近日，無線充電方案公司Energous宣布其新技術“WattUp”正式落地，搭載該技術的物聯網設備可以通過射頻無線充電的方式，完成隔空充電，功率傳輸距離最長為10米，且對接收端的擺放位置與方向沒有要求。

 據了解，Energous的方案中涉及到兩種設備，分別為功率發射器和接收器。通常情況下，只要部署一個功率發射器，在以其為圓心的10米半徑內，所有接收器都可以通過900MHz的頻率接收到發射器的能量。

 對比傳統的無源技術，該方案在部署和傳輸距離上的確有不小優勢，但與此同時，也不禁讓人想起更有優勢的華為e-IoT（無源蜂窩物聯網）技術，以及更早入局的小米隔空充電產品。

1、何為無源？

 目前，無源技術顧名思義也就是沒有電源、能量源，與承載網的無源光網絡和無源波分的無源概念類似。因為包括工業物聯網在內的物聯網領域的部分場景對于低功耗的需求較為旺盛，加上雙碳計劃的逐步推行，目前無源技術應用較為熱門領域主要是集中在物聯網領域，可以稱為“無源物聯網”。

 需要指出的是，無源物聯網并不是網絡無源，而是終端節點無源，也就是說接入網絡終端節點設備不帶電源線和電池。但是芯片、傳感器、模組等節點設備始終都是要用電來收發信號的，所以準確來說這種無源技術實際上是需要獲取外部能量，例如太陽能、動能、熱能等，而且在智慧路燈、共享單車等領域已經開始應用上述能源形式。

 但是，今天所被熱議的無源物聯網更多的是指基于無線電磁能量捕捉技術，這項技術是通過互聯互通的終端利用采集網絡側發射過來的無線電波，捕捉和收集能量。

 以這種技術實現無源應用其實早已成熟，在工業和物流場景中已經大量應用，那就是RFID（射頻識別）技術。簡單來說，當標簽靠近閱讀器后，接收閱讀器發出的射頻信號，產生感應電流，獲得能量。通過這點能量，標簽發送信息，實現與閱讀器的通信。

 不僅是RFID，在藍牙、WiFi等重要通信技術領域上，很多學術機構都已經做出相關技術模型。美國華盛頓大學電子工程學院層表示，通過對射頻信號的反射調制技術，可以實現無源設備供電和傳輸數據。他們正在研發除了Passive WiFi的無源技術，并進一步將該技術用于LoRa中，實現數百米長距離無源節點傳輸。

2、射頻無線充電技術各有千秋

1）RFID

 眾所周知，無論是商超、店鋪中的電子價簽，還是倉儲、物流業中的電子標簽，RFID標簽已隨處可見。不僅如此，RFID的子技術NFC，已將射頻無線充電的市場擴充到了C端。

 早在2020年， NFC標準官方組織NFC Forum就宣布，新的“無線充電規范”(Wireless Charging Specification，簡稱“WLC”)已經獲得批準，最高能實現1W的充電速度。主要應用領域包括智能手表、智能手環、無線耳機、手寫筆等小型物聯網設備，目前意法半導體已在出貨相關芯片。

2）蜂窩

 2022年6月，在中國移動攜手華為舉行的5G-Advanced雙鏈融合產業創新成果發布會上，二者聯合推出了e-IoT（蜂窩無源物聯網）技術。

 據了解，基于該技術，設備可以直接通過基站獲取能量，完成射頻無線充電，并且可以實現室外200m，室內20m的覆蓋。

 但在應用落地上，截止發稿日，網絡上還未出現由華為或中國移動落地的具體項目。不過在此前，筆者報道過另一家使用蜂窩通信完成射頻無線充電的國產公司——《蜂窩無源物聯網芯片已準備量產，要革誰的命？》，據了解，文中的智匯芯聯微電子有限公司已在量產芯片。

3）毫米波

 小米早在2021年初就推出了隔空充電技術，能夠實現數米半徑內，多設備也同時充電(每臺設備均支持5瓦)，甚至異物遮擋也不降低充電效率。

 據了解，隔空充電技術通過小米自研的隔空充電樁實現，其中內置5個相位干涉天線，用于對手機進行毫秒級空間定位；144個天線構成相位控制陣列，通過波束成形將毫米波定向發射給手機，手機通過微型信標天線接收，以實現遠距離充電。

 能夠發現，其實在應用場景、傳輸距離、便捷度等方面，同類產品的發展都已比較超前。但事實上，這些已經落地的技術并非完全都已規模化應用，也就是說，射頻無線充電的市場其實還有待開發，并且發展之路還有些坎坷。

3、射頻無線充電市場龐大，還受哪些限制？

 根據今日CNNIC發布的第51次《中國互聯網絡發展狀況統計報告》顯示，在物聯網發展方面，截至12月，我國移動網絡的終端連接總數已達35.28億戶，移動物聯網連接數達到18.45億戶。而隨著設備量的激增，其實對用戶對設備的用電管理需求已經發生了變化。

 一方面，有線供電有部署成本高、安裝位置受限、位置變更成本高等缺點，所以越來越的場景中，電池更加適配。但在另一方面，其他的場景中，由于電池受尺寸、儲量、換電成本的限制，所以更需要無源技術來滿足。

因此，在日漸增多的物聯網設備量面前，射頻無線充電技術擁有非常大潛力。

不過對于射頻無線充電技術而言，其未來發展還受到不小限制，主要包括以下幾個方面：

首先，射頻無線充電技術需要設備自身具有射頻接收器，這限制了一些設備的使用范圍。

 第二，安全性問題也是射頻無線充電技術需要解決的重要問題之一。由于射頻無線充電技術的電磁波可能對人體產生一定的輻射危害，因此需要針對其安全性問題進行深入研究和探索。

 第三，射頻無線充電技術的標準化和規范化也是一個重要的挑戰。在射頻無線充電技術的發展過程中，需要制定相關的技術標準和規范，以確保不同設備之間的兼容性和互操作性。

 無源物聯設備的數量級，未來可能達到千億級，也就不可避免地對物聯網平臺的技術架構、安全體系、服務性能等方面提出了挑戰。

 首先是面對千億級的物聯網連接，平臺側的計算資源始終是受限的，也就驅動物聯網平臺架構從目前的“平臺+設備”的中心集中式計算向“平臺+邊緣+設備”形成的分布式異構協同計算架構演變，從而實現隨著接入的設備數量和邊緣節點越來越多，物聯網平臺體系整體的計算能力越來越強，才能夠適應千億級的物聯網設備接入場景。并且，在這個過程中，AI技術將逐漸與平臺架構深度融合，以進行智能化的計算資源調度，來匹配千億級的異構海量終端接入和管理的計算需求。

 其次就是在不穩定供電的狀態下，會產生海量的“臟數據”，數據的完整性、時效性都較差，物聯網應用側很難直接使用這些數據，只能從物聯網平臺獲取數據，這一趨勢在提高了物聯網平臺價值的同時，也對于平臺的海量數據清洗和轉發能力提出了要求，平臺必須能夠將設備上傳的斷點數據或滯后數據進行智能化的處理，變成準確性、及時性、一致性和完整性較高，可以直接使用的數據轉發到物聯網應用。

 最后就是安全方面，承載千億級物聯網設備的平臺，已經演變為社會化的信息基礎設施，面臨空前巨大的安全壓力，如何保障平臺多方面的安全，成為了相關領域的重點研究方向。

 無源物聯網未來幾年內可能打開千億級的物聯網連接市場，物聯設備的無源化，將使得設備側越來越“瘦”，部分剝離的計算工作可以逐漸由物聯網平臺承擔，讓物聯網平臺越來越“強”，為物聯網平臺帶來機遇的同時，也對平臺提出了更高的要求，未來將驅動平臺的架構、能力和安全體系等方面發生巨大變化。

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