需要電源接口才能轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆珶o(wú)線的環(huán)境，而無(wú)線充電有可能最大限度地減少物理電氣連接。

Wired & Wireless Technologies （WAWT） 的思想領(lǐng)袖網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)系列展示了無(wú)線電能行業(yè)的第一個(gè)聯(lián)合行業(yè)面板式網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)，討論新興的“遠(yuǎn)程無(wú)線充電技術(shù)”。

WAWT 創(chuàng)始人兼首席分析師 Dinesh Kithany 主持了會(huì)議，并主持了行業(yè)思想領(lǐng)袖、Airfuel Alliance 總裁 Sanjay Gupta；TransferFi 聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Aashish Mehta；Energous 營(yíng)銷和業(yè)務(wù)發(fā)展高級(jí)副總裁 Neeraj Sahejpal；Ossia Inc 創(chuàng)始人、總裁兼首席技術(shù)官 Hatem Zeine；和 Wi-Charge 首席商務(wù)官 Ori Mor。

在90分鐘的電源包裝研討會(huì)討論關(guān)于這一發(fā)展中的技術(shù)，已鏈接到無(wú)線供電的范圍廣泛的產(chǎn)品未來(lái)的最重要的事實(shí)。這是一個(gè)涉及為傳感器、電池、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和其他設(shè)備供電的無(wú)線技術(shù)的全球性問(wèn)題。

討論的主題涵蓋了與無(wú)線電力技術(shù)當(dāng)前狀態(tài)相關(guān)的各種問(wèn)題，并概述了各種遠(yuǎn)距離無(wú)線電力解決方案。在接下來(lái)的 5 到 10 年內(nèi)，技術(shù)的預(yù)測(cè)和前景將得到完善，以確定所提供的解決方案是否能夠涵蓋任何應(yīng)用程序，以及它們能夠做到的功率有多大。特別是“遠(yuǎn)距離無(wú)線電力技術(shù)是夢(mèng)想還是現(xiàn)實(shí)？”這個(gè)問(wèn)題的切實(shí)解決方案。將會(huì)給予。

航空燃料聯(lián)盟

圖 1：AirFuel 的特性（來(lái)源：AirFuel）

該技術(shù)提供的最大功率目前在 1 瓦左右的范圍內(nèi)，可以在 900Mhz 頻率的三維域中同時(shí)為多個(gè)設(shè)備供電和充電。

傳輸網(wǎng)絡(luò)

Aashish Mehta 是 TransferFi 的首席執(zhí)行官，該公司希望在電氣連接方面改變世界并允許輕松獲得電力（見(jiàn)圖 2）。它預(yù)示著電氣連接的新革命。Mehta 說(shuō)：“我們創(chuàng)辦公司的初衷是希望能夠隨時(shí)為每個(gè)人提供能源。有了這個(gè)愿景，我們可以以更簡(jiǎn)單、更輕松的方式在電氣連接方面改變世界。但本質(zhì)上，該公司目前的使命是創(chuàng)建一種安全高效的遠(yuǎn)程無(wú)線電力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使用無(wú)線電頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。”。 主要問(wèn)題與大范圍的無(wú)線電力傳輸有關(guān)。不幸的是，目前，與物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)相關(guān)的成本的 60% 以上都與布線和安裝有關(guān)。

因此，無(wú)線電源解決方案的主要目的是完全消除電纜。這將減少 50% 的布線成本和 80% 的工作時(shí)間。這對(duì)每個(gè)人來(lái)說(shuō)都是很大的節(jié)省。技術(shù)挑戰(zhàn)不僅涉及電能在空氣中的傳輸，還涉及能量共享自動(dòng)校準(zhǔn)、載波波形優(yōu)化以及數(shù)據(jù)和管理等領(lǐng)域。使用 360° 全向天線，您可以傳輸信號(hào)并創(chuàng)建一個(gè)自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)被簡(jiǎn)化并且能夠?yàn)槎噙_(dá) 32 個(gè)設(shè)備找到正確的路徑。該公司正在優(yōu)化光束的方向，還包括距離、反射、功率和干擾。

圖 2：TransferFi 項(xiàng)目（來(lái)源：TransferFi）

TransferFi 正在開(kāi)發(fā)第一個(gè)沒(méi)有電源線和數(shù)據(jù)線的商業(yè)系統(tǒng)，其中一項(xiàng)專利已經(jīng)獲得，另外兩項(xiàng)專利正在申請(qǐng)中。該系統(tǒng)提供多設(shè)備充電架構(gòu)，用于大容量能源，例如消費(fèi)電子、先進(jìn)汽車、醫(yī)療設(shè)備和企業(yè)解決方案。

能源公司

Neeraj Sahejpal是高級(jí)副總裁，市場(chǎng)營(yíng)銷和業(yè)務(wù)發(fā)展Energous. 該公司堅(jiān)信無(wú)線充電技術(shù)在所有不同的應(yīng)用中都代表著巨大的機(jī)遇。與無(wú)線通信發(fā)生的情況類似，沒(méi)有單一的技術(shù)可以解決無(wú)線電力傳輸問(wèn)題。需要的是一系列技術(shù)，因?yàn)槊總€(gè)應(yīng)用程序和需求都有特定的解決方案。監(jiān)管機(jī)構(gòu)目前可能不允許全功率傳輸。這在受控環(huán)境中可能是可能的，但目前在消費(fèi)者環(huán)境中這是不可能的。無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)將很快以不同的額定功率和不同的距離范圍提供。要分析的另一點(diǎn)與傳輸和接收解決方案的效率有關(guān)。公司將市場(chǎng)劃分為三個(gè)區(qū)域，如圖3所示。 Sahejpal 表示：“我們將市場(chǎng)劃分為三個(gè)區(qū)域：近場(chǎng)范圍約為 5 厘米，然后是中場(chǎng)范圍，最長(zhǎng)可達(dá) 1 米，用于桌面應(yīng)用。然后是遠(yuǎn)場(chǎng)，其范圍可以超過(guò) 15 米。目前，我們看到遠(yuǎn)場(chǎng)市場(chǎng)出現(xiàn)了顯著的擴(kuò)散。投資于該領(lǐng)域的公司眾多”。可以考慮將不同的基于區(qū)域的技術(shù)用于廣泛的不同應(yīng)用，如下所述：

近場(chǎng)（可達(dá) 0.5 厘米）：適用于可穿戴、耳戴式設(shè)備、醫(yī)療傳感器、智能眼鏡等應(yīng)用；

中場(chǎng)（最多 1 米）：適用于家庭物聯(lián)網(wǎng)（智能家居）、游戲設(shè)備、智能眼鏡、智能手機(jī)、耳戴式設(shè)備、可穿戴設(shè)備、筆記本電腦和計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備。

遠(yuǎn)場(chǎng)（最遠(yuǎn) 15 米）：適用于軍事、公共、安全、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、智能建筑、傳感器和零售應(yīng)用。

圖 3：不同類型的能量傳輸（來(lái)源：Energous）

能量收集套件由一個(gè)非常小的發(fā)射器和一個(gè)接收器組成，很快就會(huì)生產(chǎn)出許多具有不同功率水平的模型。該解決方案將消除為設(shè)備供電和為電池充電的障礙。不再需要電線，不再需要笨重和危險(xiǎn)的連接。基于射頻的無(wú)線充電技術(shù)具有諸多優(yōu)勢(shì)，此類解決方案的市場(chǎng)也在不斷增長(zhǎng)。該解決方案涉及同時(shí)為多個(gè)設(shè)備充電和供電，而無(wú)需注意它們的位置。公司也在開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，即使沒(méi)有光學(xué)范圍也能以類似于 WiFi 的方式遠(yuǎn)程發(fā)送能量。涉及的應(yīng)用程序很多，實(shí)際上涵蓋了所有行業(yè)領(lǐng)域。

能源分配的重點(diǎn)正在轉(zhuǎn)移。將不再有單一電源為單個(gè)設(shè)備充電，而是有一個(gè)較大面積的有源能量傳輸系統(tǒng)。能量的收集和分配是由一個(gè)非常小的發(fā)射器和一個(gè)接收器組成的套件進(jìn)行的。我們不是在談?wù)摮潆姡窃谡務(wù)摽梢栽诒镜貫殡姵毓╇娫O(shè)備充電的無(wú)線供電設(shè)備。因此，無(wú)線電能是同時(shí)遠(yuǎn)程向各種設(shè)備供電的能力。通過(guò)這種方式，可以持續(xù)為低功耗和更強(qiáng)大的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備供電。積極收集和使用能源將成為所有部門的現(xiàn)實(shí)。如上所述，即使距離超過(guò) 5 米，它也可以為設(shè)備供電。使用智能編程可以輕松地同時(shí)為多個(gè)設(shè)備充電。此外，多發(fā)射機(jī) （Tx） 拓?fù)淇梢栽黾踊顒?dòng)區(qū)域的覆蓋范圍。該系統(tǒng)將非常容易使用。無(wú)論是涉及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器、商業(yè)標(biāo)簽或智能購(gòu)物車，還是電子貨架標(biāo)簽 （ESL），此過(guò)程都將觸手可及。此外，無(wú)需更換傳感器的電池，因?yàn)榘惭b方式簡(jiǎn)單、成本最低且無(wú)需維護(hù)。涉及無(wú)線能量收集的開(kāi)發(fā)工具包之一由 Energous Corporation 制造。這包括：該系統(tǒng)將非常容易使用。無(wú)論是涉及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器、商業(yè)標(biāo)簽或智能購(gòu)物車，還是電子貨架標(biāo)簽 （ESL），此過(guò)程都將觸手可及。此外，無(wú)需更換傳感器的電池，因?yàn)榘惭b方式簡(jiǎn)單、成本最低且無(wú)需維護(hù)。涉及無(wú)線能量收集的開(kāi)發(fā)工具包之一由 Energous Corporation 制造。這包括：該系統(tǒng)將非常容易使用。無(wú)論是涉及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器、商業(yè)標(biāo)簽或智能購(gòu)物車，還是電子貨架標(biāo)簽 （ESL），此過(guò)程都將觸手可及。此外，無(wú)需更換傳感器的電池，因?yàn)榘惭b方式簡(jiǎn)單、成本最低且無(wú)需維護(hù)。涉及無(wú)線能量收集的開(kāi)發(fā)工具包之一由 Energous Corporation 制造。這包括：成本最低，無(wú)需維護(hù)。涉及無(wú)線能量收集的開(kāi)發(fā)工具包之一由 Energous Corporation 制造。這包括：成本最低，無(wú)需維護(hù)。涉及無(wú)線能量收集的開(kāi)發(fā)工具包之一由 Energous Corporation 制造。這包括：

發(fā)送硬件；

接收硬件；

用于監(jiān)視和控制 Tx 和 Rx 的移動(dòng)應(yīng)用程序；

Tx 和 Rx 圖表和布局文件；

Tx 和 Rx 天線設(shè)計(jì)文檔；

Tx/Rx 機(jī)械文件；

為客戶設(shè)計(jì)的工程天線仿真研究；

評(píng)估天線設(shè)計(jì)的技術(shù)支持，具有 HW/FW 集成；

用于優(yōu)化覆蓋范圍和功率的 Tx 天線（可選）；

固件 SDK（可選）。

具有單天線或雙天線、功率為 200 mW 的物聯(lián)網(wǎng)跟蹤器設(shè)備，或用于在 15 cm 距離內(nèi)多次充電且功率為 5.5 W 的 WattUp PowerHub，將是有趣的應(yīng)用。

奧西亞公司

Hatem Zeine 是 Ossia Inc 的創(chuàng)始人、總裁兼首席技術(shù)官，該公司旨在將無(wú)線電能技術(shù)推向世界。Hatem Zeine 表示：“我們?cè)谶@項(xiàng)技術(shù)上擁有多項(xiàng)專利。我們不是在談?wù)摮潆姡窃谡務(wù)摽赡軙?huì)或可能不會(huì)在本地為電池充電的無(wú)線設(shè)備。無(wú)線電力是為設(shè)備供電的能力，尤其是構(gòu)成當(dāng)今市場(chǎng)大部分的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。如今，技術(shù)承諾向小型設(shè)備提供無(wú)線電源，并且很快將適用于最強(qiáng)大的設(shè)備。分析物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)及其增長(zhǎng)，到 2030 年將有大約 5000 億臺(tái)設(shè)備（思科估計(jì)），其他估計(jì)表明有數(shù)萬(wàn)億臺(tái)設(shè)備。因此，未來(lái)大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都將是無(wú)電池的。這些設(shè)備不會(huì)位于充電域內(nèi)，而是位于充滿能量的三維區(qū)域，由特殊發(fā)射器提供。” 目前有類似 WiFi 的技術(shù)可以保證無(wú)線供電距離長(zhǎng)達(dá) 10 米，具體取決于設(shè)施的設(shè)計(jì)。無(wú)線電力分配還允許控制設(shè)備及其分類。事實(shí)上，并非所有設(shè)備的供電需求都相同，您可以決定為哪些設(shè)備供電以及向每個(gè)元件分配多少能量。因此，無(wú)需更換難以觸及的傳感器中的電池。此外，安裝程序簡(jiǎn)單且具有成本效益，無(wú)需維護(hù)。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，Ossia 有一項(xiàng)專利技術(shù)，叫做 Cota，它類似于 Wi-Fi，具有相同的 Wi-Fi 場(chǎng)景。距離范圍為 10 米，具體取決于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。Ossia 已獲得其專有無(wú)線電能技術(shù) Cota Real Wireless Power 的許可（參見(jiàn)圖 4 ） 以實(shí)現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用程序的更廣泛部署。就像 WiFi 一樣，Cota Real Wireless Power 允許從遠(yuǎn)處、在移動(dòng)中而不是在多個(gè)設(shè)備的視線范圍內(nèi)進(jìn)行操作。這項(xiàng)技術(shù)使物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備得以普及，消除了對(duì)電池和電源線的依賴。無(wú)線技術(shù)提供：

遠(yuǎn)程能源分配系統(tǒng)；

僅為所需設(shè)備供電；

設(shè)備運(yùn)動(dòng)時(shí)持續(xù)供電；

即使設(shè)備不在光學(xué)范圍內(nèi)也能供電；

安全性，例如 Wi-Fi 和藍(lán)牙。

其運(yùn)作程序包括以下幾個(gè)階段：

Rx發(fā)送信標(biāo)信號(hào)，Tx檢測(cè)輸入信號(hào)的相位；

Tx 發(fā)出時(shí)間反轉(zhuǎn)信號(hào)給 Rx 供電；

Rx 發(fā)出信號(hào)，可以從墻壁和其他物體上反彈；

Tx 像以前一樣輸出反相信號(hào)，僅使用可用路徑。

Cota 保證技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以確保兼容性和互操作性。它還提供參考設(shè)計(jì)套件 （RDK）、發(fā)射器 （Tx）、接收器 （Rx）、軟件、包含操作理論和建議電路設(shè)計(jì)的完整文檔，以及監(jiān)管批準(zhǔn)小組（FCC、MIC 等）。

圖 4：Cota 項(xiàng)目（來(lái)源：Ossia）

無(wú)線充電

Ori Mor 是 Wi-Charge 的首席商務(wù)官。他說(shuō)：“我們公司的研究基于充電電池限制設(shè)備使用的事實(shí)。無(wú)論是物聯(lián)網(wǎng)傳感器、工業(yè)傳感器、iPhone還是電動(dòng)汽車，使用時(shí)間總是短小不足。這是所有用戶都面臨的問(wèn)題。每個(gè)人都認(rèn)為為他們的設(shè)備充電是一場(chǎng)噩夢(mèng)。電池續(xù)航能力的降低也限制了計(jì)算能力”。要為智能手機(jī)充電，您需要 10 瓦的功率。將此值乘以 100 億臺(tái)設(shè)備，即可實(shí)現(xiàn)所需的大量能源。該公司面臨的挑戰(zhàn)正是集中在為許多設(shè)備充電，即使距離約 10 米。移動(dòng)設(shè)備的供電也是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，因?yàn)樵O(shè)備上的能量集中必須始終保持穩(wěn)定，不斷跟隨物體的位置，這不是很容易。也可能發(fā)生設(shè)備保持靜止但人將自己定位在發(fā)射器前面，從而中斷能量束的光學(xué)范圍的情況。因此，接收器必須能夠適應(yīng)。幸運(yùn)的是，大多數(shù)應(yīng)用程序不會(huì)移動(dòng)并設(shè)置在同一個(gè)位置。這些是使無(wú)線電能技術(shù)采用相對(duì)較慢的一些困難情況。無(wú)線電源應(yīng)該像 WiFi 一樣工作，在有限的范圍內(nèi)并且沒(méi)有光學(xué)覆蓋（參見(jiàn) 接收者必須能夠適應(yīng)。幸運(yùn)的是，大多數(shù)應(yīng)用程序不會(huì)移動(dòng)并設(shè)置在同一個(gè)位置。這些是使無(wú)線電能技術(shù)采用相對(duì)較慢的一些困難情況。無(wú)線電源應(yīng)該像 WiFi 一樣工作，在有限的范圍內(nèi)并且沒(méi)有光學(xué)覆蓋（參見(jiàn) 接收者必須能夠適應(yīng)。幸運(yùn)的是，大多數(shù)應(yīng)用程序不會(huì)移動(dòng)并設(shè)置在同一個(gè)位置。這些是使無(wú)線電能技術(shù)采用相對(duì)較慢的一些困難情況。無(wú)線電源應(yīng)該像 WiFi 一樣工作，在有限的范圍內(nèi)并且沒(méi)有光學(xué)覆蓋（參見(jiàn)圖5）。正是由于這個(gè)原因，用于生成和管理載波和傳輸?shù)姆椒ū仨毞浅?fù)雜。在這種情況下，信號(hào)可以遵循不在視線范圍內(nèi)的替代路徑。它在幾微秒內(nèi)立即到達(dá)目的地。在該系統(tǒng)中，接收器開(kāi)始向各個(gè)方向發(fā)送確認(rèn)信號(hào)。該信號(hào)到達(dá)發(fā)送器，發(fā)送器重新發(fā)送到接收器。因此，建立了類似于信標(biāo)的功能。后者將帶有信息的信號(hào)發(fā)回。這樣，如果它移動(dòng)，它將在新位置被跟蹤和啟用。傳輸還包含接收器的類型和特性，以便發(fā)送器可以了解有關(guān)其供電設(shè)備的大量信息。信標(biāo)在一秒鐘內(nèi)多次通電，甚至超過(guò)100次。這確保能量總是到達(dá)它。使用無(wú)線電源，電池壽命無(wú)限，智能處理功能更強(qiáng)大。

圖 5：Wi Charge 項(xiàng)目（來(lái)源：Wi-Charge）

有線和無(wú)線技術(shù) （WAWT）

網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)以戰(zhàn)略技術(shù)分析師和咨詢公司 WAWT 創(chuàng)始人兼首席分析師 Dinesh Kithany 的演講結(jié)束。他說(shuō)：“我很自豪能夠接待來(lái)自遠(yuǎn)程無(wú)線電能技術(shù)領(lǐng)域的主要參與者。我們的研究服務(wù)專注于關(guān)鍵領(lǐng)域：無(wú)線電能、電源、電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)，我們?cè)谶@些行業(yè)提供關(guān)鍵市場(chǎng)數(shù)據(jù)（當(dāng)前市場(chǎng)規(guī)模估計(jì)以及短期和長(zhǎng)期預(yù)測(cè)）、市場(chǎng)情報(bào)、洞察以及對(duì)公司的戰(zhàn)略建議整個(gè)價(jià)值鏈。我們對(duì)無(wú)線電能行業(yè)擁有最全面的研究，廣泛覆蓋 30 多個(gè)應(yīng)用，包括汽車、移動(dòng)、醫(yī)療、消費(fèi)、工業(yè)、零售和基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)應(yīng)用。我們還涵蓋廣泛的無(wú)線電力技術(shù)，是基于低頻的“感應(yīng)和諧振解決方案”，允許為耦合設(shè)備供電；基于高頻的解決方案，涵蓋“共振和NFC無(wú)線充電解決方案”；以及基于超高頻的解決方案，包括用于遠(yuǎn)程充電的‘基于射頻、紅外和超聲波的’技術(shù)”。

圖 6 中的表格突出顯示了無(wú)線電力技術(shù)的當(dāng)前狀態(tài)，按頻率、技術(shù)類型、功率等級(jí)和應(yīng)用組進(jìn)行了細(xì)分，其中簡(jiǎn)要介紹了每種技術(shù)類型和各自的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

圖 6：技術(shù)進(jìn)步導(dǎo)致出現(xiàn)了不同功率和頻率等級(jí)的新無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)，為廣泛的應(yīng)用/設(shè)備供電。（來(lái)源：WAWT）

WAWT 的分析強(qiáng)調(diào)，無(wú)線電源接收器和發(fā)射器 （Rx+Tx） 市場(chǎng)總量預(yù)計(jì)將從 2020 年的 7.5 億臺(tái)增長(zhǎng)到 2025 年的 24 億臺(tái)，到 2030 年將超過(guò) 65 億臺(tái)。累積起來(lái)，WAWT 預(yù)計(jì)大約未來(lái) 5 年（2021 年至 2025 年）將出貨 80 億臺(tái)無(wú)線電源 Rx+Tx。預(yù)計(jì)從 2021 年到 2030 年的未來(lái) 10 年內(nèi)，使用“非耦合”距離無(wú)線充電類型解決方案的總出貨量將達(dá)到約 32.5 億臺(tái) （Rx+Tx）。

結(jié)論

未來(lái)，無(wú)線充電將不再是一種選擇，而是一種不可或缺的標(biāo)準(zhǔn)方法，可為設(shè)備供電或充電。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量每天都在增加，而這種供電系統(tǒng)可能是確保完全覆蓋的唯一解決方案。醫(yī)院、工廠、零售店和基礎(chǔ)設(shè)施將擁有自己的電源點(diǎn)。目前，一個(gè)很大的限制與電池充電和低自主性有關(guān)，這限制了任何設(shè)備的使用，無(wú)論是物聯(lián)網(wǎng)傳感器、工業(yè)傳感器、手機(jī)還是電動(dòng)汽車。擁有 20 臺(tái)設(shè)備的人無(wú)法單獨(dú)為所有設(shè)備充電。現(xiàn)在技術(shù)研究的重點(diǎn)是如何增加作用范圍和范圍，這將導(dǎo)致供電設(shè)備放置在幾十米處。未來(lái)幾年，在遠(yuǎn)距離、大功率無(wú)線充電方面，肯定會(huì)有驚喜等著我們。超高頻肯定會(huì)起到舉足輕重的作用。