载8的WIFI配对连接。
本实施例中，车辆通过RX负载（比如：手机）的密钥识别车主，实现身份识别验证。
如图2所示，所述身份识别验证的步骤包括：
（1）响应于车载无线充电器检测到RX负载8，即检测到RX负载8放在车载无线充电器的TX线圈6上。
（2）车载无线充电器通过微控制模块2通过与RX负载8建立的近场通信获取RX负载8所发出的密钥，并对该密钥进行解码处理后通过CAN收发器1发给整车控制器。
（3）整车控制器将该密钥与预设密钥进行比对，若比对成功，则表示身份识别验证已通过，启动发动机，还能够自动将座椅、后视镜等调整为与该密钥相关联的设置；反之，则不启动发动机。
如图3所示，本实施例中，所述蓝牙配对连接的步骤包括：
（1）车机通过CAN总线发送车机的蓝牙名称和MAC地址给车载无线充电器。
（2）车载无线充电器中的微控制模块2接收到蓝牙名称和MAC地址后，将蓝牙名称和MAC地址写入到第一NFC模块3中。
（3）在RX负载8扫描到第一NFC模块3时，即只要RX负载8进入到车载无线充电器的第一NFC模块3的有效范围内，则RX负载8从第一NFC模块3中获取车机的蓝牙名称和MAC地址。为了降低功耗，亦可将RX负载8配置为：在RX负载8扫描到第一NFC模块3时，在RX负载8上出现是否连接车机蓝牙的提示，若用户选择要连接，则RX负载8从第一NFC模块3中获取车机的蓝牙名称和MAC地址。
（4）RX负载8根据接收到的蓝牙名称和MAC地址发起对车机的蓝牙连接请求，并自动完成两者的蓝牙连接，省去了复杂的搜索、配对、密码的繁琐。
如图4所示，本实施例中，所述WIFI配对的步骤包括：
（1）车机通过CAN总线发送车机WIFI的SSID和登录密码给车载无线充电器；
（2）车载无线充电器中的微控制模块2接收到SSID和登录密码后，将SSID和登录密码写入到第一NFC模块3中。
（3）在RX负载8扫描到第一NFC模块3时，RX负载8从第一NFC模块3中获取车机WIFI的SSID和登录密码；为了降低功耗，亦可将RX负载8配置为：在RX负载8扫描到第一NFC模块3时，在RX负载8上出现是否连接车机WIFI的提示，若用户选择要连接，则RX负载8从第一NFC模块3中获取车机的蓝牙名称和MAC地址。
（4）RX负载8根据接收到的车机WIFI的SSID和登录密码，发起对车机WIFI的连接请求，并自动完成两者的WIFI连接，省去了复杂的搜索、配对、密码的繁琐。
Claims (5)
1.一种带近场通信的车载无线充电器，其特征在于：包括无线充电模块（4）、直流变换器（7）、第一NFC模块（3）、微控制模块（2）、CAN收发器（1）、TX线圈（6）和感应模块（5），所述直流变换器（7）分别与CAN收发器（1）、微控制模块（2）和无线充电模块（4）电连接；所述微控制模块（2）分别与第一NFC模块（3）和CAN收发器（1）电连接；所述感应模块（5）与微控制模块（2）电连接，所述TX线圈（6）分别与无线充电模块（4）和直流变换器（7）电连接；
在点火开关处于ACC挡时，所述直流变换器（7）将接入电源转换为各模块工作所需的电压，为各模块供电；
所述感应模块（5）用于感应外部的RX负载（8）是否进入到车载无线充电器的充电区域；
所述RX负载（8）具有RX线圈（9）和第二NFC模块（10）；
所述无线充电模块（4）用于在TX线圈（6）与RX线圈（9）建立电磁耦合连接时，根据RX负载（8）的需要输出对应的PWM信号，调制所述直流变换器（7）使其输出RX负载（8）充电所需的电压；
所述CAN收发器（1）用于与车上的CAN总线进行通信；
所述第一NFC模块（3）用于与RX负载（8）的第二NFC模块（10）进行通信，以实现对RX负载（8）的身份识别验证，和/或车机与RX负载（8）的蓝牙配对连接，和/或车机与RX负载（8）的WIFI配对连接。
2.一种控制带近场通信的车载无线充电器的方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的带近场通信的车载无线充电器，其方法包括以下步骤：
在点火开关处于ACC挡时，对接入电源进行调整转换并输出各模块工作所需的电压，为各模块供电；
响应于车载无线充电器的TX线圈（6）与RX负载（8）的RX线圈（9）建立电磁耦合连接时，所述无线充电模块（4）根据RX负载（8）的需要输出对应的PWM信号，调制所述直流变换器（7）使其输出RX负载（8）充电所需的电压，为RX负载（8）充电；
响应于RX负载（8）扫描到第一NFC模块（3）时，通过所述第一NFC模块（3）与RX负载（8）进行通信，以实现对RX负载（8）的身份识别验证，和/或车机与RX负载（8）的蓝牙配对连接，和/或车机与RX负载（8）的WIFI配对连接。
3.根据权利要求2所述的控制带近场通信的车载无线充电器的方法，其特征在于：所述身份识别验证的步骤包括：
响应于车载无线充电器检测到RX负载（8），车载无线充电器通过与RX负载（8）建立的近场通信获取RX负载（8）所发出的密钥，并对该密钥进行解码处理后通过CAN收发器（1）发给整车控制器，整车控制器将该密钥与预设密钥进行比对，若比对成功，则表示身份识别验证已通过，启动发动机；反之，则不启动发动机。
4.根据权利要求2或3所述的控制带近场通信的车载无线充电器的方法，其特征在于：所述蓝牙配对连接的步骤包括：
车机通过CAN总线发送车机的蓝牙名称和MAC地址给车载无线充电器；
车载无线充电器中的微控制模块（2）接收到蓝牙名称和MAC地址后，将蓝牙名称和MAC地址写入到第一NFC模块（3）中；
在RX负载（8）扫描到第一NFC模块（3）时，RX负载（8）从第一NFC模块（3）中获取车机的蓝牙名称和MAC地址；
RX负载（8）根据接收到的蓝牙名称和MAC地址发起对车机的蓝牙连接请求，并自动完成两者的蓝牙连接。
5.根据权利要求4所述的控制带近场通信的车载无线充电器的方法，其特征在于：所述WIFI配对的步骤包括：
车机通过CAN总线发送车机WIFI的SSID和登录密码给车载无线充电器；
车载无线充电器中的微控制模块（2）接收到SSID和登录密码后，将SSID和登录密码写入到第一NFC模块（3）中；
在RX负载（8）扫描到第一NFC模块（3）时，RX负载（8）从第一NFC模块（3）中获取车机WIFI的SSID和登录密码；
RX负载（8）根据接收到的车机WIFI的SSID和登录密码，发起对车机WIFI的连接请求，并自动完成两者的WIFI连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190226 |