無需USB,僅靠RFID,就可為智能球和行李標(biāo)簽無線供電
目前眾多科技公司正在利用RFID技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)以及為設(shè)備提供動(dòng)力,從而確保傳感器應(yīng)用系統(tǒng)的性能一致性,這些系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的是讓產(chǎn)品和資產(chǎn)的查找和管理變得更容易。智能運(yùn)動(dòng)球公司SportCor已將其電子產(chǎn)品出售給板球制造商Kookaburra,并正在全球范圍內(nèi)推廣用于各種其他運(yùn)動(dòng)的球類產(chǎn)品。
SportCor系統(tǒng)采用傳感器來捕獲關(guān)于球的位置和性能的數(shù)據(jù),通過藍(lán)牙低功耗(BLE)將數(shù)據(jù)傳輸回智能手機(jī)或網(wǎng)關(guān)設(shè)備。RF通過使用傳輸藍(lán)牙信號(hào)的2.4 GHz天線為設(shè)備無線供電,在系統(tǒng)中發(fā)揮著自己的作用。據(jù)悉,基于RF的供電系統(tǒng)由Powercast提供。Powercast公司的產(chǎn)品經(jīng)理John Macho表示,到目前為止,Powercast是第一家采用射頻無線電源解決方案和產(chǎn)品的公司。
在過去的三年中,SportCor公司開發(fā)了一種可嵌入的智能電子核心,它由傳感器和相關(guān)的電子設(shè)備組成,將傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)或手機(jī)中的BLE beacon設(shè)備。Kookaburra公司正在智能板球中植入電子設(shè)備,為板球運(yùn)動(dòng)員和教練提供智能化的速度、距離、力量、位置和旋轉(zhuǎn)等信息。
SportCor的創(chuàng)始人兼創(chuàng)新主管Ben Tattersfield表示,推出SportCor的目的是創(chuàng)建一個(gè)基于技術(shù)的解決方案,可以幫助高爾夫球手尋找丟失的高爾夫球。當(dāng)Tattersfield打高爾夫球時(shí),他說自己經(jīng)常丟球:“我想創(chuàng)造一個(gè)可以用手機(jī)追蹤到的高爾夫球?!彼圃炝艘粋€(gè)球的原型,這個(gè)球可以承受揮桿的打擊,并且可以通過GPS和BLE傳輸來定位。不過,高爾夫行業(yè)并沒有對(duì)這種產(chǎn)品表現(xiàn)出興趣,因?yàn)閬G失的高爾夫球推動(dòng)了制造代工企業(yè)的銷售業(yè)績(jī)。但其他市場(chǎng)的公司更感興趣,SportCor開始與Kookaburra和其他球類制造商合作,“我們希望與現(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)器材品牌合作?!?/p>
Kookaburra的曲棍球和板球使用者遍布全球。該公司最近發(fā)布了最新的智能球,它可以跟蹤數(shù)據(jù)、了解如訓(xùn)練方式或游戲目的。內(nèi)置在球內(nèi)的SportCor單元包括加速計(jì)和其他傳感器,這樣它就可以收集有關(guān)擊球方式、擊球速度、旋轉(zhuǎn)速度和移動(dòng)速度的信息。然后,球通過藍(lán)牙將數(shù)據(jù)傳輸?shù)交净蚴謾C(jī),基站或手機(jī)再將信息轉(zhuǎn)發(fā)到云上。
要捕獲和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù),智能球需要標(biāo)準(zhǔn)的可充電鋰電池。但是,Tattersfield說:“我們不能在球的側(cè)面設(shè)置USB端口。”因此,他們開始研究無線充電。其中一個(gè)挑戰(zhàn)是要用相同的發(fā)射天線和小型Powercast RF接收器,使充電傳輸進(jìn)入球的中心。這樣,系統(tǒng)不會(huì)影響球的大小或運(yùn)動(dòng)。
因此,智能電子核心需要接收2.4 GHz的充電傳輸,與其他頻率相比,它可使天線尺寸最小化。Macho說:“另一個(gè)挑戰(zhàn)是要盡可能小?!盤owercast提供“工程即服務(wù)”(engineering-as-a-service)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行修改,使其能夠進(jìn)行2.4 GHz的傳輸,同時(shí)接收器將電源轉(zhuǎn)換為直流電,以便為電池充電。Powercast在2018年秋天開始與SportCor公司合作,在2019年開發(fā)了一個(gè)原型。
Tattersfield說,近期他們把產(chǎn)品升級(jí)到了第4版。這款新的電子產(chǎn)品重約7克,并加上了一個(gè)用來承受打擊的框架,使重量達(dá)到20克。在板球的內(nèi)部,一個(gè)內(nèi)核已經(jīng)取代了緊密的橡膠丸。因此,智能球的重量與標(biāo)準(zhǔn)球相同。SportCor公司解釋稱,它的設(shè)計(jì)目的是在比賽中提供與標(biāo)準(zhǔn)球相同的感官體驗(yàn),包括球與板球棒碰撞時(shí)發(fā)出的聲音。SportCor的工程師與體育科學(xué)家和專業(yè)板球運(yùn)動(dòng)員合作,以幫助實(shí)現(xiàn)正確的聲音和感覺。
用戶必須下載一個(gè)應(yīng)用程序來購買Powercast品牌的充電器以及智能球。Tattersfield解釋:“從用戶的角度來看,他們所要做的就是把球放在一個(gè)基座上。”然后給基座蓋上蓋子,就可以在大約8小時(shí)內(nèi)進(jìn)行充電。當(dāng)球在使用時(shí),通??梢栽?5米遠(yuǎn)的地方向支持BLE的手機(jī)發(fā)送藍(lán)牙信號(hào)。SportCor公司還提供了一個(gè)BLE網(wǎng)關(guān),可以安裝在球場(chǎng)或在150米以下接收2.4 GHz傳輸?shù)钠渌攸c(diǎn)。
據(jù)Tattersfield透露,SportCor公司目前正在開發(fā)一種電子產(chǎn)品的回收工藝,因?yàn)檫@些電子產(chǎn)品的使用壽命往往會(huì)超過球體的使用壽命。此外,Powercast和SportCor正在計(jì)劃開發(fā)一種支持同時(shí)為幾十個(gè)球充電的大容量充電器,Powercast正在為其他應(yīng)用提供RFID充電解決方案。Macho舉了個(gè)例子,比如為英國航空公司提供電子行李標(biāo)簽。
由ViewTag提供給航空公司可重復(fù)使用的數(shù)字標(biāo)簽會(huì)更新乘客的航班信息,并顯示特定行李目的地的數(shù)據(jù)。它可以通過RFID傳輸多達(dá)3000次的更新。與SportCor的智能球一樣,英國航空公司將為行李打上需要無線充電的電子標(biāo)簽。如果標(biāo)簽在機(jī)場(chǎng)RFID閱讀器的讀取范圍之外,標(biāo)簽將處于休眠狀態(tài)。在讀取范圍內(nèi)時(shí),閱讀器將其喚醒,并可以將新信息寫入屏幕。屏幕被重寫后,標(biāo)簽將返回休眠模式,電池不再需要供電。
行李標(biāo)簽內(nèi)嵌有Powercast的Powerharvester接收芯片和接收手機(jī)藍(lán)牙功能傳輸?shù)膶S锰炀€。它可以在機(jī)場(chǎng)對(duì)RFID閱讀器進(jìn)行充電和響應(yīng),也可以通過藍(lán)牙與乘客的智能手機(jī)配對(duì)。Macho說,在許多航班中,行李會(huì)被貼上標(biāo)簽,“重要的是它要耐用、完全密封,這樣在外部環(huán)境中就可以機(jī)械地正常工作?!?/p>
Powercast充電系統(tǒng)的另一個(gè)市場(chǎng)是無電池的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,比如發(fā)光包裝。一些解決方案為L(zhǎng)ED照明提供了一種無源系統(tǒng),可以內(nèi)置到智能證書或包裝中。例如,PPG Teslin用導(dǎo)電油墨制作基板。Powercast的功率收集芯片可以安裝在基板上,并利用導(dǎo)電墨水作為天線接收來自RFID的詢問。然后,這種能量可以點(diǎn)亮LED燈——例如,點(diǎn)亮商店貨架上的產(chǎn)品以吸引顧客的注意力。目前這個(gè)應(yīng)用程序還在開發(fā)階段。