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射頻無線充電,能否成為破解物聯(lián)網設備電池憂慮的終極解決之道?

2023/03/31
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閱讀需 8 分鐘
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如何供電是構建物聯(lián)網系統(tǒng)要解決的關鍵問題之一。傳統(tǒng)的有線供電雖然對設備的功耗設計降低了要求,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,因而越來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,電池供電設備的電量通常不高,而物聯(lián)網設備一旦部署,通常要求不換電池能工作三到五年,這就對物聯(lián)網設備的功耗設計提出極高要求,為了滿足功耗指標,物聯(lián)網設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)網設備的使用,帶來電池棄置處理問題,據(jù)統(tǒng)計,僅在美國每年被棄置的電池就超過10億顆,這些電池通常得不到良好的處置,因而給環(huán)境帶來了極大壓力。那么,有沒有一種可能的解決方案能為物聯(lián)網設備“完美”供電?它既可以像有線供電一樣為物聯(lián)網設備帶來持久穩(wěn)定的電力供應,又能像電池供電一樣靈活方便部署,還沒有電池供電帶來的環(huán)境污染與換電池的成本等困擾問題。答案是有的,無線充電方案公司Energous采用創(chuàng)新的WattUp射頻無線充電技術,突破了傳統(tǒng)無線充電方案對充電距離乃至擺放方向的要求,功率傳輸距離可遠至10米,且對接收端的擺放位置與方向沒有任何要求。

在Energous提供的方案中,只要部署一個名為“WattUp PowerBridge”或者“WattUp PowerHub”的功率發(fā)射器,在距離功率發(fā)射器遠至10米內的所有接收設備都可以通過900MHz的頻率接收到發(fā)射器發(fā)出的能量。而通過部署一系列WattUp功率發(fā)射器,則可以支持對大型商場、體育場或者工廠內的所有物聯(lián)網設備提供無線供電。

將來,通過這種真無線充電(True Wireless Charging)技術配置的物聯(lián)網系統(tǒng),將極大降低部署成本,有效延長設備壽命(免去電池壽命限制),徹底打破邊緣物聯(lián)網設備的功耗墻限制,從而為物資追蹤等應用帶來更好的用戶體驗。

(圖源:Energous)

在接受探索科技(techsugar)專訪時,Energous首席執(zhí)行官Cesar Johnston向我們介紹了真無線充電技術當前已經實現(xiàn)的一些案例。其中,服裝零售商Academy Brand在倉儲管理中已經開始大范圍部署WattUp PowerBridge系統(tǒng)。通過該系統(tǒng),Academy Brand實現(xiàn)了對一個倉庫中近6500件服裝進行實時信息跟蹤與顯示,且不需要電池供電。

(圖源:Energous)

Energous還與全球著名自動識別解決方案公司佐藤集團(SATO)進行合作,將WattUp技術應用在藥品管理和追蹤等領域。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技術后,可支持受追蹤物資所有信息的實時顯示與調用,極大拓展了物資追蹤應用的功能屬性。

(圖源:Energous)

而在運動追蹤方向,Energous解決方案已經在美國大學橄欖球比賽中開始應用,將WattUp與UWB技術結合,可以實現(xiàn)橄欖球實時位置的精準定位,而WattUp還可以給佩戴在球員身上的傳感器供電,從而更好地評估球員每場比賽的表現(xiàn)。

(圖源:Energous)

對于采用射頻方式進行遠距離無線充電的技術,有些用戶可能會擔心電磁輻射導致的健康隱患。對此,Cesar Johnston表示完全不用擔心,Energous通過技術創(chuàng)新實現(xiàn)了在低電磁輻射基礎上的高效無線充電。

美國聯(lián)邦通信委員會FCC對于無線充電產品的比吸收率(SAR)的限制指標為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限制指標的安全距離非常大。

(圖源:Energous)

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

(圖源:Energous)

當前,Energous解決方案已經在包括中國在內的全球108個國家獲得了電磁安全認證。

作為Wi-Fi技術的開創(chuàng)者之一,Cesar Johnston對Energous的創(chuàng)新式無線充電技術的前景非??春茫J為WattUp技術普及路線將與Wi-Fi技術的普及路線很相似,由于WattUp在技術創(chuàng)新、快捷部署和安全可靠方面的優(yōu)勢,將會給早期用戶帶來非常明顯的經濟效益,而隨著部署規(guī)模的擴大,成本也將快速下降,一個真無線充電的時代,正在到來。

受訪人Cesar Johnston簡介

Cesar Johnston先生于2014年7月加入Energous,擔任公司首席執(zhí)行官。Cesar先生是一位經驗豐富的技術專家、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)公司豐富的工作經驗。他之前曾擔任Marvell公司無線連接工程部門副總裁。在Marvell任職期間,Cesar領導了Marvell在全球范圍內的所有Wi-Fi、藍牙、FM和NFC產品的研發(fā)。在加入Marvell之前,Cesar在博通推動了802.11g和802.11n產品的技術創(chuàng)新。Cesar在硬件、軟件和服務領域擁有超過20年的工作經驗,被公認為多個第一代SISO和MIMO無線產品技術開發(fā)的先驅。Cesar擁有紐約大學坦登工程學院電氣工程學士和碩士學位。

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