【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线充电设备识别方法，尤其是涉及一种基于usb信号串扰的无线充电设备识别方法。
技术介绍
1、近年来，无线充电技术已成为公共场所(如酒店、办公室、咖啡馆和机场)中无线充电设备(比如智能手机、ipad、笔记本电脑等)能源补给的重要方式。这种技术提供了便捷的充电解决方案，避免了传统充电线的使用，大幅提高了用户的使用便利性。无线充电设备识别在无线充电中发挥着关键作用，无线充电器通过精确识别与其连接的无线充电设备，可以提供最佳的充电电流和电压，确保充电效率的最大化和无线充电设备的电池安全。此外，正确的无线充电设备识别还可以优化用户体验，例如，提供定制的充电界面和其他智能功能。
2、无线充电设备型号的不同带来了独特的充电参数或充电协议。不同型号的无线充电设备的内部组件，如cpu、gpu、屏幕驱动程序及屏幕技术和分辨率，都会在无线充电设备充电过程中产生独特的功耗模式，这些模式反映在电压信号的频率和幅度上，为无线充电设备识别提供了可能。
3、目前市场上主流的无线充电设备识别方法主要基于对无线充电设备内部硬件特征的直接访问，例如通过分析声音传感器和惯性传感器的数据来识别无线充电设备。虽然传统的无线充电设备识别方法无需对无线充电器硬件改装，也不会导致充电周期的充电中断，使无线充电设备能够在整个无线充电周期都有效充电，然而其需要在无线充电设备中额外进行软件安装。
4、其他无线充电设备识别方法大多依赖于软件层面的互动或需要对无线充电器进行物理修改。虽然这种方法不会导致充电周期的充电中断，使无线充电设备
5、近年来，杨德良等人提出了第一个能够在无线充电过程中实时识别符合qi标准的移动设备的系统qid，采用该系统qid进行无线充电设备识别的准确率为85.2％。qid从无线充电设备具有的功率接收器的时钟振荡器和控制方案中提取无线充电设备的特征，并采用轻量级算法对无线充电设备的进行分类，采用二维运动单元来模拟qi的各种多线圈设计，从而实现细粒度的无线充电设备指纹识别。这种方法虽然无需在无线充电设备中进行软件安装，但是其不仅会导致充电周期的充电中断，无法保证无线充电设备在整个无线充电周期都有效，而且需要对无线充电器进行硬件改装。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够保证无线充电设备在整个无线充电周期都有效充电，并且既无需在无线充电设备中进行软件安装，也不需要对无线充电器进行硬件改装的基于usb信号串扰的无线充电设备识别方法。
2、本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于usb信号串扰的无线充电设备识别方法，用于给所述的无线充电设备充电的usb电源具有至少两个usb端口，当所述的无线充电设备通过无线充电器连接usb电源的一个usb端口时，采集时长为两秒的电压信号用作无线充电设备识别信号，将该无线充电设备识别信号依次进行滤波和基线校正后，提取标准化特征向量上传至远程服务器中，通过远程服务器中预存的训练好的无线充电设备识别分类器对该标准化特征向量进行识别，得出对应的设备标签，对该设备标签进行验证，如果验证通过，则该设备标签正确，所述的无线充电设备识别通过，如果验证不通过，则该设备标签不正确，所述的无线充电设备识别不通过。
3、进一步地，远程服务器中预存的训练好的无线充电设备识别分类器通过以下步骤得到：
4、步骤1：设备准备及参数配置，具体为：
5、s1-1、根据无线充电设备识别需要，准备m种不同型号的无线充电设备，n种来自不同厂商的无线充电器，p种来自不同品牌不同架构的具有至少两个usb端口的usb电源，一台数字示波器和一根无源探头，m为大于等于2的整数，其取值等于需要识别无线充电设备的总数量，n为大于等于2的整数，取值越大越好，p为大于等于2的整数，取值越大越好；给m种无线充电设备分别设置一个设备标签，且m种无线充电设备的设备标签各不相同；
6、s1-2、将m种无线充电设备、n种无线充电器和p种usb电源中每一个无线充电设备、一个无线充电器和一个usb电源作为一个无线充电系统组合，形成s＝m*n*p种无线充电系统组合，每个无线充电系统组合中，无线充电器通过usb连接线连接usb电源的一个usb端口后，能够给无线充电设备充电；
7、步骤2：构建标准化数据集合，具体过程为：
8、s2-1、将数字示波器的采样频率设定为2mhz，将无源探头接入数字示波器，分别将每个无线充电系统组合中的无线充电器与usb电源的一个usb端口通过usb连接线连接后，给其无线充电设备充电；
9、将每个无线充电系统组合中的usb电源与无线充电器连接的usb端口处的信号称为该无线充电系统组合的信号，分别使用无源探头采集每个无线充电系统组合的信号，其中，无源探头对第i个无线充电系统组合的信号进行采集的时长为ti，ti>2秒，将无源探头采集得到的时长为ti的第i个无线充电系统组合的信号记为信号样本pi，信号样本pi由多个采样值构成，每个采样值对应为数字示波器的一个采样点，i＝1，2，…，s，共采集s个信号样本，采用p1至ps构建信号样本原始总数据集p，p＝{p1,，p2，…，ps}；
10、s2-2、信号样本长度标准化，具体过程为：
11、取第i个信号样本pi的前两秒的采样值，将前两秒的采样值中采样点数量记为4m，m＝1000000，4m＝4000000，取第i个信号样本pi的前两秒的采样值构成第i个信号样本长度标准化数据集ai，采用s个信号样本长度标准化数据集构成标准化数据集合a，a＝{a1，a2，…as}；
12、步骤3：对标准化数据集合a进行数据预处理，得到数据集fed，具体过程为：
13、s3-1、使用截止频率为0.1mhz的1阶低通滤波器对标准化数据集合a进行低通滤波，去除高频噪声成分，得到低通滤波后的数据集，记为b，b＝{b1，b2，…，bs}，其中数据集bi为第i个信号样本长度标准化数据集ai经过低通滤波后得到的数据集，数据集bi中包含的采样点数量也是4m个，即数据集bi中包含4m个采样值；
14、s3-2、对数据集b使用移动均值滤波器进行平滑处理，得到平滑后的数据集c，c＝{c1，c2，…，cs}，ci为数据集bi使用移动均值滤波器进行平滑处理得到的数据集，其中，对bi使用移动均值滤波器进行平滑处理得到数据集ci的具体过程为：
15、设定一个大小为1000个采样点的滑动窗口，将滑动窗口放置在数据集bi的第1个采样点至第1000个采样点上，此时数据集bi的第1个采样点至第1000个采样点被滑动窗口覆盖住，作为数据集bi的第1段，然后向后移动滑动窗口，对数据集bi进行分段，滑动窗口每次移动一个采样点，每次被滑动窗口覆盖的1000个连续的采样点作为一段，直至数据集bi的第4m个采样点被覆盖住，将数据集bi第k次被滑动窗本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于USB信号串扰的无线充电设备识别方法，用于给所述的无线充电设备充电的USB电源具有至少两个USB端口，其特征在于当所述的无线充电设备通过无线充电器连接USB电源的一个USB端口时，采集时长为两秒的电压信号用作无线充电设备识别信号，将该无线充电设备识别信号依次进行滤波和基线校正后，提取标准化特征向量上传至远程服务器中，通过远程服务器中预存的训练好的无线充电设备识别分类器对该标准化特征向量进行识别，得出对应的设备标签，对该设备标签进行验证，如果验证通过，则该设备标签正确，所述的无线充电设备识别通过，如果验证不通过，则该设备标签不正确，所述的无线充电设备识别不通过。
2.根据权利要求1所述的一种基于USB信号串扰的无线充电设备识别方法，其特征在于远程服务器中预存的训练好的无线充电设备识别分类器通过以下步骤得到：
3.根据权利要求2所述的一种基于USB信号串扰的无线充电设备识别方法，其特征在于当一个无线充电设备在配备有采样频率设定为2MHz的电压采样设备的无线充电站充电时，将该无线充电设备通过无线充电器连接USB电源的一个USB端口，此时采用步骤2至步
4.根据权利要求3所述的一种基于USB信号串扰的无线充电设备识别方法，其特征在于在训练好的无线充电设备识别分类器得到设备标签后，采用以下方法进行验证：获取集成随机森林、支持向量机和K近邻分类器输出至Voting集成学习算法的三个设备标签的置信度值，如果三个设备标签的置信度值中的最小值大于0.5，则此时验证通过，如果三个设备标签的置信度值中的最大值小于0.5，则验证不通过。
5.根据权利要求4所述的一种基于USB信号串扰的无线充电设备识别方法，其特征在于当验证不通过时，说明训练好的无线充电设备识别分类器中不存在该无线充电设备的设备标签，此时，为该无线充电设备设置设备标签，且该设备标签与当前训练好的无线充电设备识别分类器中已存在的设备标签均不相同，将该无线充电设备得到的标准化特征向量和其对应的设备标签构成一个新的标准化特征向量样本，并添加到当前训练数据集中，更新当前训练数据集，然后采用更新后得到的当前训练数据集再次对当前训练好的无线充电设备识别分类器进行训练更新，使训练好的无线充电设备识别分类器具备该无线充电设备的识别能力。
...【技术特征摘要】
1.一种基于usb信号串扰的无线充电设备识别方法，用于给所述的无线充电设备充电的usb电源具有至少两个usb端口，其特征在于当所述的无线充电设备通过无线充电器连接usb电源的一个usb端口时，采集时长为两秒的电压信号用作无线充电设备识别信号，将该无线充电设备识别信号依次进行滤波和基线校正后，提取标准化特征向量上传至远程服务器中，通过远程服务器中预存的训练好的无线充电设备识别分类器对该标准化特征向量进行识别，得出对应的设备标签，对该设备标签进行验证，如果验证通过，则该设备标签正确，所述的无线充电设备识别通过，如果验证不通过，则该设备标签不正确，所述的无线充电设备识别不通过。
2.根据权利要求1所述的一种基于usb信号串扰的无线充电设备识别方法，其特征在于远程服务器中预存的训练好的无线充电设备识别分类器通过以下步骤得到：
3.根据权利要求2所述的一种基于usb信号串扰的无线充电设备识别方法，其特征在于当一个无线充电设备在配备有采样频率设定为2mhz的电压采样设备的无线充电站充电时，将该无线充电设备通过无线充电器连接usb电源的一个usb端口，此时采用步骤2至步骤4相同的方法，得到该无线充电设备的标准化特征向量，并将该标准化特征向量远程传送至远程...
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