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“不用电”蓝牙标签的秘密

发布时间:2016-03-31作者:小王子

  总部设在德克萨斯州(Texas)普莱诺(Plano)的WeTag公司,宣布它正在开发一款低功耗蓝牙(BLE)RFID标签,被称为IFIND,而该产品不需要电池。

  相反,它还能从周围环境中的电磁源,如无线路由器和其他Wi-Fi设备,手机天线,电视天线,收集和储存电力,并将其存储在一个移动电源内。

  根据公司介绍,正在申请专利的这项技术,无需更换或充电电池,iFind标签使用寿命长达二十多年。

  因为它无电池,该IFIND标签比较薄,尺寸仅为1.06英寸*0.09英寸*1.25英寸(32毫米*27毫米*2.4毫米),并可连接或附到几乎任何东西上,WeTag报告称。

  它有一个200英尺(60米)的检测范围,可与智能手机App配合使用,该公司补充道。

  该标签可通过BLE技术与iOS或Android设备连接到个人物品,如钱包,钥匙或宠物。当一个物品错位或丢失,可以配合智能手机App找到它。

  每个标签都有一个唯一的ID号,可与他人分享,他们也可以利用别人的智能手机定位错位或丢失的物品。

  在Rope模式下,如钥匙或钱包超出一定范围iFind App软件会发出警报;例如,iFind使用者在吃完饭后把钱包落在饭店后,当两者之间的距离超过200英尺的范围,标签会发出“哔哔”声而个人的手机会收到一个通知。

  如何做到不用电池

  一个小巧的(智能)电子设备能做到“不用电池”(这里说的电池也包括蓄电池,也就是你平时充电的啥啥),需要两大要素:1)应用本身能耗低;2)替代能源做得好。

  第一个条件是重要的大背景。比如有人跟我说汪尼玛啊,你要是能让笔记本电脑、手机、平板都不用电池,你就发家了啊!我说对啊 我绝对赞同,可臣妾做不到啊!T-T 现有所谓“无电源”通信系统,典型例子比如NFC(近场通讯),就是你刷信用卡时候的通信机制:信用卡啥时候需要过电池?还是RFID(射频识别)等等,本身能耗都很低,“不用电池”也习以为常。但是到了蓝牙通信,卧槽,耗能一下子上去了,原本在NFC、RFID级别玩的小trick根本不顶用。万幸,最新的蓝牙 4.0 低功耗协议(BLE),耗电量降低到了传统蓝牙的 1% 至 50%,一下子把鸿沟拉近一大半。这简直是现在基于蓝牙的无数智能电子设备的大福音;也正是基于BLE的推广,iFind才能进一步开发出世界上第一款“无电池”蓝牙通信系统。

  下面我们转向第二个关键问题:

  下面我们转向第二个关键问题:

  电池没了,该用啥供能?

  其实,除了大家最熟悉的“电池”,电子设备能采用的能源还是广阔天地、大有作为。比如西铁城手表“光动能”把任何可见光源转化成动能带动手表转(摘自LS),再比如一些计算器也依靠太阳能板长期充电。

  iFind采用的技术叫做“电磁能量采集”(E-M Energy Harvesting),以下就俗称“无电池”技术好了。简单来说,你周围哪儿都有电磁波,打个电话会有,看个电视会有,微波炉热个饭盒都会有。这些可都是明晃晃的电磁能啊,干嘛不用?不用是傻子。于是乎,最简单的方法就是用天线收集电磁能(电磁感应基础课请戳),然后可以用电容存储,效果就像是一个小电池了。如下图所示:

“不用电”蓝牙标签的秘密

  看起来很神奇?老实说,这个技术其实在学术界发paper搞理论已经有年头了。做成实际小玩意儿也不是第一回:比如著名的矿石收音机,还有最近也在Kickstarter众筹的手机壳Lunecase,多多少少都是用类似的技术支持一些(单向)的小规模信息发送。但是用于支持完整的双向蓝牙通信,尤其是在这么小的体积内(硬币大小,两张信用卡厚),iFind所采用的技术是独一无二、不可复制的--防丢器仅仅是形式;这是世界上第一个蓝牙级别、产品化的“无电池”通信系统!我们在美国、欧盟和中国同步申请了专利,包含了天线优化、捕获电路优化、能量控制算法、硬件算法、存储电路等一系列基础自主创新点。为研发团队撒花!

  能干啥?“无电池”的应用前景

  能干啥?“无电池”的应用前景

  我见过有人质疑,如此牛逼的技术只拿来做蓝牙防丢器,是不是高射炮打蚊子了?我的回答是:谁说过我们“只”做防丢器了?我们的技术研究早就比这走的更远,产品线也更多:稍稍透露下:基于GPS和iBeacon的产品项目都已然上马开工,正在嗖嗖策马奔腾。想象下有一天,你掏出手机使用GPS map的时候,不仅不耗电(我手机现在一开GPS导航,电量就嗖嗖下降),反而一边导航一边借助GPS电磁信号充电。听起来帅不?

  现在的智能硬件,包括手表、手环,十有九个半都通过BLE和手机通信。没错,“无电池”技术同样是对这一大类产品所面临的能源瓶颈的福音。现在市面上采用BLE的设备比如 Fitbit Force 健康手环,用充电电池,待机只有一个多星期。一个破手环还要这么频繁地充电真的很无语:可是如果这些蓝牙设备都变成了“无电池”的“永动机”了呢?世界将会怎样?)

  相关的图表

“不用电”蓝牙标签的秘密

  RF-DC 转化效率图

  这图告诉我们在日常生活中,假设你身边有个正常WiFi环境(估计10dBm),那么转化率会高达70%。

  2) 充电时间曲线

  2) 充电时间曲线

“不用电”蓝牙标签的秘密

  我们做了两个不同容量的电容在测试模型里。实验显示,在正常WiFi环境(估计10dBm)下,容量大的那个电容从全空充到全满要1.5小时,容量小点的那个只要15分钟。

  3)各模式电流

“不用电”蓝牙标签的秘密

  这表格基本说的是,我们收集的电磁能用于支持各种模式是杠杠的。举个例子,假设你使用Rope功能(防盗),选择1秒手机自动检测一下连接,同时你一直活在电磁屏蔽罩里周围没有一丝新的电磁能量可以捕获,那么需要18天才能用完电容储电;如果你选择2秒检测,那么27天才会山穷水尽。iFind之可靠好用,大抵如此。

公司简介

宜科(天津)电子有限公司是中国工业自动化的领军企业,于2003年在天津投资成立,销售和服务网络覆盖全国。作为中国本土工业自动化产品的提供商和智能制造解决方案的供应商,宜科在汽车、汽车零部件、工程机械、机器人、食品制药、印刷包装、纺织机械、物流设备、电子制造等诸多领域占据领先地位。宜科为智慧工厂的整体规划实施提供自系统层、控制层、网络层到执行层自上而下的全系列服务,产品及解决方案涵盖但不局限于云平台、MES制造执行系统、工业现场总线、工业以太网、工业无线通讯、机器人及智能设备组成的自动化生产线、自动化电气控制系统集成、智能物流仓储系统等,以实现真正智能化的生产制造,从而带来生产力和生产效率的大幅提升,以及对生产灵活性和生产复杂性的管理能力的大幅提升。多年来,宜科以创新的技术、卓越的解决方案和产品坚持不懈地为中国制造业的发展提供全面支持,并以出众的品质和令人信赖的可靠性、领先的技术成就、不懈的创新追求,在业界独树一帜。帮助中国制造业转型升级,加速智能制造进程,成为中国工业4.0智慧工厂解决方案当之无愧的践行者。

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