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通過無線電波供電,這款藍(lán)牙芯片不再需要電池!

2021年02月01日


這不是科幻小說。這是Wiliot藍(lán)牙標(biāo)簽,可能是物聯(lián)網(wǎng)的未來。

Wiliot高級副總裁Stephen Statler最近在TechFirst播客中表示:“我們正在制造一臺像郵票一樣大小的計算機(jī),該計算機(jī)可以通過收集射頻能量來為其供電,只有在工作時才需要供電。因此,我們開發(fā)了這個標(biāo)簽,實際上這是一臺計算機(jī),看起來像貼紙,但實際上是三個核心的ARM處理器。它們具有RAM、ROM、閃存、安全通信,包括天線和芯片等?!?/span>
該芯片已經(jīng)存在,正在發(fā)貨,并且按照Statler的說明進(jìn)行。但是現(xiàn)在的成本是“不到一美元”。Statler說,第二版將在2021年以10至50美分的價格出售,第三版將“降到個位數(shù)”。


除了成本,Wiliot IoT標(biāo)簽是工程學(xué)的奇跡。在一個很小的可打印標(biāo)簽上,您具有1nW功耗的ARM處理器,并且具有與一臺(非常小的)計算機(jī)關(guān)聯(lián)的所有組件:RAM和ROM,CPU,自定義操作系統(tǒng)以及輸入/輸出。輸入來自板載傳感器,用于溫度、運動或化學(xué)變化檢測,輸出來自加密的基于藍(lán)牙的通信,任何具有藍(lán)牙功能的智能手機(jī)均可讀取。
但是系統(tǒng)沒有電池,而且沒有發(fā)電系統(tǒng)。
Wiliot IoT標(biāo)簽捕獲了周圍的無線電波,并使用它們?yōu)樵O(shè)備提供短時間供電。換句話說,當(dāng)這臺微觀設(shè)備運行時,它一次運行大約一秒鐘。
無需電池的Wiliot可打印計算機(jī),帶有板載傳感器和ARM處理器。
Statler說:“我們被無線射頻信號的海洋所包圍。我們有FM收音機(jī),電視,不同類型的手機(jī)信號:2G,3G,5G ...都使用不同的無線網(wǎng)絡(luò)。擁有WiFi,ZigBee控制著家里的燈光,又或者攝像頭和門鈴使用了LoRa技術(shù),頻率已降至900 MHz?!?/span>
當(dāng)然,所有這些信號都是微弱的。Wiliot所做的是捕獲這些非常微弱的信號,將其“吸收”到芯片中,然后運行計算。由于沒有電池,因此標(biāo)簽更小,更環(huán)保,也更便宜。
最重要的是,沒有電池意味著永遠(yuǎn)不必更換電池。
Statler說,這意味著您可以將IoT標(biāo)簽嵌入到所需的任何東西中:組件,產(chǎn)品,衣服,包裝……所有這些都是低成本且無需維護(hù)的。這帶來了許多可能性:

  • 跟蹤藥物的位置及其溫度(考慮必須將Covid-19疫苗保持在一定溫度以下)

  • 確保食品永遠(yuǎn)不會變質(zhì)

  • 檢查容器中的液體液位

  • 檢查液體的稠度或稀釋度

  • 電路或開路或連接斷開時進(jìn)行感應(yīng)。

實際上,所有這些感知都是在云中巧妙完成的。該芯片可以感應(yīng)到液體濃度的化學(xué)變化,例如,通過向云報告無線電信號屬性的變化,基于云的分析可以解釋這些變化并報告實際發(fā)生的事情。以類似的方式,雖然檢測溫度變化的原始感測局部發(fā)生,但芯片上沒有溫度計,而是基于云的代碼解釋了環(huán)境變化。
Statler說,改變游戲規(guī)則的主要因素不僅在于標(biāo)簽的成本,而且還包括傳感的成本。
顯然,傳統(tǒng)的RFID標(biāo)簽需要昂貴的傳感技術(shù)。
Statler說:“它們的基礎(chǔ)設(shè)施往往非常昂貴……成千上萬美元,而電話或其他藍(lán)牙設(shè)備的成本卻如此低。”
降低成本是使物聯(lián)網(wǎng)無處不在的關(guān)鍵,整個行業(yè)已經(jīng)將基本的IoT傳感器成本降低到40美分左右,約為2004年的三分之一。但是降低基礎(chǔ)架構(gòu)成本,避免像高昂的通信費用這樣的隱性成本也很重要。



Wiliot計劃將其標(biāo)簽價格降至低于40美分,但RFID標(biāo)簽也將繼續(xù)變得更便宜。核心差異化因素必須是Wiliot微型計算機(jī)在其傳感器上提供的附加功能。
而這正是Statler的目標(biāo)。
這包括供應(yīng)鏈和需求鏈,其中公司可以實時準(zhǔn)確地知道每個組件,并協(xié)調(diào)生產(chǎn)過程使其接近完美,從而在全球范圍內(nèi)減少20-30%的開銷。
但是,它還包括驗證和管理個人擁有的物品,例如衣服防偽等,因此,芯片的安全加密通信功能變得很重要。
Statler告訴我:“我為這只手表或這套西裝花了很多錢。我想知道這確實是一件Calvin Klein西裝,因此有防偽技術(shù)。而且,如果產(chǎn)品已在商店中連接,為什么我們需要收銀機(jī)?為什么不隨身帶著它走出商店帶回家?”
而且,當(dāng)然,它超出了最初的購買范圍。如果您轉(zhuǎn)售一件商品,現(xiàn)在您可以保證它是正品。您還可以為買家提供商品的數(shù)字歷史記錄,包括年齡和穿著信息。您可以將該項目的所有權(quán)正式轉(zhuǎn)讓給新所有者。
芯片的加密對于公司安全以及人身安全都很重要。
物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)安全的最大風(fēng)險因素之一。防病毒提供商Avast說:“即使肇事者訪問一臺設(shè)備的機(jī)會很小,但將大量IoT設(shè)備引入企業(yè)中也可能造成重大的安全風(fēng)險?!?/span>
開發(fā)公司IntellectSoft說:“物聯(lián)網(wǎng)在許多方面都很棒。但是不幸的是,技術(shù)尚未成熟,而且也不是完全安全的。”
如果做得好,它將帶來以前難以想象的機(jī)會。
Statler說:“這就是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的來臨,您可以釋放衣柜中的空間。而且,它可能會是更好的產(chǎn)品,因為您的洗衣機(jī)會說,‘哦,我知道這個產(chǎn)品。我知道這個序列號。我確切知道它需要如何保養(yǎng)。我可以調(diào)整洗滌設(shè)置。當(dāng)您將紅色襯衫和白色襯衫同時放入洗衣機(jī)時,我也可以發(fā)現(xiàn)。’”
回收利用也是如此:產(chǎn)品現(xiàn)在可以告訴回收者它們是什么,這將使處理和回收寶貴資源的效率大大提高。
現(xiàn)在,這就是將來的一切。Wiliot已從包括亞馬遜,三星,高通和RFID巨頭Avery Dennison在內(nèi)的投資者那里籌集了7000萬美元,以使其成為現(xiàn)實,但是要實現(xiàn)完整的愿景,還有很多工作要做。
這確實是一個很大的愿景。
Statler說:“這是一個萬物互聯(lián)的世界。我認(rèn)為,通過減少工作量,我們可以擁有一個更清潔的星球,使用壽命更長,質(zhì)量更高?!?/span>