淺談無線供電技術在家電上的應用

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)運行的過程中有一項非常關鍵的技術，那就是無線供電技術，本文在闡述了智能家居系統(tǒng)以及無線供電技術的基礎上，對家電受控于智能家居系統(tǒng)的過程中，無線供電技術的應用進行了簡要的介紹。

關鍵詞：家電；智能家居；無線供電技術

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)。以當前的技術發(fā)展形勢來看，智能家居系統(tǒng)將作為家電的一個整體對人們的生活進行改善，因此智能家居具有一個非常好的發(fā)展前景。目前在智能家居系統(tǒng)中，控制家電的一個關鍵技術就是無線供電技術，通過這項技術以及藍牙技術、單片機控制的結合，能夠為智能家居系統(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實現(xiàn)平臺，再通過網(wǎng)絡技術、布線技術以及遠程控制技術等把人們在日常生活過程中需要用到的家電設施進行集成，從而建立一個效率較高的住宅家電設施管理系統(tǒng)，使得住宅的家居環(huán)境更加的便利與以及舒適，同時自動化程度也得到大幅度的提升，另外還能夠達到一個節(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構進行分類。當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)是分為若干個子系統(tǒng)的，并且這些子系統(tǒng)是獨立進行工作的。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智能控制中心，這個中心可以是一個電腦，同時也可以是一個單片機系統(tǒng)。通常情況下，其都是使用拓撲結構，在控制中心上面引出來一系列數(shù)據(jù)線，將它們和需要進行控制以及監(jiān)測的節(jié)點進行連接，對于中央控制單元以及現(xiàn)場設備而言，所采用的均為模擬信號對現(xiàn)場的信息進行傳輸。對于所有的監(jiān)控節(jié)點而言，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或者是對無源數(shù)據(jù)進行采集。對于系統(tǒng)的邏輯關系而言，其是固定于主控器上面，一些能夠利用軟件進行修改，如果想要進行新設備的添加，那么需要對主控制器進行修改。

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)類型的基礎上進行了擴展，也配置了一個智能控制中心。但是一旦住宅里面需要進行采集的數(shù)據(jù)較多，那么一般就會在現(xiàn)場設備以及中央控制單元間進行現(xiàn)場級控制單元的添加，例如單片機。

2 無線供電技術綜述

2.1 無線供電技術

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，然而針對于這一項技術而言的原理而言，其就是通過一種非放射性的場對分散在空中的能量進行一個聚集。我們都知道這樣一個原理，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，而對于兩個具有一樣固有頻率的物體而言，其就能夠對這種震動進行一個傳遞，進而就能夠實現(xiàn)能量的傳遞。我們可以通過天線進行電磁波的發(fā)射，再通過接收器來進行接收，再轉化成一定的能量。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行供電?？墒悄壳斑@種供電技術仍存在一定的限制。只能夠實現(xiàn)短距離的供電。

2.2 實現(xiàn)方式

對于無線供電這項技術而言，在很早之前就已經(jīng)被提出了概念，同時很多研究者針對這項技術進行了研究，目前來看，無線供電技術主要的實現(xiàn)方法有以下幾種：

（1）電磁耦合

其實變壓器就是通過電磁耦合原理來進行能量傳遞的。假如將變壓器上面的兩個繞組分離開來，在一定意義上來說，其就算是無線供電。還有一個典型的例子就是電動牙刷的充電，可是通過這個方式存在著一定的限制，由于缺少磁導率較高的磁芯來作為介質(zhì)，對于磁力線而言，其會發(fā)散至空氣當中，造成傳遞效率減小，尤其當兩個線圈相互遠離的過程中，會下降的很快。因此對于這種方法而言，如果是進行距離比較遠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化成光能，然后利用光把能量傳遞至目標進而再轉化成電能。這種方法更為直觀，同時對于光電轉換技術而言，其應用的也較為廣泛?？墒枪獾膫鬟f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，那么就能夠進行能量的傳遞。WiTricity 技術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 無線供電技術在智能家居系統(tǒng)中的應用

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，無線供電技術的應用。

整個智能家居系統(tǒng)是通過單片機來作為承載板，對數(shù)據(jù)進行處理。而對于系統(tǒng)里面的藍牙模塊而言，其主要負責傳輸無線數(shù)據(jù)，從而讓單片機能夠實現(xiàn)對于無線數(shù)據(jù)的接收，這樣就能夠達到操作數(shù)據(jù)的目的。而對于系統(tǒng)里面的單片機以及藍牙模塊的供電而言，需要通過系統(tǒng)里面的無線供電模塊來進行5V電壓的提供，從而確保整個系統(tǒng)能夠平穩(wěn)運行。通過無線供電提供給單片機5V電壓，利用這樣的供電方式，能夠完成模塊化，同時還能夠實現(xiàn)空間的移動，這樣對于線路的簡化是非常有利的，從而實現(xiàn)了無線的效果。通過我們手中的手機里面安裝的軟件就能夠控制相應的家電，整個過程是這樣的：我們手里的手機所安裝的軟件利用藍牙技術將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C里面，然后單片機對數(shù)據(jù)進行處理，在處理完這些數(shù)據(jù)之后，單片機就會發(fā)送出相應的電平信號，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

傳統(tǒng)的那些功能較為單一的家電已經(jīng)不再適應未來的生活需求了，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，通過遠程實現(xiàn)控制，而整個實現(xiàn)的過程中會需要一項關鍵的技術：無線供電技術，本文通過無線供電技術的介紹，對無線供電技術在家電中的應用進行了介紹。

參考文獻

[1]李燕獻，陳時東，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的貯水暖手寶設計[J].電子技術，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計[J].中國新技術新產(chǎn)品，2018（06）：12-13.

作者簡介

林培鈿（1995—），男，漢族，廣東汕頭，學生，研究方向：電氣工程及其自動化。

（作者單位：韓山師范學院）