我們的設(shè)備開(kāi)發(fā)是基于“智能家居”以及大型服務(wù)類場(chǎng)所的應(yīng)用提出的，所以就需要無(wú)線充電設(shè)備能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程管理。我們的設(shè)計(jì)思路是：首先將設(shè)備連接云平臺(tái)，然后通過(guò)采集電路對(duì)無(wú)線充電設(shè)備參數(shù)進(jìn)行采集，對(duì)于符合要求的參數(shù)，將被上傳到云端，最終在專用APP主控平臺(tái)實(shí)時(shí)顯示出來(lái)；同時(shí)主控平臺(tái)也可以向云端發(fā)送指令，來(lái)實(shí)時(shí)控制無(wú)線充電工作狀態(tài)，達(dá)到數(shù)據(jù)交互的目的。（詳細(xì)說(shuō)明見(jiàn)附件文檔）

關(guān)于硬件的說(shuō)明主要包括兩個(gè)方面：

硬件電路設(shè)計(jì)和IDT測(cè)試。

   （1）硬件電路設(shè)計(jì)。硬件電路主要包括主控電路，檢測(cè)電路，無(wú)線通信電路，顯示電路，主控板供電電路。主控芯片采用STM32F103系列芯片，既能夠滿足開(kāi)發(fā)要求且價(jià)格比較便宜。檢測(cè)電路主要用來(lái)檢測(cè)無(wú)線充電各種狀態(tài)參數(shù)，基本的參數(shù)有電流，電壓，溫度等，需要通過(guò)計(jì)算得出的參數(shù)有時(shí)間，充電量等。顯示電路的設(shè)計(jì)主要是為了在設(shè)備端能夠清楚的了解充電電流，電壓，功率等基本參數(shù)，及時(shí)調(diào)整接收設(shè)備位置，使得充電效率可以達(dá)到最高。無(wú)線通信電路主要完成設(shè)備與云端的數(shù)據(jù)交互和指令的穿透。主控板供電單獨(dú)采用鋰電池供電，并且可以通過(guò)適配器對(duì)鋰電池直接進(jìn)行充電。圖1為所設(shè)計(jì)電路板，圖2系統(tǒng)框圖。（詳細(xì)說(shuō)明見(jiàn)附件文檔）（本項(xiàng)目采用的是IDT 5W無(wú)線充電開(kāi)發(fā)套件）

圖1 主控電路圖

圖2 系統(tǒng)框圖

IDT測(cè)試。IDT 5W測(cè)試部分是在剛剛收到板子的進(jìn)行的，其中包括穩(wěn)定性和充電效率的測(cè)試。穩(wěn)定性的測(cè)試主要有三方面的內(nèi)容，其一，對(duì)充電套件發(fā)射端與接收端的響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行測(cè)試，結(jié)論是：如果是在兩個(gè)模塊能夠建立通信距離以內(nèi)，那么接收端的響應(yīng)時(shí)間小于1秒。

其二，對(duì)充電距離進(jìn)行測(cè)試，可知，在發(fā)射端與接收端未建立通信之前，兩者之間的距離不能超過(guò)5mm，如果兩者之間已經(jīng)形成能量傳遞關(guān)系，那么它們之間最大距離為10mm，否則能量傳輸將會(huì)中斷。其三對(duì)充電時(shí)間的測(cè)試，在進(jìn)行連續(xù)兩個(gè)小時(shí)的充電過(guò)程中，充電套件沒(méi)有發(fā)生故障，并且線圈也沒(méi)有明顯發(fā)熱現(xiàn)象。 關(guān)于效率的測(cè)試，影響充電效率的因素有很多，比如線圈的粗細(xì)，接收端與發(fā)射端之間的距離，接收線圈與發(fā)射端線圈相對(duì)位置，能量信號(hào)的頻率等等。我們只進(jìn)行了IDT配套線圈，且滿足發(fā)射端與接收端的距離與位置關(guān)系進(jìn)行測(cè)試的，可以得出最大的效率為82%，通常能維持在75%到80%（此處數(shù)據(jù)僅僅是通過(guò)測(cè)量接收端電流電壓和供電端電流電壓進(jìn)行計(jì)算的，沒(méi)有考慮發(fā)射板接收板自身的功耗）。圖2為IDT測(cè)試圖。

圖2 IDT測(cè)試圖

軟件部分的開(kāi)發(fā)分為兩個(gè)部分，第一部分是主控電路的程序設(shè)計(jì)，主要包括ADC采集，溫度采集，顯示程序，無(wú)線通信程序以及相關(guān)算法等。該部分的軟件開(kāi)發(fā)主要應(yīng)用Keil進(jìn)行主控代碼的編寫(xiě)，其最為核心的內(nèi)容為硬件采集數(shù)據(jù)的上傳和手機(jī)APP控制信號(hào)的下傳。用到的算法有濾波算法，數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換算法等，圖3為主控程序流程圖。（代碼如果有需要可以開(kāi)源）

圖3 主控流程圖

第二部分為手機(jī)APP的開(kāi)發(fā)。旨在開(kāi)發(fā)出一款無(wú)線充電專用測(cè)控端APP，能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行控制和監(jiān)測(cè)。所用到的開(kāi)發(fā)軟件為安卓studio。安裝環(huán)境后，設(shè)計(jì)好界面，調(diào)用云平臺(tái)的SDK開(kāi)發(fā)包進(jìn)行開(kāi)發(fā)。圖4，圖5為手機(jī)APP主界面。

對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，并演示設(shè)備效果。圖6和圖7為設(shè)備調(diào)試過(guò)程，圖8為所設(shè)計(jì)的整個(gè)設(shè)備外觀。

圖6 設(shè)備調(diào)試

圖7 設(shè)備數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)調(diào)試

 圖8 所設(shè)計(jì)無(wú)線充電設(shè)備主體結(jié)構(gòu)

圖9   應(yīng)用到“智能家居”中的效果圖

視頻演示

視頻地址：http://v.youku.com/v_show/id_XMzEwNDA2MjE4MA==.html?spm=a2h3j.8428770.3416059.1

基于云平臺(tái)的無(wú)線充電狀態(tài)測(cè)控系統(tǒng)研究.pdf