很多企業不斷努力向市場推出獨特的物聯網新設備，并且針對家庭和企業進行了大量創新，改變了人們的生活方式。例如，從智能入門系統和安全攝像頭到煙霧報警器的家庭安全產品一直是物聯網生態系統發展的重點，并且已經在家庭和企業中得到了廣泛的應用。

 

同樣，Nielsen公司的調查報告表明，近四分之一的美國家庭擁有智能音箱。物聯網革命正在人們身邊發生。但有一個因素將會阻止這些物聯網設備在市場的發展，就是電力。

 

 

為物聯網設備供電的電池為其廣泛應用提供了解決方案，但這也是一個問題。雖然它們可以作為便攜式電源的選項，能夠在任何地方快速安裝，但電池也會強制執行嚴格的功率預算，并會限制設備功能。

 

例如，雖然由于缺乏布線，無線安全攝像機可能容易讓戶主自行安裝，但其電池的電量將會很快耗盡。而不斷更換電池是一件麻煩事，戶主通常希望他們投資于提供流媒體視頻等功能的有線監控系統。同樣，智能門鎖需要不斷更換電池才能為設備供電，如果用戶希望采用視頻記錄、生物特征識別或云存儲等服務，則需要更加頻繁地更換電池。

 

一家智能家居產品公司的一位高管對于他們在為物聯網設備供電方面面臨的挑戰提供了一些見解。他說，“起初，我們希望確保客戶不必多次更換電池，但意識到，由于功率限制無法滿足我們想要的功能。最終，我們認為每六個月更換電池的需求是可以接受的，因此可以提供產品中最需要的功能。”而這位高管的言論可能會讓人認同，這也說明電池的電量將會影響和限制解決方案設計人員的方案設計。

 

假設這種設備使用的是四節高端AA堿性電池，而其體積對于某些物聯網設備來說可能太大了，但這是一個很好的參考點。如果電池需要持續使用一年，平均功耗僅為0.002瓦。有線設備可能需要1到5瓦，甚至50瓦的功率。因此，人們可以看到差距。這個巨大的差距解釋了電池供電設備和有線設備之間的巨大功能差異。

 

 

雖然有些人可能認為有線設備是更好的解決方案，但它們會帶來一系列問題。消費者在沒有電氣布線技術背景的情況下無法自行安裝有線物聯網設備，也無法穿墻布線。此外，每小時人工成本平均為100美元，專業安裝成本相當昂貴。此外，如果有線物聯網設備出現問題，安裝團隊需要上門排除故障并解決問題。

 

遠程無線電源背后的概念依賴于三個簡單的步驟：

 

(1)能量傳送器將電能轉換成某些物理措施。

 

(2)這種物理措施通過空氣傳播到能量接收器。

 

(3)這種措施在接收器側轉換回能量。

 

無線充電有不同的實現方法，其中包括無線電波、超聲波和紅外線。在研究選項時，產品設計師需要研究一些關鍵參數：

 

•接收設備可以提供多少能量?在什么距離?

 

•轉移效率是多少?

 

•能量發射器和接收器有多大?

 

•是否安全?報價是否在監管機構(FDA、FCC等)的允許范圍內?

 

 

還有一個替代方案是使用紅外線傳輸能量的遠程無線電源。其具有發展前景有幾個原因，其主要原因是紅外線是自然光。大約50%的太陽能量是紅外線，而人類已經在紅外線下生活了數百萬年。

 

光線可以沿著直線傳播。例如，采用激光筆可以在遠處的墻上投射一個光點。同樣，紅外發射器可以將一束高能光束聚焦在一個小型接收器上。這意味著更高的效率，所有或大部分傳輸能量到達接收器，沒有或很少能量泄漏到外界環境中。

 

使用紅外線傳輸能量可以比電池或其他無線充電方法提供數百或數千倍的能量，這是因為其他傳輸能量的方法在其傳輸的過程中有顯著的耗散，從而限制了設備級可用的可用能量。而紅外線的功率、距離和安全性的結合為產品設計師和最終用戶帶來了很大的希望。

 

 

無論采用何種方法，無線電源并不一定是正確的答案。有時，電池為特定傳感器提供充足的能量。如果設備每五年需要更換一個新電池，無線電源可能不是一個高優先級的事項。出于同樣的原因，如果物聯網設備需要數十瓦的電能，則無線電源可能無法提供所需的電量。有時，在客戶端設備附近安裝能量發射器是不切實際的。

 

遠程無線電源可以作為第三種能源輸送方式。如果電源線笨重或電池容量不足，無線電源可以作為一種替代方案，設計師可以創造突破性的物聯網創新，簡化安裝。無線電源并非適用于所有應用，但具有遠見的公司很快就會考慮到這項技術及其所帶來的好處。