浅谈无线供电技术在家电上的应用

摘 要：智能家居系统作为住宅家电的一种全新形式已经逐渐的代替了传统的家电，但是在系统运行的过程中有一项非常关键的技术，那就是无线供电技术，本文在阐述了智能家居系统以及无线供电技术的基础上，对家电受控于智能家居系统的过程中，无线供电技术的应用进行了简要的介绍。

关键词：家电；智能家居；无线供电技术

随着电子电器行业的不断发展，传统的简单家电正在逐渐被淘汰掉，取而代之的是将所有家电囊括在一起的智能家居系统。以当前的技术发展形势来看，智能家居系统将作为家电的一个整体对人们的生活进行改善，因此智能家居具有一个非常好的发展前景。目前在智能家居系统中，控制家电的一个关键技术就是无线供电技术，通过这项技术以及蓝牙技术、单片机控制的结合，能够为智能家居系统提供更好的发挥空间。

1智能家居系统

1.1 定义

现阶段比较成熟的智能家居系统，大部分都是以居民的住宅来作为一个实现平台，再通过网络技术、布线技术以及远程控制技术等把人们在日常生活过程中需要用到的家电设施进行集成，从而建立一个效率较高的住宅家电设施管理系统，使得住宅的家居环境更加的便利与以及舒适，同时自动化程度也得到大幅度的提升，另外还能够达到一个节能环保的效果。

1.2智能家居的系统类型

目前市面上面的智能家居系统分类形式很多，主要的分类方式就是按照其体系结构进行分类。当前主要存在下面几种智能家居的系统类型：

1）拼凑型

对于这种系统类型而言，智能家居系统是分为若干个子系统的，并且这些子系统是独立进行工作的。例如灯光系统以及安防系统。这些子系统的数据是不存在交换的，因此也是不互连的。

2）主机式集中控制系统

这种系统类型而言，其是在住宅里面配置了一个智能控制中心，这个中心可以是一个电脑，同时也可以是一个单片机系统。通常情况下，其都是使用拓扑结构，在控制中心上面引出来一系列数据线，将它们和需要进行控制以及监测的节点进行连接，对于中央控制单元以及现场设备而言，所采用的均为模拟信号对现场的信息进行传输。对于所有的监控节点而言，均不配置任何的数据处理能力，仅仅是控制继电器开关或者是对无源数据进行采集。对于系统的逻辑关系而言，其是固定于主控器上面，一些能够利用软件进行修改，如果想要进行新设备的添加，那么需要对主控制器进行修改。

3）分级集中控制系统

对于这种系统类型而言，其是在上一种系统类型的基础上进行了扩展，也配置了一个智能控制中心。但是一旦住宅里面需要进行采集的数据较多，那么一般就会在现场设备以及中央控制单元间进行现场级控制单元的添加，例如单片机。

2 无线供电技术综述

2.1 无线供电技术

对于日常生活中我们所能够接触到的电磁波而言，其均承载着一定大小的能量。例如在发射无线电广播的过程中，对于绝大多数的能量来说，均是分散于空中的，然而针对于这一项技术而言的原理而言，其就是通过一种非放射性的场对分散在空中的能量进行一个聚集。我们都知道这样一个原理，对于具有特定频率大小的电磁波而言，其能够造成物体发生一定的震动，而对于两个具有一样固有频率的物体而言，其就能够对这种震动进行一个传递，进而就能够实现能量的传递。我们可以通过天线进行电磁波的发射，再通过接收器来进行接收，再转化成一定的能量。从理论的层面而言，如今一切采用电池的家用电器均能够通过这种方式来进行供电。可是目前这种供电技术仍存在一定的限制。只能够实现短距离的供电。

2.2 实现方式

对于无线供电这项技术而言，在很早之前就已经被提出了概念，同时很多研究者针对这项技术进行了研究，目前来看，无线供电技术主要的实现方法有以下几种：

（1）电磁耦合

其实变压器就是通过电磁耦合原理来进行能量传递的。假如将变压器上面的两个绕组分离开来，在一定意义上来说，其就算是无线供电。还有一个典型的例子就是电动牙刷的充电，可是通过这个方式存在着一定的限制，由于缺少磁导率较高的磁芯来作为介质，对于磁力线而言，其会发散至空气当中，造成传递效率减小，尤其当两个线圈相互远离的过程中，会下降的很快。因此對于这种方法而言，如果是进行距离比较远的以及功率比较大的无线供电就不太适合了。

（2）光电耦合

这种方法的原理是将电能转化成光能，然后利用光把能量传递至目标进而再转化成电能。这种方法更为直观，同时对于光电转换技术而言，其应用的也较为广泛。可是光的传递路径存在着一定的缺陷，即在传递路径上面是不可以有障碍物存在的。因此这种方法目前还不太成熟。

（3）电磁共振

这种方法的原理与声波共振相类似，对于两种介质而言，拥有一样的共振频率，那么就能够进行能量的传递。WiTricity 技术所使用的就是这种方法。一般都称这种方法非辐射辐射性，但是这并不表明这种方法不存在辐射，可是确实与常规概念里面的电磁辐射存在着一定的不同。

3 无线供电技术在智能家居系统中的应用

通过下面的内容，介绍了智能家居系统控制家电过程中，无线供电技术的应用。

整个智能家居系统是通过单片机来作为承载板，对数据进行处理。而对于系统里面的蓝牙模块而言，其主要负责传输无线数据，从而让单片机能够实现对于无线数据的接收，这样就能够达到操作数据的目的。而对于系统里面的单片机以及蓝牙模块的供电而言，需要通过系统里面的无线供电模块来进行5V电压的提供，从而确保整个系统能够平稳运行。通过无线供电提供给单片机5V电压，利用这样的供电方式，能够完成模块化，同时还能够实现空间的移动，这样对于线路的简化是非常有利的，从而实现了无线的效果。通过我们手中的手机里面安装的软件就能够控制相应的家电，整个过程是这样的：我们手里的手机所安装的软件利用蓝牙技术将数据传输到单片机里面，然后单片机对数据进行处理，在处理完这些数据之后，单片机就会发送出相应的电平信号，然后继电器在接收到这些电平信号之后，就能够开始控制住宅里面的家电了。

总结

传统的那些功能较为单一的家电已经不再适应未来的生活需求了，取而代之的是全新的智能家居系统，在智能家居系统中通过智能控制中心将所有家具连接在一起，通过远程实现控制，而整个实现的过程中会需要一项关键的技术：无线供电技术，本文通过无线供电技术的介绍，对无线供电技术在家电中的应用进行了介绍。

参考文献

[1]李燕献，陈时东，张金慧，陆姿琼，石丽萍，杨桂静.无线供电智能台灯[J].科技视界，2018（20）：55-56.

[2]方志东，蔡红专，刘鹏.一种基于无线供电技术的贮水暖手宝设计[J].电子技术，2018，47（06）：38-39+34.

[3]赵纬明，杨梦.基于无线供电智能电池巡检仪充电设计[J].中国新技术新产品，2018（06）：12-13.

作者简介

林培钿（1995—），男，汉族，广东汕头，学生，研究方向：电气工程及其自动化。

（作者单位：韩山师范学院）