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射频无线充电,能否成为破解物联网设备电池忧虑的终极解决之道?

2023/03/31
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阅读需 8 分钟
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如何供电是构建物联网系统要解决的关键问题之一。传统的有线供电虽然对设备的功耗设计降低了要求,但有线供电有部署成本高、安装位置受限、位置变更成本高等缺点,因而越来越被电池供电方式所取代。但是电池供电也有其局限:首先,受尺寸限制,电池供电设备的电量通常不高,而物联网设备一旦部署,通常要求不换电池能工作三到五年,这就对物联网设备的功耗设计提出极高要求,为了满足功耗指标,物联网设备往往需要降低性能或减少功能;其次,大量电池供电物联网设备的使用,带来电池弃置处理问题,据统计,仅在美国每年被弃置的电池就超过10亿颗,这些电池通常得不到良好的处置,因而给环境带来了极大压力。那么,有没有一种可能的解决方案能为物联网设备“完美”供电?它既可以像有线供电一样为物联网设备带来持久稳定的电力供应,又能像电池供电一样灵活方便部署,还没有电池供电带来的环境污染与换电池的成本等困扰问题。答案是有的,无线充电方案公司Energous采用创新的WattUp射频无线充电技术,突破了传统无线充电方案对充电距离乃至摆放方向的要求,功率传输距离可远至10米,且对接收端的摆放位置与方向没有任何要求。

在Energous提供的方案中,只要部署一个名为“WattUp PowerBridge”或者“WattUp PowerHub”的功率发射器,在距离功率发射器远至10米内的所有接收设备都可以通过900MHz的频率接收到发射器发出的能量。而通过部署一系列WattUp功率发射器,则可以支持对大型商场、体育场或者工厂内的所有物联网设备提供无线供电。

将来,通过这种真无线充电(True Wireless Charging)技术配置的物联网系统,将极大降低部署成本,有效延长设备寿命(免去电池寿命限制),彻底打破边缘物联网设备的功耗墙限制,从而为物资追踪等应用带来更好的用户体验。

(图源:Energous)

在接受探索科技(techsugar)专访时,Energous首席执行官Cesar Johnston向我们介绍了真无线充电技术当前已经实现的一些案例。其中,服装零售商Academy Brand在仓储管理中已经开始大范围部署WattUp PowerBridge系统。通过该系统,Academy Brand实现了对一个仓库中近6500件服装进行实时信息跟踪与显示,且不需要电池供电。

(图源:Energous)

Energous还与全球著名自动识别解决方案公司佐藤集团(SATO)进行合作,将WattUp技术应用在药品管理和追踪等领域。传统的RFID受限于供电限制,可以显示的信息极为有限,改用WattUp技术后,可支持受追踪物资所有信息的实时显示与调用,极大拓展了物资追踪应用的功能属性。

(图源:Energous)

而在运动追踪方向,Energous解决方案已经在美国大学橄榄球比赛中开始应用,将WattUp与UWB技术结合,可以实现橄榄球实时位置的精准定位,而WattUp还可以给佩戴在球员身上的传感器供电,从而更好地评估球员每场比赛的表现。

(图源:Energous)

对于采用射频方式进行远距离无线充电的技术,有些用户可能会担心电磁辐射导致的健康隐患。对此,Cesar Johnston表示完全不用担心,Energous通过技术创新实现了在低电磁辐射基础上的高效无线充电。

美国联邦通信委员会FCC对于无线充电产品的比吸收率(SAR)的限制指标为1.6W/kg,Energous 1W PowerBridge在5厘米处的SAR值为0.608W/kg,而5W PowerBridge在20厘米处的SAR值为0.586W/kg,因而与FCC限制指标的安全距离非常大。

(图源:Energous)

Cesar Johnston表示:“大家也许知道,手机工作时的辐射值大约是1.2W/kg,与之相比,Energous方案非常安全,我们的解决方案不会有任何健康风险。”

(图源:Energous)

当前,Energous解决方案已经在包括中国在内的全球108个国家获得了电磁安全认证。

作为Wi-Fi技术的开创者之一,Cesar Johnston对Energous的创新式无线充电技术的前景非常看好,他认为WattUp技术普及路线将与Wi-Fi技术的普及路线很相似,由于WattUp在技术创新、快捷部署和安全可靠方面的优势,将会给早期用户带来非常明显的经济效益,而随着部署规模的扩大,成本也将快速下降,一个真无线充电的时代,正在到来。

受访人Cesar Johnston简介

Cesar Johnston先生于2014年7月加入Energous,担任公司首席执行官。Cesar先生是一位经验丰富的技术专家、企业家和投资者。在加入Energous之前,他拥有在大型企业和初创公司丰富的工作经验。他之前曾担任Marvell公司无线连接工程部门副总裁。在Marvell任职期间,Cesar领导了Marvell在全球范围内的所有Wi-Fi、蓝牙、FM和NFC产品的研发。在加入Marvell之前,Cesar在博通推动了802.11g和802.11n产品的技术创新。Cesar在硬件软件和服务领域拥有超过20年的工作经验,被公认为多个第一代SISO和MIMO无线产品技术开发的先驱。Cesar拥有纽约大学坦登工程学院电气工程学士和硕士学位。

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