无线充电迎来新风口？未来会取代有线充电吗？

迎来春天前 无线充电还有这些事要解决

随着物联网、可穿戴和便携式设备的发展,人们对于智能电子产品的依赖性越来越高。然而杂乱的充电线时常会让消费者感到头疼，频繁插拔线材对充电接口也会造成一定损伤，于是人们开始寻求新的充电方式来改变这一状况。当下，越来越多的电子设备开始采用无线充电技术。

日前，小米十周年发布会上发布了小米10“超大杯”系列，将无线充电的功率提升至50W，理论上通过无线充电花40分钟即可将手机电量充满。同时，小米还推出了两款无线充电配件产品，以配合手机的使用需求。利用无线充电技术强势吸引眼球的并非小米一家，在今年华为、三星等发布的新品中，也能不断看到无线充电技术的身影。

通过电磁感应给手机无线充电

简单来看，无线充电技术是一种非物理接触的电能传输方式，对于充电器的位置没有限制，使用时只需将移动设备放置在充电板上即可完成充电。

当前，无线充电作为一种便携式的充电方式，已被应用到了生活中的诸多领域，适用范围主要包括各种小功率电子设备，例如手机、平板电脑、电动牙刷、手环、电子手表、电子眼镜等。

在公共区域，无线充电技术还常被用来提供公益性或租赁式充电服务，并将成为未来生活中重要的应用场景，例如让电动 汽车 摆脱粗重的充电线缆，实现随时随地充电。

那么，该技术究竟是如何完成充电的？“无线充电技术最早起源于1890年尼古拉·特斯拉的无线电力输送设想，主要理论基础是电磁感应，简单可以理解为‘电生磁、磁生电’原理。”厦门大学信息学院副院长洪学敏教授说。

洪学敏以手机无线充电器为例解释说，无线充电器中有一个磁芯，外面绕有线圈，充电器内部的电流通过线圈时会产生感应磁场，而电磁场能够进行空间传播。同时，手机中也有一个相应的接收线圈，在一定空间范围内，能够接收到充电器发出的电磁场，再经过一定的电路处理，就可以给手机充电了。

随着充电技术的不断发展，现在通过磁共振、电场耦合、无线电波传输等方式也可以实现无线充电，不过专家认为，当前主要的几种无线充电方式各有利弊，近乎完美的无线充电方式还没出现。

“电磁感应式是目前发展最为成熟、可以大规模普及的一种方式，它对于环境的适应能力比较强，而且已经实现了商业化和产业化。”华东师范大学通信与电子工程学院、上海市多维度信息处理重点实验室李庆利教授介绍说，这种方式采用的电磁波频率较低，远场区域仅存在少量电磁波，因而对其他设备不会造成太大的电磁干扰。但是，这种方式的充电效率较低，较难满足大功率电器的充电需求。

此外，磁共振无线充电方式具备传输距离远、可以一对多无线充电等优点，适合未来在新能源 汽车 无线充电、公共场所无线充电热点布置等应用场景中推广使用，但是技术发展还不够成熟。同时，无线电波式、电场耦合式的无线充电技术在未来的产业化应用场景，也需要进一步 探索 。

用电更安全、防水防潮性更好

据专家介绍，有线充电和无线充电的区别不仅仅在于充电方式的差异，二者对电子设备的硬件性能也有着不同的要求。

“比如手机、智能穿戴等电子设备一般包含中央处理器（CPU）、数字信号处理（DSP）等运

算处理芯片，无线充电的高频交变电场可能会对这些芯片产生一定程度的干扰，在设计上需要加强对交变电场的屏蔽措施，或采用具有更高抗干扰能力的芯片。”李庆利说。

洪学敏也指出，无线充电目前还存在功率损耗方面的问题，充电时容易产生不必要的热能，使得充电过程中电子设备的温度明显上升，因此设计无线充电类型的产品，需要选取耐热性能比较好的电池。

无线充电技术逐步走向成熟，也给电子产品带来了新的变化，使得新型电子产品具备了更多的新优势：首先，无线充电技术解决了当电子设备过多时，消费者手中线缆过多的问题；另外，免插拔设计的电子产品具有较高的用电安全性，可避免电源线腐蚀老化带来的漏电风险；设备密封性好，具有较好的防水防潮能力，在潮湿或易积水场合也能安全使用。

“无线充电技术极大地满足了人们对电子设备便携性、高效率等品质的追求，可以说无线充电技术是未来的主要趋势。”李庆利说。

完善用户体验是全面普及的关键

虽然与传统的有线充电方式相比，无线充电技术具有诸多优势，但是该技术诞生至今并没有全面普及，个中原因既包括当前技术上的限制，也不乏人们对无线充电技术存在认识误区。

“无线充电设备需要内置充电线圈，这造成便携式设备体积相对有线充电方式的要大，同时增加了产品的成本，用户接受度差。此外，实际使用过程中，无线充电的功率仍然较低，也使得用户体验较差。”洪学敏说。

“未来，要实现无线技术的完全普及，还需要学术界和工业界一起携手进行技术上的突破。”李庆利建议，从技术角度看，可以研究减小接收端线圈体积的方法，尝试设计新材料线圈；研究提高充电效率的方法，缩短充电时间，比如从充电波形、电路设计、线圈新材料选择、提高电池充电电流等方面考虑；鼓励厂商形成相关产业联盟，并严格按照国家标准进行设计和生产，严格控制产品质量，防止出现充电安全事故给用户造成损害。

洪学敏则认为应当进一步完善相应无线充电国家标准，建议国家给予更多政策支持，推动产学研相结合。同时，应大力宣传无线充电的安全性及优点，使用户逐渐消除对无线充电的误解。

今年6月初，工信部宣布我国5G已经具备商用基础，正式发放5G商用牌照。5G发展的脚步越来越快，将能带动很多新兴行业的发展，创造上万亿经济效益、千万个就业机会。  边缘计算领域就是其中一方面。

边缘计算，大家都不陌生。早在2013年，边缘计算伴随着4G网络的铺设以及商用化进程被提出和展开，在5G研究初期移动边缘计算(MEC)就被列入5G系统网络重构的一部分，一度被誉为5G时代的下一个“风口”。

随着智能化设备的深入发展，越来越多的设备联网，越来越多的数据产生，海量数据分析与储存对网络带宽提出了巨大的挑战，而边缘计算就是为了解决这一问题。

目前，边缘计算在智能网联车和自动驾驶、虚拟现实、工业物联网、智能家居以及智慧城市领域均已有应用。

下面我们根据边缘计算的应用场景需求，结合飞凌嵌入式 LS1043A 系列OK1043A-C主板，来探讨下  边缘计算网关  的应用。
1、海量数据分析，边缘计算能力

边缘计算，是在终端设备附近靠近数据源的一侧进行的本地计算分析。终端设备会产生大量数据，这些数据有些是有价值的，有些是不需要进行分析的，通过在边缘设备上执行数据分析，实时让设备做出直接反应，同时将设备的大量状态数据进行过滤和优化，将有价值的数据再上传到云端，减少网络流量压力。

这就要求边缘计算网关，具备强大的数据处理能力，恩智浦推出的 面向智能边缘节点的能效最佳64位平台LS1043A，飞凌嵌入式基于LS1043A四核处理器设计 FET1043A-C核心板 ，完全满足边缘计算能力的需求，CPU内置面向硬件增强虚拟化的ARM SMMU，核心板主频16GHz，ARM Cortex-A53 架构，是一款价格适中，高性能、高能效的产品。
2、多场景应用，超强兼容性 

边缘计算网关的应用场景越来越丰富，如工业物联网、智能家居以及智慧城市等行业的应用，有可能需要接不同类型或者接口的传感器，要求网关有很好的接口兼容性，还要求网关能兼容主流的设备和协议，便于企业低成本替换设备等。

以 OK1043A-C /FET1043A-C主板为例，其兼容性体现在以下几方面：

❶ 接口丰富多样

7路原生网口，2路USB30，1路miniPCIe，2路串口，满足各种行业需求。

❷  通信方式多样（可扩展）

支持4G、ZigBee或Lora等通信方式，适用于多种应用场景。

❷ 支持Ubuntu系统，便于客户二次开发

OK1043A-C支持市面上嵌入式设备主流的Ubuntu系统中用户的应用程序，无需交叉编译即可直接运行在此主板上，支持丰富的第三方应用和插件，如 docker 、DPDK、LXC、内网穿透等，从而提高用户软件开发的效率。
3、庞大数据量接入，高性能网络功能 

在很多应用场景中，边缘设备产生庞大的数据量要接入 边缘计算网关 ，从而要求边缘计算网关具备强劲的网络性能，拿飞凌LS系列OK1043A-C来说，网口支持1个10Gbps和6个1000Mbps。且OK1043A-C底板做了兼容性设计，可接LS1046A系列FET1046A-C核心板，使用光模块，保证更高的传输速率，提高响应速度。

4、工业级品质，应对复杂环境 

在工业物联网，智能交通等行业，必须保证边缘设备的质量和稳定性，以保证边缘计算更好的服务。 FET1043A-C核心板 采用12层PCB设计，核心板和底板采用高速COMExpress板对板连接器，传输速率可达10GHz，为高速功能接口引出提供保障。主板温度适用于-40℃ ~+80℃ 宽温。

5、网络信息安全有保证 

网络安全性一直以来都是物联网行业至关重要的话题，也将是一项长期的任务挑战。IoT的每个节点，从终端设备、边缘计算、网络，再到云计算，都要考虑安全处理。 LS1043A  的 QorIQLS1 系列都内置安全引擎，确保信息安全可靠。

5G商用化伊始，边缘计算机遇与挑战并行，市场需求的不断提高将会促进边缘计算设备的逐步提升，让我们拭目以待，迎接新的物联网时代。

行业主要企业：大富科技(300134)、梦网集团(002123)、共进股份(603118)、胜宏科技(300476)、润和软件(300339)、立昂技术(300603)

定义

所谓“物联网”(Internet of
Things，IOT)，又称传感网，指的是将各种信息传感设备，如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网连接起来并形成一个可以实现智能化识别和可管理的网络。

早期的物联网是指依托射频识别技术的物流网络，随着技术和应用的发展，物联网的内涵已经发生了较大的变化。现阶段，物联网是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的各种信息传感设备，通过网络设施实现信息传输、协同和处理，从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的互联。物联网依托多种信息获取技术，包括传感器、射频识别(RFID)、二维码、多媒体采集技术等。物联网的几个关键环节可以归纳为“感知、传输、处理”。

物联网行业发展前景及趋势分析

1、产业物联网占比逐渐上升

根据信通院于2020年12月发布的《2020中国物联网白皮书》，2019年中国物联网连接数中产业物联网和消费者市场各占一半，预计到2025年，物联网连接数的大部分增长来自于产业市场，产业物联网的连接数将占到总体的61%。由此来看，未来产业物联网的市场发展潜力大于消费物联网。

2、市场规模不断增大

目前，物联网在全球呈现快速发展趋势，欧、美、日、韩等国均将物联网作为重要战略新兴产业推进，但在繁荣景象背后却仍存在着众多阻碍发展的因素。其中核心标准的缺失，尤其是作为顶层设计的物联网参考架构等基础标准目前仍处于空白，基于争夺物联网产业主导权，各国对国际标准方面的竞争亦日趋白热化。

新冠疫情对于物联网行业来说犹如达摩利斯之剑，一方面疫情导致全球技术供应链出现一定的停滞期，另一方面疫情助推中国物联网的渗透。2020年无人工厂、无人配送、无人零售、远程教学、远程医疗等“无接触经济”的爆发均离不开物联网技术的支撑。综合多方面的情况分析，前瞻认为未来5年中国物联网的发展将保持高速增长，到2026年市场规模超过6万亿元。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国物联网行业细分市场需求与投资机会分析报告》。

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