物联网设备的无线充电技术解析

　　物联网将会成为自互联网诞生以来，最具革命性的进展，众多的预测机构也都对物联网的前景保持乐观，它们认为：未来几年后联网的设备数量将会达到百亿级别甚至更多。

　　毫无疑问，以后普通消费者的日常生活中将会充满形形色色的联网设备。由此，设备续航能力开始变得尤为重要，尤其是对于那些不方便连接电源的设备，例如可穿戴产品、交通工具等等。

　　相信那些智能手环与手表的使用者对此深有体会。近两年，无线充电技术越来越受到关注与重视，因为它将能够很好的解决设备续航能力的问题。

　　接下来小编就将目前的无线充电技术的具体情况汇总整理给大家。

　　1.应用现状

　　随着智能手机和智能硬件呈铺天盖地之势来袭，充电已经成为比钻石还硬的刚需。

　　

　　现在有很多公司正致力于通过无线设备让手机时刻保持充电状态。无线充电技术是对能量转换方式的大革新，便携设备无线充电的优势远远不止于摆脱线缆的束缚。然而，从尼古拉？特斯拉首次传输电力至今已经超过100年，但我们依然未能释放能量转换的全部潜力。

　　2015年无线充电板等发射端设备呈现飙升态势，穿戴式装置是带动2015年无线充电发射端装置出货量成长最主要的动力来源。接下来几年，可以想象笔记型电脑将开始支援无线充电接收功能，公共场所布建无线充电发送设备的需求将出现快速成长，越来越多消费者在日常生活中使用无线充电技术。

　　2.现有技术分析

　　100年前尼古拉？特斯拉发明了“特斯拉线圈”，通过空气传播电力，开启了无线式电力传播的时代。在无线充电技术尚未大面积普及的今天，我们不妨先将它粗暴地分为近场和远场充电两大类。

　　近场

　　近场无线传输的方式有很多，如电磁感应、磁共振、电容耦合、磁力耦合等等。前两个应该是目前市场上最常用的技术。

　　电磁感应（电感性耦合）

　　它使用导线线圈之间建立的磁场实现电能的无线传输。当电流流经发送线圈时，它会产生一个磁场，进而在接收线圈中感应出一个电压。线圈耦合得越好，电能传输得就越好。

　　如应用于手机背部、牙刷底部和充电底座集成线圈，产生磁场，两个线圈的相互作用能够传输电流，从而实现无线充电。

　　磁共振（共振感应耦合）

　　这种方法利用共振现象在一定空间内无线传输电能，其原理与电磁感应是相同的。发送器和接收器线圈以相同的频率振荡（或共振），共振感应耦合可使能量以高强度进行传输。

　　消费领域的主要无线充电标准大多依赖于上述两种方法，不过这项技术的缺陷在于传输距离较短，所以很多支持无线充电的手机，需要较为精确地摆放在无线充电底座上，才能正常充电，比起有线充电的稳定和用户粘度，它并未在消费者群体中显示出多大的优越性。

　　近场较为成熟的技术标准主要有：无线充电联盟的Qi、4AWP以及PMA三大标准。

　　Qi标准的创立者WPC联盟一直致力于开发一种全球统一的无线充电技术标准。目前有200多家公司提供的800多种产品都支持Qi标准。联盟管理成员包括LG、高通、三星、TI、东芝和Verizon。

　　Airfuel联盟是个全球性生态系统，是PMA联盟和A4WP联盟合并的结果。这一合并之举加速了未来消费者无论到何处，设备充电将具有互操作性、便利性的愿景实现。组成联盟董事会的公司有AT&T、英特尔、安森美、Powermat、三星和WiTricity。

　　远距充电系统

　　相较于近场充电系统，远距充电系统将能量从功率集线器传递至特定设备的方法更为多元，蓝牙、Wi-Fi、超音波和红外线等都曾被试用过。

　　首先说说Wi-Fi，就在去年，美国华盛顿大学已经成功研发了利用WiFi网络给硬件设备充电的技术。这个团队在大约十米的WiFi覆盖距离内给数码相机等设备完成充电，未来可应用于手机充电。据悉，这个团队研发的是一个“WiFi供电系统”，这个系统由WiFi接入点（路由器）和定制的充电传感器组成。

　　这个充电传感器安装在硬件设备上，主要用来接收射频信号（RF）中的电能，然后将射频信号转化为直流电进行充电。除了上述硬件外，该团队还研发了一套软件方案，该方案可让路由器在传输数据的同时为外部设备供电。那么问题来了，用于WiFi传输的数据和充电的信号会不会存在干扰呢？研究团队表示，他们已经有特定的解决方案来防止两个信号之间的干扰。例如在路由器和传感器上做出相应的优化，两大信号的传输可以互不影响。

　　而基于射频（RF）的系统如WattUp、Cota，均使用一个或多个天线广播能量并进行通讯。例如，Cota无线充电技术实际上是使用现有的Wi-Fi和蓝牙天线来实现数据通讯和接收无线功率，然后将这些微讯号挹注到电池的充电电流。

　　以uBeam为代表的超音波系统中，路由器中的讯号产生器负责产生电讯号，经过处理产生超音波，经过聚焦便会产生充电电流。然而这对系统和设备的要求比较高：必须具备高效率，并且能承受大能量讯号

　　Wi-Charge则专注于将红外线转换为电力。发射端透过雷射二极管向接收器准确地射出红外线光束，接收器中的太阳能电池则负责将红外线光转换回电能。

　　最近的突破当属Energous，做到了无线充电距离目前最远。它利用射频电波将无线电波转化成蓄电池电力，配有特殊接收器的无线装置就可以将电力从空气中抽离出来，为放在钱包、口袋或任何地方的手机充电。这种技术目前还存在局限性，因为它只能为嵌入芯片的小型设备充电，而且这些设备需要与Miniature WattUp发射机直接接触。