《一家公司如何以无线方式为物联网设备供电》

  • 来源专题:宽带移动通信
  • 编译者: wangxiaoli
  • 发布时间:2018-04-27
  • 根据爱立信移动市场报告,到2023年,将有200亿联网物联网设备。

    但是怎样为这数十亿计的物联网设备供电呢?

    过去的老方法并不是个完满的答案。这些物联网设备中有很多将会按设计被放置在难以触及的地方,且通常是很危险的地方。想想,它们被放置在大坝、桥底或者是旋转机械上。通过电线来供电是不可能的。而无论电池的效能有多高,使用电池都会增加高昂的成本、尺寸、重量和繁重的维护问题。

    解决这一难题,很大一部分可以靠无线充电,或者是能量采集。这是一个由多种技术驱动、发展迅速的领域,从收集动能和热能到利用诸如光、化学过程和无线电波等能源。一些令人瞩目的例子包括,基于激光的能量转移或从人体运动中获取能量的织物,尽管许多人都认为无线电频率是其中最有前途的。到2019年,这个市场预计将达到42亿美元。

    但如果我们更进一步呢?例如,如果工厂中的传感器不仅由无线电波供电,而且还可以将数据传输回系统呢?

    使用微波为物联网设备供电

    这就是法国爱立信公司的新兴创业合作伙伴GreenWake科技公司正在做的事情。今年早些时候,该公司于巴黎Vivatech的5G环境中,赢得了在物联网方面的爱立信Garage创业挑战。

    GreenWake科技公司使用微波为物联网设备和数据传输器提供动力。它是这样运作的:天线向物联网设备发送电波,该设备被插入在标签中,该标签接收电波的电磁能量,并将其有效地转换为直流电(DC)。转换后的能量(通过整流器)被存储在一个小电容器中,可以反复充电。一旦电容器充电完全,该设备就会利用这种能量从传感器中获取数据,并通过嵌入式无线电线路将数据发送到中央单元。中央单元决定对信号的处理,或将其进一步发送到网络中的远程处理单元。

    通过GreenWake科技提供的图象

    GreenWake科技公司的微波技术由于应用范围广泛而脱颖而出,比如说,电磁感应技术。电力传输的最大工作距离取决于发射的功率水平、使用的天线以及物联网设备的电力消耗。它的工作距离可达100米。该技术符合欧盟标准,并使用现成的部件。它的优势在于上市的时间,以及高达50%的能源转换效率。最大转换效率选择的射频频率为2.45GHz。

    所有这一切使得GreenWake科技公司能够为电缆或任何其他电源不可及的物联网设备供电,从而使该解决方案非常适合于监测危险的化学环境和旋转机械,或者埋在地下或放置在水坝、桥梁、高速公路上的设备等等。它的所有设备都带有一个内置的web服务器——运行HTML5和一个即插即用一体化的以太网接口,易于进行数据检索,而无需特定的驱动程序。该公司的标准化系统也能够连接到许多标准的工业微传感器。

    将企业家与公共研究结合起来

    该公司由Spas Balinov创建于2016年初,他是一位拥有机械工程背景的企业家。在此之前,他一直在致力于另一项旨在利用纳米卫星提供低带宽连接的新兴创业项目。当他决定继续他的下一个项目时,他被选入了Pulsalys创业孵化器项目,总部设在法国里昂附近的维勒班。孵化器将企业家和公共研究实验室联系起来。2016年初,Balinov要求开展一项能源/物联网项目,并被介绍到由Christian Vollaire领导的研究小组,该研究小组位于里昂安培中央实验室,该研究小组开发了后来成为GreenWake科技公司专有的技术。

    根据Spas Balinov的说法,GreenWake科技公司专注于企业对企业的市场,特别是工业客户,它可以显著降低运营成本。他设想了一系列主要的应用,包括结构监测、旋转机械、工业场所和污染环境。

    “我们可以看到诸如桥梁和水坝之类的事物会随着时间的推移而出现一些移动和表现”他说,“它们的参数会随着年月而变化。人们需要在难以到达或危险的地方使用物联网设备。我们这套系统的想法并不是要把人送到桥的顶部,因为他们可能会摔下来。我们也拥有采矿业的客户”。

    通过共同努力为物联网设备供电

    那么,爱立信和GreenWake科技公司将如何合作呢?目前,GreenWake所掌握的更多的是本地解决方案,而不是全球解决方案,有了爱立信解决方案,GreenWake科技公司就可以通过移动网络将数据传送到云端,从而使各公司能够远程操作该系统。这关系到两家公司的规模,但也为在没有电线和电池限制的情况下为创建物流网而制造了机会。

相关报告
  • 《不采用电子设备的新一代无线物联网》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2017-12-12
    • 所谓“物联网”是指在因特网上使用日常物品以各种目的传递有用信息的想法。物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是:“Internet of things(IoT)”。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网,例如,如果开始在某些项目上运行,一个联网的冰箱也许可以订购食品杂货。 “物联网”概念主要集中在日常物品中嵌入电子产品的想法,根据上个月SIGGRAPH会议和亚洲计算机图形和交互技术展览上的一个新论文,华盛顿大学的研究人员最近开发出一种方法,来连接3D打印对象和互联网,而这个过程中没有电子产品的使用。 为了创建能够与标准WiFi接收器连接的对象,研究小组使用反向散射方法,允许设备通过反射WiFi信号返回源来发送数据。为了实现这一目标,研究小组使用机械弹簧、齿轮和其他三维打印的部件来完成通常由电气部件完成的功能。 后向散射系统利用一个天线,通过反射无线信号传递信息,数据返回那些反射模式可以被无线接收器破译。在这种情况下,三维打印对象内的天线是由导电印刷长丝与铜塑料混合制成的。 在研究小组的新系统中,物理动作(如按下按钮或从容器中流出液体)激活三维打印项目中某处的齿轮和弹簧,导致导电开关通过WiFi接收器的状态交替连接或断开。 物理动作驱动一个盘绕弹簧,转动齿轮来编码二进制数据。齿轮的齿数的规模和格局确定多长时间后向散射开关连接天线,使数据转换成1和0这种WiFi接收器可以破译的模式。 研究小组说,使用他们的系统来创建一个流量计,可以跟踪洗衣液的用量并且订购液体洗衣液。这项研究报告的作者Shyam Gollakota,计算机科学与工程学院副教授,说齿轮转动的速度可以告诉你多少洗衣液已经流出洗涤剂瓶。 三维打印开关和天线之间通过无线网传输数据。然后接收器可以跟踪剩下多少洗衣液,当它低于一定量时,它可以自动向你的Amazon应用程序发送一个信息,以便订购更多。计算机科学与工程学院Shyam Gollakota教授说。 除了制作流量计外,研究小组还制造了一个风速计和一个刻度尺,可以提供无电子设备的wifi连接。按钮、旋钮和滑块也由团队印刷定制,创建一个小型系统,可以使物联网无缝检测和互动。 用另一种3D打印长丝混纺塑料和铁,团队还利用磁性在三维打印的产品上无形书写静态数据,它可以涵盖任何东西,从商店的条形码识别到仓库机器人的指令。 该研究小组说,他们希望设计出大众可以轻松利用的产品,比如检测漏水管道的流量传感器或控制音乐音量的滑块。 我们的目标是在家里创建你自己的3D打印机,并向其他设备发送有用的信息。但最大的挑战是,你如何只用塑料与WiFi无线通信连接?这是以前没人能做到的事。华盛顿大学电气工程的博士研究生Vikram Iyer这么说到。
  • 《物联网的未来:有关2020物联网的10个预测》

    • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者:husisi
    • 发布时间:2020-06-03
    • 物联网的未来着眼于将创造我们互联未来的市场驱动因素,趋势和蜂窝技术解决方案。市场驱动力通过从街道照明到家用电器到工业机器人的所有“事物”的连通性来提供附加值。随着终端设备经济性的提高,物联网系统的大量投资,采用全球标准以及频谱可用性,提供与事物的连接变得更加容易。信息技术的总体趋势,例如云计算和边缘云,人工智能和安全保证,加速了物联网生态系统。 什么是物联网? 物联网(简称IoT)由连接到互联网并彼此共享数据的设备组成。物联网设备不仅包括计算机,笔记本电脑和智能手机,还包括配备有芯片以通过网络收集和通信数据的对象。 现有的和潜在的物联网设备范围很广。消费者经常使用智能手机与IoT设备通信,无论是智能扬声器还是家用恒温器。联网设备可提供便利(例如帮助您列出购物清单)或节省开支(例如在度假时在家中减少暖气)。 有关物联网未来的10个预测: 1.物联网安全将成为重中之重 由于物联网的广泛采用,连接设备的数量正在增加。这导致网络扩展,数据增加,并使更多信息面临风险。物联网安全性的提高将促进物联网的广泛使用。家庭安全和患者健康受到威胁,因为大多数数据都在云中进行了安全保护,因此需要更加关注物联网安全。来年将看到改进的IoT安全系统。而这种需求源于物联网技术多样性的复杂性。物联网设备的数量已超过260亿,并且有望增加。物联网网络和设备的黑客攻击将在未来变得越来越普遍,因此我们将看到针对其控制实施的措施。 2.智慧城市的兴起 年将见证智慧城市的出现。智慧城市项目已经在进行中,美国许多城市正在使用IoT设备连接交通信号灯,停车收费表和公用事业。智慧城市的概念将遍及全球。 智慧城市将专注于舒适的生活,同时改善城市生活的财务,环境和社会方面。智慧城市的技术支出已大幅增加,预计到2050年将达到800亿美元。随着人口的增长,智慧城市将在提高生活质量和可持续性方面不可或缺。 3.人工智能和数据收集 专家预测SI的实施将物联网连接的设备转变为个人和组织的决策助手。由于物联网包括数十亿个与云连接的设备,因此每个设备都扮演着数据收集器的角色,可帮助它们填充数据库。 如果所有连接的设备都在收集数据,则需要大量利用它并做出更好的决策。在此方面,AI可能会提供巨大帮助,因为海量数据足以训练AI系统。 建立智能的自学系统应该是物联网发展的主要目标。借助机器学习系统,组织可以从数据负载中解释趋势和见解,从而更好地涉及决策的各个领域。 4.在医疗保健中采用物联网 卫生行业将看到越来越多的物联网设备被采用。医疗物联网有潜力以26.2%的复合年增长率增长,到2021年将达到720亿美元。 便携式设备,医疗设备和传感器以及健康监视器以及其他各种医疗设备的形状都可以与IoT连接。此外,虚拟助手和移动医疗应用程序还使医疗专业人员和家庭可以在家中监视患者的健康。有智能的可穿戴设备和植入物,可以传达患者的参数,甚至还有智能汽车,它们可以在患者出行时观察患者的生命体征。有安全的追踪应用程式,可让家人追踪亲人。 5.制造业中的物联网增加 借助物联网,管理人员可以在传感器的帮助下从一开始就从机械问题中获得帮助。传感器对于负责预防性维护的人员非常有用。这样,可以在派遣技术人员查找问题之前确定问题。 物联网已经在智能工厂中找到了自己的方式。物联网和可穿戴设备将工厂车间连接到管理层,并且工人对工厂条件和安全性有清晰的认识。它还有助于提高时间管理和安全性。 6.与大数据合并 尽管物联网和大数据是不同的概念,但它们是相互联系的。随着数十亿消费者和工业物联网设备的连接,需要处理和分析的数据量将大大增加。目的是从收集的数据中提取尽可能多的信息,以便进行处理。 处理如此大量的数据需要大数据和人工工程方法。在过去的几年中,这两个行业的发展都异常出色。合并AI,IoT和大数据将带来一系列创新的常规应用程序和改进。当公司将它们合并并一起使用时,日常流程将变得轻而易举。 7.建立智能商店 智能商店由射频识别标签供电。使用射频识别,库存管理变得简单而有趣。您还可以知道访客使用物联网在您的商店上花费了多少时间。它使用智能照明记录客户的动向及其产品互动。在这些系统的帮助下,您可以收集数据并将其用于改善商店库存,并根据客户的喜好对产品展示进行调整。 8.行业将看到更多的物联网 专家预测,在未来几年中,面向消费者的物联网将遭受打击,并导致资金增长下降。公司将更多地依靠工业物联网应用来设计新的基础架构。 在来年,您可以期望看到农业,健康,保险,电信和运输行业将物联网纳入其新技术和策略。 9.使用区块链的去中心化工作 区块链从密码上来说是安全的,因为它记录了一个分开的分类帐系统,该系统允许两方之间进行数据传输。 使用物联网的传统系统具有集中式结构,并且使用分析,信息从设备发送到云,然后再返回到设备。大多数物联网小工具都运行在集中式网络上。由于我们将看到数十亿台设备跃上IoT潮流,因此用户可能容易受到网络威胁的威胁,因为当前状态无法确保灵活性。存在通过集中式体系结构暴露的潜在弱点的威胁。 由于信任和安全是不可或缺的问题,因此区块链对于保护数据至关重要。智能合约使物联网连接的设备可以通过区块链安全运行。仅在满足某些要求后才能完成。 10.物联网上的设备数量比人多 在今年,将有204亿个IoT设备。物联网设备已经变得非常流行,并被用于管理从设置约会到管理能源消耗和家庭安全的一切事务。如果我们要计算以一种或另一种方式集成或将与IoT集成的每台设备,那么我们预计今年将有500亿台设备。 最后的想法: 物联网的成熟阶段才刚刚开始,在不久的将来,它将很快成为成熟的业务。您应该知道,物联网开发不是一朝一夕就能完成的。我们应该为如何以最佳方式采用这项技术做好准备。 物联网发展迅速,我们不能低估明年的发展。无论您经营的是小型企业还是拥有700名员工的公司,物联网都会找到进入您企业的途径。因此,请做好准备!