一种一对多无线充电通信方法技术

本发明专利技术涉及通信技术领域，具体涉及一种一对多无线充电通信方法，包括：通过RF 2.4G无线传输模块实现通信时序的设置；结合通信时序与软件架构在充电底座上发送同步数据包给接收端，接收端发送通信数据包给充电底座。本发明专利技术基于RF 2.4G无线传输技术，具有稳定性强、抗干扰能力强、数据传输速率高以及传输距离远等优点，并通过软件架构结合RF无线通信时序完成发送端和接收端之间数据和能量的传递以及状态的转换，从而实现了一对多无线充电。

【技术实现步骤摘要】
一种一对多无线充电通信方法
本专利技术涉及通信
，具体涉及一种一对多无线充电通信方法。
技术介绍
就当前的无线技术类型来看，主流的无线技术有RF（射频）27MHz无线技术、蓝牙和2.4G无线技术。所谓2.4G无线技术，其频段处于2.405GHz-2.485GHz（科学、医药、农业）之间，所以简称为2.4G无线技术。这个频段里是国际规定的免费频段，是不需要向国际相关组织缴纳任何费用的。这就为2.4G无线技术可发展性提供了必要的有利条件。而且2.4G无线技术不同于之前的27MHz无线技术，它的工作方式是全双工模式传输，在抗干扰性能上要比27MHz有着绝对的优势。这个优势决定了它的超强抗干扰性以及最大可达10米的传输距离。此外2.4G无线技术还拥有理论上2M的数据传输速率，比蓝牙的1M理论传输速率提高了一倍。这就为以后的应用层提高了可靠的保障。综合2.4G、蓝牙以及27MHz这三种常用的无线传输技术，2.4G有着自己独到的优势所在。相比蓝牙它的产品制造成本更低，提供的数据传输速率更高。相比同样免费的27MHz无线技术它的抗干扰性、最大传输距离以及功耗都远远超出。基于无线传输技术稳定性强、抗干扰能力强、数据传输速率高以及传输距离远等优点，可以较好的应用于基于带外RF通信的磁共振无线电能的传输，实现一对多无线充电通信。目前，无线充电通信可采用多种方式，大致可分为两类：带内通信和带外通信。带内通信采用能量线圈作为信号收发器，优点是成本较低、实现方式简单，缺点是信号抗干扰能力较弱、通信距离较短、数据传输速率较低。带外通信采用独立的通信线圈或者微波天线作为信号收发器，包括RF（射频）通信和BLE4.0（蓝牙低功耗4.0协议）通信，带外通信的优点是传输距离较远、抗干扰能力强、数据速率快，但是，BLE4.0通信的缺点是成本较高，实现方式较复杂，因此，从效率、成本、抗干扰性等考虑，RF通信能够实现一对多无线充电。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的缺陷，从而提出了一种一对多无线充电通信方法，该通信方法实现了一个充电底座给多个接收设备发送数据和能量的传递。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种一对多无线充电通信方法，基于充电底座（即发送端）、外部数据存储模块、RF2.4G无线传输模块和接收端，并定义充电底座传输同步数据包到接收端，接收端传输通信数据包到充电底座，其特征在于，该方法包括如下步骤：（1）通过RF2.4G无线传输模块实现通信时序的设置，并定义一个时间单元（timeunit）为50ms，每一帧时长为300ms，包括6个时间单元，每个时间单元包括前25ms的同步单元和后25ms的数据单元，所述通信时序的设置的具体步骤包括：①在第1个时间单元，当定时器为1ms时，RF处于帧头状态，此时，充电底座将标记帧头的同步数据包通过SPI（串行外设接口）发送给接收端，说明一帧开始；②接收端提前处于接收状态，在同步单元收到同步头包；③在第2个时间单元，当定时器计数为（50~100）ms+1ms时，充电底座发送标记无通信的同步数据包给接收端，当接收端收到该同步数据包后过（25~50）ms发送通信数据包给充电底座，通信数据包包括接收端的参数信息，具体有接收电流、电压和功率参数信息，充电底座在（75~150）ms时设置为接收模式，并收到通信数据包；④在第3个时间单元，当定时器计数为（100~200）ms+1ms时，充电底座发送标记有通信的同步数据包给接收端，当接收端收到该同步数据包后，过（25~50）ms发送连接认证数据包给充电底座，连接认证数据包包括设备的认证信息，充电底座在（125~250）ms时设置为接收模式，并收到认证数据包，在收到认证数据包后，就认为充电底座和接收端已经成功建立连接，从而进入充电状态；⑤在第6个时间单元，当定时器计数为（500+1）ms时，RF处于帧尾状态，此时，充电底座将标记帧尾的同步数据包通过SPI发送给接收端，说明一帧结束；⑥以后在每一帧的第2个时间单元，充电底座都会收到该接收设备的通信数据包数据，并根据参数信息决定接收设备所处的状态；（2）在步骤（1）完成通信时序的设置的同时，通过软件架构来实现一对多充电过程，假设充电底座在第一帧的第2个时间单元收到通信数据包，则内部软件标记为第2个已分配时间单元（简称allocated2），并在下一个时间单元收到认证数据包，则第一个接收设备与充电底座建立连接并开始充电；（3）充电底座与第二个接收建立连接，除第2个时间单元外都可以进行连接，假设在第二帧的第1个时间单元收到通信数据包，则软件标记为allocated1，并在下一个时间单元收到认证数据包后，第二个接收设备开始充电；（4）接下来，充电底座与第三个接收设备建立连接，除每一帧的第1个和第2个时间单元外都可以进行连接，假设在第二帧的第5个时间单元收到通信数据包，则软件标记为第2个已分配时间单元（allocated5），并在下一个时间单元收到认证数据包后，则第三个接收设备开始充电；（5）以此类推，充电底座与第n个接收设备建立连接时，除被已分配时间单元外都可以进行连接，并在下一个时间单元收到认证数据包后（跳过已经被分配的时间单元），则第n个接收设备开始充电；（6）在运行上述步骤时，当有接收设备移除或异常，只要有1个接收设备正常，则充电底座都处于充电状态。优选的：上述步骤（1）中的第③小步骤的定时器计数为（50+1）ms时，充电底座发送标记无通信的同步数据包给接收端，当接收端收到该同步数据包后过25ms发送通信数据包给充电底座。优选的：上述步骤（1）中的第④小步骤的定时器计数为（100+1）ms时，充电底座发送标记有通信的同步数据包给接收端，当接收端收到该同步数据包后，过25ms发送连接认证数据包给充电底座，连接认证数据包包括设备的认证信息，充电底座在125ms时设置为接收模式。本专利技术的有益效果是：该方法是基于RF2.4G无线传输技术实现的，采用无线传输技术具有稳定性强、抗干扰能力强、数据传输速率高以及传输距离远等优点，可以较好的应用于基于带外RF通信的磁共振无线电能的传输，实现一对多无线充电通信；其次，该方法中的软件架构通过结合RF无线通信时序完成发送端和接收端之间数据和能量的传递以及状态的转换，从而实现了一对多无线充电。附图说明图1，本专利技术的软件架构的流程图。具体实施方式下面结合附图以及优选的方案对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。本专利技术涉及的硬件模块主要包括四大部分：发送端(即充电底座)、外部数据存储模块（DRAM）、RF2.4G无线传输模块、接收端(电能接收器)。首先定义发送端传输同步数据包到接收端，接收端传输通信数据包到发送端。先将发送端同步数据包传输给DRAM，然后，通过SPI将数据搬到RFFIFO（无线射频芯片的缓存器）中，然后数据通过RF无线传输到接收端RFFIFO中，再通过SPI将音频数据搬到DRAM中，最后数据传输到接收端；反之，将接收端通信数据包传输给DRAM，然后，通过SPI将数据搬到RF（无线射频芯片）FIFO中，然后数据通过RF无线传输到接收端RFFIFO中，再通过SPI将音频数据搬到DRAM中，最后数据传输到发送端（作为Master端）；为了实现发送端和接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一对多无线充电通信方法，基于充电底座（即发送端）、外部数据存储模块、RF 2.4G无线传输模块和接收端，并定义充电底座传输同步数据包到接收端，接收端传输通信数据包到充电底座，其特征在于，该方法包括如下步骤：（1）通过RF 2.4G无线传输模块实现通信时序的设置，并定义一个时间单元为50ms，每一帧时长为300ms，包括6个时间单元，每个时间单元包括前25ms的同步单元和后25ms的数据单元，所述通信时序的设置的具体步骤包括：①在第1个时间单元，当定时器为1ms时，无线射频处于帧头状态，此时，充电底座将标记帧头的同步数据包通过串行外设接口发送给接收端，说明一帧开始；②接收端提前处于接收状态，在同步单元收到同步头包；③在第2个时间单元，当定时器计数为（50~100）ms+1 ms时，充电底座发送标记无通信的同步数据包给接收端，当接收端收到该同步数据包后过（25~50）ms发送通信数据包给充电底座，通信数据包包括接收端的参数信息，具体有接收电流、电压和功率参数信息，充电底座在（75~150）ms时设置为接收模式，并收到通信数据包；④在第3个时间单元，当定时器计数为（100~200）ms+1ms时，充电底座发送标记有通信的同步数据包给接收端，当接收端收到该同步数据包后，过（25~50）ms发送连接认证数据包给充电底座，连接认证数据包包括设备的认证信息，充电底座在（125~250）ms时设置为接收模式，并收到认证数据包，在收到认证数据包后，就认为充电底座和接收端已经成功建立连接，从而进入充电状态；⑤在第6个时间单元，当定时器计数为（500+1）ms时，RF处于帧尾状态，此时，充电底座将标记帧尾的同步数据包通过SPI发送给接收端，说明一帧结束；⑥以后在每一帧的第2个时间单元，充电底座都会收到该接收设备的通信数据包数据，并根据参数信息决定接收设备所处的状态；（2）在步骤（1）完成通信时序的设置的同时，通过软件架构来实现一对多充电过程，假设充电底座在第一帧的第2个时间单元收到通信数据包，则内部软件标记为allocated2，并在下一个时间单元收到认证数据包，则第一个接收设备与充电底座建立连接并开始充电；（3）充电底座与第二个接收建立连接，除第2个时间单元外都可以进行连接，假设在第二帧的第1个时间单元收到通信数据包，则软件标记为allocated1，并在下一个时间单元收到认证数据包后，第二个接收设备开始充电；（4）接下来，充电底座与第三个接收设备建立连接，除每一帧的第1个和第2个时间单元外都可以进行连接，假设在第二帧的第5个时间单元收到通信数据包，则软件标记为allocated5，并在下一个时间单元收到认证数据包后，则第三个接收设备开始充电；（5）以此类推，充电底座与第n个接收设备建立连接时，除被已分配的时间单元外都可以进行连接，并在下一个时间单元收到认证数据包后，则第n个接收设备开始充电；（6）在运行上述步骤时，当有接收设备移除或异常，只要有1个接收设备正常，则充电底座都处于充电状态。...

【技术特征摘要】
1.一种一对多无线充电通信方法，基于充电底座（即发送端）、外部数据存储模块、RF2.4G无线传输模块和接收端，并定义充电底座传输同步数据包到接收端，接收端传输通信数据包到充电底座，其特征在于，该方法包括如下步骤：（1）通过RF2.4G无线传输模块实现通信时序的设置，并定义一个时间单元为50ms，每一帧时长为300ms，包括6个时间单元，每个时间单元包括前25ms的同步单元和后25ms的数据单元，所述通信时序的设置的具体步骤包括：①在第1个时间单元，当定时器为1ms时，无线射频处于帧头状态，此时，充电底座将标记帧头的同步数据包通过串行外设接口发送给接收端，说明一帧开始；②接收端提前处于接收状态，在同步单元收到同步头包；③在第2个时间单元，当定时器计数为（50~100）ms+1ms时，充电底座发送标记无通信的同步数据包给接收端，当接收端收到该同步数据包后过（25~50）ms发送通信数据包给充电底座，通信数据包包括接收端的参数信息，具体有接收电流、电压和功率参数信息，充电底座在（75~150）ms时设置为接收模式，并收到通信数据包；④在第3个时间单元，当定时器计数为（100~200）ms+1ms时，充电底座发送标记有通信的同步数据包给接收端，当接收端收到该同步数据包后，过（25~50）ms发送连接认证数据包给充电底座，连接认证数据包包括设备的认证信息，充电底座在（125~250）ms时设置为接收模式，并收到认证数据包，在收到认证数据包后，就认为充电底座和接收端已经成功建立连接，从而进入充电状态；⑤在第6个时间单元，当定时器计数为（500+1）ms时，RF处于帧尾状态，此时，充电底座将标记帧尾的同步数据包通过SPI发送给接收端，说明一帧结束；⑥以后在每一帧的第2个时间单元，充电底座都会收到该接收设备的通信数据包...

【专利技术属性】
技术研发人员：计艳，
申请(专利权)人：无锡华润矽科微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32