基于51單片機智能無線耦合充電設備的設計

基于51單片機智能無線耦合充電設備的設計,基于,51,單片機,智能,無線,耦合,充電,設備,裝備,設計 黃河科技學院本科畢業(yè)設計 任務書 信息工程 學院 電子與通信工程 系 電子信息工程專業(yè) 2013級 普專升本1班 學號1303020025 學生 劉婷 指導教師 王玉巧 畢業(yè)設計題目 基于51單片機智能無線耦合充電設備的設計 畢業(yè)設計工作內(nèi)容與基本要求 一、背景和意義 無線充電技術(shù)源于無線電力輸送技術(shù)。無線充電，又稱作感應充電、非接觸式感應充電，是利用近場感應，也就是電感耦合，由供電設備（充電器）將能量傳送至用電的裝置，該裝置使用接收到的能量對電池充電，并同時供其本身運作之用。由于充電器與用電裝置之間以電感耦合傳送能量，兩者之間不用電線連接，因此充電器及用電的裝置都可以做到無導電接點外露。 二、目標和任務 本畢業(yè)設計的項目是設計和制作一個無線充電器。無線充電，又稱作感應充電、非接觸式感應充電，是利用近場感應，也就是電感耦合，由供電設備（充電器）將能量傳送至用電的裝置，該裝置使用接收到的能量對電池充電，并同時供其本身運作之用。 1. 針對本課題無線充電器的軟件設計，根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)，先畫出總的程序框圖，用C語言編出程序。 2. 設計要求畫出電路原理圖（或仿真電路圖）；元器件及參數(shù)選擇；電路仿真與調(diào)試；PCB文件生成與打印輸出。 3. 編寫設計報告，寫出設計與制作的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙。 三、途徑和方法 本課題利用單片機原理及應用、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、protel工具等設計無線充電器控制電路，可以先查閱相關(guān)資料（網(wǎng)上查找或參考相關(guān)書籍手冊），明確課題的方向和目的，然后學習完成課題所需的理論知識，了解其工作原理；在理解的基礎(chǔ)上確定設計電路方案，設計電路，畫出原理圖及PCB印制版圖；最后提交寫出畢業(yè)設計說明書一份。 四、主要參考資料 [1] 譚建軍,吳興權(quán).智能微型充電器的開發(fā)與應用 [J]. 湖北民族學院學報 : 自然科學版 ,2002(4). [2] 張益銘.無線充電技術(shù)標準淺析 [J]. 數(shù)字技術(shù)與應用 ,2013(4). [3] 丁煒.脈沖強磁場測量系統(tǒng)的研究與實現(xiàn) [D]. 武漢 : 華中科技大學 ,2006. [4] 翟淵 ,孫躍 ,戴欣,等.磁共振模式無線電能傳輸系統(tǒng)建模與分析 [J]. 中國電機工程學報, 2012(12). [5] 張小壯.磁耦合諧振式無線能量傳輸距離特性及其實驗裝置研究 [D]. 哈爾濱 :哈爾濱工業(yè)大學,2009. [6]黃潔琳,章磊,無線充電的設計[J].山西電子技術(shù),2009(3). 五、技術(shù)要求 1．要求學生具有一定的電子設計與制作方面的理論知識，熟悉Atmega16單片機；熱釋電紅外傳感器電路的引腳安排；掌握各芯片的邏輯功能及使用方法；了解面包板結(jié)構(gòu)及其接線方法。 　　 2．學校機房提供上網(wǎng)功能，安排學生每周不少于2次上機；　　　　　　　　　　　 3．圖書館要求開放，能夠提供資料查詢；　　　　　　　　　　　 4．安排學生輔導與學習的場所。 畢業(yè)設計時間： 2015 年 1 月 15日至 2015 年 5 月 24 日 計 劃 答 辯 時 間： 2015 年 5 月 24 日 工作任務與工作量要求：原則上查閱文獻資料不少于12篇，其中外文資料不少于2篇；文獻綜述不少于3000字；文獻翻譯不少于3000字，理工科類論文或設計說明書不少于8000字（同時提交有關(guān)圖紙和附件），提交相關(guān)圖紙、實驗報告、調(diào)研報告、譯文等其它形式的成果。畢業(yè)設計（論文）撰寫規(guī)范及有關(guān)要求，請查閱《黃河科技學院本科畢業(yè)設計（論文）指導手冊》。 專業(yè)（教研室）審批意見： 審批人（簽字）： 黃河科技學院畢業(yè)設計課題申報表 課題名稱 基于51單片機的智能無線耦合充電設備的設計 課題來源 教師擬定 課題類型 BY 命題人姓名 王玉巧 技術(shù)職務 講師 工作單位 信息工程學院 該課題是否 需要實習 否 建議實習地點 一、選題背景 無線充電技術(shù)（Wireless charging technology；Wireless charge technology ），源于無線電力輸送技術(shù)。無線充電，又稱作感應充電、非接觸式感應充電，是利用近場感應，也就是電感耦合，由供電設備（充電器）將能量傳送至用電的裝置，該裝置使用接收到的能量對電池充電，并同時供其本身運作之用。由于充電器與用電裝置之間以電感耦合傳送能量，兩者之間不用電線連接，因此充電器及用電的裝置都可以做到無導電接點外露。 二、主要內(nèi)容 本畢業(yè)設計的項目是設計和制作一個無線充電器。無線充電，又稱作感應充電、非接觸式感應充電，是利用近場感應，也就是電感耦合，由供電設備（充電器）將能量傳送至用電的裝置，該裝置使用接收到的能量對電池充電，并同時供其本身運作之用。 1. 針對本課題無線充電器的軟件設計，根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)，先畫出總的程序框圖，用C語言編出程序。 2. 設計要求畫出電路原理圖（或仿真電路圖）；元器件及參數(shù)選擇；電路仿真與調(diào)試；PCB文件生成與打印輸出。 3. 編寫設計報告，寫出設計與制作的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙。 三、現(xiàn)有條件 1.校圖書館可提供圖書資料查詢方面的支持。 2.院機房可提供上網(wǎng)查詢搜集信息及上機編程等方面的支持。 3.單片機實驗室可提供編程及仿真。 4.實訓室提供PCB板制作。 四、時間安排 第1周：查閱資料，提交文獻綜述 第2周：結(jié)合課題要求，提交開題報告，并完成開題答辯。 第3～5周：提交文獻翻譯，進行系統(tǒng)需求分析、總體設計和詳細設計。 第6～9周：實現(xiàn)系統(tǒng)編碼、調(diào)試及軟件測試。撰寫畢業(yè)設計說明書。 第10～12周：修改畢業(yè)設計說明書至定稿，資格審查，進行答辯。 五、預期成果及表現(xiàn)形式 設計完成后，應完成整個硬件系統(tǒng)電路的設計，畫出相應的電路原理圖及PCB印制版圖，列出元件清單，提交文獻綜述、文獻翻譯、畢業(yè)設計說明書各一份，并制作光盤。 專業(yè)（教研室）意見： 負責人簽名： 年 月 日 院（系）意見： 負責人簽名： 年 月 日 填表說明：1、課題來源：（1）教師擬訂；（2）學生建議；（3）企業(yè)和社會征集；（4）科研單位提供 2、課題類型：（1）A工程設計（藝術(shù)設計）；B技術(shù)開發(fā)；C軟件工程；D理論研究；E調(diào)研報告 （2）X—真實課題；Y—模擬課題；Z—虛擬課題； 要求（1）、（2）均要填，如AY，BY等。 黃河科技學院畢業(yè)設計開題報告表 課題名稱 基于51單片機智能無線耦合充電設備的設計 課題來源 教師擬訂 課題類型 BY 指導教師 王玉巧 學生姓名 劉婷 專 業(yè) 電子信息工程 學 號 1303020025 一、課題背景和目的 無線充電技術(shù)（Wireless charging technology；Wireless charge technology ），源于無線電力輸送技術(shù)。無線充電，又稱作感應充電、非接觸式感應充電，是利用近場感應，也就是電感耦合，由供電設備（充電器）將能量傳送至用電的裝置，該裝置使用接收到的能量對電池充電，并同時供其本身運作之用。由于充電器與用電裝置之間以電感耦合傳送能量，兩者之間不用電線連接，因此充電器及用電的裝置都可以做到無導電接點外露。 二、課題任務要求 本畢業(yè)設計的項目是設計和制作一個無線充電器。無線充電，又稱作感應充電、非接觸式感應充電，是利用近場感應，也就是電感耦合，由供電設備（充電器）將能量傳送至用電的裝置，該裝置使用接收到的能量對電池充電，并同時供其本身運作之用。 1. 針對本課題無線充電器的軟件設計，根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)，先畫出總的程序框圖，用C語言編出程序。 2. 設計要求畫出電路原理圖（或仿真電路圖）；元器件及參數(shù)選擇；電路仿真與調(diào)試；PCB文件生成與打印輸出。 3. 編寫設計報告，寫出設計與制作的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙。 三、課題任務實現(xiàn)方法 本課題利用單片機原理及應用、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、protel工具等設計無線充電器控制電路，可以先查閱相關(guān)資料（網(wǎng)上查找或參考相關(guān)書籍手冊），明確課題的方向和目的，然后學習完成課題所需的理論知識，了解其工作原理；在理解的基礎(chǔ)上確定設計電路方案，設計電路，畫出原理圖及PCB印制版圖；最后提交寫出畢業(yè)設計說明書一份。 四、進度安排 第1周：查閱資料，提交文獻綜述 第2周：結(jié)合課題要求，提交開題報告，并完成開題答辯。 第3～5周：提交文獻翻譯，進行系統(tǒng)需求分析、總體設計和詳細設計。 第6～9周：實現(xiàn)系統(tǒng)編碼、調(diào)試及軟件測試。撰寫畢業(yè)設計說明書。 第10～12周：修改畢業(yè)設計說明書至定稿，資格審查，進行答辯。 五、所需技術(shù)條件 1．要求學生具有一定的電子設計與制作方面的理論知識，熟悉Atmega16單片機；熱釋電紅外傳感器電路的引腳安排；掌握各芯片的邏輯功能及使用方法；了解面包板結(jié)構(gòu)及其接線方法。 2．學校機房提供上網(wǎng)功能，安排學生每周不少于2次上機； 3．圖書館要求開放，能夠提供資料查詢； 4．安排學生輔導與學習的場所。 六、主要參考文獻 [1] 譚建軍,吳興權(quán).智能微型充電器的開發(fā)與應用 [J]. 湖北民族學院學報 : 自然科學版 ,2002(4). [2] 張益銘.無線充電技術(shù)標準淺析 [J]. 數(shù)字技術(shù)與應用 ,2013(4). [3] 丁煒.脈沖強磁場測量系統(tǒng)的研究與實現(xiàn) [D]. 武漢 : 華中科技大學 ,2006. [4] 翟淵 ,孫躍 ,戴欣,等.磁共振模式無線電能傳輸系統(tǒng)建模與分析 [J]. 中國電機工程學報, 2012(12). [5] 張小壯.磁耦合諧振式無線能量傳輸距離特性及其實驗裝置研究 [D]. 哈爾濱 :哈爾濱工業(yè)大學,2009. [6]黃潔琳,章磊,無線充電的設計[J].山西電子技術(shù),2009(3). 指導教師簽名： 日期： 課題來源：（1）教師擬訂（2）學生建議；（3）企業(yè)和社會征集；（4）科研單位提供 課題類型：（1）A—工程設計（藝術(shù)設計）；B—技術(shù)開發(fā)；C—軟件工程；D—理論研究； E—調(diào)研報告 （2）X—真實課題；Y—模擬課題；Z—虛擬課題 單位代碼 01 學 號 1303020025 分 類 號 TN014 密 級 文獻綜述 基于51單片機智能無線耦合充電設備綜述 院（系）名稱 信息工程學院 專業(yè)名稱 電子信息工程 學生姓名 劉婷 指導教師 王玉巧 2015年03 月13日 黃河科技學院畢業(yè)設計（文獻綜述） 第I頁 基于51單片機智能無線耦合充電設備綜述 摘 要 無線充電技術(shù)（Wireless charging technology；Wireless charge technology ），源于無線電力輸送技術(shù)。無線充電，又稱作感應充電、非接觸式感應充電，是利用近場感應，也就是電感耦合，由供電設備（充電器）將能量傳送至用電的裝置，該裝置使用接收到的能量對電池充電，并同時供其本身運作之用。由于充電器與用電裝置之間以電感耦合傳送能量，兩者之間不用電線連接，因此充電器及用電的裝置都可以做到無導電接點外露。 關(guān)鍵詞：無線充電，電磁感應，電磁共振 黃河科技學院畢業(yè)設計（文獻綜述） 第5頁 前言 2010年9月1日，全球首個推動無線充電技術(shù)的標準化組織——無線充電聯(lián)盟在北京宣布將無線充電國際標準率先引入中國。信息產(chǎn)業(yè)部通信電磁兼容質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心也加入該組織。無線充電聯(lián)盟副主席、來自美國安利的子公司富爾頓創(chuàng)新公司董事劉易斯·帕爾木介紹，聯(lián)盟成員近60家，包括勁量、LG電子、諾基亞等。無線充電技術(shù)采用統(tǒng)一的工業(yè)標準，未來幾年，移動電話、PMP/MP3播放器、數(shù)碼設備、移動設備等產(chǎn)品都可以使用全新的低能耗、高兼容的相同的無線充電器。這個充電器類似一個托盤直接插到電源上，不同品牌的手機直接放在上面就可完成充電。? 1.無線充電技術(shù)研究 隨著科技的發(fā)展，電子產(chǎn)品迅速普及，面對身邊手機、數(shù)碼相機、藍牙耳機、Pad 等數(shù)字終端的不同種類的充電器和充電線，看起來雜亂無章，用起來也非常不便。人們對充電技術(shù)的需求，逐步向智能便捷、簡單通用、節(jié)能環(huán)保的方向發(fā)展。隨之應運而生的面向數(shù)字終端的無線充電技術(shù)，無需人工線纜的連接即可自動對電子設備智能充電。一方面能讓產(chǎn)品消費者擺脫各種充電線纜的困擾；另一方面 , 也能解決數(shù)字終端充電器的通用性問題。如同 WIFI一樣，消費者可以在家里、地鐵、機場等公用場所進行便捷無線充電，避免了型號不匹配無法充電的現(xiàn)象。 2.無線充電技術(shù)應用 無線充電已經(jīng)在電動牙刷、電動剃須刀、無線電話等部分家電產(chǎn)品中實用化，現(xiàn)在其應用范圍又擴大到了智能手機領(lǐng)域。未來無線充電的應用范圍將有望擴大到EV的充電系統(tǒng)。無線充電使用的充電座和終端分別內(nèi)置了線圈，使二者靠近便開始從充電座向終端供電。為提高供電效率，需要使線圈之間的位置對齊，不產(chǎn)生偏移。因此，各廠商在位置定位方法方面紛紛開動腦筋。從事智能手機外設業(yè)務的日本Oar公司推出了名為“無線充電板”的充電座。內(nèi)置有磁鐵，用于將終端吸引到指定位置。松下投放了無線充電座“無接點充電板”。尺寸約為鼠標墊大小，表示實現(xiàn)了“位置自由”，將終端放在充電板上的任何位置均可充電。 目前的無線充電技術(shù)還不算成熟，標準也尚未統(tǒng)一，還達不到上述的理想狀態(tài)。業(yè)內(nèi)主要有三大充電標準，分別是 WPC 公司的 QI 標準、PMA 公司的 Power2.0 標準和A4WP 公司的 Rezence 標準。目前，研發(fā)的無線充電技術(shù)種類很多，但主流技術(shù)有三種：電磁感應、電磁共振、以及射頻識別式方案。其中，WPC 和 PMA 暫時是基于電磁感應技術(shù)，A4WP 是基于電磁共振技術(shù)，射頻識別無線充電方案雖然目前沒有成型的產(chǎn)品問世，但其卻有著比前兩種技術(shù)方案更廣泛的應用前景。整個全球無線充電市場未來將高速發(fā)展，根據(jù)全球著名研究機構(gòu) ISH 的 13 份報告分析，在未來的 4 年里，整理無線充電硬件市場產(chǎn)值將翻 10 倍。例如，2014 年 5 月推出的 LG G3，5 天內(nèi)銷售了10 萬部，這么驚人的銷售數(shù)據(jù)，在于它的無線充電保護殼帶有圓孔顯示的 Quick Circle。 3.文獻總體分析 無線充電技術(shù)原理是無線充電式充電器和數(shù)字終端各含一個線圈，發(fā)射端把電能通過發(fā)射線圈轉(zhuǎn)換為磁場，發(fā)射線圈的磁場穿過接收端的線圈，在接受線圈中將產(chǎn)生電場，最后通過接收端輸出電能給數(shù)字終端設備充電。 譚建軍，吳興權(quán)(2002) 《智能微型充電器的開發(fā)與應用》 智能微型充電器能很好地解決充電器通用性的問題。解釋了智能微型充電器的工作原理及其應用。 張益銘(2013) 《無線充電技術(shù)標準淺析》 無線充電將會是未來移動設備的一個發(fā)展方向,也是各大廠商爭相研究的熱點技術(shù)之一。目前的無線充電的主流標準分為Qi、PMA和A4WP三大標準。本文對無線充電技術(shù)的應用現(xiàn)狀及三大標準進行分析。 丁煒(2006) 《脈沖強磁場測量系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)》 本文圍繞著電磁感應法測量原理，從脈沖強磁場測量特點及現(xiàn)場環(huán)境出發(fā)，對脈沖強磁場測量系統(tǒng)的具體實現(xiàn)進行了研究和分析, 針對脈沖強磁體測量特點，對系統(tǒng)探測線圈結(jié)構(gòu)及骨架材料進行了分析設計。設計出的多級旋鈕探頭，溫度系數(shù)小、性能穩(wěn)定，可以方便地整合溫度傳感器和樣品保持器。 黃潔琳，章磊(2009) 《無線充電的設計》 介紹了一種由常用電子器件構(gòu)成,以射頻電路、接收控制電路為核心,以電感線圈實現(xiàn)無線傳能的無線充電器,簡單實用,成本低廉。并通過實驗驗證了方案的可行性。 徐守時(2003) 《信號與系統(tǒng)》 幫助學生建立層次分明的全課程認知結(jié)構(gòu),以目標激發(fā)學生學習心向，以算法為核心講解，將工程設計與課堂教學同步，大大提高了學生的編程能力。 張桂芬(2005) 《電子技術(shù)基礎(chǔ)》 在教學過程中可以作為實例進行分析講解，具有較高的學習分析價值，也具有一定的實用價值，結(jié)合不同的方法，有一個系統(tǒng)全面的介紹。 趙樹杰，趙建勛（2005） 《信號檢測與估計理論》 結(jié)合通用函數(shù)庫的特點和正則表達式的優(yōu)點設計和實現(xiàn)了一套完善、簡單、邏輯結(jié)構(gòu)清晰的轉(zhuǎn)換方法和實現(xiàn)代碼。 陳新，張桂香（2014） 《電磁感應無線充電的聯(lián)合仿真研究》 對學生學習語法和上機操作有著積極的作用，進而闡述算法為先的教學方法，實踐證明，該教學方法從根本上調(diào)動學生學習的積極性和主動性。 隨著科技的發(fā)展與社會的進步,人們的需求正日益發(fā)生著深刻的變化,對科技含量的要求越來越高，關(guān)于無線充電的技術(shù)已經(jīng)有過多年的討論和研究。無線充電技術(shù)在小功率的范圍內(nèi)還是可以顯示出它的優(yōu)越性的。比如小型直流用電設備中的通訊儀器儀表、民用無線通訊手機、微型計算機、小型便攜式家用電器等。但實施大功率的無線傳輸來說，就比較困難了。 結(jié)論 隨著人們生活水平的提高，數(shù)字終端飛速發(fā)展，在未來的各種場合，智能無線充電技術(shù)勢必要扮演著重要的角色，為人類服務。就目前市場研究情況看出，無線充電技術(shù)發(fā)展尚未成熟，技術(shù)標準沒有統(tǒng)一性，成型產(chǎn)品在距離、效率、發(fā)熱等方面存在弊端，是今后需要研究的重點。 雖然無線充電仍然需要一個充電器進行電力的無線傳輸，看似還是較為麻煩，但是，無線技術(shù)標準在成熟之后，各大公共場所都會裝有這種設備，因此無論是在家、辦公室還是街道上甚至是列車上，用戶都可以進行無線充電，十分便捷。因而，無線電能傳輸將節(jié)省很多材料，并且擁有巨大的靈活性，多個設備可以共享一個充電設備而不需要進行多次的變換。如果大功率的版本可以實現(xiàn)量產(chǎn)，家庭里的很多設備幾乎不需要再有插座之爭了。 參考文獻 [1] 譚建軍，吳興權(quán).智能微型充電器的開發(fā)與應用[J].湖北民族學院學報:自然科學版,2002無線充電技術(shù)標準淺析(4). 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IEEE Transactions on Consumer Electronics [EI] [SCI] 2012,58(3) 單位代碼 01 學 號 1303020025 分 類 號 TN014 密 級 文獻翻譯 無線充電技術(shù)的簡介及展望 院（系）名稱 信息工程學院 專業(yè)名稱 電子信息工程 學生姓名 劉婷 指導教師 王玉巧 2015年 04 月 10 日 黃河科技學院畢業(yè)設計（文獻翻譯） 第6頁 中文譯文 無線充電技術(shù)的簡介及展望 1.無線充電技術(shù)的歷史 ?實際上無線供電的設想早在一百多年前就已經(jīng)出現(xiàn)，在1890年，尼古拉·特斯拉，這位現(xiàn)代交流電系統(tǒng)的奠基者就開始構(gòu)想無線供電方法，最后提出了一個非常宏大的方案——把地球作為內(nèi)導體；在地球與電離層之間建立起大約8Hz的低頻共振，再利用環(huán)繞地球表面電磁波來遠距離傳輸電力。在當時，特斯拉也利用線圈進行了一系列的實驗，開創(chuàng)了無線電力傳輸?shù)南群印Ｔ?990年，特斯拉開始了他的研究，并設法讓電能像廣播一樣跨越大洋，后來因為投資巨大，這項技術(shù)“胎死腹中”。盡管特斯拉的研究最終沒有結(jié)果，但是他當初的無線供電技術(shù)構(gòu)想絕對是足夠的大膽。 2.無線充電技術(shù)的發(fā)展 雖然特斯拉線圈在當時沒有得到推行，但是到了20世紀20年代中期，日本的H.Yagi和S.Uda從理論上完全證實了這種方案是一種區(qū)別于有線傳輸?shù)奶厥夤╇姺绞?，目前無線供電技術(shù)主要有電磁耦合、光電耦合、電磁共振等三種不同的方式。 3.供電方式 目前無線供電技術(shù)主要有電磁耦合、光電耦合、電磁共振等三種不同的方式。 1、?電磁耦合??電磁耦合對電源工程師來說，在熟悉不過了，變壓器就是利用這個原理來傳遞能量的。如果把變壓器的兩個繞組分開，就是某種意義上的無線供電。電動牙刷的充電就是一個典型的案例，但是用電磁耦合的方式有很大的缺點，沒有高磁導率的磁芯作為介質(zhì)，磁力線會嚴重發(fā)散到空氣中，導致傳遞效率下降，特別在兩個線圈遠離的時候，下降得非常厲害。所以此種方式只適合小功率、近距離的傳輸，對于大功率、遠距離的無線供電這種方式就不太好。 2、?光電耦合??光電耦合就是把電能轉(zhuǎn)化成光能，比如激光，通過光將能量傳遞到目的地再轉(zhuǎn)化成電能。這種無線供電技術(shù)比較直觀，光電耦合還能很好的抑制干擾，而且光電轉(zhuǎn)化技術(shù)的應用相對廣泛。但是由于光傳播的單向性，決定了其傳遞路徑有一定的缺陷，即傳遞路徑中不能有障礙物。所以這種技術(shù)，也有相應的缺陷。 3、?電磁共振耦合??人們對電磁共振著個名詞比較陌生，其原理類似聲波共振的原理，如果兩種介質(zhì)具有相同的共振頻率，就可以用來傳遞能量。電磁共振室目前正在研究的一種電力傳輸方式。2008年，英特爾公司的工程師們曾以該項技術(shù)作為基礎(chǔ)，在據(jù)電源3英尺的地方點亮一個60W的燈泡。 2010年9月報，富士通的無線充電技術(shù)利用磁共振在充電器與設備之間的空氣中傳輸電荷，線圈和電容器在充電器與設備之間形成共振。富士通表示這一系統(tǒng)可以在未來得到廣泛應用，例如針對電動汽車的充電區(qū)以及針對電能芯片的電量傳輸，采用這項技術(shù)研制的充電系統(tǒng)所需要的充電時間只有當前的一百五十分之一。目前，日本計劃在2012年設置充電網(wǎng)點。??? 另外由富爾頓開發(fā)的eCoupled技術(shù)源于19世紀法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應原理，當電流通過線圈產(chǎn)生磁場時，相應的裝備就會受磁場影響產(chǎn)生電流，電的輸送就以“無線”方式完成了，而且eCoupled技術(shù)還可以對不同功能的同一電器加以甄別，并且適配相應的電量。最初，富爾頓將研發(fā)的eCoupled技術(shù)運用在母公司安利的凈水器中，為凈水器的燈泡無線供電。據(jù)《Protable?Design》2010年第10期報道，預計2013年，無線充電設備的全球潛在市場容量接近140億美元，到2014年，無線充電設備的出貨量將達到2.5億臺。 目前無線充電聯(lián)盟的企業(yè)包括：Atmel、Callpod、LG電子、美國國家半導體、諾基亞、奧林巴斯、飛利浦、Rohm、三星電子、桑菲通訊、索愛、德州儀器、中光電等60家企業(yè)。中國作為世界上最大的無線移動通信市場，應用需求龐大。中國桑菲通訊是無線充電聯(lián)盟的十家常委企業(yè)之一，該公司董事長稱，標準的發(fā)布，必將推動無線充電市場向縱深方向發(fā)展。 4.無線充電技術(shù)的現(xiàn)狀 無線充電技術(shù)在國外很多研究機構(gòu)和企業(yè)團體還在大量精力研究和論證可行性以及工業(yè)化，可是中國國內(nèi)在清華大學、北京科技大學、哈工大、北方工大等一些科研院校以及深圳、上海等城市的一些高科技企業(yè)已經(jīng)完全進入這個熱門又前衛(wèi)的行業(yè)，在手機、筆記本等電子信息產(chǎn)品以及美容美顏等生活小家電產(chǎn)品中廣泛試用，并小規(guī)模量產(chǎn)。目前無線充電技術(shù)也越來越頻繁地在各大通信技術(shù)展電源新技術(shù)展上露面，各大公司也紛紛推出自己的研究成果。2007年6月，美國麻省理工學院的研究小組發(fā)布了“向距離約2m遠的60W的電燈泡輸送電力，并將其點亮”的實驗報告，令全球為之矚目。以此為開端，眾多廠商及研究機構(gòu)為了實現(xiàn)“無線供電”的實用化，也都開始了積極研發(fā)。??2008年8月，無線充電聯(lián)盟在北京舉行新聞發(fā)布會，宣布將無線充電國際標準引入中國，無線充電聯(lián)盟副主席布雷特·劉易斯介紹，聯(lián)盟成員近60家包括勁量、LG電子、諾基亞等。在2009年Windows?7發(fā)布會上，微軟CEO鮑爾默更是帶來了最新的無線視頻輸出和無線供電技術(shù)。??無線充電技術(shù)在市政交通方面也有所建樹，2010年3月，第一輛無線充電電動車在韓國首爾大公園試運行。? 5.無線充電技術(shù)的前景展望 ???1.無線充電在手機上的應用??我國是最大的手機市場，且世界上60%的手機都是在中國制造，所以無線充電技術(shù)必然要在中國生根發(fā)芽。要在手機上實現(xiàn)無線充電，目前必須有兩個部分：發(fā)射器，與電源連接，負責向廣闊空間發(fā)射電能；接受器，一般安裝在電子產(chǎn)品上，用來接受電能。目前只有部分手機支持無線充電而且充電器的尺寸還有點大，據(jù)介紹，在最近兩年內(nèi)，無線充電接受器會充分“瘦身”，成為手機產(chǎn)品中內(nèi)置的無線充電接受芯片，只有指甲蓋那么大?！澳壳?，諾基亞、飛利浦、三星、索尼愛立信以及RIM等眾多國際知名手機廠商都很支持這一技術(shù)，無線充電器也有可能會與手機一起捆綁進行銷售?！笔謾C只是第一個目標，以后PMP\MP3播放器、數(shù)字照相機、手提電腦等產(chǎn)品都可以使用全新的低能耗、高兼容的無線充電器。預計5年內(nèi)實現(xiàn)遠距離無線充電。未來，無線充電技術(shù)將怎樣改變我們的生活？方便自不必說，除此之外，無線充電還更安全，沒有外漏的連接器，漏電、跑電等安全隱患可徹底避免。有人擔心輻射問題，這個技術(shù)最先在凈水器中運用，至今已經(jīng)有8年時間了，安全性已經(jīng)得到了36個國家的驗證，不會對人體和環(huán)境帶來危害。據(jù)介紹，無線充電大致上是通過電磁場輸送能量的，而人類以及人類身邊的絕大多數(shù)物件都是非磁性的。目前，這個效能接受率還在不斷提高，很快將能達到98%。 2.無線充電技術(shù)在醫(yī)療設備上的應用??目前植入式醫(yī)療設備的供電主要依靠植入電池，其最大弊端在于電量耗盡后的處理問題，無論是取出更換電池還是永久買入體內(nèi)，均存在隱患，因此，便攜的外部無線供充電可以實現(xiàn)為低功耗無線傳感器網(wǎng)絡，可以與病人體內(nèi)的醫(yī)用植入設備進行充電，也可以為特殊壞境下的自動檢測系統(tǒng)充電。某些植入裝置體積非常小，無法容納電池。如人工耳蝸，它需要手術(shù)植入替代內(nèi)耳毛細胞發(fā)揮作用的一項電子裝置。采用外部電源無線供充電方式能為植入式醫(yī)療電子設備連續(xù)提供高點能。利用無線射頻連接，不但可以實現(xiàn)能量的傳遞，同時可以對植入式醫(yī)療電子設備進行控制和查詢。另外，植入式醫(yī)療電子設備的使用壽命和存儲壽命不再受電池的限制。例如，心臟起搏器（必要時候供電信號激活心臟復蘇與維持正常），目前，心臟起搏器植入人體之后，8-10年左右就需要更換電池。也就是說，雖然安裝了心臟起搏器，那么每隔8-10年就還需要再動一次手術(shù)來進行起搏器電池的更換。試想一下如果心臟起搏器采用了無線充電的技術(shù)，是不是省事多了？更不會發(fā)生手術(shù)失敗、胸腔感染等情況，患者的術(shù)后生活質(zhì)量竟會得到極大的提升。 3.無線充電技術(shù)在移動智能終端設備上的應用??在無線充電聯(lián)盟的技術(shù)規(guī)劃中，未來125W左右的大功率電子設備也將支持。 4.無線充電技術(shù)在電動汽車上的應用??隨著我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，國家相應的優(yōu)惠政策、補貼政策、依舊換新政策等一系列政策的能源氣出臺，進一步促進了私家車增加，國際上能源與環(huán)境已成為當前全球最為關(guān)注的問題，能源的緊缺與替代、環(huán)境的污染與保護共同促使了環(huán)保新車的大力發(fā)展。??電動汽車是首先發(fā)展起來的一種環(huán)保新能源汽車，包括蓄電池電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車。其中蓄電池電動汽車技術(shù)已經(jīng)漸漸成熟，很多廠商已經(jīng)開始大力生產(chǎn)，各地也在進行充電站的建設。但是蓄電池充電問題一直令研究者頭疼，因此，充電技術(shù)的解決，將極大推動蓄電池電動汽車的發(fā)展。??無線充電技術(shù)要想應用在電動汽車上，一方面在道路及建筑工程建設中，由電力供應單位根據(jù)規(guī)劃圖事先在路口、公共停車場的車位、單位或小區(qū)的停車位和車庫下面預埋無線充電的充電器，并做好充電器與電網(wǎng)或太陽能電池板連接；另一方面，汽車生產(chǎn)廠家要在汽車底部安裝無線充電的接受裝置，并與徐電磁等設備連接；另外，國家相關(guān)部門要同一發(fā)射、接受信號的頻率，使其能都通用。??? 在應用無線充電技術(shù)運用到電動汽車上時，還應注意以下問題??1.?國家要出臺相應的政策，鼓勵、扶持并規(guī)范無線充電汽車的發(fā)展和充電設施的建設，無線充電是一個剛剛起步甚至可以算還未起步的領(lǐng)域，其有效發(fā)展可以很大程度上解決電動汽車發(fā)展的一個瓶頸。2.?無論最終采取何種方式充電、采用何種蓄電池，國家及各地方有關(guān)部門??都要對其頻率、安全、環(huán)保、節(jié)能等方面做好研究，避免對人體和環(huán)境造成危害。3.在實際使用過程中，由于發(fā)射端置于地下，要對其進行保護，在雨水多?的地方要采用防水設施。 6.意義和影響 無線充電技術(shù)的優(yōu)勢在于便攜性和通用性，可使得多種設備使用一臺充電基站，也許在不久的將來，各種電源適配器剪不斷理還亂的情況將不復存在，而利用公共移動設備充電站成為現(xiàn)實。其給大眾帶來的意義與影響非同凡響。（1）便攜性????由于電波的傳輸與設備的充電接口無關(guān)，所以如果無線充電技術(shù)一旦普及，不僅將使得電子產(chǎn)品不受插座和線纜束縛，充電更方便，而且將使不同品牌、不同接口的充電器不兼容的問題得到解決。在不久的將來，全球性的無線充電設施就會遍布每個家庭、咖啡廳、機場和其他公共場所，消費者可以利用這些無線充電設備隨時隨地充電。這一切因為無線充電的存在而變得非常便捷。（2）美觀性????沒有了電線和充電接口，便攜式移動類的電子設備體積將進一步縮小，從而增加攜帶的美觀性與方便性。將來在解決了能效轉(zhuǎn)化問題，電磁人體輻射安全的情況下，如果所有的家電都進入無線供電時代，將能夠有效解決家庭布線、家電固定化、居室墻面、景觀破壞等問題，為人們的生活提供更多的美化效果。同時，還將節(jié)省大量大量的人力、材質(zhì)等。?（3）安全性??由于無線電子設備的外殼上可以省去金屬接點或者充電開口，電子產(chǎn)品的防水性和密封性將進一步增強，如是用無線充電技術(shù)的電動牙刷和電動剃須刀的防水性將進一步得到提高。醫(yī)療儀器制造商也希望經(jīng)由無線充電的方法來取代插頭，因為這將使電池供電的設備具有防水性能，并且便于消毒。而且對于消費者來說，無線充電的意義還不僅僅如此，隨著無線充電技術(shù)從手機、平板等小功率設備向筆記本電腦、智能電視甚至電動汽車等大型設備的拓展，更多的驚喜值得期待。? 無線充電技術(shù)目前還處于研發(fā)階段,但有許多國家已經(jīng)將其應用到手機、電腦、隨身聽等設備上，其中美國、韓國、日本等國家也開始了無線充電汽車相關(guān)的研發(fā)。? 無線充電技術(shù)擁有堅實的群眾基礎(chǔ)，相關(guān)調(diào)查報告顯示，人們對通過無線供電解決方案有濃厚的興趣，無線充電技術(shù)被消費者列為前20%的重要科技，另有超過80%的受訪者認為，他們將會把無線充電技術(shù)用于所以的電子設備上，而且每次充電都會盡可能使用無線充電。相信隨著該技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，必定會給我們的生產(chǎn)生活帶來很大的福利，也將減少我們對現(xiàn)有能源的依賴。 來源于：《無線充電技術(shù)的簡介與展望》 黃河科技學院畢業(yè)設計（文獻翻譯） 第14頁 附：英文原文 Wireless charging technology overview and outlook 1. The history of wireless charging technology The history of wireless charging technology actually idea of wireless power supply have emerged as early as one hundred years ago, in 1890, nikola tesla, the founder of the modern alternating current (ac) system began to idea of wireless power supply method, and finally put forward a very ambitious plan - the earth as the inner conductor; Between the earth and the ionosphere established about 8 hz low frequency resonance, recycled around the earth's surface electromagnetic wave to transmit power at a distance. At the time, tesla is a series of experiments are carried out using coil, created the wireless power transmission. In 1990, and tesla began his research, and try to make electricity like broadcast across oceans, afterwards because of huge investment, the technology of "death". Although tesla research ultimately no results, but his original wireless power technology idea is bold enough. 2. The development of wireless charging technology The development of wireless charging technology tesla coil at the time didn't get, but in the mid - 1920 - s, Japanese H.Y agi and S.U da theoretically confirmed this solution is a completely different from special power supply way of cable transmission, the wireless power supply technology, photoelectric coupling, electromagnetic coupling main magnetic resonance, etc. Three different ways. 3. The power supply The current wireless power supply technology, photoelectric coupling, electromagnetic coupling main magnetic resonance, etc. Three different ways. 1, electromagnetic coupling, electromagnetic coupling for power engineers, in the familiar, the transformer is to use this principle to transfer energy. If separate two winding transformer, is something of a wireless power supply. Rechargeable electric toothbrush is a typical case, but the use of electromagnetic coupling way has a lot of disadvantages, not high magnetic permeability of magnetic core as a medium, the lines of magnetic force can lead to serious spread into the air, resulting in a decline in transferring efficiency, especially when two coil from down badly. So this way is only suitable for small power, close communication, for high-power, long-distance wireless power supply is not so good this way. 2, photoelectric coupling photoelectric coupling is to convert electrical energy to light energy, such as laser, energy transfer to the destination by light into electricity. The wireless power supply technology is more intuitive, photoelectric coupling also can well restrain interference, and the application of the photoelectric conversion technology is relatively wide. The unidirectional, but made by light transmission determines its transfer path has certain defects, there can be no obstacles in the transfer path. So this kind of technology, also has the corresponding defects. 3 people on magnetic resonance and magnetic resonance coupling has a noun is unknown, its principle is similar to the principle of sonic resonance, if the two media have the same resonance frequency, can be used to transfer energy. Magnetic resonance chamber are currently studying a way of power transmission. In 2008, Intel engineers had to the technology as the foundation, in according to the power three feet lit a 60 w light bulb. In September 2010, Fujitsu, wireless charging technology using magnetic resonance between the charger and the device of the air transport charge, the coil and capacitor in resonance between the charger and the device. Fujitsu said the system can be widely used in the future, such as for electric car charging area and the power chip, power transmission, adopting the technology of the charging system the required charging time is only about one over one hundred and fifty of the current. At present, Japan plans to set the charging points in 2012. Also developed by Fulton eCoupled technology originated in the 19th century Faraday discovered electromagnetic induction principle, when the current through the coil generates magnetic field, the corresponding equipment will be affected by magnetic field creates an electric current, electric transmission is completed in "wireless" way, and eCoupled technology can also be from of different functions of the same electrical appliances, and the corresponding power adapter. Initially, Fulton will develop eCoupled technology used in parent company amway water purifier, water purifier for bulb wireless power supply. According to the Protable Design, 10th, 2010, is expected in 2013, the potential markets in the world of wireless charging equipment capacity is close to $14 billion, to 2014, wireless charging equipment shipments will reach 250 million units. Current wireless charging alliance enterprises include: Atmel, Callpod, LG electronics, national semiconductor, nokia, samsung, Olympus, philips, Rohm, SangFei communications, SONY Ericsson, Texas instruments, such as photoelectric in the 60 companies. China as the world's largest mobile communications market, huge application demand. China SangFei communication is one of the 10 member enterprises alliance of wireless charging, the chairman of the board of directors of the company, according to the standard, will surely push for wireless charging market to develop in the direction of depth. 4.The status of the Wireless charging technology The status of wireless charging technology wireless charging technology in foreign countries a lot of research institutions and enterprise groups is still in a lot of energy research and demonstrates the feasibility and industrialization, but China in tsinghua university, Beijing university of science and technology, Harbin institute of technology, north university and some other scientific research institutions and in some cities such as shenzhen, Shanghai high-tech enterprise has fully into the hot and forward industry, in the electronic information products such as mobile phones, laptops, and widely used in life such as small home appliance is beauty skin care products, and small-scale production Current wireless charging technology is becoming more and more frequently appear in each big communication technology on the power of new technology, companies have also launched their own research. In June 2007, the United States at the Massachusetts institute of technology research group released "to the distance of about 2 m from 60 w light bulb carry electricity, and lit it" experiment report, make the attention of the world. To start, as numerous manufacturers and research institutions in order to achieve the "wireless power" practical, also began to actively research and development. In August 2008, wireless charging union held a press conference in Beijing, announced the wireless charging international standard introduced to China, bret lewis, vice President of wireless charging alliance, nearly 60 members including energizer, LG, nokia, etc. Windows 7 in 2009 conference, Microsoft CEO Steve ballmer is brought in the latest wireless video output and wireless power supply technology. Wireless charging technology in city transport, also in March 2010, the wireless charging of electric cars in Seoul, South Korea, large amount of the first trial run in the park. 5.The prospects of wireless charging technology Wireless charging on a mobile phone application is one of the biggest mobile phone market in China, and 60% of the world's mobile phones are made in China, so the wireless charging technology is bound to take root in China. To realize wireless charging mobile phone, the current must have two parts: transmitter, connected to the power supply, to the vast space launch power; Receiver, general installation on the electronic products, used to receive electrical energy. At present only part of the mobile phone supports wireless charging and the dimensions of the charger is still a little big, it was reported that in recent two years, wireless charging receiver will fully "lean", become the wireless charging accept chip embedded in the mobile phone products, the size of your fingernail. "At present, nokia, philips, samsung, SONY Ericsson, and research in motion (RIM), and many other international well-known mobile phone manufacturer is to support the technology, wireless chargers are also likely to be bundled with mobile phones for sale." Mobile phone is just the first goal, after PMP/MP3 players, digital cameras, laptops, etc all can use the new low energy consumption, high compatible wireless charger. Is expected to realize long-distance wireless charging within five years. How in the future, wireless charging technology will change our lives? Convenient since needless to say, in addition, wireless charging is more secure, without connector leakage, leakage, electric leakage and other security hidden danger can be completely avoided. Someone worry about radiation, this technology was first used in water purifiers, until now already has eight years time, security has been validated by the 36 countries, will not bring harm to the human body and environment. According to introducing, wireless charging generally is through the electromagnetic field energy, and human and the human side of the majority of items are magnetic. At present, the efficiency of the accept rate continues to improve, will soon be able to achieve 98%. 2, wireless charging technology application in medical equipment power supply of implantable medical device at present rely mainly on implanted battery, its biggest drawbacks is to deal with the problem after the battery runs out, whether replacement batteries or buy permanently, there exist hidden danger, therefore, the portable external for wireless charging can be implemented as low power wireless sensor network (WSN), can be recharged and patients medical devices implanted in the body, also can recharge under the special circumstance of automatic test system. Some implants volume is very small, can't accommodate the battery. Such as cochlear, it needs to be surgically inserted instead of inner ear hair cells play a role of an electronic device. The use of external power wireless charging methods for continuous provide high can for implantable medical electronics. Using radio frequency links, not only can achieve energy transfer, also can control and query for implantable medical devices. In addition, implantable medical electronics the service life and storage life are no longer limited by the battery. For example, a cardiac pacemaker (necessary power supply signal activation of cardiac recovery and maintain normal), at present, the cardiac pacemaker implantation in the human body, after 8 to 10 years or so need to replace the battery. That is to say, although installed pacemakers, then every eight to ten years will also need to be an operation to replace pacemaker cells. Imagine if a pacemaker used the wireless charging technology, it is more convenient? More don't happen surgical failures, chest infection, etc., the postoperative quality of life of patients could get great improvement. 3, the wireless charging technology application in mobile intelligent terminal equipment in the league of wireless charging technology planning, the future of around 125 w high power electronic equipment will also support.4, wireless charging technology in electric vehicle application along with the rapid development of economy in our country, the national corresponding preferential policies, the subsidy policy, still in the new policy and a series of policies introduced gas energy, further promoted the private cars increase, the international energy and environment has become the world's most current concerns, and alternative energy shortage, environment pollution and protection to the developing of the new environmental protection. The electric car is the first developed a kind of environmentally friendly new energy vehicles, including battery electric vehicles, hybrid electric vehicles and fuel cell electric cars. The battery electric vehicle technology has matured, many manufacturers have begun to production, around also in the construction of charging stations. But the battery charging issue has been the researchers have a headache, and, therefore, solution of charging technology, will greatly promote the development of battery electric vehicles. Wireless charging technology to be applied in electric cars, on the one hand, during the construction of roads and buildings, by the power supply unit according to plan in advance in the intersection, public parking lot parking, parking space and garages unit or village below embedded wireless charging the charger, and make the charger connected to the grid or solar panels; Car manufacturers, on the other hand, want to install in car at the bottom of the acceptance of wireless charging device, and electromagnetic devices such as xu and connectivity; In addition, the relevant state departments to the same emission and receiving signal frequency, can make its are general. On the application of wireless charging technology applied to electric vehicles, should also pay attention to the following questions 1) countries should publish relevant policy, encourage, support and standardize the development of the wireless charging car and the construction of the charging infrastructure, wireless charging is a fledgling can even calculate is not start field, its effective development can be largely solved the electric car development a bottleneck. 2) no matter which way eventually to take charge, using what kind of battery, state and local relevant departments should be on its frequency, safety, environmental protection, energy saving, etc, do research, avoid the harm to human body and environment. 3) in the actual use process, because the transmitter on the ground, want to protect, so much rain in the place of waterproof facilities must be used. 6.The influence and significance Influence, significance and wireless charging technology has the advantage of portability and versatility, and can make a variety of devices using a charging station, perhaps in the near future, all kinds of power adapter cut hard also disorderly situation will disappear, and the use of public charging stations mobile devices become a reality. Its significance and influence to the public were remarkable. (1) portable due to waves transmission has nothing to do with the charging interface equipment, so if the wireless charging technology once popular, not only will make electronics from the plug and cable tie, charging more convenient, and it will make different brands, different interface charger incompatible problem is resolved. In the near future, global wireless charging infrastructure will be in every home, coffee shops, airports and other public pla