物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的無線充電技術(shù)解析

　　物聯(lián)網(wǎng)將會成為自互聯(lián)網(wǎng)誕生以來，最具革命性的進展，眾多的預(yù)測機構(gòu)也都對物聯(lián)網(wǎng)的前景保持樂觀，它們認為：未來幾年后聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備數(shù)量將會達到百億級別甚至更多。

　　毫無疑問，以后普通消費者的日常生活中將會充滿形形色色的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。由此，設(shè)備續(xù)航能力開始變得尤為重要，尤其是對于那些不方便連接電源的設(shè)備，例如可穿戴產(chǎn)品、交通工具等等。

　　相信那些智能手環(huán)與手表的使用者對此深有體會。近兩年，無線充電技術(shù)越來越受到關(guān)注與重視，因為它將能夠很好的解決設(shè)備續(xù)航能力的問題。

　　接下來小編就將目前的無線充電技術(shù)的具體情況匯總整理給大家。

　　1.應(yīng)用現(xiàn)狀

　　隨著智能手機和智能硬件呈鋪天蓋地之勢來襲，充電已經(jīng)成為比鉆石還硬的剛需。

　　現(xiàn)在有很多公司正致力于通過無線設(shè)備讓手機時刻保持充電狀態(tài)。無線充電技術(shù)是對能量轉(zhuǎn)換方式的大革新，便攜設(shè)備無線充電的優(yōu)勢遠遠不止于擺脫線纜的束縛。然而，從尼古拉？特斯拉首次傳輸電力至今已經(jīng)超過100年，但我們依然未能釋放能量轉(zhuǎn)換的全部潛力。

　　2015年無線充電板等發(fā)射端設(shè)備呈現(xiàn)飆升態(tài)勢，穿戴式裝置是帶動2015年無線充電發(fā)射端裝置出貨量成長最主要的動力來源。接下來幾年，可以想象筆記型電腦將開始支援無線充電接收功能，公共場所布建無線充電發(fā)送設(shè)備的需求將出現(xiàn)快速成長，越來越多消費者在日常生活中使用無線充電技術(shù)。

　　2.現(xiàn)有技術(shù)分析

　　100年前尼古拉？特斯拉發(fā)明了“特斯拉線圈”，通過空氣傳播電力，開啟了無線式電力傳播的時代。在無線充電技術(shù)尚未大面積普及的今天，我們不妨先將它粗暴地分為近場和遠場充電兩大類。

　　近場

　　近場無線傳輸?shù)姆绞接泻芏?，?a href="http://www.ttokpm.com/tags/電磁感應(yīng)/" target="_blank">電磁感應(yīng)、磁共振、電容耦合、磁力耦合等等。前兩個應(yīng)該是目前市場上最常用的技術(shù)。

　　電磁感應(yīng)（電感性耦合）

　　它使用導(dǎo)線線圈之間建立的磁場實現(xiàn)電能的無線傳輸。當(dāng)電流流經(jīng)發(fā)送線圈時，它會產(chǎn)生一個磁場，進而在接收線圈中感應(yīng)出一個電壓。線圈耦合得越好，電能傳輸?shù)镁驮胶谩?/p>

　　如應(yīng)用于手機背部、牙刷底部和充電底座集成線圈，產(chǎn)生磁場，兩個線圈的相互作用能夠傳輸電流，從而實現(xiàn)無線充電。

　　磁共振（共振感應(yīng)耦合）

　　這種方法利用共振現(xiàn)象在一定空間內(nèi)無線傳輸電能，其原理與電磁感應(yīng)是相同的。發(fā)送器和接收器線圈以相同的頻率振蕩（或共振），共振感應(yīng)耦合可使能量以高強度進行傳輸。

　　消費領(lǐng)域的主要無線充電標準大多依賴于上述兩種方法，不過這項技術(shù)的缺陷在于傳輸距離較短，所以很多支持無線充電的手機，需要較為精確地擺放在無線充電底座上，才能正常充電，比起有線充電的穩(wěn)定和用戶粘度，它并未在消費者群體中顯示出多大的優(yōu)越性。

　　近場較為成熟的技術(shù)標準主要有：無線充電聯(lián)盟的Qi、4AWP以及PMA三大標準。

　　Qi標準的創(chuàng)立者WPC聯(lián)盟一直致力于開發(fā)一種全球統(tǒng)一的無線充電技術(shù)標準。目前有200多家公司提供的800多種產(chǎn)品都支持Qi標準。聯(lián)盟管理成員包括LG、高通、三星、TI、東芝和Verizon。

　　Airfuel聯(lián)盟是個全球性生態(tài)系統(tǒng)，是PMA聯(lián)盟和A4WP聯(lián)盟合并的結(jié)果。這一合并之舉加速了未來消費者無論到何處，設(shè)備充電將具有互操作性、便利性的愿景實現(xiàn)。組成聯(lián)盟董事會的公司有AT&T、英特爾、安森美、Powermat、三星和WiTricity。

　　遠距充電系統(tǒng)

　　相較于近場充電系統(tǒng)，遠距充電系統(tǒng)將能量從功率集線器傳遞至特定設(shè)備的方法更為多元，藍牙、Wi-Fi、超音波和紅外線等都曾被試用過。

　　首先說說Wi-Fi，就在去年，美國華盛頓大學(xué)已經(jīng)成功研發(fā)了利用WiFi網(wǎng)絡(luò)給硬件設(shè)備充電的技術(shù)。這個團隊在大約十米的WiFi覆蓋距離內(nèi)給數(shù)碼相機等設(shè)備完成充電，未來可應(yīng)用于手機充電。據(jù)悉，這個團隊研發(fā)的是一個“WiFi供電系統(tǒng)”，這個系統(tǒng)由WiFi接入點（路由器）和定制的充電傳感器組成。

　　這個充電傳感器安裝在硬件設(shè)備上，主要用來接收射頻信號（RF）中的電能，然后將射頻信號轉(zhuǎn)化為直流電進行充電。除了上述硬件外，該團隊還研發(fā)了一套軟件方案，該方案可讓路由器在傳輸數(shù)據(jù)的同時為外部設(shè)備供電。那么問題來了，用于WiFi傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和充電的信號會不會存在干擾呢？研究團隊表示，他們已經(jīng)有特定的解決方案來防止兩個信號之間的干擾。例如在路由器和傳感器上做出相應(yīng)的優(yōu)化，兩大信號的傳輸可以互不影響。

　　而基于射頻（RF）的系統(tǒng)如WattUp、Cota，均使用一個或多個天線廣播能量并進行通訊。例如，Cota無線充電技術(shù)實際上是使用現(xiàn)有的Wi-Fi和藍牙天線來實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊和接收無線功率，然后將這些微訊號挹注到電池的充電電流。

　　以uBeam為代表的超音波系統(tǒng)中，路由器中的訊號產(chǎn)生器負責(zé)產(chǎn)生電訊號，經(jīng)過處理產(chǎn)生超音波，經(jīng)過聚焦便會產(chǎn)生充電電流。然而這對系統(tǒng)和設(shè)備的要求比較高：必須具備高效率，并且能承受大能量訊號

　　Wi-Charge則專注于將紅外線轉(zhuǎn)換為電力。發(fā)射端透過雷射二極管向接收器準確地射出紅外線光束，接收器中的太陽能電池則負責(zé)將紅外線光轉(zhuǎn)換回電能。

　　最近的突破當(dāng)屬Energous，做到了無線充電距離目前最遠。它利用射頻電波將無線電波轉(zhuǎn)化成蓄電池電力，配有特殊接收器的無線裝置就可以將電力從空氣中抽離出來，為放在錢包、口袋或任何地方的手機充電。這種技術(shù)目前還存在局限性，因為它只能為嵌入芯片的小型設(shè)備充電，而且這些設(shè)備需要與Miniature WattUp發(fā)射機直接接觸。