建立工業物聯網（IIoT）傳感器網絡需要附加成本，其中60％以上的成本與布線和安裝有關。雖然無線數據傳輸可以幫助消除某些電纜連接，但通過增加用于功率傳輸的無線技術，甚至可以避免更多的布線。初創公司TransferFi正在研究適用于50米（約165英尺）距離的工業IoT傳感器網絡的新型無線充電解決方案。

TransferFi是一家初創公司，致力于為距離50米（約165英尺）的工業IoT傳感器網絡開發新的無線充電解決方案。

無線技術是眾所周知的，但是發射機的設計，它們的位置，最大化效率的可能性以及驗證整個系統的性能代表著復雜的挑戰，需要使用復雜的工程解決方案。布線的必然成本不僅增加了對IIoT和工業4.0的壁壘，而且也增加了智能電網和智能城市的壁壘。大型傳感器安裝需要復雜的布線基礎架構，該基礎架構成本高昂且安裝時間較長。

TransferFi開發了TFi Turin-1無線電源網絡（WPN）平臺，該平臺使可靠的實施成為可能，從而可以在有限的循環時間內更換電源電纜或電池。

“ TransferFi聯合創始人兼首席執行官Aashish Mehta說：“我們的TFi WPN IIoT系統級體系結構是為工業IoT應用而設計的，而工業IoT應用確實需要容納多個目標的遠程無線電源網絡。“我們使用射頻，因為它更適合于遠場/遠程應用。使用Turin平臺，所有這些在商業上都是可能的，因為它可以自動實現遠場無線電源網絡在現實世界中的使用和可部署性。”

無線電源傳輸

無線電源傳輸（WPT）技術分為兩大類：近場和遠場。它們各有優缺點。

近場非輻射技術最適合于通過線圈之間的電感耦合通過磁場或通過金屬電極之間的電容耦合通過電場在短距離內傳輸能量。電感耦合是當今使用最廣泛的無線技術。

遠場輻射場技術（也稱為功率發射）包括通過電磁輻射（例如微波或激光束）傳輸功率。這些技術可以在更長的距離上傳輸能量，但必須針對接收器。波束成形技術用于改善光束的聚焦。

通過專用射頻（RF）傳輸的WPT在物聯網應用中越來越受歡迎。波束成形是WPT技術的圣杯，因為它可以在不增加發射功率的情況下將更高的信號質量傳遞給接收器。為了獲得足夠的波束，發射器必須配備大量天線，以進行自適應波束形成并控制波束能量聚焦的方向。

無線電源傳輸框圖（圖片：TransferFi）

TFi都靈1

TransferFi創建了一個自動校準系統，該系統可以根據接收器目標的位置和應用程序負載來優化目標，時間共享和信號。

當前平臺由TFi網關和帶有各種傳感器的TFi Sense單元組成。TFi網關使用遠場RF無線電源傳輸來供電，并與可達50米的TFi Sense設備進行數據通信。

Mehta說：“我們創建了波束成形和信號優化算法，以將波束聚焦在目標設備上。”“我們已經通過優化發送和接收端的算法研究了整個系統級體系結構。我們的專利專注于這些領域：優化以實現更好的RF到DC轉換和精確的波束形成角度；使用TFi一鍵式校準和分時軟件可以縮短部署時間；并通過16通道TFi網關增強了光束聚焦。”

波束成形是一種將無線信號定向到特定接收設備，而不是將信號擴展到其他方向的過程。與避免使用波束成形技術相比，所得到的更直接的連接更快，更可靠。近年來，由于5G的普及，波束成形技術得到了發展。

一種執行此操作的技術涉及使用多個接近的天線，所有天線在略微不同的時間發送相同的信號。重疊的波將在某些區域產生相長的干擾（使信號更強），而在其他區域產生相消的干擾（使信號更弱或不可檢測）。如果正確操作，則此波束成形過程可以將信號定向到您想要的位置。

聚焦光束不僅比在各個方向上爆炸都要高效，而且還可以減少嘗試攔截其他信號的人所受到的干擾。限制可能在于執行復雜的計算任務以獲得最佳效率的計算資源。但是，硬件和軟件資源的不斷改進可以彌補這些局限性。

Mehta說：“總體而言，都靈平臺在設計上是與硬件和應用程序無關的，因此可以用于具有正確硬件類型的任何應用程序。”“當前的產品發布版TFi WPN IIoT旨在用于狀態監視，智能建筑自動化以及用于環境感應的熱圖繪制（用于服務器機房和冷藏室）。我們正在與工業自動化，半導體，物流和汽車領域的跨國公司合作。”

未來的工業概念，例如工業4.0，智能建筑和智能電網，需要大規模的傳感器部署，這需要復雜的布線基礎架構，這需要花費很長時間進行部署，并且會因停機時間長而損害業務。在當前的有線傳感器部署中，大部分部署時間浪費在安裝和布線上，這消耗了整個傳感器部署預算的60％以上。TFi WPN平臺可提供非侵入式傳感器部署，從而降低了布線基礎設施的復雜性。

編輯：hfy