用于无线电力传输的方法、装置和系统制造方法及图纸

提供以改进的设备标识和信令安全性进行无线电力传输的系统、设备、方法以及计算机可读介质。电力接收单元(PRU)(102)可以包括接收谐振器模块(104)，用于通过感应谐振耦合链路(108)从电力发送单元(PTU)(112)接收电力。电力可以被调制，以通过谐振耦合链路(108)提供PRU(102)与PTU(112)之间的信令。PRU(102)可以还包括信令链路通信模块，用于通过无线通信链路(110)提供PRU(102)与PTU(112)之间的第二类型的信令。PRU(102)可以还包括控制器模块，用于：通过谐振耦合链路(108)接收由PTU(112)生成的随机数；基于该随机数并且基于PRU(102)的标识符来计算编码响应；以及通过无线通信链路(110)将编码响应发送到PTU(112)，以用于PTU(112)进行验证。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及无线电力传输，更具体地说，涉及以改进的电力接收设备的标识和在电力发送设备与电力接收设备之间建立安全信令链路进行的无线电力传输。
技术介绍
对设备(例如智能电话、平板电脑、个人数字助理和其它移动平台)的无线电力传输(包括无线充电)正变得日益普遍。典型地，接收无线电力的设备(或待充电的设备)被放置在包括电力发送单元(PTU)的电力发送平台(例如，充电板)上。PTU通过各设备之间的电磁场的感应耦合(包括例如用在无线电力传输技术中的磁谐振)以无线方式将电力提供给设备。设备中的电力接收单元(PRU)被配置为接收该感应电力并且将其用于对设备进行充电。可以通过调制感应电磁场在PTU与PRU之间建立初始通信。通常，在建立初始通信之后，采用可能更高效的辅助通信机制来交换其它信息并且协商电力传输参数等。辅助通信可以是通过无线连接(例如)进行。PTU可以被配置为同时支持对多个PRU的电力传输(以及与它们的通信)。此外，在一些环境中，可能存在处于操作中的多个PTU。PRU典型地是通过PRU标识号被识别给PTU的，PRU标识号可以例如通过无线连接发送。因此可能的是，PRU可能将欺骗性的标识呈现给PTU，或者PTU可能无意中检测到正受另一PTU充电的PRU。通常不存在用于PTU验证其正与位于其顶部上或者说在感应耦合的范围内的PRU进行通信的可靠方法。此外，无线连接并未加密，并且因此可能被其它设备嗅探，由此妨碍在PTU与PRU之间发送机密或敏感的信息。附图说明随着以下具体实施方式继续，并且在参照附图时，所要求的主题内容的实施例的特征和优点将变得清楚，其中，相同标号描述相同部分，并且其中：图1示出与本公开一致的一个示例实施例的顶层系统示图；图2示出与本公开一致的一个示例实施例的框图；图3示出与本公开一致的另一示例实施例的框图；图4示出与本公开一致的一个示例实施例的操作的流程图；图5示出与本公开一致的另一示例实施例的操作的流程图；图6示出与本公开一致的另一示例实施例的操作的流程图；图7示出与本公开一致的另一示例实施例的操作的流程图；以及图8示出与本公开一致的另一示例实施例的平台的系统示图。虽然将参照说明性实施例进行以下具体实施方式，但很多替选、修改及其变化将对于本领域技术人员是显而易见的。具体实施方式总体上，本公开提供了以改进的电力接收设备的标识和在电力发送设备与电力接收设备之间建立安全信令链路进行的无线电力传输的系统、设备、方法和计算机可读介质。电力通过电力发送设备(例如充电板)中的电力发送单元(PTU)与接收无线电力的设备中的电力接收单元(PRU)之间的感应谐振耦合链路进行发送。除了谐振耦合链路的电力传输功能之外，电力还可以被调制以通过该链路提供信令机制能力。该信令机制典型地仅对放置在PTU上(或与其相对紧密靠近)的设备是可访问的，并且因此是相对安全的，但是通常对于通信来说是不高效的方法。也可以在PTU与PRU之间提供更高效的第二信令机制，例如连接，除非被加密，否则它可能经受附近其它设备的嗅探。PTU可以被配置为使用第一信令机制(电力调制)来生成随机数或伪随机数并将其发送到PRU。PRU可以被配置为基于该随机数和与PRU关联的标识号的组合来生成编码的或加密的响应。然后可以使用第二信令机制将编码响应连同PRU标识号一起发送回到PTU。PTU保留有所存储的它先前生成的随机数的副本(copy)并且现在还访问PRU标识号，于是PTU可以生成编码响应的本地副本，以便与从PRU接收到的编码响应的副本进行比较。比较结果匹配可以用以验证PRU接收到随机数发送，并且因此PRU是靠近PTU的。该验证也可以使得能够使用随机数作为PTU与PRU之间的共享密钥(sharedsecret)，以对用于未来通信的第二信令机制建立加密，由此除了提供相对更高效的通信之外，第二信令机制还可以是安全的。图1示出与本公开一致的一个示例实施例的顶层系统示图100。待充电的设备101可以位于相对紧密靠近无线充电站111的位置，例如，被放置在该站的充电平台的顶部上。待充电的设备101可以是例如智能电话、智能平板电脑、个人数字助理(PDA)、移动互联网设备(MID)、可折叠平板电脑、笔记本或膝上型计算机等。应理解，可以采用很多其它配置来使设备101位于相对紧密靠近充电站111的位置，例如堆叠布置，并排式布置，使设备位于充电器内，或者使充电器位于设备内。待充电的设备101被示为包括PRU102，PRU102可以进一步包括接收(Rx)谐振器电路104和PRU控制器模块106。PRU控制器模块106可以被配置为采用共享密钥能力，如以下将更详细描述的那样。类似地，无线充电站111被示为包括PTU112，PTU112可以进一步包括发送(Tx)谐振器电路114和PTU控制器模块116。PTU控制器模块116也可以被配置为采用共享密钥能力。Rx谐振器104和Tx谐振器114可以被配置为通过谐振感应耦合链路108在站111与设备101之间传输电力。电力传输还可以被调制，以提供信令能力。在一些实施例中，通过谐振耦合链路的电力传输和信令可以遵循无线电力联盟(A4WP)系统标准。PRU102和PTU112也可以被配置为通过无线链路110(例如低功耗链路(BLE)或其它合适类型的无线通信链路)进行通信。图2示出与本公开一致的一个示例实施例的框图200。PRU102更详细地被示为包括Rx谐振器电路104、Rx谐振器接口模块202、客户机设备负载204、PRU控制器模块106和信令链路模块214。PRU控制器模块106可以进一步包括随机数(R)生成器模块206、编码响应(S)计算模块208、PTU验证模块210和加密通信模块212。Rx谐振器104可以被配置为通过谐振感应耦合链路108从无线充电站111的PTU112接收电力。Rx谐振器接口202可以被配置为将接收到的电力传递到待充电或再充电的客户机设备负载(例如设备的电池)。Rx谐振器接口202也可以被配置为：检测接收到的电力的调制，并且将与该调制关联的信号提供给PRU控制器106。在一些实施例中，Rx谐振器也可以被配置为将调制的电力通过谐振感应耦合链路108发送到PTU112，例如以私下(privately)与PTU进行通信，如以下将进一步解释的那样。在此情况下，Rx谐振器接口202可以在PRU控制器106的控制下驱动Rx谐振器，以将调制应用于待发送到PTU112的信号。以下将具体结合参照图4、图5和图6的流程图的讨论更详细地解释包括部件模块206、208、210和212的PRU控制器106的操作。信令链路模块214可以被配置为例如根据无线协议(例如BLE)提供PRU102与PTU112之间的无线通信。无线通信可以是未加密的或加密的，并且可以在这两种模式之间切换。图3示出与本公开一致的另一示例实施例的框图300。PTU112更详细地被示为包括Tx谐振器电路114、Tx谐振器接口模块302、电源304、PTU控制器模块116和信令链路模块314。PTU控制器模块116可以进一步包括随机数(R)生成器模块306、编码响应(S)计算模块308、PRU验证模块310和加密通信模块312。Tx谐振器114可以被配置为通过谐振感应耦合链本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对设备进行无线电力传输的电力接收单元(PRU)，所述PRU包括：接收谐振器模块，用于通过感应谐振耦合链路从电力发送单元(PTU)接收电力，所述电力被提供用于所述无线电力传输，其中，所述电力进一步被调制，以通过所述谐振耦合链路提供所述PRU与所述PTU之间的第一类型的信令；信令链路通信模块，用于通过无线通信链路提供所述PRU与所述PTU之间的第二类型的信令；和控制器模块，用于：通过所述谐振耦合链路接收由所述PTU生成的随机数；基于所述随机数并且基于与所述PRU关联的标识符(PRU_ID)来计算编码响应；以及通过所述无线通信链路将所述编码响应发送到所述PTU，以用于所述PTU进行验证。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于对设备进行无线电力传输的电力接收单元(PRU)，所述PRU包括：接收谐振器模块，用于通过感应谐振耦合链路从电力发送单元(PTU)接收电力，所述电力被提供用于所述无线电力传输，其中，所述电力进一步被调制，以通过所述谐振耦合链路提供所述PRU与所述PTU之间的第一类型的信令；信令链路通信模块，用于通过无线通信链路提供所述PRU与所述PTU之间的第二类型的信令；和控制器模块，用于：通过所述谐振耦合链路接收由所述PTU生成的随机数；基于所述随机数并且基于与所述PRU关联的标识符(PRU_ID)来计算编码响应；以及通过所述无线通信链路将所述编码响应发送到所述PTU，以用于所述PTU进行验证。2.如权利要求1所述的PRU，其中，所述控制器模块进一步用于：从所述PTU接收所述验证的确认，并且所述随机数是用于对通过所述无线通信链路进行的进一步通信加密的共享密钥。3.如权利要求1或2所述的PRU，其中，所述谐振耦合链路上的所述第一类型的信令遵循无线电力联盟(A4WP)系统标准，并且所述随机数是在所述第一类型的信令的电力信标中接收到的。4.如权利要求1至3中任一项所述的PRU，其中，所述无线通信链路上的所述第二类型的信令遵循低功耗(BLE)系统标准，并且所述编码响应是在BLE广告分组中发送的。5.如权利要求1至4中任一项所述的PRU，其中，基于散列算法和/或加密函数来计算所述编码响应。6.如权利要求1至5中任一项所述的PRU，其中，所述控制器模块进一步用于：通过所述无线通信链路接收由所述PTU生成的第二随机数；基于所述随机数并且基于所述第二随机数来计算第二编码响应；以及通过所述无线通信链路将所述第二编码响应发送到所述PTU，以用于所述PTU进行进一步验证。7.如权利要求1至6中任一项所述的PRU，其中，所述控制器模块进一步用于：生成第二随机数，以便通过所述谐振耦合链路发送到所述PTU，其中，所述PTU基于所述第二随机数并且基于与所述PTU关联的标识符(PTU_ID)来计算第二编码响应；通过所述无线通信链路从所述PTU接收所述第二编码响应和所述PTU_ID；基于所述第二随机数和接收到的所述PTU_ID来计算第三编码响应；以及验证接收到的所述第二编码响应匹配计算出的所述第三编码响应。8.如权利要求1至7中任一项所述的PRU，其中，所述设备是智能电话、智能平板电脑、笔记本或膝上型计算机。9.一种用于通过设备的电力接收单元(PRU)提供无线电力传输的电力发送单元(PTU)，所述PTU包括：发送谐振器模块，用于通过感应谐振耦合链路将电力发送到所述PRU，所述电力被提供用于所述无线电力传输，其中，所述电力进一步被调制，以通过所述谐振耦合链路提供所述PTU与所述PRU之间的第一类型的信令；信令链路通信模块，用于通过无线通信链路提供所述PTU与所述PRU之间的第二类型的信令；和控制器模块，用于：生成随机数，以便通过所述谐振耦合链路发送到所述PRU，其中，所述PRU基于所述随机数并且基于与所述PRU关联的标识符(PRU_ID)来计算编码响应；通过所述无线通信链路从所述PRU接收所述编码响应和所述PRU_ID；基于所述随机数和接收到的所述PRU_ID来计算第二编码响应；以及验证接收到的所述编码响应匹配计算出的所述第二编码响应。10.如权利要求9所述的PTU，其中，所述控制器模块响应于验证匹配而进一步用于：将确认发送到所述PRU，以指示所述随机数是用于对通过所述无线通信链路进行的进一步通信加密的共享密钥。11.如权利要求9或10所述的PTU，其中，所述控制器模块响应于验证匹配失败而进一步用于：将所述PRU的状态记录为远距的。12.如权利要求9至11中任一项所述的PTU，其中，所述谐振耦合链路上的所述第一类型的信令遵循无线电力联盟(A4WP)系统标准，并且所述随机数是在所述第一类型的信令的电力信标中接收到的。13.如权利要求9至12中任一项所述的PTU，其中，所述无线通信链路上的所述第二类型的信令遵循低功耗(BLE)系统标准，并且所述编码响应是在BLE广告分组中发送的。14.如权利要求9至13中任一项所述的PTU，其中，基于散列算法和/或加密函数来计算所述编码响应。15.如权利要求9至14中任一项所述的PTU，其中，所述控制器模块进一步用于：生成第二随机数，以便通过所述无线通信链路发送到所述PRU，其中，所述PRU基于所述随机数和所述第二随机数来计算第二编码响应；通过所述无线通信链路从所述PRU接收所述第二编码响应；基于所述随机数和所述第二随机数来计算第三编码响应；以及验证接收到...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·吴，A·霍什内维斯，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US