Компания idt представила приемопередатчик для систем беспроводной передачи энергии

Разработчик технологии беспроводной передачи энергии привлек $2,5 млн инвестиций

Компания Global Energy Transmission Corporation (GET), разработчик промышленных решений в области беспроводной передачи энергии, привлекла $2,5 млн посевных инвестиций. Новый инвестиционный раунд стал знаковым событием на рынке трансграничных российско-американских венчурных технологических инвестиций.

© Алексей Луковников / Фотобанк Лори

Раунд возглавила компания PapayaFin Ltd., которая вошла в состав акционеров GET, также в раунде принял участие фонд Draper Associates (США). Российский IP Fund помогал структурировать сделку. Инвестиции будут использованы для развития системы беспроводной передачи энергии, а также позволят развернуть беспроводные энергосети в крупнейших городах мира.

Прототип беспроводной системы передачи энергии GET Distant Wireless Power System корпорация представила  в первый раз в июне 2016 года. Решение впервые позволило электрическим дронам совершать продолжительные полеты.

Система обеспечивает непрерывную передачу энергии, дистанционно заряжая бортовые батареи беспилотных летательных аппаратов, что позволяет их использовать как для курьерской доставки коммерческих грузов, так и в других целях.

GET также представила концепт беспроводной передачи энергии с помощью системы хот-спотов для подзарядки беспилотных летательных аппаратов, используемых для доставки грузов.  Благодаря этому решению исчезает необходимость в приземлении дронов для подзарядки батарей: теперь это можно сделать непосредственно в воздухе или при приземлении в границах системы хот-спотов.

GET планирует развернуть сеть хот-спотов для подзарядки дронов, которые предполагается оснастить легкими антеннами-ресиверами. Последние можно будет регистрировать в системе GET Wireless Power Network (WPN) по подписке.

Технология беспроводной передачи энергии безопасна для окружающей среды и соответствует базовым принципам Всемирной организации здравоохранения. Важно отметить, что GET WPN не мешает существующим каналам связи.

Авторизованные беспилотные летательные аппараты, имеющие доступ к GET WPN, смогут безопасно получать энергию за считанные секунды и оставаться в воздухе неограниченное время, что открывает возможности по их использованию как в целях наблюдения, так и для доставки грузов.

О Global Energy Transmission

Базирующая в США компания с инжиниринговым центром в России. Компания обладает правами на решения в области дистанционной беспроводной передачи энергии. Работает над решением проблемы ограниченного срока службы батареи коммерческих дронов-беспилотников.

Разработанная ею система GET Wireless Power Network (WPN) позволит миллионам беспилотников получать энергию беспроводным способом через систему хот-спотов.

В результате беспилотные летательные аппараты можно будет использовать для наблюдения и патрулирования, картографирования, сельскохозяйственного мониторинга,  при проведении спасательных операций и т.д. Подробнее на www.getcorp.com.

Об IP Fund

Российская инвестиционная платформа, основанная в июле 2016 года и ориентированная на высокодоходные инвестиции в развивающиеся компании в сфере информационных технологий, взрывных технологий, а также в образовании и здравоохранении. Поддерживает инвестиции в проекты в России, США и Европе. Нацелена на инвестиции, призванные помогать в ускорении развития компаний, а также повышении их эффективности. Подробнее на http://ipfund.ru.

О PapayaFIN

Компания поддерживает проекты компаний и стартапов, предоставляя последним услуги в области бизнес-планирования, планирования стратегического развития, услуги структурной оптимизации, а также внедрения операционного программного обеспечения, выбора оптимальной ИТ-инфраструктуры и системы ИТ-безопасности.

О Draper Associates

Посевной венчурный фонд, ориентированный на поддержку предпринимателей. Фонд обладает репутацией венчурного инвестора, который поощряет стремление предпринимателей трансформировать существующие индустрии с помощью новых технологий, а также создание основы для взрывного роста, создания новых рабочих мест и благосостояния. Подробнее на www.draper.vc.

Подписывайтесь на канал «Инвест-Форсайта» в «Яндекс.Дзене»

Источник: https://www.if24.ru/razrabotchik-tehnologii/

IDT предлагает семейство трехрежимных приемников беспроводной энергии с поддержкой технологии магнитного резонанса

Компания Integrated Device Technology (IDT) представила «трехрежимные» устройства беспроводного приема энергии, поддерживающие магнито-резонансную и индукционную технологии зарядки организации AirFuel Alliance, а также технологию магнитной индукции Qi Консорциума беспроводной электромагнитной энергии (WPC), широко используемую сейчас во многих ведущих моделях смартфонов.

Добавление технологии магнитного резонанса дает бóльшую свободу размещения и позволяет заряжать несколько различных приемников от одного передатчика. Такое сочетание технологий в одном устройстве обеспечивает гибкость проектирования и «перспективы на будущее» тем потребителям, которые сталкиваются с выбором мобильных устройств, использующих различные беспроводные стандарты питания.

«IDT считается признанным лидером отрасли в разработке силовых полупроводников для беспроводной передачи энергии, поддерживающих несколько стандартов, и теперь мы сделали большой шаг вперед, внедрив технологию магнитного резонанса, – сказал Дейв Шепард (Dave Shepard), вице-президент и генеральный директор подразделения потребительских продуктов компании IDT. – Занимая передовые позиции в беспроводной передаче энергии, мы стремимся предлагать технологии, обеспечивающие потребителям максимальную гибкость и свободу использования. Этой цели служит интеграция различных стандартов в одном устройстве».

Трехрежимное устройство P9724, в которое интегрирован понижающий преобразователь с выходной мощностью 5 Вт, уже доступно покупателям, в то время как 10-ваттный вариант P9762 пока находится в состоянии подготовки к массовому производству. Кроме того, IDT обнародовала характеристики разрабатываемого передатчика, отвечающего требованиям Класса 3 стандарта AirFuel Alliance и способного отдавать выходную мощность 16 Вт.

Продукты IDT, использующие магнитную индукцию, были установлены более чем в 70 млн. устройств – от самых передовых смартфонов до носимой электроники.

Также совместно со своими давними партнерами компания много лет занимается разработкой магнитно-резонансной технологии.

Кроме того, в прошлом году компания представила программу выпуска беспроводных оценочных наборов, обеспечивающую инженерам, не знакомым с этими технологиями, простой путь к интеграции устройств беспроводной передачи энергии в свои конструкции.

О приборах компании IDT для беспроводной передачи энергии

IDT является лидером в разработке передатчиков и приемников для приложений беспроводной передачи энергии, покрывая своими сертифицированными изделиями все основные стандарты и технологии.

Имея большой опыт и в технологии магнитной индукции, и в технологи магнитного резонанса, IDT в качестве члена совета директоров активно участвует в работе консорциумов WPC и AirFuel Alliance.

IDT представила целый ряд инновационных и отмеченных наградами продуктов, включая первый истинно однокристальный приемопередатчик, однокристальный приемник с самой большой выходной мощностью и первую микросхему двухрежимного приемника, совместимого со стандартами WPC и PMA (теперь AirFuel Alliance). Ведущие игроки отрасли признали это лидерство, установив партнерские отношения с IDT как с поставщиком кремниевых компонентов для следующего поколения своих решений в области беспроводной передачи энергии.

Источник: http://www.eham.ru/news/detail/idt-predlagaet-semejstvo-trehrezhimnyh-priemnikov-besprovodnoj-energii-s-podderzhkoj-tehnologii-magnitnogo-rezonansa_6472

Intel прекращает разработку технологий беспроводной передачи электричества

Последние три года корпорация Intel подогревала спрос на ПК, предвещая, что следующий большой потребительский цикл откроет новое поколение полностью беспроводных устройств.

“Мы носим с собой слишком много проводов”, — заявлял тогда Кирк Скауген (Kirk Skaugen), старший вице-президент и генеральный директор подразделения Client Computing Group Intel на выставке Computex Taipei 2015. — “Мы храним около шести кабелей: два для телефона, два для планшета и два для компьютера.

Мы хотим избавиться от всех этих проводов…” Но новая сенсационная функция, обещанная Кирком Скаугеном уже в этом году, так и не увидела свет. А сам Скауген покинул Intel (спустя 24 года работы).

На выставке Computex Taipei 2016 представители Intel много говорили о подключаемых устройствах и облачных технологиях, всячески пытаясь максимально отстраниться от разрекламированного слогана “без проводов”. Под сокращения, анонсированные в апреле, попал и Центр развития беспроводных источников питания.

Неделей ранее четыре топ-менеджера Intel в комитете AirFuel Alliance подали в отставку. Индустриальная группа AFA была сформирована для продвижения стандартов беспроводной передачи электричества. В официальном сообщении сказано, что сотрудники покидают компанию в связи с изменениями стратегических приоритетов Intel.

Ни для кого не секрет, что главным двигателем роста компании Intel многие годы является подразделение ПК, известное как группа клиентской вычислительной техники. В первом квартале 2016 года группа продала микропроцессоров на сумму около $7,4 млрд., составляющих 54% от общей выручки и 73% доходов компании Intel.

Но продажи ПК во всем мире находятся в затяжной стагнации, начиная с 2011 г. Согласно данным IDC, глобальные поставки ПК упали на 10,3% в 2015 году, это был крупнейший спад продаж в истории. В прошлом году количество проданных единиц товара снизилось до 300 млн. впервые с 2008 года.

Такое снижение застало отрасль врасплох. Еще в 2011 г. IDC прогнозировала, что к 2015 г. поставки превысят 500 миллионов единиц. Аналитики по-прежнему прогнозируют, что индустрия ПК восстановится, но Intel не может позволить себе ждать.

Доходы группы клиентской вычислительной техники в 2015 году оказались на 9% меньше, чем в 2011 г.

“Мы эволюционируем от компании по производству ПК к управлению облаком и миллиардами интеллектуальных вычислительных устройств в сети”, – рассказал генеральный директор Брайан Кржанич аналитикам и инвесторам в ходе телеконференции, посвященной финансовой деятельности компании в апреле.

Неделю спустя стало известно, что компания решила прекратить разработку SoC (система на чипе) для низкобюджетных устройств Android, базирующихся на платформах Atom, а также чипов Broxton, SoC нового поколения для высокопроизводительных смартфонов и планшетов.

В своем пресс-релизе Intel подтвердила, что решение было принято в рамках отказа от технологий беспроводной передачи электричества.

Читайте также:  Простой тестер униполярных шаговых двигателей на attiny2313 и uln2004

“Наша стратегия внутренних разработок на сегодняшний день в основном направлена на ускорение развития экосистемы, чего в значительной степени удалось достигнуть”, – заявили в компании.

В 2015 г. глобальные поставки беспроводных ресиверов (приемников) достигли 144 млн единиц, увеличившись на 160%, по данным IHS. Маркетинговая исследовательская группа прогнозирует, что к 2020 г. поставки превысят 1 млн устройств.

В настоящее время ресиверы, в основном, востребованы для смартфонов. Один из десяти проданных телефонов в этом году, как ожидается, содержит приёмник, который позволил бы заряжать батарею от беспроводного зарядного устройства.

Главной проблемой, с которой столкнулась Intel в продвижении беспроводной передачи электроэнергии, при переходе от смартфонов к ноутбукам и другим портативным компьютерам является то, что более крупные устройства требуют на порядок большей мощности.

«В зависимости от того, что вы делаете, устройству необходимо от 30 до 60 Вт», — рассказал Джон Пeрцоу (John Perzow), вице-президент по развитию рынка консорциума Wireless Power. Потребность в дополнительной силе тока делает задачу передачи достаточного количества электроэнергии затруднительной, повышая сложность и стоимость устройства.

Увеличение мощности имеет тенденцию к снижению КПД, это также усугубляет задачу соблюдения норм электробезопасности.

Консорциум Wireless Power решил эту проблему путем передачи электроэнергии на более низких частотах – от 110 до 205 кГц. Но Intel настаивает на более высокой частоте 6,78 МГц, за которую выступает AirFuel Alliance.

Более высокая частота облегчает передачу электроэнергии по воздуху и, в теории, даёт дополнительную пространственную свободу, так как передатчик и приемник не должны находиться на одной плоскости.

Что ещё важнее, нет никаких ограничений на выбросы вредных веществ в атмосферу на частоте 6,78 МГц, в соответствии с международным стандартом CISPR 11. Это решение облегчило бы выход технологии на рынок.

В то время как консорциум Wireless Power вынужден был защищать свой подход к распространению беспроводной электроэнергии, у AirFuel Alliance было меньше поводов для беспокойства.

«Наша цель состоит в том, чтобы управлять экосистемами, так чтобы вы могли иметь экономически эффективное решение и небольшое время выхода на рынок.

При этом потребитель уверен, что технология отвечает всем нормативным требованиям», – рассказывал Марк Хансикер (Mark Hunsicker), старший директор по управлению продуктами компании Qualcomm, одного из сооснователей AirFuel Alliance.

AirFuel Alliance предположил, что последние достижения в области антенн и полупроводников позволят повысить эффективность беспроводной зарядки на более высоких частотах, чипы на основе нитрида галлия (GaN) выглядели особенно перспективными.

Для передачи электроэнергии по воздуху на частоте 6,78 МГц, полупроводник в передатчике должен преобразовывать постоянный ток в переменный посредством включения/выключения 6780000 раз в секунду. Каждый раз, когда полупроводник включается, он требует небольшого усиления мощности. Это не представляется возможным с кремнием, но нитрид галлия быстрее и потребляет меньше энергии.

Многослойные антенны представляли собой ещё одно важное нововведение. Они смягчали явление, известное как «скин-эффект», который отрицательно сказывался на приёме антенной сигнала от передатчика.

«Используя чипы GaN и антенны новой конструкции, AirFuel Alliance удалось построить беспроводные системы питания с частотой 6,78 МГц, которые смогут эффективно соперничать с конкурентами, использующими низкочастотные диапазоны» – утверждал Алекс Лидоу (Alex Lidow), CEO компании Efficient Power Conversion, ведущего производителя полупроводников из нитрида галлия.

Но в Wireless Power не согласились с этим мнением. Компания утверждает, что более высокая частота будет менее эффективной, даже если принять во внимание преимущества GaN и новых конструкций антенн. Исследования Университета штата Колорадо, проводившего тестовую эксплуатацию по поручению Wireless Power, подтвердили эту точку зрения.

Пройдёт ещё немало времени до того момента, когда потребители получат возможность опробовать технологию беспроводной передачи электроэнергии в действии. На выставке Computex, компания WiTricity продемонстрировала репортеру от CNET ноутбук Dell с беспроводной зарядкой, объявив при этом, что новое устройство появится «уже скоро».

Intel подтверждает, что компания находится в тесном контакте с WiTricity, относящейся к портфолио Intel Capital, и «что многие OEM-партнеры Intel используют» решения WiTricity. Intel также заявила, что работает с OEM-производителями «для проверки технических решений».

Ни WiTricity, ни любая другая компания не смогли спрогнозировать дату, когда ноутбуки с беспроводным источником питания появятся в продаже. Пeрцоу из Wireless Power предполагает, что устройства с беспроводным адаптером, возможно, появятся ближе к сезону покупок «назад в школу» или рождественским праздникам.

Но он также считает, что предположение останется предположением: «Мне бы хотелось, чтобы эти продукты стали доступны уже в этом году», – сказал Перцоу.

«Я также ожидаю, что фактическая производительность, пользовательский опыт, уровень мощности, эффективность и стоимость не будут соответствовать ожиданиям Intel, анонсированным в течение последних нескольких лет».

По материалам Forbes

Источник: https://itc.ua/articles/intel-prekrashhaet-razrabotku-tehnologiy-besprovodnoy-peredachi-elektrichestva/

Краткий путеводитель по беспроводным технологиям «Интернета вещей».Часть 4. Большой радиус действия

Первая часть статьи вышла в Control Engineering Россия №6’2017

Вторая часть статьи вышла в Control Engineering Россия №1’2018

Третья часть статьи вышла в Control Engineering Россия №2’2018

Понятие «Интернет вещей» обычно соотносится со стандартами, рассмотренными во второй части данной публикации [1] и регламентирующими именно IoT-решения. Однако есть множество приложений, в которых технология «Интернета вещей» требует значительно больших дальности связи и зон покрытия одиночными устройствами.

Такие сети с ограниченной мощностью и большим покрытием часто упоминаются под аббревиатурой LPWAN (англ. Low-power Wide-area Network — энергоэффективная сеть дальнего радиуса действия).

Области применения этих сетей включают: медицину (мониторинг состояния пациентов амбулаторно и на дому), мониторинг ресурсов (контроль качества воды, добыча нефти и полезных ископаемых), индустрию (мониторинг и контроль на предприятиях, рассредоточенных на больших площадях), сельское хозяйство (здоровье и местонахождение животных, погода, состояние растений и водопользование). Также они используются в системах «умного города» (транспорт, парковка, качество воздуха, учет коммунальных услуг и стоков), при мониторинге зданий и сооружений и т. п. (рис. 1). Кроме того, сети типа LPWAN могут служить точками доступа для сбора и передачи на большие расстояния данных, которые собраны беспроводными датчиками, объединенными в сетевые кластеры.

Рис. 1. Технологии LPWAN хорошо подходят для распределенных приложений, таких как «умный город» (транспорт, парковка, качество воздуха, учет коммунальных услуг и стоков) или медицина (амбулаторный мониторинг состояния пациентов)

Связь на дальние расстояния ранее подразумевала использование достаточно габаритных устройств с относительно высокой потребляемой мощностью, которые редко питались от батарей. Но достижения в области модуляции, разработка и выпуск интегральных схем такой архитектуры, как система на кристалле (англ.

System-on-Chip), значительно увеличили диапазон работы устройств с низким энергопотреблением.

Кроме того, применение связи на более низких, субгигагерцовых частотах радиочастотного спектра также позволяет использовать специфику распространения радиосигналов, что может быть дополнительным и существенным преимуществом при реализации сетей дальнего радиуса действия.

Однако при более низких частотах эффективные антенны будут физически больше, чем для радиоустройств, работающих в более высокой области частот. Так, если на частоте 2,4 ГГц обычная четвертьволновая антенна имеет длину 31 мм, то на частоте 915 МГц длина той же антенны будет составлять уже около 82 мм.

Тем не менее для устройств с большой дальностью связи и низким энергопотреблением более крупные и эффективные антенны (если они приемлемы с конструктивной точки зрения) могут выигрышно увеличить срок службы батареи — за счет уменьшения мощности излучаемого радиосигнала, необходимой для обеспечения требуемого покрытия зоны радиосвязью.

Применение IoT-устройств с большим радиусом покрытия создает возможности для организации сервисов связи на основе подписки, что позволяет избежать проблемы полностью неактивных установок в личных сетях с малой зоной покрытия.

Компании с развитой инфраструктурой радиосвязи и большой зоной покрытия, такие как операторы сетей сотовой связи, развертывают сервисы на больших территориях, используя преимущества уже находящихся в их распоряжении сетей.

Постепенно эти новые сервисы, не требующие высокой скорости передачи данных, охватывают значительные зоны покрытия, распространяясь не только на регионы, но даже на целые страны.

Некоторым компаниям для организации таких сервисов достаточно просто обновить программное обеспечение для существующих базовых станций LTE (от англ. Long-Term Evolution, буквально — долговременное развитие).

LTE — это стандарт беспроводной высокоскоростной передачи данных для мобильных телефонов и других терминалов, работающих с данными. Часто обозначается как 4G LTE.

Эти решения, требующие лицензирования по занимаемому спектру частот, предусматривают разные уровни обслуживания и, соответственно, абонентской платы, т. е. подойдут на любой вкус и кошелек.

Коммерчески доступное и уже инсталлированное оборудование позволяет также организовать простой выход в Интернет и связь с облаком. LTE является относительно новой технологией, которая подвержена быстрым изменениям, но некоторые решения в этой области уже сейчас доступны разработчикам «Интернета вещей».

Читайте также:  Недорогой тепловизор своими руками

Частоты, не требующие лицензирования

LoRa

LoRa (от англ. Long Range) — это достаточно новый метод модуляции и одноименная сетевая технология, продвигаемая открытой некоммерческой организацией LoRa Alliance (консорциум).

В альянс входят многие ведущие игроки рынка «Интернета вещей»: IBM, Semtech, Cisco, Inmarsat, Swisscom и др.

Технология LoRa имеет несколько иной характер, чем все описанные ранее протоколы беспроводной связи малого радиуса действия, поэтому уделим ей в данном обзоре наибольшее внимание.

Как правило, под LoRa обычно подразумевается тип модуляции, а под LoRaWAN — открытый сетевой протокол LoRa, который не надо напрямую ассоциировать с LPWAN (как уже говорилось ранее, это любая энергоэффективная сеть дальнего радиуса действия). LoRaWAN используется для передачи небольших по объему пакетов данных на дальние расстояния.

Такая сеть была разработана специально для распределенных сетей телеметрии, межмашинного взаимодействия, или так называемого М2М (от англ. Machine-to-Machine), и, собственно, «Интернета вещей».

Сеть LoRa является одной из наиболее перспективных беспроводных технологий, обеспечивающих среду сбора данных с различного оборудования: датчиков, счетчиков и сенсоров.

В зависимости от региональных распределений, в такой сети используются радиочастоты субгигагерцового диапазона в не требующих лицензирования спектрах частот в диапазонах VHF (30–300 МГц), UHF (300 МГц — 3 ГГц) или 800–930 МГц.

Поскольку технология LoRa применяет более низкие радиочастоты, чем стандарты, использующие частоты 2,4 или 5 ГГц, она отличается от них и по радиочастотным характеристикам, при этом сигналы LoRa могут проникать глубоко в здания и в места, недоступные более высокочастотным сигналам.

Модуляция LoRa сильно выделяется на фоне других типов модуляции, представленных в настоящем обзоре, и является настоящим достижением в области радиочастотных технологий.

Большинство стандартов ближнего радиуса действия, как было сказано ранее, использует ту или иную разновидность модуляций FSK, OFDM, FHSS или DSSS с расширением спектра.

LoRa — это набор методов модуляции, запатентованных компанией Semtech, с расширением спектра посредством линейной частотной модуляции — Chirp Spread Spectrum (CSS). В целом суть этого подхода заключается в перестройке несущей частоты по линейному закону [2].

Благодаря такой перестройке сигнал становится устойчивым к эффекту Допплера (для мобильных пользователей) и многолучевому замиранию в отражающей радиочастотной среде, а также получает высокий уровень помехоустойчивости.

Кроме того, при таком методе расширения спектра низкие битовые скорости (до 300 бит/с) могут избежать влияния источников узкополосных помех, таких как FSK-сигналы, и успешно восстановиться на приемном конце.

Это может дать линии связи LoRa преимущество в 15 дБ по сравнению с узкополосным FSK-сигналом при использовании радиочастотных сигналов одинаковой мощности.

Что касается шумов, то LoRa может прекрасно и без проблем работать ниже уровня окружающего радиочастотного шума и на 20 дБ или даже еще ниже по отношению к узкополосным источникам помех — из-за усиления, присущего этому виду модуляции с расширенным спектром.

Также технология LoRa позволяет использовать различные комбинации скорости передачи данных и модуляции.

Они могут быть выбраны исходя из разных соображений: например, для увеличения скорости передачи данных (до 40 Кбит/с) с меньшим диапазоном покрытия, когда именно скорость передачи является критическим фактором, или для достижения большей дальности связи с низкой радиочастотной мощностью в зашумленных средах.

Дело в том, что при снижении скорости передачи данных на один бит приходится больше энергии и его легче распознать на приемном конце — следовательно, при одной и той же потребляемой мощности и чувствительности приемника дальность связи увеличивается. Интересно, что коэффициенты расширения спектра LoRa, называемые SF (от англ.

Spreading Factor), при передаче данных могут быть активны в одном канале, не мешая при этом друг другу. Поскольку сигнал CSS проще декодировать, чем сигналы с другими технологиями расширения спектра, то это можно сделать и с меньшей вычислительной мощностью. Что, в свою очередь, приводит к увеличению времени автономной работы устройств «Интернета вещей», несмотря на более сложное решение в части модуляции.

Технология LoRa фокусируется прежде всего на физических (PHY) уровнях (рис. 2), т. е. нижних в структуре сети от LoRa Alliance. А для более высоких уровней сети консорциум определяет спецификации, которые зависят от региона.

Данные передаются по радиоканалам LoRa на шлюзы (также называемые концентраторами), узлы ячеек: к ним подключаются конечные точки, через которые устройства IoT подключаются к Интернету и облачным или прикладным серверам.

Консорциум LoRa также определяет требующееся тестирование и сертификацию, чтобы предусмотреть совместимость различных устройств LoRa в сети.

Для обеспечения безопасности сети и данных в технологии LoRa предназначены защищенные ключи связи — как на уровне сети, так и на уровне приложений, что становится необходимым условием, когда радиосигналы распространяются в большой зоне покрытия [4].

Рис. 2. Организации сети LoRaWAN: датчики сначала подключаются к клиенту LoRa и затем через шлюз LoRa передаются на следующий уровень

Сеть LoRa может быть развернута либо как отдельная сетевая архитектура, либо как связанная сеть в тех районах земного шара, где имеются операторы сети общего пользования, которые за плату обеспечивают возможность устройств LoRa подключаться через шлюзы для передачи данных в облако.

Сеть на основе технологии LoRa впервые была развернута в Европе, но она успешно распространяется и на другие регионы.

Помимо компании Semtech, микросхемы LoRа в виде систем на кристалле производят ST Micro и Microchip, что дает разработчикам определенную гибкость в реализации проектов на базе технологии LoRа.

Однако нельзя забывать, что при применении рассматриваемой технологии, даже если используется не требующий лицензирования спектр частот, необходимы сертификация устройств (например, на соответствие нормам, установленным FCC Part 15.

247) и подтверждение того, что конкретное устройство действительно соответствует спецификации LoRa. Для сертификации обычно требуются испытания на мощность передатчика, девиацию частоты, занимаемую полосу пропускания, гармоники и спектральную плотность мощности [5].

Сертификацию LoRa и предварительное тестирование уже обеспечивает целый ряд авторизированных испытательных лабораторий.

Несмотря на то, что LoRa — это довольно новый стандарт для разработчиков, им доступны и микросхемы, и готовые модули, и различные тестовые инструменты (рис. 3).

Рис. 3. Комплект SX1276 / SX1278 для разработчиков устройств на основе технологии LoRa от компании Semtech: доступен для частот 433, 868 и 915 МГц

SigFox

SigFox — это еще одна недавняя разработка в области технологии LPWAN и одноименный сервис подключения. В некотором роде она похожа на LoRa, но использует иной способ достижения аналогичных целей. Технология SigFox была разработана и запатентована в 2009 г.

небольшой французской компанией (всего 80 человек персонала) с одноименным названием, которая в области LPWAN сотрудничает с рядом крупных игроков рынка, таких как Texas Instruments, Silicon Labs и ON Semiconductor.

По сути, SigFox является проприетарным протоколом беспроводной сетевой связи для IoT-устройств, работающих в диапазонах до 1 ГГц, и предоставляет сеть сотовых шлюзов, которые обеспечивают подключение к Интернету и к облаку.

Таким образом, это в целом похоже на коммерческие сети LoRa, но не нацелено на частные сети, где компания устанавливает и сама же поддерживает всю инфраструктуру сети.

SigFox — это односкачковая радиальная, или, как ее еще называют, звездообразная сеть со шлюзами, которые служат контроллерами этой сети. Подобно LoRa, SigFox имеет большой диапазон покрытия и ей свойственно низкое энергопотребление. Но если рассматривать SigFox как радиоканал для передачи данных, то она радикально отличается от LoRa.

Для передачи данных SigFox использует сверхузкую полосу частот, так называемую Ultra Narrowband (UNB), с очень низкой скоростью передачи данных. Протокол SigFox очень прост. Он не требует квитирования (обмена сигналами для установления связи, т. е.

процедуры представления или взаимного опознавания партнеров по связи при установлении соединения) и передает пакеты всего по 12 байт (плюс дополнительные данные, такие как идентификатор радиосвязи и время).

Как уже было сказано, передача ведется в очень узкой полосе частот, при этом используется D-BPSK-модуляция (дифференциальная двоичная фазовая манипуляция) со скоростью 100 или 600 бит/с. Да, именно — 100 бит/с с шестисекундными циклами передачи. Однако такая низкая скорость и узкий частотный спектр позволяют экономить энергию батарей и обеспечивают большой радиус покрытия.

Из-за узкой полосы пропускания приемники могут иметь очень низкий уровень собственного шума, т. е. высокую чувствительность, достигающую порядка –140 дБм, и бюджеты линий связи около –160 дБ при использовании антенн с усилением. Это означает, что при применении технологии SigFox без кодирования для «Интернета вещей», т.

Читайте также:  Из старого флоппи-дисковода – станок для правки мелких свёрл

е. с помощью процессоров с небольшой вычислительной мощностью, при низкой мощности передатчика (14 дБм), низких скоростях передачи данных, коротких и нечастых, не более 140 сообщений в день, можно достичь большей зоны покрытия и более продолжительного времени автономной работы узла сети.

Благодаря всем этим характеристикам SigFox может быть самым эффективным решением из всех приведенных в этом обзоре технологий построения LPWAN.

Сети SigFox применительно к «Интернету вещей» начали свое развитие во Франции, но уже используются в нескольких европейских странах с постоянным расширением сети и на момент написания обзора охватывают 32 страны.

Частоты, требующие лицензирования

Любые существующие беспроводные технологии передачи данных обладают такими характеристиками, как дальность, скорость и энергоэффективность, причем одновременно поддерживать на высоком уровне могут лишь две из них. В рамках интересующей нас темы «Интернета вещей» наибольшую значимость, как правило, имеют дальность и энергоэффективность. Одним из соответствующих для этого решений является использование технологии LTE.

Источник: http://controlengrussia.com/besprovodny-e-tehnologii/putivoditel-iot-4/

Беспроводная передача электроэнергии

В ближайшем будущем провода перестанут быть необходимостью не только для обмена информацией, но и подачи электричества. CHIP расскажет об уже существующих и пока лишь разрабатывающихся технологиях беспроводной передачи энергии.

В ближайшем будущем электричество будет передаваться по воздуху<\p>

Идея передачи электроэнергии без проводов не нова — она занимает умы ученых уже не первое столетие.

Явление электромагнитной индукции, позволяющее реализовать эту идею, открыли еще в 1831 году английский физик Майкл Фарадей и американский ученый Джозеф Генри (Фарадей, впрочем, успел опубликовать статью с описанием открытия раньше), а эксперименты в этой области велись на протяжении всей второй половины XIX века.

Самым же известным изобретателем и экспериментатором в сфере передачи электричества «по воздуху» стал родившийся на территории современной Хорватии сербский ученый Никола Тесла. Его опыты с электроустановками были до того масштабны и зрелищны, что современники считали его чуть ли не волшебником.

Кое-кто, кстати, даже полагает, что именно работа одного из приборов Теслы вызвала взрыв в сибирской тайге в районе реки Подкаменная Тунгуска 30 июня 1908 года. В XX веке научные работы над передачей электроэнергии «по воздуху» не прекращались.

Были изобретены новые (помимо электромагнитной индукции) способы реализации этой идеи — к примеру, передача энергии посредством лазерного или микроволнового излучения. Об этих способах мы расскажем ниже.

Ведущие ученые из разных стран мира сегодня единогласно называют беспроводную передачу электричества одним из важнейших индустриальных прорывов ближайшего будущего.

С ними согласны и писатели-фантасты — например, Артур Кларк, описавший промышленное использование технологии в своих произведениях. Впрочем, коммерческие продукты, применяющие методы беспроводной передачи электроэнергии, один за другим появляются в розничной продаже уже сегодня.

В основном речь идет об устройствах для зарядки мобильных гаджетов, а также — в гораздо меньшей степени — для подпитки батарей электромобилей.

Как это работает

Беспроводная передача электроэнергии может осуществляться по несколькими технологиям. Наиболее известными и перспективными из них являются следующие три.

Электромагнитная индукция

Преимущество: высокий КПД

Недостаток: минимальная дальность действия

Электромагнитной индукцией называют явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре под воздействием проходящего через него магнитного поля.

Это означает, что если подать ток на одну индукционную катушку (в случае с гаджетами — встроенную в зарядное устройство), а рядом с ней расположить другую (встроенную в заряжаемое оборудование), то магнитный поток, возникающий под действием подаваемого тока в первой катушке, возбуждает электрический ток во второй. КПД таких систем превышает 80%, но только в тех случаях, когда заряжаемое устройство находится на минимальном расстоянии от зарядного — не более пары сантиметров. При увеличении дистанции КПД резко падает. Тем не менее именно на принципе электромагнитной индукции сегодня основана работа абсолютного большинства беспроводных зарядных устройств.

Лазерное излучение

Преимущества: большая дальность действия; защищенность сетей

Недостаток: необходима прямая видимость между передатчиком и приемником

Лазерный луч способен передавать не только информацию, но и энергию, причем на большие расстояния конкретному устройству и в строго выверенных объемах, тогда как при применении электромагнитной индукции электричество может получать любой приемник с соответствующими характеристиками, находящийся в зоне действия магнитного поля. Минус в том, что между лазерным передатчиком и фотоэлектрическим элементом приемника должна сохраняться прямая видимость, иначе энергия не будет достигать получателя. Работающие установки, использующие питание от лазерного луча, уже построены. Так, американский производитель самолетов и военной техники Lockheed Martin совместно с компанией LaserMotive испытала беспилотный летательный аппарат Stalker, способный оставаться в воздухе, получая питание от лазерного луча, в течение 48 часов. А Национальное аэрокосмическое агентство США (НАСА) создало небольшую радиоуправляемую модель самолета, получающего энергию от мощной лазерной пушки.

Микроволновое излучение

Преимущество: большая дальность действия

Недостаток: высокая стоимость оборудования

Для передачи электроэнергии можно использовать радиоантенну, создающую микроволновое излучение. При этом на устройстве-приемнике должна быть установлена ректенна, преобразующая принимаемое микроволновое излучение в электроток.

Эта технология обеспечивает возможность значительного удаления приемника от передатчика и не требует их нахождения в прямой видимости друг от друга. С увеличением дальности, однако, пропорционально растут размеры и себестоимость оборудования.

К тому же работа установки для передачи электроэнергии с помощью микроволнового излучения большой мощности может, как считается, нанести вред окружающей среде. Микроволновый вертолет

В 1964 году американский ученый Уильям Браун продемонстрировал модель вертолета, не имеющего иных источников питания, кроме ректенны. Чтобы поднять в воздух на высоту около 15 м модель вертолета массой 2,25 кг, понадобилась ректенна массой 900 г и площадью около 0,4 м2. Диаметр рефлектора антенны-источника составлял несколько метров.

Влага нестрашна

Одними из первых массовых бытовых приборов, использующих электромагнитную индукцию для беспроводной зарядки, в 90-е годы прошлого века стали электрические зубные щетки. Чтобы пользователя не ударило током во влажном помещении, крэдл и зубная щетка не имеют разъемов, а их корпуса герметичны — энергия от крэдла к щетке передается бесконтактно.

На острие луча

В 2003 году инженеры НАСА создали модель самолета, оборудованного фотоэлектрическим элементом, который при попадании на него луча лазера мощностью 1 кВт давал достаточно энергии для питания небольшого — мощностью всего 6 Ватт — двигателя самолета.

Существующие решения

Около пяти лет назад в продаже начали появляться первые пригодные для повседневного использования системы беспроводной зарядки мобильных гаджетов. Все они работают по принципу электромагнитной индукции.

Одновременно с выходом этой технологии на массовый рынок крупнейшие производители телекоммуникационного оборудования решили объединиться в Консорциум беспроводной электромагнитной энергии (Wireless Power Consortium) — организацию, призванную, помимо прочего, разработать всемирный стандарт для беспроводных зарядных устройств, работающих по принципу электромагнитной индукции. Данный стандарт получил название QI (читается «чи» или «ци» — от китайского «воздух» и «поток духовной энергии»). В настоящее время именно он регламентирует беспроводную передачу энергии на расстоянии до 4 см от заряжающей поверхности к мобильному устройству, оборудованному пластиной-приемником. Из крупных производителей гаджетов поддержку стандарта QI на части своих моделей обеспечивают HTC, Huawei, LG Electronics, Motorola Mobility, Nokia, Samsung и Sony. Предполагается, что QI вскоре станет единым стандартом для всех подобных устройств, что позволит, к примеру, создавать зоны подзарядки гаджетов в общественных местах — на транспортных узлах, в кафе и т. д.

В настоящее время на мировом рынке представлено более 150 устройств с поддержкой стандарта QI — все они относятся к числу техники малой мощности (до 5 Ватт). В будущем предполагается появление оборудования средней мощности — до 120 Ватт.

Аксессуары для Nokia Lumia

Для смартфонов компании Nokia, поддерживающих беспроводную зарядку, сегодня разработано немало устройств — к примеру, зарядная площадка Nokia DT-901 Wireless Charging Pillow by Fatboy, выполненная в виде небольшой подушки. Чтобы зарядить смартфон, его необходимо просто на нее положить, не подключая никаких проводов. Сама же подушка подключена проводом к сетевому адаптеру.

Помимо зарядных подушек в продаже доступны и другие аксессуары Nokia с поддержкой беспроводной передачи электричества. Это и зарядная площадка с жесткой поверхностью Nokia DT-900, и аудиосистема Nokia MD-100W JBL PowerUp Wireless Charging Speaker. Последняя, к слову, позволяет во время зарядки смартфона транслировать музыкальные треки из его памяти — тоже по воздуху.

Источник: http://xn--80aalbcd2cefhq.xn--p1ai/?p=1467

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector