淺談無線供電技術(shù)在家電上的應(yīng)用

摘 要：智能家居系統(tǒng)作為住宅家電的一種全新形式已經(jīng)逐漸的代替了傳統(tǒng)的家電，但是在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中有一項(xiàng)非常關(guān)鍵的技術(shù)，那就是無線供電技術(shù)，本文在闡述了智能家居系統(tǒng)以及無線供電技術(shù)的基礎(chǔ)上，對家電受控于智能家居系統(tǒng)的過程中，無線供電技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了簡要的介紹。

關(guān)鍵詞：家電；智能家居；無線供電技術(shù)

隨著電子電器行業(yè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的簡單家電正在逐漸被淘汰掉，取而代之的是將所有家電囊括在一起的智能家居系統(tǒng)。以當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展形勢來看，智能家居系統(tǒng)將作為家電的一個(gè)整體對人們的生活進(jìn)行改善，因此智能家居具有一個(gè)非常好的發(fā)展前景。目前在智能家居系統(tǒng)中，控制家電的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)就是無線供電技術(shù)，通過這項(xiàng)技術(shù)以及藍(lán)牙技術(shù)、單片機(jī)控制的結(jié)合，能夠?yàn)橹悄芗揖酉到y(tǒng)提供更好的發(fā)揮空間。

1智能家居系統(tǒng)

1.1 定義

現(xiàn)階段比較成熟的智能家居系統(tǒng)，大部分都是以居民的住宅來作為一個(gè)實(shí)現(xiàn)平臺，再通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、布線技術(shù)以及遠(yuǎn)程控制技術(shù)等把人們在日常生活過程中需要用到的家電設(shè)施進(jìn)行集成，從而建立一個(gè)效率較高的住宅家電設(shè)施管理系統(tǒng)，使得住宅的家居環(huán)境更加的便利與以及舒適，同時(shí)自動(dòng)化程度也得到大幅度的提升，另外還能夠達(dá)到一個(gè)節(jié)能環(huán)保的效果。

1.2智能家居的系統(tǒng)類型

目前市面上面的智能家居系統(tǒng)分類形式很多，主要的分類方式就是按照其體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類。當(dāng)前主要存在下面幾種智能家居的系統(tǒng)類型：

1）拼湊型

對于這種系統(tǒng)類型而言，智能家居系統(tǒng)是分為若干個(gè)子系統(tǒng)的，并且這些子系統(tǒng)是獨(dú)立進(jìn)行工作的。例如燈光系統(tǒng)以及安防系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是不存在交換的，因此也是不互連的。

2）主機(jī)式集中控制系統(tǒng)

這種系統(tǒng)類型而言，其是在住宅里面配置了一個(gè)智能控制中心，這個(gè)中心可以是一個(gè)電腦，同時(shí)也可以是一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)。通常情況下，其都是使用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在控制中心上面引出來一系列數(shù)據(jù)線，將它們和需要進(jìn)行控制以及監(jiān)測的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接，對于中央控制單元以及現(xiàn)場設(shè)備而言，所采用的均為模擬信號對現(xiàn)場的信息進(jìn)行傳輸。對于所有的監(jiān)控節(jié)點(diǎn)而言，均不配置任何的數(shù)據(jù)處理能力，僅僅是控制繼電器開關(guān)或者是對無源數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。對于系統(tǒng)的邏輯關(guān)系而言，其是固定于主控器上面，一些能夠利用軟件進(jìn)行修改，如果想要進(jìn)行新設(shè)備的添加，那么需要對主控制器進(jìn)行修改。

3）分級集中控制系統(tǒng)

對于這種系統(tǒng)類型而言，其是在上一種系統(tǒng)類型的基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)展，也配置了一個(gè)智能控制中心。但是一旦住宅里面需要進(jìn)行采集的數(shù)據(jù)較多，那么一般就會(huì)在現(xiàn)場設(shè)備以及中央控制單元間進(jìn)行現(xiàn)場級控制單元的添加，例如單片機(jī)。

2 無線供電技術(shù)綜述

2.1 無線供電技術(shù)

對于日常生活中我們所能夠接觸到的電磁波而言，其均承載著一定大小的能量。例如在發(fā)射無線電廣播的過程中，對于絕大多數(shù)的能量來說，均是分散于空中的，然而針對于這一項(xiàng)技術(shù)而言的原理而言，其就是通過一種非放射性的場對分散在空中的能量進(jìn)行一個(gè)聚集。我們都知道這樣一個(gè)原理，對于具有特定頻率大小的電磁波而言，其能夠造成物體發(fā)生一定的震動(dòng)，而對于兩個(gè)具有一樣固有頻率的物體而言，其就能夠?qū)@種震動(dòng)進(jìn)行一個(gè)傳遞，進(jìn)而就能夠?qū)崿F(xiàn)能量的傳遞。我們可以通過天線進(jìn)行電磁波的發(fā)射，再通過接收器來進(jìn)行接收，再轉(zhuǎn)化成一定的能量。從理論的層面而言，如今一切采用電池的家用電器均能夠通過這種方式來進(jìn)行供電。可是目前這種供電技術(shù)仍存在一定的限制。只能夠?qū)崿F(xiàn)短距離的供電。

2.2 實(shí)現(xiàn)方式

對于無線供電這項(xiàng)技術(shù)而言，在很早之前就已經(jīng)被提出了概念，同時(shí)很多研究者針對這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了研究，目前來看，無線供電技術(shù)主要的實(shí)現(xiàn)方法有以下幾種：

（1）電磁耦合

其實(shí)變壓器就是通過電磁耦合原理來進(jìn)行能量傳遞的。假如將變壓器上面的兩個(gè)繞組分離開來，在一定意義上來說，其就算是無線供電。還有一個(gè)典型的例子就是電動(dòng)牙刷的充電，可是通過這個(gè)方式存在著一定的限制，由于缺少磁導(dǎo)率較高的磁芯來作為介質(zhì)，對于磁力線而言，其會(huì)發(fā)散至空氣當(dāng)中，造成傳遞效率減小，尤其當(dāng)兩個(gè)線圈相互遠(yuǎn)離的過程中，會(huì)下降的很快。因此對于這種方法而言，如果是進(jìn)行距離比較遠(yuǎn)的以及功率比較大的無線供電就不太適合了。

（2）光電耦合

這種方法的原理是將電能轉(zhuǎn)化成光能，然后利用光把能量傳遞至目標(biāo)進(jìn)而再轉(zhuǎn)化成電能。這種方法更為直觀，同時(shí)對于光電轉(zhuǎn)換技術(shù)而言，其應(yīng)用的也較為廣泛。可是光的傳遞路徑存在著一定的缺陷，即在傳遞路徑上面是不可以有障礙物存在的。因此這種方法目前還不太成熟。

（3）電磁共振

這種方法的原理與聲波共振相類似，對于兩種介質(zhì)而言，擁有一樣的共振頻率，那么就能夠進(jìn)行能量的傳遞。WiTricity 技術(shù)所使用的就是這種方法。一般都稱這種方法非輻射輻射性，但是這并不表明這種方法不存在輻射，可是確實(shí)與常規(guī)概念里面的電磁輻射存在著一定的不同。

3 無線供電技術(shù)在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用

通過下面的內(nèi)容，介紹了智能家居系統(tǒng)控制家電過程中，無線供電技術(shù)的應(yīng)用。

整個(gè)智能家居系統(tǒng)是通過單片機(jī)來作為承載板，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。而對于系統(tǒng)里面的藍(lán)牙模塊而言，其主要負(fù)責(zé)傳輸無線數(shù)據(jù)，從而讓單片機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對于無線數(shù)據(jù)的接收，這樣就能夠達(dá)到操作數(shù)據(jù)的目的。而對于系統(tǒng)里面的單片機(jī)以及藍(lán)牙模塊的供電而言，需要通過系統(tǒng)里面的無線供電模塊來進(jìn)行5V電壓的提供，從而確保整個(gè)系統(tǒng)能夠平穩(wěn)運(yùn)行。通過無線供電提供給單片機(jī)5V電壓，利用這樣的供電方式，能夠完成模塊化，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)空間的移動(dòng)，這樣對于線路的簡化是非常有利的，從而實(shí)現(xiàn)了無線的效果。通過我們手中的手機(jī)里面安裝的軟件就能夠控制相應(yīng)的家電，整個(gè)過程是這樣的：我們手里的手機(jī)所安裝的軟件利用藍(lán)牙技術(shù)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)里面，然后單片機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，在處理完這些數(shù)據(jù)之后，單片機(jī)就會(huì)發(fā)送出相應(yīng)的電平信號，然后繼電器在接收到這些電平信號之后，就能夠開始控制住宅里面的家電了。

總結(jié)

傳統(tǒng)的那些功能較為單一的家電已經(jīng)不再適應(yīng)未來的生活需求了，取而代之的是全新的智能家居系統(tǒng)，在智能家居系統(tǒng)中通過智能控制中心將所有家具連接在一起，通過遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)控制，而整個(gè)實(shí)現(xiàn)的過程中會(huì)需要一項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù)：無線供電技術(shù)，本文通過無線供電技術(shù)的介紹，對無線供電技術(shù)在家電中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹。

參考文獻(xiàn)

[1]李燕獻(xiàn)，陳時(shí)東，張金慧，陸姿瓊，石麗萍，楊桂靜.無線供電智能臺燈[J].科技視界，2018（20）：55-56.

[2]方志東，蔡紅專，劉鵬.一種基于無線供電技術(shù)的貯水暖手寶設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)，2018，47（06）：38-39+34.

[3]趙緯明，楊夢.基于無線供電智能電池巡檢儀充電設(shè)計(jì)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2018（06）：12-13.

作者簡介

林培鈿（1995—），男，漢族，廣東汕頭，學(xué)生，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。

（作者單位：韓山師范學(xué)院）