解读物联网的无线远程充电方案

 

从一般郊区家庭到工厂装配生产线，我们生活中的每个角落都正在经历“智能”技术强化的过程。物联网(IoT)技术看似无所不在，但是为这些装置持续供电仍是一大挑战，除非这个问题能够解决，否则许多令人兴奋的物联网创新应用终将无法实现。

预计到2020年为止将有超过307亿个物联网装置涌入市场，这相较于2015年的154亿(个)，几乎成长了两倍;不过比起2025年的754亿(个)，尚还未及一半。想使用目前常见的碱性电池与有线充电器为所有物联网装置供电显然不太可行。利用无线充电为物联网无线通信装置供电，无疑将最有效。最大的问题是，这样的无线远程充电方案何时能面世呢?其实需要的时间并不如你所想的那般遥远。

DA4100射频传输IC是一个完整的系统单芯片，能实现高整合、小体积、高成本效益的WattUp无线电力传输系统。此一解决方案可以透过无线传输，充分供电给毫米到数公尺范围内的所有装置;无线充电将是启动物联网全部潜能的关键。

未来家庭不应拘泥于“线”

今日家庭生活中经常需要更换电池或使用电线的装置已经超过三位数。其中可能包括支持安全监控系统或甚至是火灾及一氧化碳安全警报器的传感器，这些技术必须保持不断电才能确保人的安全。倘若接下来五年内，消费者家中的物联网装置的确成长近乎两倍，那么为了避免家中出现每个墙壁插座上缠绕众多电线的景象，最好是能采用无线充电。

从房屋所有权的经济学观点，这项因素尤其重要，现今越来越多的美国人租屋而非购屋，所以想要让住处更现代化也有种种限制。但是，无线充电可以让屋主利用物联网恒温器和门铃降低电费账单，提高安全性，得以使用最新技术，同时不动到租用空间的电路布线。

唯有无线电源管理能让工业4.0实现

只要工作流程中某个特定功能的传感器没电，整个工厂就可能因而停止运作，无线充电对工业领域的影响可能更大。今日工业级传感器的成本平均约为50美元，保持供电的接线成本却可能超过1,000美元。有线传感器通常没有备用电源，所以即使能利用低功耗蓝牙连接，看似具有无线特性，然而这些传感器终究是依赖不完善的电路以保持开启状态。

在这样的环境设定中，无线电源将有助于工业4.0真正发挥，同时帮助企业简化电源管理基础架构成本。无线充电可以配置备援系统，将多个无线功率发射器放置在每一传感器的范围内，其中一个传感器故障时，作为备份的发射器就能发挥功效。

图2 : (source: internetsociety.org)

毋庸置疑，无线充电需要具有普遍性、安全性和远程范围传输等特性，一如现代Wi-Fi功能。Energous的近距离无线充电(Near Field)已获得美国监管部门批准，随即应用于穿戴式、可听式等物联网装置。现在正在努力取得中距离(Mid Field)认证，将发射器和物联网接收器之间的距离延长至数英尺，让更多物联网应用能够受益。最终，我们将看到全房(full room)充电的实现，支持高达5公尺的远程离充电(Far Field)。