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“不用電”藍牙標簽的秘密

來源:網絡

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所屬頻道:新聞中心

關鍵詞: 藍牙,電磁波

      總部設在德克薩斯州(Texas)普萊諾(Plano)的WeTag公司,宣布它正在開發一款低功耗藍牙(BLE)RFID標簽,被稱為IFIND,而該產品不需要電池。

      相反,它還能從周圍環境中的電磁源,如無線路由器和其他Wi-Fi設備,手機天線,電視天線,收集和儲存電力,并將其存儲在一個移動電源內。

      根據公司介紹,正在申請專利的這項技術,無需更換或充電電池,iFind標簽使用壽命長達二十多年。

      因為它無電池,該IFIND標簽比較薄,尺寸僅為1.06英寸*0.09英寸*1.25英寸(32毫米*27毫米*2.4毫米),并可連接或附到幾乎任何東西上,WeTag報告稱。

      它有一個200英尺(60米)的檢測范圍,可與智能手機App配合使用,該公司補充道。

      該標簽可通過BLE技術與iOS或Android設備連接到個人物品,如錢包,鑰匙或寵物。當一個物品錯位或丟失,可以配合智能手機App找到它。

      每個標簽都有一個唯一的ID號,可與他人分享,他們也可以利用別人的智能手機定位錯位或丟失的物品。

      在Rope模式下,如鑰匙或錢包超出一定范圍iFind App軟件會發出警報;例如,iFind使用者在吃完飯后把錢包落在飯店后,當兩者之間的距離超過200英尺的范圍,標簽會發出“嗶嗶”聲而個人的手機會收到一個通知。

      如何做到不用電池

      一個小巧的(智能)電子設備能做到“不用電池”(這里說的電池也包括蓄電池,也就是你平時充電的啥啥),需要兩大要素:1)應用本身能耗低;2)替代能源做得好。

      第一個條件是重要的大背景。比如有人跟我說汪尼瑪啊,你要是能讓筆記本電腦、手機、平板都不用電池,你就發家了啊!我說對啊 我絕對贊同,可臣妾做不到啊!T-T 現有所謂“無電源”通信系統,典型例子比如NFC(近場通訊),就是你刷信用卡時候的通信機制:信用卡啥時候需要過電池?還是RFID(射頻識別)等等,本身能耗都很低,“不用電池”也習以為常。但是到了藍牙通信,臥槽,耗能一下子上去了,原本在NFC、RFID級別玩的小trick根本不頂用。萬幸,最新的藍牙 4.0 低功耗協議(BLE),耗電量降低到了傳統藍牙的 1% 至 50%,一下子把鴻溝拉近一大半。這簡直是現在基于藍牙的無數智能電子設備的大福音;也正是基于BLE的推廣,iFind才能進一步開發出世界上第一款“無電池”藍牙通信系統。

      下面我們轉向第二個關鍵問題:

      下面我們轉向第二個關鍵問題:

      電池沒了,該用啥供能?

      其實,除了大家最熟悉的“電池”,電子設備能采用的能源還是廣闊天地、大有作為。比如西鐵城手表“光動能”把任何可見光源轉化成動能帶動手表轉(摘自LS),再比如一些計算器也依靠太陽能板長期充電。

      iFind采用的技術叫做“電磁能量采集”(E-M Energy Harvesting),以下就俗稱“無電池”技術好了。簡單來說,你周圍哪兒都有電磁波,打個電話會有,看個電視會有,微波爐熱個飯盒都會有。這些可都是明晃晃的電磁能啊,干嘛不用?不用是傻子。于是乎,最簡單的方法就是用天線收集電磁能(電磁感應基礎課請戳),然后可以用電容存儲,效果就像是一個小電池了。如下圖所示:

    “不用電”藍牙標簽的秘密

      看起來很神奇?老實說,這個技術其實在學術界發paper搞理論已經有年頭了。做成實際小玩意兒也不是第一回:比如著名的礦石收音機,還有最近也在Kickstarter眾籌的手機殼Lunecase,多多少少都是用類似的技術支持一些(單向)的小規模信息發送。但是用于支持完整的雙向藍牙通信,尤其是在這么小的體積內(硬幣大小,兩張信用卡厚),iFind所采用的技術是獨一無二、不可復制的--防丟器僅僅是形式;這是世界上第一個藍牙級別、產品化的“無電池”通信系統!我們在美國、歐盟和中國同步申請了專利,包含了天線優化、捕獲電路優化、能量控制算法、硬件算法、存儲電路等一系列基礎自主創新點。為研發團隊撒花!

      能干啥?“無電池”的應用前景

      能干啥?“無電池”的應用前景

      我見過有人質疑,如此牛逼的技術只拿來做藍牙防丟器,是不是高射炮打蚊子了?我的回答是:誰說過我們“只”做防丟器了?我們的技術研究早就比這走的更遠,產品線也更多:稍稍透露下:基于GPS和iBeacon的產品項目都已然上馬開工,正在嗖嗖策馬奔騰。想象下有一天,你掏出手機使用GPS map的時候,不僅不耗電(我手機現在一開GPS導航,電量就嗖嗖下降),反而一邊導航一邊借助GPS電磁信號充電。聽起來帥不?

      現在的智能硬件,包括手表、手環,十有九個半都通過BLE和手機通信。沒錯,“無電池”技術同樣是對這一大類產品所面臨的能源瓶頸的福音。現在市面上采用BLE的設備比如 Fitbit Force 健康手環,用充電電池,待機只有一個多星期。一個破手環還要這么頻繁地充電真的很無語:可是如果這些藍牙設備都變成了“無電池”的“永動機”了呢?世界將會怎樣?)

      相關的圖表

    “不用電”藍牙標簽的秘密

      RF-DC 轉化效率圖

      這圖告訴我們在日常生活中,假設你身邊有個正常WiFi環境(估計10dBm),那么轉化率會高達70%。

      2) 充電時間曲線

      2) 充電時間曲線

    “不用電”藍牙標簽的秘密

      我們做了兩個不同容量的電容在測試模型里。實驗顯示,在正常WiFi環境(估計10dBm)下,容量大的那個電容從全空充到全滿要1.5小時,容量小點的那個只要15分鐘。

      3)各模式電流

    “不用電”藍牙標簽的秘密

      這表格基本說的是,我們收集的電磁能用于支持各種模式是杠杠的。舉個例子,假設你使用Rope功能(防盜),選擇1秒手機自動檢測一下連接,同時你一直活在電磁屏蔽罩里周圍沒有一絲新的電磁能量可以捕獲,那么需要18天才能用完電容儲電;如果你選擇2秒檢測,那么27天才會山窮水盡。iFind之可靠好用,大抵如此。

    (審核編輯: 小王子)

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