物聯(lián)網(wǎng)無線充電技術(shù)發(fā)展概況
近年來隨著物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，各式各樣的電子裝置應(yīng)運(yùn)而生，并標(biāo)榜著智能化的功能，可以無線傳輸數(shù)據(jù)，亦可以作超強(qiáng)的功能運(yùn)算，但卻也都面臨了電力連續(xù)供應(yīng)的問題，因此，打造物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的無線充電技術(shù)，實(shí)為健全物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展不可忽視之一環(huán)。 一、物聯(lián)網(wǎng)加速無線充電技術(shù)發(fā)展 近年來隨著物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，各式各樣的電子裝置應(yīng)運(yùn)而生，使用場域包含智能家居、智能穿載裝置、智能車載系統(tǒng)、智能制造工廠、智能城市與醫(yī)院…，但眾多的電子裝置，都標(biāo)榜著智能化的功能，可以無線傳輸數(shù)據(jù)，亦可以作超強(qiáng)的功能運(yùn)算，但卻也都面臨了電力連續(xù)供應(yīng)的問題，例如，當(dāng)要運(yùn)用Fitbit時，卻發(fā)現(xiàn)電力幾乎快沒了，手機(jī)沒電要充電時，一堆打結(jié)的充電線中卻不知道哪一條才是對的，放在高處的網(wǎng)絡(luò)攝影機(jī)不曉得還有沒有電…等等(如圖一)，因此，打造物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的無線充電技術(shù)，實(shí)為健全物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展不可忽視之一環(huán)。
圖一 電子裝置之無線充電使用環(huán)境
二、各種無線充電技術(shù)蓬勃發(fā)展 根據(jù)市場調(diào)查機(jī)構(gòu)IHS表示，全球無線充電市場規(guī)模將由2015年的17億美元，快速長大至2020年的126億美元(如圖二)，顯示出無線充電市場驚人的長大潛力。2015年以Qualcomm、intel為首之A4WP與AT&T、Duracell為首之PMA合并為AirFuel Alliance無線充電標(biāo)準(zhǔn)組織，與WPC形成兩大標(biāo)準(zhǔn)組織分庭抗禮之狀態(tài)，而無線充電產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的日漸統(tǒng)合，亦有助于整體產(chǎn)業(yè)之健全發(fā)展，盡管現(xiàn)在無限充電技術(shù)主要仍以電磁感應(yīng)式為主，如Samsung Note 6的充電盤、Apple Watch充電座，都是利用此磁感應(yīng)(Magnetic Induction)方式來充電，其主要優(yōu)點(diǎn)是成本低廉，電力運(yùn)用率高(約70%)，但缺點(diǎn)是充電有效距離短、充電角度與方向限制多、無法多裝置同時充電，因此，現(xiàn)在磁感應(yīng)充電方式之裝置，多運(yùn)用在極短距離之充電環(huán)境下，無法真正做到隨時隨地?zé)o線充電的境界，隨著物聯(lián)網(wǎng)各種電子裝置的不一樣電力需要，適合搭配的充電技術(shù)也不一樣，以下介紹其主要技術(shù)及發(fā)展廠商。圖二 全球無線充電裝置市場與出貨量規(guī)模預(yù)估
(一)磁共振(Magnetic Resonance)方式 利用發(fā)送端與接收端達(dá)到特定頻率，讓雙方形成磁場共振現(xiàn)象，透過這種方式達(dá)到能量傳輸?shù)哪康?，相較于磁感應(yīng)，磁共振效率較好，約可達(dá)到75%傳輸效率，使用距離也較遠(yuǎn)，因此，磁共振技術(shù)成為WPC與AirFuel Alliance兩大聯(lián)盟積極發(fā)展之技術(shù)，磁共振技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)在于傳輸功率較高，終端電子產(chǎn)品可達(dá)50~100W輸出，商用領(lǐng)域亦可達(dá)到1,000W以上的輸出功率，但缺點(diǎn)是成本較高，且共振頻率會影響傳輸效率。磁共振無線充電方式采用之廠商包含Qualcomm、WiTricity、Sony…等等，正由于磁共振方式可達(dá)到較高功率使用之特點(diǎn)，因此積極發(fā)展磁共振無線充電技術(shù)的Qualcomm，更以Qualcomm Halo作為進(jìn)軍車用無線供電系統(tǒng)的商標(biāo)，而另一來自MIT技術(shù)之WiTricity公司，其技術(shù)授權(quán)客戶包括intel、MediaTek以及Toyota，而Toyota在Plug-in Hybrid采用無線充電模塊，即是采用磁共振技術(shù)。 (二)無線電波(Radio Frequency)方式 該技術(shù)是透過RF射頻原理，將電力透過無線電波的方式傳導(dǎo)，接收端則透過天線接收無線電波，并將其轉(zhuǎn)換為電力。該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是成本低，且可讓射頻范圍內(nèi)的多個裝置同時充電，但缺點(diǎn)是無線射頻傳輸若無方向性傳輸效率比較差，加上傳輸功率較低，只適合用于耗電量較低的電子裝置，現(xiàn)在主要發(fā)展此技術(shù)之廠商有Energous、Ossia與Powercast。 1、Energous 2016年9月，Apple宣告與Energous無線充電技術(shù)公司合作，發(fā)展不一樣于一般磁感應(yīng)式之無線充電技術(shù)，Energous旗下產(chǎn)品WattUp基于一系列的混合調(diào)頻、藍(lán)牙和其他專利技術(shù)(2.4/5.8 GHz)，其發(fā)射器能夠通過低功耗藍(lán)牙和周邊兼容設(shè)備通訊和定位，一旦連接，發(fā)射器就可以發(fā)射頻率和 Wi-Fi 信號一致的集中射頻訊號，發(fā)射器借助把電流轉(zhuǎn)換成無線電波在空間中傳輸，接收器通過Wi-Fi和低功耗藍(lán)牙（Bluetooth LE）定位設(shè)備位置并與發(fā)送器連接，再將無線電波轉(zhuǎn)換成直流電能，隨時隨地為移動裝置充電，WattUp充電范圍最廣可達(dá)到約4.5公尺，而一個發(fā)送器可以同時在4.5米距離內(nèi)為四個待充設(shè)備提供2瓦特功率的電力傳輸，而耗時僅為傳統(tǒng)接線充電的一半。 2、Ossia圖三 Cota無線充電電池與產(chǎn)品使用
Ossia是intel創(chuàng)投旗下的無線充電公司，其產(chǎn)品Cota內(nèi)裝有2.4 GHz RF radio接收器與傳送器(如圖三)，在30尺的有效范圍內(nèi)，可自動追蹤發(fā)射器之位置，提供靜止或移動的電子裝置任意方向式的充電功能(1W)，并可提供多裝置同時充電之功能，其最新產(chǎn)品更訴求無需另外加裝天線，利用已存在之Wi-Fi或Bluetooth天線，即可進(jìn)行充電，以及如同程序設(shè)定般控制與管理各充電裝置，現(xiàn)在廣泛運(yùn)用于電子卷標(biāo)、穿戴與物聯(lián)網(wǎng)裝置等。 (三)光能量方式(Light Energy) 1、Laser Motive 其產(chǎn)品的工作原理很像太陽能發(fā)電，太陽光照射在太陽能電池(PV)而發(fā)電，而Laser Motive則運(yùn)用Laser激光器通過空氣或光纖電纜，將集中光束發(fā)送到將光轉(zhuǎn)換成電的遠(yuǎn)程接收器，將雷射光轉(zhuǎn)換成電能，與太陽能的主要分別在于，Laser Motive是運(yùn)用高強(qiáng)度Laser而雷射光能量比太陽強(qiáng)得多，它可以瞄準(zhǔn)任何地方，并且可以操作24 hr /天。Laser Motive利用雷射光來傳遞能量，其最遠(yuǎn)可達(dá)10KM之距離，現(xiàn)在主要用于點(diǎn)對點(diǎn)的能量傳輸，如山上的通訊中繼塔、海水底下之傳感器、無人機(jī)用途、軍式地區(qū)或油田之電子裝備、火箭航天飛機(jī)之電力供給…等等特殊環(huán)境之狀況，以達(dá)到具備經(jīng)濟(jì)性、安全性的電力供給方式。 2、Wi Charge Wi Charge利用紅外線(Infrared Ray，IR)方式提供充電功能，其充電功率可達(dá)10W、有效距離為15眨由于非利用電磁效應(yīng)原理，故沒有電磁輻射波之危害，可保障人員之健康安全?，F(xiàn)在，Wi-Charge的發(fā)射器模塊尺寸約為17x17(mm)，未來將致力于將尺寸縮減至10x10(mm)以下，并將可充電距離延伸至30(約9公尺)，使其能涵蓋一般室內(nèi)空間的所有范圍，以搶攻智能家居商機(jī)。現(xiàn)在其目標(biāo)市場包含Beacon、電子卷標(biāo)、穿戴裝置、網(wǎng)絡(luò)攝影機(jī)、煙霧偵測器、溫控器、電子儀表…等等。 三、結(jié)論 未來數(shù)年，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，愈來愈多的電子裝置使用出現(xiàn)在我們生活周圍的各個地方，而電力的維持與監(jiān)控一直困擾著我們，尤其最近SAMSUNG Note 7 電池爆炸事件，讓人們更加注重電子裝置電力運(yùn)用的安全性問題，而無線充電相關(guān)技術(shù)中，包含磁場效應(yīng)、RF射頻等對人體的影響程度為何，以及充電時的安全問題，都將影響著人們對于無線電產(chǎn)品的接受程度。物聯(lián)網(wǎng)電子裝置通常不像電動車需要特別大的功率要求，因此借助各種無線充電技術(shù)的發(fā)展，可達(dá)到擺脫有形充電線路的束縛，但以現(xiàn)在而言，為兼顧到價格與效率原因考慮，磁感應(yīng)式無線充電，仍是現(xiàn)在最主要之無線充電技術(shù)，未來亦將可提供磁感應(yīng)與磁共振雙模充電方式，提供運(yùn)用者更加多元、完整與方便的充電方式，其它充電方式，包含RF射頻與光能量則是扮演互補(bǔ)技術(shù)的角色，可以滿足物聯(lián)網(wǎng)不一樣運(yùn)用情境的需要，未來，當(dāng)運(yùn)用者對充電距離與充電管理要求愈來愈高時，亦將刺激其它充電方式更多的發(fā)展空間。Q:在Markdown中如何設(shè)置標(biāo)題？
A:使用數(shù)字符號（#），例如 # 一級標(biāo)題，## 二級標(biāo)題，以此類推。
Q:Markdown中列表項(xiàng)如何表示？
A:列表項(xiàng)以破折號（-）開始，如 - 列表項(xiàng)1 ， - 列表項(xiàng)2 。
Q:怎樣在Markdown中強(qiáng)調(diào)文本？
A:用星號（*）包裹文本，例如 *強(qiáng)調(diào)的文本* 。
Q:Markdown中代碼或命令怎么表示？
A:用反引號（`）將代碼或命令包圍，如 `代碼內(nèi)容` 。
Q:引用文本在Markdown里怎么處理？
A:使用大于號（>），例如 > 引用的文本 。
Q:Markdown里如何添加鏈接？
A:將鏈接文本放在方括號 [] 中，然后緊跟括號 () 并在其中寫入URL，例如 [鏈接文本](https://www.example.com) 。
Q:在Markdown中插入圖片怎么操作？
A:方括號 [] 中寫入圖片的替代文本（alt text），然后括號 () 內(nèi)放入圖片的URL，例如 [圖片替代文本](https://www.example.com/image.jpg) 。