当前位置:首页 > 公众号精选 > 物联传媒
[导读]本文来源:物联传媒本文作者:市大妈1901年,物理学家尼古拉·特斯拉欲在纽约长岛兴建一座高塔进行跨大西洋无线电广播和无线电能传输实验。彼时,他到处拉赞助,最后说服了亿万富翁约翰·皮尔庞特·摩根为其投资了15万美元。而后,尼古拉·特斯拉在开始建造一座名为沃登克里弗塔(又名特斯拉塔)...


本文来源:物联传媒


本文作者:市大妈




1901年,物理学家尼古拉·特斯拉欲在纽约长岛兴建一座高塔进行跨大西洋无线电广播和无线电能传输实验。彼时,他到处拉赞助,最后说服了亿万富翁约翰·皮尔庞特·摩根为其投资了15万美元。



而后,尼古拉·特斯拉在开始建造一座名为沃登克里弗塔(又名特斯拉塔)的巨大无线供电站。铁塔高57米,顶部有一个直径为20米的半球型圆顶。在铁塔尚未完工之际,就已迫不及待地开始了他的实验。



然而,尼古拉·特斯拉只成功了一半。不到五年,铁塔在建造中遇到了财政问题,工程无法继续,甚至最终被拆除。


如今,在纽约长岛仍留有特斯拉的遗迹,曾经的实验室后面还留着一片古老的地基。



这是目前我们所知道的通过空气传输电力最早起源。而现在的物联网新风口无源物联网也离不开空气传输电力。



当下被大众所熟知的特斯拉电动汽车品牌名正是来源于此。



我们对于无源物联网的需求


正如尼古拉·特斯拉预言的那样,无线通信可以改变世界。即便他未能在这条路上“走”很远,但是随着无线通信技术的发展以及现实迫切的需求,今天我们再次尼古拉·特斯拉这一想法列入发展重点,在空气传输电力这件事上付诸行动。



前几年,全球各大知名研究机构都热衷于去预测未来联网终端的数量。IDC专家预测,到2025年,全球将部署多达416亿个联网设备。一旦部署,物联网设备的最大的后勤挑战之一就是如何应对其有限的电池寿命。



如果达到这一预测的体量,那也意味着为物联网革命提供动力可能需要相应的416亿块电池来保持这些物联网设备收集、分析和发送数据。而这也将同步触发出一个巨大的挑战。



即便该行业最终实现了平均每个终端设备电池拥有10 年使用寿命的目标,但全球每天仍需要更换海量的电池。显然,这不是一个可行的计划。



说到这里,或许可以认为,电池在一定是物联网基础设施快速扩展规模和成本效益的限制因素。



数以万亿计的联网设备将需要数以万亿计的电池,从成本、物流和可持续性的角度来看,这简直太令人望而却步了,无法证明其好处。出于这个原因(以及我们在电池问题白皮书中概述的其他原因),万亿节点物联网必须消除电池。真正无处不在的联网设备需要通过内置电池以外的其他方式发电,从本质上来说,要实现无需添加、监控或更换单个电池即可在任何地方增加联网设备的部署。



无电池传感器或能直面这一挑战


众所周知,由于海量的物联网设备通常部署在偏远、偏僻的地区,人工访问这些设备并更换电池不方便且成本很高。



为了解决这一问题,如今有公司提出无电池传感器。



总部位于加州圣克拉拉市的一家名为Everactive的初创公司正致力于这样的创新,其Eversensor包含多种类型的传感器,并以混合的形式产生电力,包括室内太阳能、振动和热能。该公司表示,其Eversensors可以持续使用20年而不需要日常维护。



Everactive公司可以提供定制的集成电路,这些集成电路在收集到的环境能量水平较低的情况下完全连续运行,以达到联网设备始终在线、自我维持且无需电池的状态。



在解决了电源问题之后,人们面临着额外的技术挑战:无线网络。具体来说,利用Evernet无线协议实现在足够低的功率预算下运行以保持电池不受干扰,还可以同时支持:



  • 高密度网络(支持数千台设备)


  • 低延迟操作(读取:实时通信)


  • 足够的数据速率


  • 可靠的范围(距离和通过障碍物和干扰的穿透性)



那么,Evernet 协议解决物联网的无线网络问题?



Evernet协议是一种符合 FCC 标准的专有无线网络解决方案,旨在支持高密度的无电池设备。据悉,它利用 Everactive公司始终在线的超低功耗 (ULP) 接收器来显着降低功耗,同时支持数千台设备,具有毫秒级延迟和 250 米以上的非视距范围。



Everactive 公司通过利用始终在线的 ULP 接收器通过其物联网网关的加密广播通道处理所有网络同步流量来实现这些突破。时间同步是所有无线网络中的必要功能,这通常是任何标准无线协议(例如蓝牙、Wi-Fi 和 LoRa)中最耗电的功能。



时间同步是无线设备如何有效地共享无线频谱以及如何跨无线链路协调传感和控制功能。时间同步越精确,网络的效率就越高,从而更容易扩展设备密度并支持更高的吞吐量。对于主要由事件驱动的传感器应用,这意味着在检测到事件之前无线流量很少,设备的大部分功耗都花在了网络同步上。



由于 Everactive 始终在线的 ULP 接收器需要如此微不足道的功率(活动时仅为 200 纳瓦),因此 Evernet 解锁了更高的性能。实际上,它“颠倒了网络”,允许每台设备一直监听每条广播的网关消息——一直这意味着网络持续同步,几乎没有功率损失。持续同步意味着 Evernet 可以将更多设备以更高的平均吞吐量和低延迟通信打包到任何一台设备。Everactive 从根本上改进了无线网络管理,所有这些都在收集的能量预算之内。





从上图可以看出,Everactive公司的 ULP 接收器与最先进的已发表研究结果在有功功率和灵敏度(无线范围的度量)方面的比较。该图突出显示了与同类最佳 COTS 接收器相比功率降低了 1,000 倍。相比之下,蓝牙和 Zigbee 等现有接收器的功率范围为 5,000-30,000W。



除了网络同步之外,Everactive公司的永远在线 ULP 接收器可以解码基本操作指令并处理来自物联网网关甚至其他传感器的全局和/或本地网络级中断。这增加了 ULP 通信通道,用于设备配置或漫游指令、设备控制消息,甚至通过三角定位进行定位。对于常规双向数据流量,片外 sub-GHz 无线电与采用 IEEE 802.15.4 标准的协议一起使用。由于此无线电仅用于数据,而不需要用于网络同步,因此无线通信的平均功率大大降低。



Evernet 还利用时分多址 (TDMA) 和网关通过始终在线的 ULP 接收器分配的时隙,以及我们定制的、完全集成的片上系统 (SoC) 提供的本地定时参考。将这些功能引入 SoC 并使用 Everactive 专有的 ULP 电路设计专业知识可将功耗降低 1,000 倍,同时与其他无线标准相比提高网络性能。



无电池6G要来了?


近日,从公开渠道上了解到,Everactive公司加入Next G Alliance,后者是北美制定6G的组织,该联盟成立目的在于推动北美6G及未来行动技术领导地位,该联盟聚焦于研发、制造、标准化和市场等多个面向,并积极制定6G国家路线图,确立6G技术核心优先事项,以影响政府政策和投资,同时促进「Next G」技术商用化。



这或许意味着6G正在将无源的特点等加入规划路线中,无电池6G也将随着未来6G的应用而到来。



此前,IDTechEx发布的 “2021-2041 6G通信市场、设备和材料”报告预测了6G路线图以及一些挑战和机遇。




2021-2041 6G路线图



报告指出,显而易见,5G服务远远超出了移动电话甚至个人电子产品的总体需求,6G的情况将更为如此。物与物的通信可能比人类的通信更为重要。



就通信技术的未来而言,我们不仅仅关注手机的需求。我们还需要关注物联网设备的需求,以塑造直接连接到网络的无电池设备的未来。随着全球思维从制造更多能源转变为使用更少能源并利用周围环境的能源,希望将无电池的观点带入到未来的物联网应用中。



~END~





声明:本文仅代表作者本人观点,不代表本站观点,如有问题请联系站方处理。
换一批
延伸阅读

中国在5G技术方面已居于全球领先地位,这是中国在通信技术方面当下取得的优势,而在6G乃至未来量子通信方面同样居于全球领先地位,可以说中国抓住了通信的现在还抓住了未来。

关键字: 通信 5G 6G

该模型可更便捷地在任何设备上运行网络浏览器,同时简化运营管理、软件更新和许可证管理。 纽约州米尼奥拉2022年5月23日 /美通社/ -- 企业终端、云计算和本地生态系统的统一网络安全公司RevBits今日宣布推出其网...

关键字: 模型 软件 EV 网络安全

江西省南昌市和华盛顿州贝尔维尤2022年5月23日 /美通社/ -- 赛鹏紫玄航空技术有限公司(西雅图)今天宣布将其AS9100 Rev.D质量管理认证延伸至赛鹏紫玄航空产业发展有限公司(中国南昌)和赛鹏紫玄航空服务有限...

关键字: ISO EV BSP 飞机

科技的发展,带动时代的变迁,汽车的出现让人们意识到,科技足以改变生活。从当时的马车,到中期的汽车,再到如今的新能源汽车,世界格局一直在变化。如今在汽车领域,新能源汽车是汽车行业发展的大趋势,在这无数车企争先恐后研制新能源...

关键字: 新能源 汽车 电池

(全球TMT2022年5月18日讯)面向智能制造和工业4.0的制造执行系统(MES)供应商凯睿德制造宣布发布制造执行系统(MES)的第九版(V9)。该平台为制造企业提供了通向工业4.0(I4.0)的强大而灵活的途径,可...

关键字: 制造执行系统 工业4.0 PS EV

近日,据印度经济时报报道称,印度领导人表示,印度计划于2030年底前推出6G网络,为大家提供超高速的互联网连接体验。

关键字: 印度 5G 6G 通信

2022年5月16日-纳芯微首次推出全新业界领先的NSR31/33/35系列LDO芯片,专为汽车电池为系统供电的应用场景而设计,具有3V至40V的宽输入电压,支持瞬态电压高达45V。其超低的静态功耗5uA及低压差电压,非...

关键字: 纳芯微 LDO芯片 电池

全球房地产技术提供商凭借服务房地产行业的创新获得认可 新加坡2022年5月13日 /美通社/ -- Yardi®凭借其在房地产领域的成就获《新加坡商业评论》(Sin...

关键字: 新加坡 EV VIEW 可扩展性

突破经典组合,扩展品牌边界,满足世界味蕾需求 上海2022年5月11日 /美通社/ -- GODIVA 歌帝梵全球品牌活动"GODIVA is Chocolate"正式上线,这一...

关键字: HOC TE GO EV

上海2022年5月11日 /美通社/ -- 近日,全球生命科学行业云解决方案提供商Veeva旗下的Veeva China SFA(以下简称"China SFA")获得由公安部颁发的网络安全等...

关键字: CHINA EV BSP AWS

编辑精选

技术子站

关闭