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隔空充电产品再问世,无源物联网又有新玩法?

IOTE主办方 来源:IOTE主办方 作者:IOTE主办方 2023-04-04 09:17 次阅读

近日,无线充电方案公司Energous宣布其新技术“WattUp”正式落地,搭载该技术的物联网设备可以通过射频无线充电的方式,完成隔空充电,功率传输距离最长为10米,且对接收端的摆放位置与方向没有要求。

据了解,Energous的方案中涉及到两种设备,分别为功率发射器和接收器。通常情况下,只要部署一个功率发射器,在以其为圆心的10米半径内,所有接收器都可以通过900MHz的频率接收到发射器的能量。

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Energous的WattUp产品及解决方案(图源:网络

对比传统的无源技术,该方案在部署和传输距离上的确有不小优势,但与此同时,也不禁让人想起更有优势的华为e-IoT(无源蜂窝物联网)技术,以及更早入局的小米隔空充电产品。不过让人更好奇的是,以上二者貌似都没了后续。于是,本文就来简单探究,射频无线充电能否成为一种新趋势,以及各家产品的竞争力和该市场的潜力又如何。


射频无线充电是什么?

在讨论市场和产品等问题之前,还需先简单介绍射频无线充电技术。

射频无线充电技术,在实现方式上隶属于无源技术,旨在让设备无需连接电线或插入电池即能使用。射频无线充电技术的基本原理是利用电磁感应和共振原理,将电能从发送端无线传输到接收端。具体来说,发送端的发射器通过产生高频射频信号来激励一个电磁场,并将电磁场向接收端传输,接收端的接收器则通过共振技术将电磁场转换为电能,并为设备提供充电。

目前,最常见且应用最广泛的射频无线充电通信协议便是RFID,此外也有更多通信协议在向无源化发展。

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基于不同通信协议的射频无线充电技术

不难发现,不少通信协议的开发端已在积极布局无线射频充电,不过文首提到的Energous又有何特色呢?

Energous有何特色?

根据官方通稿,Energous的方案基于特定的900MHz工作,需要安装功率发射器和接收器,于是可以将二者类比为基站和标签,不过相比传统基站标签提供的通信、定位功能,该方案还能对标签进行充电。

在接受国外媒体采访时,Energous介绍了一些使用案例。比如某服装零售商在仓储管理中大范围部署WattUp PowerBridge系统。通过该系统,可实现对一个仓库中近6500件服装进行实时信息跟踪与显示,且不需要电池供电。由于标签支持所有信息的实时显示与调用,所以在资产追踪应用上相比传统标签更胜一筹。

同时在运动追踪方向,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。

能够看出,在产品功能和应用场景上,Energous的确有不小优势。但要讨论相比已有产品其竞争力如何,Energous其实不占优势。

已落地的射频无线充电技术,各有千秋

RFID

众所周知,无论是商超、店铺中的电子价签,还是仓储、物流业中的电子标签,RFID标签已随处可见。不仅如此,RFID的子技术NFC,已将射频无线充电的市场扩充到了C端。

早在2020年, NFC标准官方组织NFC Forum就宣布,新的“无线充电规范”(Wireless Charging Specification,简称“WLC”)已经获得批准,最高能实现1W的充电速度。主要应用领域包括智能手表、智能手环、无线耳机、手写笔等小型物联网设备,目前意法半导体已在出货相关芯片

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WLC充电设备(图源:网络)

蜂窝

2022年6月,在中国移动携手华为举行的5G-Advanced双链融合产业创新成果发布会上,二者联合推出了e-IoT(蜂窝无源物联网)技术。

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图源:5G-Advanced行动计划

据了解,基于该技术,设备可以直接通过基站获取能量,完成射频无线充电,并且可以实现室外200m,室内20m的覆盖。

但在应用落地上,截止发稿日,网络上还未出现由华为或中国移动落地的具体项目。不过在此前,笔者报道过另一家使用蜂窝通信完成射频无线充电的国产公司——《蜂窝无源物联网芯片已准备量产,要革谁的命?》,据了解,文中的智汇芯联微电子有限公司已在量产芯片。

毫米波

小米早在2021年初就推出了隔空充电技术,能够实现数米半径内,多设备也同时充电(每台设备均支持5瓦),甚至异物遮挡也不降低充电效率。

据了解,隔空充电技术通过小米自研的隔空充电桩实现,其中内置5个相位干涉天线,用于对手机进行毫秒级空间定位;144个天线构成相位控制阵列,通过波束成形将毫米波定向发射给手机,手机通过微型信标天线接收,以实现远距离充电。

能够发现,其实在应用场景、传输距离、便捷度等方面,同类产品的发展都已比较超前。但事实上,这些已经落地的技术并非完全都已规模化应用,也就是说,射频无线充电的市场其实还有待开发,并且发展之路还有些坎坷。

射频无线充电市场庞大,但发展仍受限?

根据今日CNNIC发布的第51次《中国互联网络发展状况统计报告》显示,在物联网发展方面,截至12月,我国移动网络的终端连接总数已达35.28亿户,移动物联网连接数达到18.45亿户。而随着设备量的激增,其实对用户对设备的用电管理需求已经发生了变化。

一方面,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,所以越来越的场景中,电池更加适配。但在另一方面,其他的场景中,由于电池受尺寸、储量、换电成本的限制,所以更需要无源技术来满足。

因此,在日渐增多的物联网设备量面前,射频无线充电技术拥有非常大潜力。

不过对于射频无线充电技术而言,其未来发展还受到不小限制,主要包括以下几个方面:

首先,射频无线充电技术需要设备自身具有射频接收器,这限制了一些设备的使用范围。

第二,安全性问题也是射频无线充电技术需要解决的重要问题之一。由于射频无线充电技术的电磁波可能对人体产生一定的辐射危害,因此需要针对其安全性问题进行深入研究和探索。

第三,射频无线充电技术的标准化和规范化也是一个重要的挑战。在射频无线充电技术的发展过程中,需要制定相关的技术标准和规范,以确保不同设备之间的兼容性和互操作性。

审核编辑黄宇

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