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    “無(wú)電池”物聯(lián)網(wǎng)熱潮涌動(dòng),這家公司推出藍(lán)牙射頻取電方案

    如果我們?cè)⒁?,大多?shù)物聯(lián)網(wǎng)終端都使用電池供電,并且廠商推出產(chǎn)品時(shí)會(huì)強(qiáng)調(diào)電池壽命:比如稱NB-IoT智能水表的電池可以保證7-10年使用無(wú)需更換;稱智能可穿戴動(dòng)態(tài)血糖儀支持連續(xù)使用14天。并且為了延長(zhǎng)電池壽命,玩家們都在“低功耗”特性上花費(fèi)特別多研發(fā)心思。

    但也有設(shè)備不需要電池供電就能完成工作,例如公交卡、銀行卡等NFC應(yīng)用類(lèi)型;或者設(shè)備所處的環(huán)境不適合使用電池,例如對(duì)安全要求級(jí)別高的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境要杜絕電池起火等隱患,以及在炎熱或低溫環(huán)境電池?zé)o法正常工作。

    由此一來(lái),通過(guò)環(huán)境微能源取能,讓不帶電池、不接電線的設(shè)備完成自供能成為一類(lèi)趨勢(shì),有望變革目前以來(lái)的諸多應(yīng)用場(chǎng)景。

    在包含環(huán)境光采集、溫差轉(zhuǎn)化采集、振動(dòng)能量采集、無(wú)線射頻采集的多類(lèi)技術(shù)路線中,無(wú)線射頻能量采集因其在通信的同時(shí)能同步完成供電、組網(wǎng)及數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆桨柑攸c(diǎn),能夠在更廣闊的領(lǐng)域里被應(yīng)用,受到廣泛關(guān)注。

    據(jù)了解,深圳市每開(kāi)創(chuàng)新科技有限公司以“創(chuàng)造去電池化的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用”為使命,以“無(wú)線射頻微能源取電”為技術(shù)方向建立并發(fā)展。在產(chǎn)品落地方面,每開(kāi)創(chuàng)新已經(jīng)形成R-nergy系列無(wú)線射頻技術(shù)解決方案(已推出1.0技術(shù)方案和2.0技術(shù)方案),覆蓋近距離與中遠(yuǎn)距離射頻取電、瞬時(shí)供電與持續(xù)供電、不同電量供電等多種技術(shù)解決方案,覆蓋設(shè)備一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)多等多種需求類(lèi)型。

    為了深入探究無(wú)線射頻取電的技術(shù)奧秘及應(yīng)用潛力,近日,物聯(lián)傳媒記者特別采訪了每開(kāi)創(chuàng)新CTO劉志永先生,了解了每開(kāi)創(chuàng)新“無(wú)電物聯(lián)網(wǎng)”路線背后的更詳細(xì)信息。

    以下是劉總和物聯(lián)傳媒記者的對(duì)話精選。

    物聯(lián)傳媒:每開(kāi)創(chuàng)新以無(wú)線射頻取電為技術(shù)路線,目前發(fā)布的1.0技術(shù)方案和2.0技術(shù)方案各有哪些特征?

    劉志永:1.0和2.0方案都是無(wú)線射頻取電,這是它們的相同之處。

    1.0方案基于NFC設(shè)計(jì),工作頻段為13.56MHz,通信距離一般小于10厘米,傳輸速度為數(shù)百Kbps,屬于近距離電感耦合通信,具有瞬間釋放較大功率的特征;2.0方案目前是基于藍(lán)牙通信環(huán)境設(shè)計(jì)的,這一代方案可以覆蓋的通信或取電頻率包括850MHz、915MHz、2.4GHz等,不光是只基于藍(lán)牙,傳輸速率更高,理論取電距離可達(dá)到20米,定位是中遠(yuǎn)距離射頻取電。

    1.0方案和2.0方案還有一個(gè)相同點(diǎn):由于采用NFC或藍(lán)牙技術(shù)協(xié)議,所以兩類(lèi)方案都支持與手機(jī)建立通信并產(chǎn)生互動(dòng)。

    但2.0方案與1.0方案也有不同之處:首先是通信距離,2.0方案支持在更遠(yuǎn)距離完成射頻取電;其次是供電時(shí)長(zhǎng),1.0方案傾向于瞬時(shí)取電/供電的用電場(chǎng)景,但2.0方案下的藍(lán)牙設(shè)備可以持續(xù)發(fā)送無(wú)線電波,因此接收端不斷儲(chǔ)電,再按照設(shè)定頻率消耗電量以完成數(shù)據(jù)傳輸,無(wú)需人工操作;另外,2.0方案支持多個(gè)無(wú)電設(shè)備同時(shí)供電和組網(wǎng)

    物聯(lián)傳媒:1.0方案和2.0方案分別適用哪些應(yīng)用場(chǎng)景?

    劉志永:1.0方案主要應(yīng)用于各種開(kāi)關(guān)類(lèi)產(chǎn)品,例如工業(yè)鎖、智能門(mén)鎖、照明開(kāi)關(guān)、閥門(mén)等,以及帶顯示的電子墨水屏設(shè)備。

    其中,以電力和鐵路為代表的戶外和特殊行業(yè)是1.0方案首先落地的領(lǐng)域。這些場(chǎng)景在巡邏檢修環(huán)節(jié)一直存在機(jī)械鎖具和鑰匙非數(shù)字化、易盜用等管理困難的痛點(diǎn),并且由于所處環(huán)境復(fù)雜,信息化時(shí)很難考慮使用帶電池的產(chǎn)品。

    基于此,每開(kāi)創(chuàng)新1.0方案于工業(yè)場(chǎng)景下使用的無(wú)電NFC智能掛鎖,可取代傳統(tǒng)機(jī)械鎖具和鑰匙,開(kāi)鎖方式可以是經(jīng)過(guò)授權(quán)的手機(jī)(因?yàn)镹FC與手機(jī)兼容),也可以是每開(kāi)定制的智能鑰匙,開(kāi)鎖時(shí)間最快可達(dá)0.7秒。另外除了硬件部分,每開(kāi)提供對(duì)應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)軟件系統(tǒng),可迅速掌握是否已巡檢、是否關(guān)鎖、“鑰匙”是否歸還等情況。

    每開(kāi)創(chuàng)新1.0技術(shù)方案于物流場(chǎng)景的另一解決方案是:無(wú)電NFC一體智能箱鎖產(chǎn)品方案。該方案同時(shí)集成電子紙顯示和傳感器等設(shè)備,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了一次通信,同時(shí)完成開(kāi)關(guān)鎖、電子紙面單數(shù)據(jù)刷新、傳感數(shù)據(jù)回傳三大功能。該方案產(chǎn)品有以下三大特點(diǎn):

    1、無(wú)電池一體化,極簡(jiǎn)結(jié)構(gòu),一個(gè)產(chǎn)品適配多場(chǎng)景

    2、節(jié)點(diǎn)式溯源監(jiān)控,為物品保駕護(hù)航更環(huán)保

    3、更低成本的安全及信任交付

    此外,基于“無(wú)電池”特征,智能門(mén)鎖市場(chǎng)也對(duì)1.0方案提出興趣,有望將無(wú)源NFC開(kāi)鎖設(shè)置為智能門(mén)鎖開(kāi)鎖方式中的應(yīng)急備選,以此提高產(chǎn)品創(chuàng)新力,解決消費(fèi)者經(jīng)常遇到的因電池沒(méi)電而無(wú)法開(kāi)鎖的問(wèn)題。

    至于2.0方案,在今年7月正式公開(kāi)發(fā)布,基于其適用于在中遠(yuǎn)通訊距離里,實(shí)現(xiàn)多無(wú)電設(shè)備同時(shí)供電和組網(wǎng)的特點(diǎn),有更豐富的應(yīng)用空間。其中,硬件產(chǎn)品類(lèi)型包括傳感器、智能標(biāo)簽、健康檢測(cè)等可穿戴設(shè)備等。

    2.0方案發(fā)布后,公司收到了來(lái)自各方的咨詢,目前已經(jīng)向部分企業(yè)提供樣品,推進(jìn)2.0技術(shù)方案在客戶產(chǎn)品和項(xiàng)目中的落地。

    物聯(lián)傳媒:可以理解為1.0方案正在快速增長(zhǎng),2.0方案處于早期拓展階段?

    劉志永:基本上是的,1.0進(jìn)程更快一些,主要是工業(yè)智能鎖板塊,去年在做試點(diǎn),今年有更多的量產(chǎn)和出貨,預(yù)計(jì)明年會(huì)進(jìn)一步做到大規(guī)模落地。此外,今年基于1.0方案的顯示類(lèi)墨水屏也開(kāi)始出貨了,產(chǎn)品類(lèi)型包括會(huì)議桌牌、數(shù)字運(yùn)輸、電子價(jià)簽等。

    物聯(lián)傳媒:根據(jù)我的理解,每開(kāi)整體R-nergy技術(shù)方案是按照“射頻取電-電量管理-電量應(yīng)用”的流程工作的,那么儲(chǔ)電效率、耗電功率是影響方案可行性的關(guān)鍵因素,每開(kāi)創(chuàng)新為此做了哪些工作?

    劉志永:從公式理解更加方便:接收端功率=發(fā)射端功率×收發(fā)天線增益×波長(zhǎng)2÷(4πR2),R指的是發(fā)射端與接收端之間的距離。

    發(fā)射功率有明確的行業(yè)規(guī)范,存在上限,這意味著在一定的發(fā)射功率下,為了獲得更大的接收功率(也就是問(wèn)題里提到的儲(chǔ)電效率),我們需要關(guān)注天線增益與通信距離兩大變量,具體可表示為天線增益越好、距離越近,接收功率越高。

    因此,每開(kāi)創(chuàng)新研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過(guò)天線增益設(shè)計(jì)和天線陣列、多級(jí)能量轉(zhuǎn)化和存儲(chǔ)的技術(shù)創(chuàng)新方式,提升射頻轉(zhuǎn)化電能的效率,獲得最大電量的轉(zhuǎn)化輸出。

    另外,對(duì)于設(shè)備工作時(shí)的耗電問(wèn)題,每開(kāi)創(chuàng)新采取了定制藍(lán)牙協(xié)議棧的方式,使設(shè)備休眠功耗降低到納瓦級(jí),提高電能利用率。

    物聯(lián)傳媒:基于藍(lán)牙技術(shù)的射頻取電在穩(wěn)定性、可靠性上是否有保障?

    劉志永:我們已經(jīng)驗(yàn)證了射頻取電的穩(wěn)定性和可靠性。

    從原理上考慮,因?yàn)殡姶挪ㄔ丛床粩嘞蛲獍l(fā)射,我們?cè)O(shè)計(jì)的產(chǎn)品本質(zhì)上還是一個(gè)集成電路,所以它就能夠不斷地接收電磁波進(jìn)行取電、儲(chǔ)電及按照設(shè)定用電,這個(gè)過(guò)程是沒(méi)有問(wèn)題的。

    并且在實(shí)際部署時(shí),我們可以根據(jù)場(chǎng)景特質(zhì)(如空間、人員等靜態(tài)、動(dòng)態(tài)的特點(diǎn))來(lái)進(jìn)行計(jì)算,選擇最佳的發(fā)射端部署位置,避免人員頻繁走動(dòng)、場(chǎng)景內(nèi)的設(shè)備或器械擺放發(fā)生變化等因素影響電磁傳播路徑和儲(chǔ)電效率。

    物聯(lián)傳媒:成本呢?與其他技術(shù)方案相比是否有差異?

    劉志永:2.0方案依據(jù)的藍(lán)牙協(xié)議其實(shí)是標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙協(xié)議的精簡(jiǎn)版,目的是為了降低功耗實(shí)現(xiàn)無(wú)電池工作,所以先要基于“無(wú)電池”這點(diǎn)來(lái)切入。

    在沒(méi)有電池時(shí),產(chǎn)品可以一次性密封,使防水性、抗壓性、防腐蝕性等性能都比普通帶電池產(chǎn)品好,有效解決了電池防護(hù)、更換方面的痛點(diǎn)難題。

    因此,綜合考慮到安裝成本、維護(hù)成本、運(yùn)營(yíng)成本等,該無(wú)電方案成本優(yōu)于有電方案。并且隨著技術(shù)和商業(yè)的成熟,無(wú)電池的方案的降本能力將更加突出。

    物聯(lián)傳媒:2.0方案支持面向商超電子價(jià)簽市場(chǎng),但該市場(chǎng)已經(jīng)存在標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙、私有2.4GHz協(xié)議多種技術(shù)了,對(duì)此如何應(yīng)對(duì)?

    劉志永:商超電子價(jià)簽只是2.0方案適用場(chǎng)景的一類(lèi),2.0方案在倉(cāng)庫(kù)管理、健康和運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、資產(chǎn)管理也都有應(yīng)用空間,所以具體落地在哪個(gè)場(chǎng)景,還是由客戶需求決定,共同點(diǎn)是場(chǎng)景需求符合“低功耗數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)傳輸頻率不太高”這兩點(diǎn)特征。

    因?yàn)榭蛻粜枨蠖鄻樱块_(kāi)創(chuàng)新做任何場(chǎng)景方案的目的,不是完全取代其他技術(shù),而是堅(jiān)持“無(wú)線射頻取電”技術(shù)路線,向行業(yè)客戶提供“無(wú)電池”方案這個(gè)選擇。

    我們希望“物聯(lián)網(wǎng)終端可以不帶電池工作”這一特點(diǎn),能夠幫助我們的合作伙伴和產(chǎn)業(yè)升級(jí)獲得更多成長(zhǎng)和迭代的空間,讓更多人眼前一亮。

    物聯(lián)傳媒:在7月2.0方案的發(fā)布會(huì)上,公司演示了一款無(wú)源溫濕度傳感器在倉(cāng)庫(kù)環(huán)境中的工作情況。假設(shè)倉(cāng)庫(kù)還有煙感或其他?;瘹怏w監(jiān)測(cè)的需求,在把這些都以無(wú)源化的形式進(jìn)行集成時(shí),是否存在難度或挑戰(zhàn)?

    劉志永:目前傳感器種類(lèi)非常多,當(dāng)時(shí)發(fā)布會(huì)上我們選擇以溫濕度傳感器為例,是因?yàn)闇貪穸葌鞲衅鞣浅3墒?。但除了溫濕度傳感器,每開(kāi)已經(jīng)預(yù)研過(guò)非常多的傳感器品類(lèi),目前絕大多數(shù)傳感器都可以實(shí)現(xiàn)無(wú)源化。

    但要以無(wú)電池方式集成多類(lèi)傳感器,最大的挑戰(zhàn)是功耗。

    可以理解為:集成的傳感器越多,工作功耗就增加,每個(gè)周期的用電量就增加,那么儲(chǔ)電的時(shí)間就可能要變長(zhǎng)。

    換句話說(shuō),平衡“設(shè)備功耗”和“數(shù)據(jù)上傳頻率”,是我們要思考的問(wèn)題。

    物聯(lián)傳媒:您認(rèn)為還需要哪些推動(dòng)力,幫助2.0方案進(jìn)一步普及?

    劉志永:不光是每開(kāi)R-nergy2.0方案,整個(gè)無(wú)電物聯(lián)網(wǎng)的生態(tài),需要生態(tài)鏈上下游合作伙伴一起協(xié)同參與。

    無(wú)電藍(lán)牙技術(shù)方案是面向低功耗場(chǎng)景推出的,硬件產(chǎn)品每次工作需要的功耗越低,對(duì)整個(gè)方案(取電-儲(chǔ)電-用電流程)的穩(wěn)定運(yùn)行越是有利。可以想象,如果能實(shí)現(xiàn)更多類(lèi)傳感器的低功耗化,無(wú)電藍(lán)牙技術(shù)方案就有更廣泛的應(yīng)用空間。

    另外,目前藍(lán)牙的應(yīng)用還是集中在消費(fèi)端,在工業(yè)端的部署并不算多。如果藍(lán)牙整個(gè)生態(tài)在工業(yè)場(chǎng)景的滲透率得到提升,也將推動(dòng)2.0方案更快速在工業(yè)場(chǎng)景落地,拓展應(yīng)用的廣度。

    物聯(lián)傳媒:您認(rèn)為無(wú)電物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)存在門(mén)檻嗎?若其他廠商看到趨勢(shì)并參與進(jìn)來(lái),公司將如何應(yīng)對(duì)?

    劉志永:我們希望無(wú)電物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域有更多的參與者,大家攜手一起突破技術(shù)難題、一起把市場(chǎng)做大。我們也會(huì)保持對(duì)市場(chǎng)和技術(shù)的不斷探索和迭代,爭(zhēng)取能做到“人無(wú)我有,人有我精”,保持在技術(shù)和業(yè)務(wù)上的領(lǐng)先性。

    極客網(wǎng)企業(yè)會(huì)員

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    2023-08-29
    “無(wú)電池”物聯(lián)網(wǎng)熱潮涌動(dòng),這家公司推出藍(lán)牙射頻取電方案
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