CN113131590B - 无线充电装置及其通讯数据的编码方法、编码模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线充电装置及其通讯数据的编码方法、编码模块，编码方法包括：判断无线充电装置的收发状态，无线充电装置的收发状态包括发送状态和接收状态；当无线充电装置的收发状态为发送状态时，获取当前码表相位；依据当前码表相位建立发送数据与码表的对应关系，并对发送数据进行编码；变更当前码表相位；输出编码后的发送数据。该无线充电装置在接收和发送数据时依据相位变换的码表对数据进行编码和反编码，提高了通讯数据的安全性和抗干扰能力，并且可以省去专用芯片，简化***结构。

Description

无线充电装置及其通讯数据的编码方法、编码模块

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，具体涉及一种无线充电装置及其通讯数据的编码方法、编码模块。

背景技术

无线充电技术是将电能以无线传送的方式从供电设备传送至用电设备的技术。由于无须使用任何物理插头和线缆连接二者，因此，采用无线充电技术的用电设备具有便利且安全地充电的优点。采用无线充电技术的供电设备和用电设备也称为非接触式能量传送设备。例如，无线充电技术已经广泛地用于手机等移动终端中。

然而，各种供电设备分别采用不同的电能传送方式，例如，电磁感应、无线电波和磁共振等，并且各种供电设备分别支持不同的无线充电标准，例如，Qi标准，A4WP标准、iNPOFi技术、Wi-Po技术。对于用电设备而言，只有支持相应的无线充电标准才能与供电设备匹配以获取电能。现有的供电设备和用电设备采用支持至少一种协议的专用芯片，并且还配备有相应的接收天线和发送天线，以实现供电设备和用电设备之间的通信功能和充电控制功能。

在供电设备和用电设备中使用无线充电的专用芯片，不仅导致电路复杂，而且只能支持有限类型的预定协议，并且专用的接收天线和发送天线也会导致设备体积的增大。

因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的以上技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无线充电装置及其通讯数据的编码方法、编码模块，提高了通讯数据的安全性和抗干扰能力，并且可以省去专用芯片，简化***结构。

根据本发明提供的一种无线充电装置通讯数据的编码方法，包括：判断无线充电装置的收发状态，无线充电装置的收发状态包括发送状态和接收状态；当无线充电装置的收发状态为发送状态时，获取当前码表相位；依据当前码表相位建立发送数据与码表的对应关系，并对发送数据进行编码；变更当前码表相位；输出编码后的发送数据。

优选地，编码方法还包括：当无线充电装置的收发状态为接收状态时，获取接收数据，并依据通讯协议获取接收数据中包含的码表相位信息；判断获取的码表相位信息与当前码表的相位信息是否一致；若获取得的码表相位信息与当前码表的相位信息一致，则依据码表相位信息建立接收数据与码表的对应关系，并对接收数据进行反编码；输出反编码后的接收数据。

优选地，若获取得的码表相位信息与当前码表的相位信息不一致，则接收数据无效。

优选地，对发送数据进行编码包括：按照通讯协议格式排列码表相位及原始发送数据对应的码表数据。

优选地，码表包括码表数据和码表相位，码表相位为相位标注，用于表征码表数据的相位信息。

优选地，变更当前码表相位为随机的对当前码表相位的所有相位标注进行两两的位置互换。

优选地，变更当前码表相位后包括：存储变更后的码表相位。

优选地，变更后的码表相位与当前码表相位不完全相同。

优选地，在***初始化以及每次使用当前码表相位后，均对当前码表相位进行变更。

根据本发明提供的一种无线充电装置的编码模块，包括：判断单元，用于判断无线充电装置的收发状态是发送状态还是接收状态；获取单元，用于在发送状态获取存储的当前码表相位，或在接收状态获取接收数据中码表的相位信息；建立单元，用于依据码表相位将数据与码表建立一对一的对应关系，并对数据进行编码或反编码；编码单元，用于按照通讯协议格式，将当前码表相位和原始发送数据对应的码表数据进行排列；变更单元，用于在***初始化以及每次使用码表后对码表进行相位变换；存储单元，用于存储相位变换后码表的相位状态。

根据本发明提供的一种无线充电装置，包括：振荡器，用于产生频率信号；功率放大器，与振荡器相连接，对频率信号进行放大；第一天线和第一匹配网络，第一天线经由第一匹配网络与功率放大器相连接，将频率信号转变为辐射场从而传送电能；如上述的编码模块，与第一天线连接，用于根据变换的码表相位对通讯数据进行编码或反编码，并将编码后的通讯数据输出至第一天线；以及控制模块，与编码模块相连接以获取反编码后的通讯数据，与振荡器、功率放大器和第一匹配网络至少之一相连接，根据反编码后的通讯数据提供相应的调节信号。

优选地，还包括：第一存储器，连接于第一天线和编码模块之间，用于缓存编码后的通讯数据；第二存储器，连接于编码模块和控制模块之间，用于缓存反编码后的通讯数据。

优选地，第一存储器和第二存储器均为先进先出数据缓存器。

本发明的有益效果是：本发明公开了一种无线充电装置及其通讯数据的编码方法、编码模块，将码表与发送数据建立一对一的对应关系，并在发送状态时采用相位变换的码表对发送数据进行编码，可以极大程度提高数据通讯的安全性，和数据的抗干扰性能。

当接收数据中的码表信息与当前存储的码表信息一致时，将码表与接收数据建立一对一的对应关系，并在接收状态时采用相位变换的码表对接收数据进行反编码，可以极大程度提高数据通讯的安全性，和数据的抗干扰性能。

本实施例采用的码表结果简单，且在进行码表变更时只对码表的相位标注进行位置变换，减少了变更工作量，提高了变更效率。

在每次码表相位变化时，每个位置的相位标注都会换位，且每次变更后的码表相位与前一次的码表相位不完全相同，保证了相邻码表不相同，进一步提高了通讯数据的安全性。

每次码表相位变更后，都进行保存，方便读取和检查。

在无线充电装置中编码模块，采用相位变换的码表对通讯数据进行编码和反编码，提高了数据通讯的安全性。同时设置存储器，可以调整数据的发送或读取时间，提高了数据通讯质量，也能够防止数据丢失。

应当说明的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出根据现有技术的无线充电***的示意性框图；

图2示出根据本发明实施例的无线充电***的示意性框图；

图3示出根据本发明实施例的无线充电通讯数据的编码方法的流程图；

图4示出根据本发明实施例的码表相位状态的示意性结构图；

图5示出根据本发明实施例的无线充电装置中编码模块的详细框图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

下面，参照附图对本发明进行详细说明。

图1示出根据现有技术的无线充电***的示意性框图。

如图1所示，无线充电***100包括供电设备110和用电设备120，在二者之间采用无线电波方式传送电能。

供电设备110在工作状态产生用于提供能量传送的辐射场。用电设备120耦合到辐射场，从辐射场获取电磁能量并且产生充电电流对蓄电池131进行充电。供电设备110与用电设备120两者隔开距离。在该实施例中，根据相互谐振关系来配置供电设备110与用电设备120。当用电设备120的谐振频率与供电设备110的谐振频率非常接近时，当用电设备120定位于辐射场的“近场”中时，供电设备110与用电设备120之间的电能传输损耗最小。

供电设备110还包括用于提供用于电能发射的装置的天线116，且用电设备120还包括用于提供用于电能接收的装置的天线126。根据应用及待与其相关联的装置来设定天线116和126的参数。供电设备110与用电设备120的电能传送与天线116和126的耦合效率相关，将天线116的近场中的大部分能量耦合到天线126中，而非以电磁波形式将大部分能量传播到远场。天线116与天线126周围的可发生此近场耦合的区域称作耦合模式区。

供电设备110还包括振荡器111、功率放大器112、以及匹配网络113。振荡器111例如为压控振荡器，根据频率调节信号产生期望频率的调节信号。功率放大器112对频率信号进行放大，经由匹配网络113提供至天线116产生辐射场。匹配网络113用于将供电设备110的阻抗与天线116相匹配。

用电设备120还包括匹配网络121、以及整流器122。匹配网络121用于将用电设备120的阻抗与天线126相匹配。整流器122将经由天线126接收的电能转换成直流输出电压，对蓄电池131进行充电，或者直接对用电设备的电路模块进行供电。

在根据现有技术的无线充电***100中，用电设备120与供电设备110可在单独的通信信道(例如，蓝牙、紫蜂(zigbee)、蜂窝等)上通信，从而符合相关协议的数据通信要求。

图2示出根据本发明实施例的无线充电***的示意性框图。

如图2所示，无线充电***200包括供电设备210和用电设备220，在二者之间采用无线电波方式传送电能。

供电设备210在工作状态产生用于提供能量传送的辐射场。用电设备220耦合到辐射场，从辐射场获取电磁能量并且产生充电电流对蓄电池131进行充电。供电设备210与用电设备220两者隔开距离。在该实施例中，根据相互谐振关系来配置供电设备210与用电设备220。当用电设备220的谐振频率与供电设备210的谐振频率非常接近时，当用电设备220定位于辐射场的“近场”中时，供电设备210与用电设备220之间的电能传输损耗最小。

供电设备210还包括用于提供用于电能发射的装置的天线116，且用电设备220还包括用于提供用于电能接收的装置的天线126。根据应用及待与其相关联的装置来设定天线116和126的参数。供电设备210与用电设备220的电能传送与天线116和126的耦合效率相关，将天线116的近场中的大部分能量耦合到天线126中，而非以电磁波形式将大部分能量传播到远场。天线116与天线126周围的可发生此近场耦合的区域称作耦合模式区。

供电设备210还包括振荡器111、功率放大器112、匹配网络113、控制模块114、编码模块115、第一存储器117和第二存储器118。振荡器111例如为压控振荡器，根据频率调节信号产生期望频率的调节信号。功率放大器112对频率信号进行放大，经由匹配网络113提供至天线116产生辐射场。匹配网络113用于将供电设备210的阻抗与天线116相匹配。编码模块115与第一天线116连接，用于根据变换的码表相位对通讯数据进行编码或反编码，并将编码后的通讯数据输出至第一天线116。第一存储器117与编码模块115连接，用于存储编码后的发送数据。第二存储器118与编码模块115连接，用于存储反编码后的接收数据。控制模块114与第二存储器118连接，从第二存储器118中获取反编码后的接收数据，根据反编码后的接收数据产生用以调节振荡器111、功率放大器112和匹配网络113至少之一的调节信号。

需要说明的是，本文中描述的“发送数据”和“接收数据”并非是指发送或接收的动作，而是分别指代发送的数据、和接收到的数据这两数数据形式。其中，接收数据如为用电设备220发送的配置数据。

本实施例中，第一存储器117和第二存储器118为FIFO(First In First Out，先进先出)数据缓存器。与普通存储器相比，FIFO数据缓存器没有外部读写地址线，使用方便，可以增加数据传输效率、处理大数据流和匹配具有不同传输功率的***。

需要说明的是，第一存储器117和第二存储器118可为同一存储器或为不同的存储器均可。当第一存储器117和第二存储器118为同一存储器时可降低成本，当第一存储器117和第二存储器118互为不同存储器时，可以提高数据收发效率。

用电设备220还包括匹配网络121、整流器122、以及配置模块123。匹配网络121用于将用电设备220的阻抗与天线126相匹配。整流器122将经由天线126接收的电能转换成直流输出电压，对蓄电池131进行充电，或者直接对用电设备的电路模块进行供电。配置模块123与天线126相连接，将配置数据调制成数据信号，经由天线126发送至供电设备210。

在无线充电装置中，天线116兼有电能传送和数据通信功能。在工作状态，无线充电装置经由天线116发送工作频率的无线电波以传送电能，经由天线116接收通信频率的无线电波以接收数据信号。其中，该无线充电装置例如为无线充电***200中的供电设备210。

本实施例中，无线充电装置的编码模块将相位变化的码表与发送数据或接收数据建立一对一的对应关系，并在发送状态时对数据进行编码，在接收状态时对数据进行反编码，可以极大程度提高通讯数据的安全性，和数据的抗干扰性能。

图3示出根据本发明实施例的无线充电通讯数据的编码方法的流程图，图4示出根据本发明实施例的码表相位状态的示意性结构图。

如图3所示，本实施例中，无线充电通讯数据的编码方法包括以下步骤：

步骤S1，判断无线充电装置的收发状态。

本实施例中，编码模块获取无线充电装置的控制模块发送的收发状态信号，以根据该收发状态信号判断无线充电装置当前的收发状态(包括发送状态和接收状态)。其中，无线充电装置的收发状态可用于表征收发天线的当前状态。该收发天线例如为图2中的天线116。

进一步地，当判断结果显示无线充电装置的收发状态为发送状态时，执行步骤S11至步骤S15。当判断结果显示无线充电装置的收发状态为接收状态时，执行步骤S21至步骤S24。

步骤S11，获取当前码表相位。

当无线充电装置的收发状态为发送状态时，首先从***存储器中获取存储的当前码表相位。

步骤S12，依据码表相位建立发送数据与码表的对应关系，并对发送数据进行编码。

在获取当前的码表相位后，依据获取的码表相位将发送的数据与码表建立一对一的对应关系，并依据该对应关系对发送的数据进行编码。

步骤S13，按照通讯协议格式排列码表相位及原始发送数据对应的码表数据。

在对发送数据编码时，将当前码表的相位信息和原始发送数据对应的码表数据按照通讯协议格式进行排列，以获得最终发送时的数据格式。

步骤S14，变更当前码表相位。

在上述排列完成后，随机的对当前码表相位的所有相位标注进行两两的位置互换。并将相位状态保存在***存储器中。

进一步地，码表在***初始化后，及每次使用后，都会依据***要求进行相位变换，相位的状态保存在***存储器中，可以随时读取。

参考图4，对本实施例所采用的码表相位及码表数据的存储结构进行详细说明。

如图4所示，本实施例中，码表包括码表相位和码表数据，码表相位用于表征码表数据的相位信息。

进一步地，码表原始数据信息以空间阵列的形式存储在存储器的多个单元内，在***初始化后，码表数据在单元中固定不变。码表数据的相位即码表相位为如空间坐标形式的相位标注，如图中的相位标注(3，3，1)即为一个码表数据的相位，其用于表征对应的码表数据在存储器中的存储位置。

码表相位的变更即为相位标注位置的变化。每当***要求码表相位变换时，码表的相位都会随机变化，即某两个相位标注会随机换位，如相位标注(1，2，1)与相位标注(3，3，1)的位置互换。

进一步地，每次码表相位变化，每个位置的相位标注都会换位，且每次码表换位后内部负责换位操作的控制机制保证与前一次的码表相位不完全相同，以保证相邻码表不相同，进一步提高通讯数据的安全性。

本实施例中，变更当前码表相位时仅进行相位标注的位置互换，而不对码表数据进行变更，减少了变更工作量，提高了变更效率。

步骤S15，输出编码后的发送数据。

本步骤中，将按照通讯协议排列好的发送数据即编码后的发送数据输出至如图2中的第一存储器117中，以待发送。

步骤S21，获取接收数据，并依据通讯协议获取接收数据中包含的码表相位信息。

当无线充电装置的收发状态为接收状态时，依据通讯协议，获取接收数据中包含的码表相位信息。

步骤S22，判断获取的码表相位信息与当前码表的相位信息是否一致。

获取到接收数据中包含的码表相位信息后，将接收数据中包含的码表相位信息与存储的当前码表的相位信息进行对比，如果对比结果一致，则表示码表相位符合，可以建立对应关系。

如果对比结果不一致，则表示接收数据无效，此时不再对接收数据进行反编码，减少了数据处理量，。

步骤S23，依据码表相位建立接收数据与码表的对应关系，并对接收数据进行反编码。

若获取得的码表相位信息与当前码表的相位信息一致，依据码表相位建立接收数据与码表的对应关系，并对接收数据进行反编码。

步骤S24，输出反编码后的接收数据。

本步骤中，将反编码后的接收数据输出至如图2中的第二存储器118中，以待读取。

图5示出根据本发明实施例的无线充电装置中编码模块的详细框图。

如图5所示，本实施例中，无线充电装置中的编码模块115具体包括：判断单元1151、获取单元1152、建立单元1153、编码单元1154、变更单元1155、存储单元1156以及对比单元1157。

其中，判断单元1151用于判断无线充电装置的收发状态是发送状态还是接收状态。

获取单元1152与判断单元1151连接，用于在发送状态获取存储的当前码表相位，或在接收状态获取接收数据中码表的相位信息。

建立单元1153与获取单元1152连接，用于依据码表相位将数据与码表建立一对一的对应关系，并对数据进行编码或反编码。

编码单元1154与建立单元1153连接，用于按照通讯协议格式，将当前的码表相位和原始发送数据对应的码表数据进行排列。

变更单元1155与编码单元1154连接，用于在***初始化以及每次使用码表后对码表进行相位变换。

存储单元1156与变更单元1155连接，用于存储相位变换后码表的相位状态。

存储单元1156为***存储器。在一个实施方式中，存储单元1156可由存储器117或存储器118充当，以简化***结构，降低成本。在另一个实施方式中，存储单元1156为独立于存储器117和存储器118的存储器，通过此种方式，可以实现码表相位与通讯数据的单独存储，提高各自的读写速度，进行增强无线充电装置的数据收发效率。

对比单元1157与获取单元1152、建立单元1153以及存储单元1156连接，用于对比判断接收数据中包含的码表相位信息与当前码表的相位信息是否一致。

进一步地，如果接收数据中包含的码表相位信息与当前码表的相位信息一致，则表示码表相位符合，可以建立对应关系；如果接收数据中包含的码表相位信息与当前码表的相位信息不一致，则表示接收信息无效。

在该实施例中，无线充电装置的编码模块将码表与发送数据或接收数据建立一对一的对应关系，并采用相位变换的码表对通讯数据进行编码和反编码，可以极大程度提高通讯数据的安全性，和数据的抗干扰性能。同时码表在***初始化后，和每次使用后，都进行相位变换，并将相位的状态保存在存储器中，方便读取和检查。

本方案直接采用带相位的码表配合进行数据的安全收发，因此不必使用带有通讯功能的无线充电芯片及方案，简化了***结构。且无线充电装置的天线兼有电能传送和数据通信功能，因此可以省去专用于数据通信的发送天线和接收天线。

应当说明的是，在本文中，所含术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种无线充电装置通讯数据的编码方法，其中，包括：

判断无线充电装置的收发状态，所述无线充电装置的收发状态包括发送状态和接收状态；

当所述无线充电装置的收发状态为所述发送状态时，获取存储的当前码表相位；

依据所述当前码表相位建立发送数据与码表的对应关系，并依据所述对应关系对所述发送数据进行编码；

变更所述当前码表相位并保存；

输出编码后的发送数据，

其中，对所述发送数据进行编码包括：

按照通讯协议格式排列所述码表相位及原始发送数据对应的码表数据。

2.根据权利要求1所述的编码方法，其中，所述编码方法还包括：

当所述无线充电装置的收发状态为所述接收状态时，获取接收数据，并依据通讯协议获取所述接收数据中包含的码表相位信息；

判断获取的所述码表相位信息与当前码表的相位信息是否一致；

若获取得的所述码表相位信息与所述当前码表的相位信息一致，则依据所述码表相位信息建立所述接收数据与码表的对应关系，并对所述接收数据进行反编码；

输出反编码后的接收数据。

3.根据权利要求2所述的编码方法，其中，若获取得的所述码表相位信息与所述当前码表的相位信息不一致，则所述接收数据无效。

4.根据权利要求1所述的编码方法，其中，所述码表包括码表数据和所述码表相位，

所述码表相位为相位标注，用于表征所述码表数据的相位信息。

5.根据权利要求4所述的编码方法，其中，变更所述当前码表相位为随机的对所述当前码表相位的所有相位标注进行两两的位置互换。

6.根据权利要求5所述的编码方法，其中，变更所述当前码表相位后包括：

存储变更后的码表相位。

7.根据权利要求6所述的编码方法，其中，变更后的码表相位与所述当前码表相位不完全相同。

8.根据权利要求1所述的编码方法，其中，在***初始化以及每次使用所述当前码表相位后，均对所述当前码表相位进行变更。

9.一种无线充电装置的编码模块，其中，包括：

判断单元，用于判断所述无线充电装置的收发状态是发送状态还是接收状态；

获取单元，用于在所述发送状态获取存储的当前码表相位，或在所述接收状态获取接收数据中码表的相位信息；

建立单元，用于依据所述码表相位将数据与码表建立一对一的对应关系，并依据所述对应关系对数据进行编码或反编码；

编码单元，用于按照通讯协议格式，将所述当前码表相位和原始发送数据对应的码表数据进行排列；

变更单元，用于在***初始化以及每次使用所述码表后对所述码表进行相位变换；

存储单元，用于存储相位变换后码表的相位状态。

10.一种无线充电装置，其中，包括：

振荡器，用于产生频率信号；

功率放大器，与所述振荡器相连接，对所述频率信号进行放大；

第一天线和第一匹配网络，所述第一天线经由所述第一匹配网络与所述功率放大器相连接，将所述频率信号转变为辐射场从而传送电能；

根据权利要求9所述的编码模块，与所述第一天线连接，用于根据变换的码表相位对通讯数据进行编码或反编码，并将编码后的通讯数据输出至所述第一天线；以及

控制模块，与所述编码模块相连接以获取反编码后的通讯数据，与所述振荡器、所述功率放大器和所述第一匹配网络至少之一相连接，根据所述反编码后的通讯数据提供相应的调节信号。

11.根据权利要求10所述的无线充电装置，其中，还包括：

第一存储器，连接于所述第一天线和所述编码模块之间，用于缓存所述编码后的通讯数据；

第二存储器，连接于所述编码模块和所述控制模块之间，用于缓存所述反编码后的通讯数据。

12.根据权利要求11所述的无线充电装置，其中，所述第一存储器和所述第二存储器均为先进先出数据缓存器。