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射頻無(wú)線充電,能否成為破解物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備電池憂慮的終極解決之道?

2023/03/31
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如何供電是構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)要解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。傳統(tǒng)的有線供電雖然對(duì)設(shè)備的功耗設(shè)計(jì)降低了要求,但有線供電有部署成本高、安裝位置受限、位置變更成本高等缺點(diǎn),因而越來(lái)越被電池供電方式所取代。但是電池供電也有其局限:首先,受尺寸限制,電池供電設(shè)備的電量通常不高,而物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備一旦部署,通常要求不換電池能工作三到五年,這就對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的功耗設(shè)計(jì)提出極高要求,為了滿足功耗指標(biāo),物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備往往需要降低性能或減少功能;其次,大量電池供電物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的使用,帶來(lái)電池棄置處理問(wèn)題,據(jù)統(tǒng)計(jì),僅在美國(guó)每年被棄置的電池就超過(guò)10億顆,這些電池通常得不到良好的處置,因而給環(huán)境帶來(lái)了極大壓力。那么,有沒(méi)有一種可能的解決方案能為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備“完美”供電?它既可以像有線供電一樣為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備帶來(lái)持久穩(wěn)定的電力供應(yīng),又能像電池供電一樣靈活方便部署,還沒(méi)有電池供電帶來(lái)的環(huán)境污染與換電池的成本等困擾問(wèn)題。答案是有的,無(wú)線充電方案公司Energous采用創(chuàng)新的WattUp射頻無(wú)線充電技術(shù),突破了傳統(tǒng)無(wú)線充電方案對(duì)充電距離乃至擺放方向的要求,功率傳輸距離可遠(yuǎn)至10米,且對(duì)接收端的擺放位置與方向沒(méi)有任何要求。

在Energous提供的方案中,只要部署一個(gè)名為“WattUp PowerBridge”或者“WattUp PowerHub”的功率發(fā)射器,在距離功率發(fā)射器遠(yuǎn)至10米內(nèi)的所有接收設(shè)備都可以通過(guò)900MHz的頻率接收到發(fā)射器發(fā)出的能量。而通過(guò)部署一系列WattUp功率發(fā)射器,則可以支持對(duì)大型商場(chǎng)、體育場(chǎng)或者工廠內(nèi)的所有物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供無(wú)線供電。

將來(lái),通過(guò)這種真無(wú)線充電(True Wireless Charging)技術(shù)配置的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),將極大降低部署成本,有效延長(zhǎng)設(shè)備壽命(免去電池壽命限制),徹底打破邊緣物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的功耗墻限制,從而為物資追蹤等應(yīng)用帶來(lái)更好的用戶體驗(yàn)。

(圖源:Energous)

在接受探索科技(techsugar)專訪時(shí),Energous首席執(zhí)行官Cesar Johnston向我們介紹了真無(wú)線充電技術(shù)當(dāng)前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的一些案例。其中,服裝零售商Academy Brand在倉(cāng)儲(chǔ)管理中已經(jīng)開(kāi)始大范圍部署WattUp PowerBridge系統(tǒng)。通過(guò)該系統(tǒng),Academy Brand實(shí)現(xiàn)了對(duì)一個(gè)倉(cāng)庫(kù)中近6500件服裝進(jìn)行實(shí)時(shí)信息跟蹤與顯示,且不需要電池供電。

(圖源:Energous)

Energous還與全球著名自動(dòng)識(shí)別解決方案公司佐藤集團(tuán)(SATO)進(jìn)行合作,將WattUp技術(shù)應(yīng)用在藥品管理和追蹤等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的RFID受限于供電限制,可以顯示的信息極為有限,改用WattUp技術(shù)后,可支持受追蹤物資所有信息的實(shí)時(shí)顯示與調(diào)用,極大拓展了物資追蹤應(yīng)用的功能屬性。

(圖源:Energous)

而在運(yùn)動(dòng)追蹤方向,Energous解決方案已經(jīng)在美國(guó)大學(xué)橄欖球比賽中開(kāi)始應(yīng)用,將WattUp與UWB技術(shù)結(jié)合,可以實(shí)現(xiàn)橄欖球?qū)崟r(shí)位置的精準(zhǔn)定位,而WattUp還可以給佩戴在球員身上的傳感器供電,從而更好地評(píng)估球員每場(chǎng)比賽的表現(xiàn)。

(圖源:Energous)

對(duì)于采用射頻方式進(jìn)行遠(yuǎn)距離無(wú)線充電的技術(shù),有些用戶可能會(huì)擔(dān)心電磁輻射導(dǎo)致的健康隱患。對(duì)此,Cesar Johnston表示完全不用擔(dān)心,Energous通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了在低電磁輻射基礎(chǔ)上的高效無(wú)線充電。

美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)FCC對(duì)于無(wú)線充電產(chǎn)品的比吸收率(SAR)的限制指標(biāo)為1.6W/kg,Energous 1W PowerBridge在5厘米處的SAR值為0.608W/kg,而5W PowerBridge在20厘米處的SAR值為0.586W/kg,因而與FCC限制指標(biāo)的安全距離非常大。

(圖源:Energous)

Cesar Johnston表示:“大家也許知道,手機(jī)工作時(shí)的輻射值大約是1.2W/kg,與之相比,Energous方案非常安全,我們的解決方案不會(huì)有任何健康風(fēng)險(xiǎn)?!?/p>

(圖源:Energous)

當(dāng)前,Energous解決方案已經(jīng)在包括中國(guó)在內(nèi)的全球108個(gè)國(guó)家獲得了電磁安全認(rèn)證。

作為Wi-Fi技術(shù)的開(kāi)創(chuàng)者之一,Cesar Johnston對(duì)Energous的創(chuàng)新式無(wú)線充電技術(shù)的前景非??春?,他認(rèn)為WattUp技術(shù)普及路線將與Wi-Fi技術(shù)的普及路線很相似,由于WattUp在技術(shù)創(chuàng)新、快捷部署和安全可靠方面的優(yōu)勢(shì),將會(huì)給早期用戶帶來(lái)非常明顯的經(jīng)濟(jì)效益,而隨著部署規(guī)模的擴(kuò)大,成本也將快速下降,一個(gè)真無(wú)線充電的時(shí)代,正在到來(lái)。

受訪人Cesar Johnston簡(jiǎn)介

Cesar Johnston先生于2014年7月加入Energous,擔(dān)任公司首席執(zhí)行官。Cesar先生是一位經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)專家、企業(yè)家和投資者。在加入Energous之前,他擁有在大型企業(yè)和初創(chuàng)公司豐富的工作經(jīng)驗(yàn)。他之前曾擔(dān)任Marvell公司無(wú)線連接工程部門副總裁。在Marvell任職期間,Cesar領(lǐng)導(dǎo)了Marvell在全球范圍內(nèi)的所有Wi-Fi、藍(lán)牙、FM和NFC產(chǎn)品的研發(fā)。在加入Marvell之前,Cesar在博通推動(dòng)了802.11g和802.11n產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新。Cesar在硬件軟件和服務(wù)領(lǐng)域擁有超過(guò)20年的工作經(jīng)驗(yàn),被公認(rèn)為多個(gè)第一代SISO和MIMO無(wú)線產(chǎn)品技術(shù)開(kāi)發(fā)的先驅(qū)。Cesar擁有紐約大學(xué)坦登工程學(xué)院電氣工程學(xué)士和碩士學(xué)位。

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