无线携能通信(SWIPT)到底是什么?

无线携能通信(SWIPT)到底是什么?,第1张

同步无线信息和电力传输 (SWIPT) 。

无线电源传输 (WPT) 的扩展,从非接触式智能手机充电而闻名。除了无线电力传输,在 SWIPT 中,数据通过相同的磁场或电磁场同时传输。

SWIPT 的新兴研究领域可用于广泛的应用,从低能量收集(例如,无线传感器网络、可穿戴设备和植入物)到中等能量设备(例如,智能手机和笔记本电脑),再到高- 动力设备(例如,电动汽车、机器人和水下航行器)。

短程中高能量应用通常基于线圈产生的磁场,而远程低能量用例通常基于天线辐射的电磁场。

SWIPT 是一种很有前途的技术,可为无线设备提供经济高效的信息和能源访问未来的各种应用。

基于信息与能量并行传输这一显著特点, SWIPT 技术有望广泛用于高速射频标签(RFID)、物联网以及各类移动终端之间的信息交换与能量传输,有望在实现高速信息交换的同时,通过提取接收信号中的能量有效地向各种终端设备馈电,从而取代传统有线或电池供电所带来的不便。

适用场景

1、恶劣工作环境中

对处于太空、海洋、森林、沙漠、峡谷、矿井、地震灾区等复杂环境难以人为架设供电线路以及反复更换电池的情况。不仅能远程为设备提供非接触式的电力供应,避免因线路老化而带来的不安全因素,还有望实现设备的远程遥控与信息交互,极大地提高设备对 于极端工作环境的适应能力。

2、生物医学领域

借助 SWIPT 技术,不但有望实现体 外非接触式供电,同时有望实现体内设备与体外终端 的数据交互,完成对体内电子设备的控制以及医疗数 据的采集与监视,使患者摆脱传统导线与电池的束 缚,提高生活质量,保障生命安全。

3、日常生活中

如手机、家用电器等设备的无线充电与遥控等。借助 SWIPT 技术,有望 使各种家用电器和便携设备实现真正意义上的“便捷与智能”,摆脱传统电线束缚,实现家庭或小区的远程控制与监视,使得“智能”家居成为可能。

第一,频段。LoRa工作在1GHz以下的非授权频段,在应用时不需要额外付费,NB-IoT和蜂窝通信使用1GHz以下的频段是授权的,是需要收费的。
第二,电池供电寿命。LoRa模块在处理干扰、网络重迭、可伸缩性等方面具有独特的特性,但却不能提供像蜂窝协议一样的服务质量。NB-IoT出于对服务质量的考虑,不能提供类似LoRa一样的电池寿命。
第三,设备成本。对终端节点来说,LoRa协议比NB-IoT更简单,更容易开发并且对于微处理器的适用和兼容性更好。同时低成本、技术相对成熟的LoRa模块已经可以在市场上找到了,并且还会有升级版本陆续出来。
第四,网络覆盖和部署时间表。NB-IoT标准在2016年公布,除网络部署之外,相应的商业化和产业链的建立还需要更长的时间和努力去探索。LoRa的整个产业链相对已经较为成熟了,产品也处于“蓄势待发”的状态,同时全球很多国家正在进行或者已经完成了全国性的网络部署。


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