基于信息技術的無線電能傳輸系統優化設計

河南質量工程職業學院 李 亮

隨著信息技術持續升級，在各行各業普遍應用態勢愈加顯著。其中，無線電能傳輸系統作為電能傳輸的核心系統，亦可利用信息技術之中的大數據技術輔助參數采集、人工智能技術助力參數調整，以及借助區塊鏈技術保障數據安全存儲，實現系統優化設計。有鑒于此，本文立足信息技術，尋求信息技術嵌入無線電能傳輸系統中的設計理路，期冀為無線電能傳輸系統提質增效提供理論借鑒。

近年以來，伴隨電子應用材料及電子器件的迭代交替，傳統電纜傳輸已然難以滿足現實需求。這一背景下，無線電能傳輸成為主流電能傳輸方式。無線電能傳輸技術（WPT）的核心原理即是利用電磁共振、電磁感應以及微波實現電能傳輸，有效克服傳統電能傳輸損耗以及因線路老化而存在的潛在火災風險。依據無線電能傳輸原理差異，當前無線電能傳輸系統主要是以遠場輻射、磁共振耦合為主。其中，磁共振耦合傳輸系統憑借超遠傳送距離具有廣泛發展前景，也是電能無線傳送未來發展的主要方向。值得注意的是，現代信息技術在精準控制、動態管理方面具有顯著優勢，可應用于無線電能傳輸系統，提升工作效率。有鑒于此，筆者基于現代信息技術，進行無線電能傳輸系統優化設計。

1 信息技術在無線電能傳輸系統中的應用優勢

梳理無線電能傳輸（WPT）系統的工作流程，信息技術需對運行頻率、開關管的占空比以及死區時間等參數進行調整，進一步對電流、電壓等參數進行全面采集，由此提升傳輸效率。在現代諸多信息技術種類之中，區塊鏈、人工智能以及大數據等技術可為無線電能傳輸系統優化有效賦能。

1.1 大數據輔助參數采集

學術界在大數據概念界定中尚未具有統一認知。頗受學術人員認可的概念，即是Gartner和麥肯錫的大數據定義。Gartner作為全球領先的大數據研究機構，認為大數據即是以全維度、高敏捷的處理技術為基礎，對基數廣泛、類型多元、快速增長的數據資產實施處理，繼而推動大數據系統實現計算流程優化與洞察分析，最后提供決策參考。麥肯錫全球研究所對于大數據的概念界定，即是在存儲、分析、管理、處理數據的基礎上，實現遠超傳統數據處理工具的工作效率。并且，大數據系統具備數據規模較大、流通速率較快、數據類型多元、價值密度偏低等特征。以Gartner研究機構和麥肯錫全球研究所對于大數據的概念界定來看，大數據本質即是通過數據分析處理，獲取最佳決策。一般而言，大數據技術框架包括數據源層、計算方法層、數據分析層、數據應用層，詳細框架見圖1。

圖1 大數據技術框架

1.2 人工智能助力參數調整

所謂人工智能即是新時期結合理論、技術以及應用系統衍生的一種新型技術科學。按照智能作用順序可將人工智能劃分為計算智能、感知智能、認知智能三個不同階段。其中計算智能即是通過神經網絡、遺傳算法分析數據；感知智能即是機器分析視覺、語音、語言，繼而針對信息做出判斷；最后的認知智能即是機器類人思考，繼而采取行動性措施。所謂大數據技術即是通過數據軟件捕捉類型數據集合，繼而進行數據管理以及綜合處理，進一步應用展示數據，實現數據價值集合。人工智能主要包括以下內容，即是流處理、并行化、摘要索引、數據可視化。伴隨人工智能技術的縱深發展，民眾在日常工作、生活、研究中開始廣泛應用人工智能技術。對于系統功能語言學而言，將人工智能應用其中，可將理論現實化，體現其在無線電能傳輸系統參數調整的實踐價值。

1.3 區塊鏈保障數據安全存儲

自區塊鏈技術進入3.0時代以后，憑借其可編程優勢的覆蓋性廣泛應用于諸多領域。以區塊鏈技術架構來看，以數據層、應用層、合約層以及共識層、網絡層作為組成層次。其中，數據層作為數據征集層次，內里包含數據存儲區塊以及簡單算法，主要負責數據儲存。網絡層是區塊鏈的技術層次，主要負責網絡連接以及進行數據傳導。合約層、共識層則是區塊鏈技術的核心組成層次，擔負封裝共識算法、智能合約以及數據腳本的責任。應用層即投入使用的具體場景。另外，區塊鏈技術在涉及經濟領域時，會增加激勵層，并將相關經濟因素統籌至該層，包括經濟激勵機制、分配機制。對無線電能傳輸系統而言，使用區塊鏈可實現數據的安全存儲。

2 基于信息技術的無線電能傳輸系統優化設計思路

2.1 參數控制部分

在參數控制部分，直接在無線電能傳輸系統之中接入人工智能技術，利用人工智能技術優勢，圍繞頻率增減設置、周期增減設置、占空比增減設置、死區增減設置、相控角增減設置、ADC零漂設置以及逆變器運行模式、測控板模式進行實時人工智能參數調整、設置。對于人工智能分析的無線電能傳輸系統優化而言，為滿足技術處理需求，如何有效降低深度學習模型訓練時間成本較為重要。因此，可積極利用MapReduce作為模型基礎，進而設置完善的分布式計算平臺，以此充分降低深度學習模型的時間成本。利用分布式計算平臺，可有效改進深度學習模型對無線電能傳輸系統優化設計，加快深度網絡訓練速度。另外，亦可通過5G網絡，降低整體深度網絡的通信代價。

2.2 數據采集部分

在數據采集部分，直接在無線電能傳輸系統中接入大數據技術，利用大數據信息采集優勢，聚焦頻率數據、周期數據、占空比信息、死區數據、相控角數據、ADC零漂數據、逆變器運行模式數據以及測控板模式數據。具體而言，可利用大數據中的數據挖掘技術，可將紛雜的無線電能傳輸系統資源數據轉化成為結構數據，實現無線電能傳輸系統數據穩定運轉。同時，針對差異數據形態存在的數據關聯與時序性，展開深入分析與知識拓展。在此基礎上，以文化資源解構作為節點，繼而形成具備區域特色并蘊含商業價值、社會價值的資源庫。此些數據是依據系統變動所衍生而來，表現系統的基本意愿與行為動力。整體而言，大數據技術所具備的數據挖掘、數據分析、數據處理，成為無線電能傳輸系統數據采集的核心手段，助力提升效率采集。

2.3 數據存儲部分

在數據存儲部分，仍是直接在無線電能傳輸系統中接入區塊鏈技術，借助區塊鏈的不可篡改特性，實現數據安全、穩定存儲。區塊鏈中共識機制的工作原理即達成節點判斷共識，協同認定某個舉措具有可行性而進行記錄。當線電能傳輸系統上某一節點意圖篡改原載入數據時，系統將會向全部節點發出修改申請，僅當51%及以上節點同意時方可執行。這也使某一主體在私自篡改數據時難以實現51%節點同意更改，基本杜絕數據造假的可能性。

結語：隨著信息技術持續發展，將其應用于無線電能傳輸系統成為無線電能傳輸提質增效的必然之路。可以預見，在日后民眾的生產、生活中，無線電能傳輸將成為主流使用方式，例如在普通電子設備抑或其他生產設備當中，進一步提升生產、生活的穩定性。為進一步提升無線電能傳輸系統運作質效，本文以信息技術為切入點，利用大數據、人工智能、區塊鏈等技術特性輔助參數采集、參數調整及數據儲存，進行無線電能傳輸系統優化設計。