建立工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）傳感器網(wǎng)絡(luò)需要附加成本，其中60％以上的成本與布線和安裝有關(guān)。雖然無線數(shù)據(jù)傳輸可以幫助消除某些電纜連接，但通過增加用于功率傳輸?shù)臒o線技術(shù)，甚至可以避免更多的布線。初創(chuàng)公司TransferFi正在研究適用于50米（約165英尺）距離的工業(yè)IoT傳感器網(wǎng)絡(luò)的新型無線充電解決方案。

TransferFi是一家初創(chuàng)公司，致力于為距離50米（約165英尺）的工業(yè)IoT傳感器網(wǎng)絡(luò)開發(fā)新的無線充電解決方案。

無線技術(shù)是眾所周知的，但是發(fā)射機的設(shè)計，它們的位置，最大化效率的可能性以及驗證整個系統(tǒng)的性能代表著復(fù)雜的挑戰(zhàn)，需要使用復(fù)雜的工程解決方案。布線的必然成本不僅增加了對IIoT和工業(yè)4.0的壁壘，而且也增加了智能電網(wǎng)和智能城市的壁壘。大型傳感器安裝需要復(fù)雜的布線基礎(chǔ)架構(gòu)，該基礎(chǔ)架構(gòu)成本高昂且安裝時間較長。

TransferFi開發(fā)了TFi Turin-1無線電源網(wǎng)絡(luò)（WPN）平臺，該平臺使可靠的實施成為可能，從而可以在有限的循環(huán)時間內(nèi)更換電源電纜或電池。

“ TransferFi聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Aashish Mehta說：“我們的TFi WPN IIoT系統(tǒng)級體系結(jié)構(gòu)是為工業(yè)IoT應(yīng)用而設(shè)計的，而工業(yè)IoT應(yīng)用確實需要容納多個目標(biāo)的遠(yuǎn)程無線電源網(wǎng)絡(luò)?！拔覀兪褂?a href="http://www.makelele.cn/v/tag/105/" target="_blank">射頻，因為它更適合于遠(yuǎn)場/遠(yuǎn)程應(yīng)用。使用Turin平臺，所有這些在商業(yè)上都是可能的，因為它可以自動實現(xiàn)遠(yuǎn)場無線電源網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)實世界中的使用和可部署性?！?/p>

無線電源傳輸

無線電源傳輸（WPT）技術(shù)分為兩大類：近場和遠(yuǎn)場。它們各有優(yōu)缺點。

近場非輻射技術(shù)最適合于通過線圈之間的電感耦合通過磁場或通過金屬電極之間的電容耦合通過電場在短距離內(nèi)傳輸能量。電感耦合是當(dāng)今使用最廣泛的無線技術(shù)。

遠(yuǎn)場輻射場技術(shù)（也稱為功率發(fā)射）包括通過電磁輻射（例如微波或激光束）傳輸功率。這些技術(shù)可以在更長的距離上傳輸能量，但必須針對接收器。波束成形技術(shù)用于改善光束的聚焦。

通過專用射頻（RF）傳輸?shù)腤PT在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中越來越受歡迎。波束成形是WPT技術(shù)的圣杯，因為它可以在不增加發(fā)射功率的情況下將更高的信號質(zhì)量傳遞給接收器。為了獲得足夠的波束，發(fā)射器必須配備大量天線，以進行自適應(yīng)波束形成并控制波束能量聚焦的方向。

無線電源傳輸框圖（圖片：TransferFi）

TFi都靈1

TransferFi創(chuàng)建了一個自動校準(zhǔn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以根據(jù)接收器目標(biāo)的位置和應(yīng)用程序負(fù)載來優(yōu)化目標(biāo)，時間共享和信號。

當(dāng)前平臺由TFi網(wǎng)關(guān)和帶有各種傳感器的TFi Sense單元組成。TFi網(wǎng)關(guān)使用遠(yuǎn)場RF無線電源傳輸來供電，并與可達(dá)50米的TFi Sense設(shè)備進行數(shù)據(jù)通信。

Mehta說：“我們創(chuàng)建了波束成形和信號優(yōu)化算法，以將波束聚焦在目標(biāo)設(shè)備上。”“我們已經(jīng)通過優(yōu)化發(fā)送和接收端的算法研究了整個系統(tǒng)級體系結(jié)構(gòu)。我們的專利專注于這些領(lǐng)域：優(yōu)化以實現(xiàn)更好的RF到DC轉(zhuǎn)換和精確的波束形成角度；使用TFi一鍵式校準(zhǔn)和分時軟件可以縮短部署時間；并通過16通道TFi網(wǎng)關(guān)增強了光束聚焦?！?/p>

波束成形是一種將無線信號定向到特定接收設(shè)備，而不是將信號擴展到其他方向的過程。與避免使用波束成形技術(shù)相比，所得到的更直接的連接更快，更可靠。近年來，由于5G的普及，波束成形技術(shù)得到了發(fā)展。

一種執(zhí)行此操作的技術(shù)涉及使用多個接近的天線，所有天線在略微不同的時間發(fā)送相同的信號。重疊的波將在某些區(qū)域產(chǎn)生相長的干擾（使信號更強），而在其他區(qū)域產(chǎn)生相消的干擾（使信號更弱或不可檢測）。如果正確操作，則此波束成形過程可以將信號定向到您想要的位置。

聚焦光束不僅比在各個方向上爆炸都要高效，而且還可以減少嘗試攔截其他信號的人所受到的干擾。限制可能在于執(zhí)行復(fù)雜的計算任務(wù)以獲得最佳效率的計算資源。但是，硬件和軟件資源的不斷改進可以彌補這些局限性。

Mehta說：“總體而言，都靈平臺在設(shè)計上是與硬件和應(yīng)用程序無關(guān)的，因此可以用于具有正確硬件類型的任何應(yīng)用程序?！薄爱?dāng)前的產(chǎn)品發(fā)布版TFi WPN IIoT旨在用于狀態(tài)監(jiān)視，智能建筑自動化以及用于環(huán)境感應(yīng)的熱圖繪制（用于服務(wù)器機房和冷藏室）。我們正在與工業(yè)自動化，半導(dǎo)體，物流和汽車領(lǐng)域的跨國公司合作。”

未來的工業(yè)概念，例如工業(yè)4.0，智能建筑和智能電網(wǎng)，需要大規(guī)模的傳感器部署，這需要復(fù)雜的布線基礎(chǔ)架構(gòu)，這需要花費很長時間進行部署，并且會因停機時間長而損害業(yè)務(wù)。在當(dāng)前的有線傳感器部署中，大部分部署時間浪費在安裝和布線上，這消耗了整個傳感器部署預(yù)算的60％以上。TFi WPN平臺可提供非侵入式傳感器部署，從而降低了布線基礎(chǔ)設(shè)施的復(fù)雜性。

編輯：hfy