“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猓蠖鄶?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)類產(chǎn)品，例如工業(yè)鎖、智能門鎖、照明開(kāi)關(guān)、閥門等，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方案的顯示類墨水屏也開(kāi)始出貨了，產(chǎn)品類型包括會(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，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?，每開(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)還有煙感或其他危化氣體監(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，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?？梢韵胂?，如果能實(shí)現(xiàn)更多類傳感器的低功耗化，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。

審核編輯 黃宇