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家里,找不到电池的遥控器所带来的烦恼,或许很快会成为过去,三星新款遥控器既能依靠太阳能进行充电,又能够捕捉路由器发出的无线电波来实现供电,这种具备突破性的设计,正在对低功耗设备的供能方式予以重新定义。
技术原理
该项技术的核心是射频能量采集,其是把环境里闲置的电磁波转化成可用电能,它依赖特制的射频天线以及转换电路,此电路能够捕捉特定频段的无线电信号,借助整流器将交流电磁波转变为直流电,尽管单点采集的能量微弱,然而持续的环境辐射给设备提供了不间断的微电流补给 。
当前技术着重对2.4GHz频段予以优化,同时也针对5GHz频段进行优化,而这两个频段恰恰是家用路由器的主要工作频率。在典型家庭环境里,单个射频采集模块能够产生微瓦级别的功率,此功率足以支撑遥控器处于待机状态时的基础能耗。这样的设计致使设备在光照不足的情况下依旧能够维持基本功能。
实际应用场景
三星有着将太阳能与射频采集相结合的设计,此设计解决了传统遥控器会突发没电这种情况的痛点,在客厅所存在的场景里,遥控器能够同时从窗户透进来的环境光以及路由器信号之中获取能量,达成双路供电,经过实测表明熊猫体育官方网站,这种混合供电系统能够让使用设备在正常使用频率的状况下彻底摆脱电池更换 。
该技术同样可用于智能家居传感器,以及电子价签等低功耗设备,像温度传感器借助采集商场Wi-Fi信号能够持续开展工作,且不需要进行布线换电,英国连锁超市Tesco已在部分门店布置这类电子价签,每年可节省数百万节电池。
技术局限性
射频能量采集存在瓶颈,此瓶颈在于能量转化方面效率是极低的。有实验数据进行显示,在距离路由器十米的地方,采集功率一般情况下是不足1微瓦的。这仅仅能够支持工作的是传输速率极低的传感器,是无法满足摄像头、音响等设备的能耗需求的,这对应用范围造成了严重的制约。
环境干扰会致使采集效率进一步降低,混凝土墙壁能够让信号衰减百分之六十熊猫直播,金属障碍物有可能使得能量采集彻底中断,在多层住宅环境里,射频采集的稳定性明显低于太阳能,这对为何要采用混合供能方案以保障可靠性做出了解释。
无源物联网发展
无源物联网技术有了突破,这使得终端设备能够达成终身免维护,通过对反向散射通信技术予以优化,设备在采集能量之际能够完成数据回传,2023年欧盟启动的RECTENNA项目成功在300米距离达成了温度数据的无源传输。
正从实验室迈向规模化商用的该领域,物流巨头DHL开始试用无源追踪标签,通过仓库内布置的读写器为标签供电,进而定位货物,这种方案把传统电池寿命从2年延长到设备全生命周期,大幅降低了维护成本。
通信技术融合
5G网络给无源物联网带来了全新可能,美国加州大学所研发的5G射频采集系统,于180米外从基站信号里采集到了6微瓦电力,这种定向波束成形技术极大地提升了能量传输距离熊猫体育,为城市级应用开拓了道路。
融合了NFC与蓝牙的情况之下,催生出了新型无源设备,以色列有一家初创公司名叫Wiliot,推出了一种邮票大小的传感器,该传感器利用环境蓝牙信号来进行通信以及供电,此产品已经应用在了服装零售业当中,在实时追踪库存动态之际不需要任何电池。
未来应用前景
能效优化技术取得突破之后,无源物联网会在智能城市领域呈现出极为出色的发展态势,巴黎开展计划,要在2026年之前去部署数万个无源环境监测点,借助采集地铁信号达成空气质量监测,这种方案相较于传统传感器网络能够节省90%的运维成本。
医疗健康范畴正在对无源可穿戴装置展开测试,瑞士实验室所研发的血糖监测贴片能够借助手机NFC信号来得到能量,这解决了糖尿病患者频繁去更换传感器的困扰,这样的技术路径有可能在未来三年之内达成商业化落地。
经历过混合供电带来的便利之后,您觉着家里还有哪些设备是最为适配改用这种无源供电方案的呢?欢迎把您的创意分享出来,要是认可这种技术趋势,那就请点赞给予支持并且转发给更多的科技爱好者 。
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