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關于硬件的說明主要包括兩個方面：

硬件電路設計和IDT測試。

   （1）硬件電路設計。硬件電路主要包括主控電路，檢測電路，無線通信電路，顯示電路，主控板供電電路。主控芯片采用STM32F103系列芯片，既能夠滿足開發要求且價格比較便宜。檢測電路主要用來檢測無線充電各種狀態參數，基本的參數有電流，電壓，溫度等，需要通過計算得出的參數有時間，充電量等。顯示電路的設計主要是為了在設備端能夠清楚的了解充電電流，電壓，功率等基本參數，及時調整接收設備位置，使得充電效率可以達到最高。無線通信電路主要完成設備與云端的數據交互和指令的穿透。主控板供電單獨采用鋰電池供電，并且可以通過適配器對鋰電池直接進行充電。圖1為所設計電路板，圖2系統框圖。（詳細說明見附件文檔）（本項目采用的是IDT 5W無線充電開發套件）

圖1 主控電路圖

圖2 系統框圖

IDT測試。IDT 5W測試部分是在剛剛收到板子的進行的，其中包括穩定性和充電效率的測試。穩定性的測試主要有三方面的內容，其一，對充電套件發射端與接收端的響應時間進行測試，結論是：如果是在兩個模塊能夠建立通信距離以內，那么接收端的響應時間小于1秒。

其二，對充電距離進行測試，可知，在發射端與接收端未建立通信之前，兩者之間的距離不能超過5mm，如果兩者之間已經形成能量傳遞關系，那么它們之間最大距離為10mm，否則能量傳輸將會中斷。其三對充電時間的測試，在進行連續兩個小時的充電過程中，充電套件沒有發生故障，并且線圈也沒有明顯發熱現象。 關于效率的測試，影響充電效率的因素有很多，比如線圈的粗細，接收端與發射端之間的距離，接收線圈與發射端線圈相對位置，能量信號的頻率等等。我們只進行了IDT配套線圈，且滿足發射端與接收端的距離與位置關系進行測試的，可以得出最大的效率為82%，通常能維持在75%到80%（此處數據僅僅是通過測量接收端電流電壓和供電端電流電壓進行計算的，沒有考慮發射板接收板自身的功耗）。圖2為IDT測試圖。

圖2 IDT測試圖

軟件部分的開發分為兩個部分，第一部分是主控電路的程序設計，主要包括ADC采集，溫度采集，顯示程序，無線通信程序以及相關算法等。該部分的軟件開發主要應用Keil進行主控代碼的編寫，其最為核心的內容為硬件采集數據的上傳和手機APP控制信號的下傳。用到的算法有濾波算法，數據格式轉換算法等，圖3為主控程序流程圖。（代碼如果有需要可以開源）

圖3 主控流程圖

第二部分為手機APP的開發。旨在開發出一款無線充電專用測控端APP，能夠對設備進行控制和監測。所用到的開發軟件為安卓studio。安裝環境后，設計好界面，調用云平臺的SDK開發包進行開發。圖4，圖5為手機APP主界面。

對設備進行調試，并演示設備效果。圖6和圖7為設備調試過程，圖8為所設計的整個設備外觀。

圖6 設備調試

圖7 設備數據監測調試

 圖8 所設計無線充電設備主體結構

圖9   應用到“智能家居”中的效果圖

視頻演示

視頻地址：http://v.youku.com/v_show/id_XMzEwNDA2MjE4MA==.html?spm=a2h3j.8428770.3416059.1

基于云平臺的無線充電狀態測控系統研究.pdf